3 Exemples de la théorie des contraintes et comment les utiliser

Lorsqu'on investit du temps et de l'argent dans les méthodologies lean, la théorie des contraintes est un outil crucial d'amélioration des processus qui permet aux entreprises d'identifier, d'exploiter, de subordonner et d'élever les goulots d'étranglement au sein de leur système.

Quelle que soit l'opération, il y a toujours des contraintes qui limitent la quantité que vous pouvez produire, livrer ou vendre. Et dans le cas de la fabrication, où chaque action et chaque service est interconnecté, la capacité à reconnaître et finalement à alléger les contraintes au sein d'un système est une trop bonne opportunité pour la laisser passer.

Si votre entreprise n'avait aucune contrainte, il n'y aurait aucune limite à la vitesse ou à la quantité que vous pourriez accomplir.

Cependant, les contraintes sont toujours avec nous. Mais l'une des meilleures façons de vous aider à reconnaître et à éliminer les goulots d'étranglement au sein d'une entreprise est de passer en revue les exemples de la théorie des contraintes.

Tout d'abord, qu'est-ce que la théorie des contraintes ?

La théorie des contraintes est une méthodologie d'amélioration qui encourage les entreprises à identifier les facteurs limitatifs (contraintes) au sein de leur activité. Une fois qu'une contrainte est identifiée, l'objectif est de l'utiliser au maximum de son potentiel et/ou d'élever sa capacité afin qu'elle ne soit plus un facteur limitant.

Chaque opération de fabrication consiste en de multiples processus interconnectés. Le maillon le plus faible du processus déterminera en fin de compte le rythme de la chaîne de production, car l'ensemble de l'opération ne peut dépasser les limites de la contrainte.

Pensez-y comme à une chaîne. Lorsqu'une chaîne se brise, elle se brise à un seul endroit : le maillon le plus faible. Cela signifie que même si d'autres maillons ont pu supporter plus de poids, la chaîne entière ne pourra jamais supporter plus que la capacité de poids de son maillon le plus faible.

Il en va de même avec les contraintes dans une opération de fabrication. Bien qu'il puisse y avoir divers degrés de forces et de faiblesses dans chaque département, processus ou équipe, l'ensemble de votre opération de fabrication n'est aussi solide que votre maillon le plus faible. Selon la théorie des contraintes, vous ne pourrez jamais supprimer tous les maillons faibles d'un processus, mais vous pouvez progressivement les exploiter ou les briser pour avancer et vous développer.

Pour un exemple préliminaire de la théorie des contraintes, imaginez que vous construisez des voitures électriques. Vous avez toutes les pièces sauf un composant clé : les batteries. En raison d'une pénurie de matériaux, votre entreprise devra attendre un mois supplémentaire pour les recevoir.

L'attente de la prochaine livraison de batteries est le principal facteur limitant de votre activité. Même si vos voitures sont pratiquement terminées, aucun produit ne peut être livré tant que vous n'avez pas reçu les batteries et que vous ne les avez pas installées.

Comment maximiser les contraintes : 5 étapes simples

L'application de la méthodologie de la théorie des contraintes est étonnamment simple grâce au processus suivant en cinq étapes.

Étape 1 : Identifier la contrainte

Avant de pouvoir commencer à maximiser les capacités de votre contrainte, vous devez d'abord la trouver. Heureusement, il existe plusieurs signes révélateurs d'une contrainte au sein de votre entreprise.

• Accumulation de stocks avant la contrainte
• Plus de travaux en cours que ce qui est raisonnablement nécessaire
• Un contrôle et une surveillance excessifs sont nécessaires pour s'assurer que certains processus sont exécutés correctement.
• Périodes excessives et/ou constantes d'attente et d'arrêt des machines

Pour aider à identifier une contrainte, effectuez une ou plusieurs des opérations suivantes.

• Effectuez des inspections Gemba walks/audits pour voir visuellement les signes de la contrainte en action.
• Rassemblez les données de votre logiciel d'instruction de travail pour examiner les données de performance et les endroits où les ralentissements se produisent. Examinez les métriques comme le délai d'exécution, le temps de cycle et l'utilisation des matériaux.
• Examinez les métriques comme l'efficacité globale de l'équipement et l'efficacité globale de la main-d'œuvre pour repérer le moment ou le facteur exact de la contrainte.
• Effectuez une analyse des causes profondes sur les effets de la contrainte pour la trouver.
• Demandez aux opérateurs où ils voient des contraintes. Vos opérateurs travaillent avec des contraintes tous les jours, donc les entendre est une pratique essentielle.

Étape 2 : Exploiter la contrainte

Une fois que vous avez trouvé la contrainte, l'étape suivante est plutôt simple.

Exploitez la contrainte pour vous assurer qu'elle fonctionne à 100% de ses capacités en utilisant vos ressources actuelles.

Un exemple de cette étape de la théorie des contraintes est d'imaginer une chaîne de production où l'assemblage final prend plus de temps que la fabrication des pièces individuelles. Bien que l'assemblage puisse être le facteur limitant la rapidité de l'ensemble de l'opération, vous voudrez vous assurer que les opérateurs d'assemblage ne sont jamais sans les matériaux dont ils ont besoin pour continuer à travailler.

Si les ouvriers d'assemblage attendent les pièces nécessaires, alors le débit de la contrainte sera plus lent qu'optimal, ce qui entraînera une opération plus lente dans l'ensemble.

Étape 3 : Subordonner toutes les non-contraintes

L'étape 3 consiste à s'assurer que toutes les ressources sont subordonnées à la contrainte et facilitent le maintien du fonctionnement de la contrainte à 100 % de sa capacité.

En d'autres termes, il est temps d'examiner les facteurs extérieurs à la contrainte.

Puisque vous avez identifié la contrainte, cela implique logiquement que les facteurs non liés à la contrainte possèdent un certain degré d'excès. Ou en d'autres termes, ils produisent plus que la contrainte puisqu'ils ne sont pas le facteur limitant. Sans intervention, les capacités excédentaires des facteurs non-contraints produiraient des accumulations de produits et contribueraient potentiellement à plus de contraintes et de goulots d'étranglement au sein du système.

Bien que cet excès de capacités puisse indiquer un déséquilibre, il s'agit en fait d'une bonne chose puisqu'elles ne limitent pas l'opération. Il s'agit simplement de mettre en place une mesure de contrôle.

Nous pouvons utiliser cet excès à notre avantage pour appliquer un système tambour-tampon-corde (Drum-Buffer-Rope) qui subordonne tout au rythme dicté par la contrainte (tambour).

• Tambour : une contrainte qui détermine le tempo et le rythme de la production.
• Tampon : une période de temps supplémentaire avant le tambour.
• Corde : le moment où le bon de travail est prévu d'être libéré.

En planifiant soigneusement le moment où les bons de travail sont lancés (corde), les fabricants peuvent s'assurer qu'il y a un tampon de matériaux/pièces qui permet au tambour (contrainte) de toujours fonctionner. Si jamais il y a un problème dans la chaîne de production avant le tambour, vous avez encore quelques heures ou jours de stock pour maintenir la production maximale de la contrainte.

Étape 4 : Augmenter la performance des contraintes

Maintenant, à l'étape 4, nous pouvons aller plus loin que la maximisation et prendre des mesures pour élever et/ou briser la contrainte. Cependant, ce processus nécessite souvent de sérieux changements comme la redistribution des ressources ou l'investissement dans de nouvelles technologies.

Lorsque vous apportez un changement à votre opération ou investissez dans une nouvelle technologie, il est important de vous en tenir à l'objectif d'augmenter le débit de l'opération. Sinon, vous risquez d'apporter des changements qui profitent à d'autres secteurs mais ne font rien pour élever le rendement de votre contrainte.

Bien que les changements que vous ferez seront spécifiques au problème en question, quelques méthodes clés vous aideront à maintenir votre objectif. Utilisez les mesures suivantes pour briser vos contraintes et surveiller vos objectifs.

• Établissez des meilleures pratiques reproductibles : Assurez-vous que chaque opérateur exécute ses tâches et ses responsabilités de la bonne manière. La standardisation est cruciale lorsque vous essayez de repérer les domaines à améliorer.
• Analyser les indicateurs clés de performance : De plus, identifiez les principaux contributeurs à la contrainte en examinant la performance de mesures et de calculs spécifiques qui représentent précisément la performance de la contrainte.
• Faire des études de temps : Créez des horodatages avec le processus pour suivre les moments exacts où certaines actions sont effectuées au sein de la contrainte.
• Evaluer les ressources : Parfois, nos équipements et outils actuels pourraient ne pas avoir les capacités nécessaires pour briser suffisamment une contrainte. Par exemple, si vous avez un taux de rotation élevé au sein de votre personnel, investir dans un logiciel de formation qui guide activement les travailleurs tout au long du processus peut faire toute la différence.

L'objectif de cette étape est d'augmenter la performance de la contrainte afin que la zone identifiée ne soit plus le maillon faible.

Étape 5 : Répéter

Comme toutes les autres méthodologies lean, la théorie des contraintes est un plan d'amélioration qui doit être mis en œuvre, puis répété en permanence. Il y a deux scénarios dans cette étape :

• La contrainte a été brisée : Au fur et à mesure qu'une contrainte est identifiée, exploitée, subordonnée et élevée, de nouvelles contraintes vont prendre sa place en tant que maillon faible de l'opération. Ces nouvelles contraintes peuvent alors être gérées en répétant les étapes 1 à 4.
• La contrainte n'est pas brisée : Si la contrainte n'a pas été brisée, vous devrez alors répéter le processus. Souvent, cela peut être dû à une mauvaise identification de la contrainte. Revenez à l'étape 1.

Il est crucial de se rappeler que les 4 étapes précédentes ne sont pas une action ponctuelle. Elles constituent plutôt un processus continu qui permet aux entreprises d'évoluer et de se développer.

3 Exemples de la théorie des contraintes

Finalisons ce que nous avons appris sur la théorie des contraintes et appliquons-la à des scénarios du monde réel qui touchent les fabricants.

Gardez à l'esprit que les 5 étapes ci-dessus peuvent varier considérablement en fonction de l'opération et de l'industrie. Cela signifie que certains scénarios ne pourront connaître qu'une exploitation et/ou une subordination complète plutôt que d'élever/de briser complètement la contrainte.

Exemple #1 de la théorie des contraintes : Tambour-Tampon-Corde et bons de travail

La mauvaise gestion du temps est souvent une contrainte énorme pour de nombreuses entreprises, en particulier les entreprises dotées de chaînes de production verticalement intégrées où de multiples pièces sont fabriquées avant de passer à l'assemblage final.

Pour cet exemple de théorie des contraintes, pensez à un capteur de caméra et à un objectif pour des drones de vidéographie de pointe.

Le capteur de la caméra prend 30 minutes à fabriquer, tandis que l'objectif de la caméra lui-même prend près de 60 minutes à créer - presque deux fois plus de temps que le capteur. Si vous laissiez chaque processus suivre son cours sans intervenir, le service d'assemblage aurait une accumulation de capteurs de caméra tout en attendant constamment les objectifs.

Pour limiter l'attente et l'accumulation de stock, vous pourriez émettre le bon de travail pour les capteurs de caméra 30min après le début du bon de travail pour les objectifs. Cela devrait permettre aux deux pièces d'arriver en même temps au département d'assemblage et subordonner efficacement toutes les non-contraintes.

Toutefois, cette idée est quelque peu incomplète car elle laisse peu de place aux fluctuations ou aux problèmes éventuels.

Au contraire, en comprenant les principes et les outils de la théorie des contraintes, le déploiement d'un système tambour subordonne toutes les non-contraintes au potentiel maximum de la contrainte actuelle tout en introduisant de la flexibilité.

Tout d'abord, identifiez la contrainte (tambour). Dans ce cas, la contrainte est le processus des lentilles de caméra. La corde est utilisée pour émettre des bons de travail en avance sur la contrainte et le tampon. Puisque les autres non-contraintes sont plus rapides, le processus de l'objectif fixera le rythme de la production. Mais nous pouvons maximiser la capacité et la flexibilité de la contrainte en appliquant l'un des deux types de tampons.

• Tampon de pièces : Chaque jour, maintenez un petit stock d'objectifs de caméra qui sont prêts pour le processus d'assemblage (corde), en vous assurant que le département d'assemblage dispose du nombre d'objectifs dont il a besoin pour la journée. De cette façon, même s'il y a des problèmes imprévus, vous avez toujours un certain stock pour maintenir la contrainte à sa capacité maximale.

• Tampon temporel : Ici, vous émettez des bons de travail pour les objectifs de la caméra légèrement en avance sur les capteurs de la caméra. Si la fabrication d'un objectif prend une heure, vous pouvez créer un tampon qui garantit que les bons de travail pour les objectifs sont émis (corde) 2 à 3 heures avant le processus d'assemblage. Cette avance permet au service d'assemblage de conserver un stock réduit mais toujours croissant qui devrait s'épuiser d'ici la fin de la période de production. Bien que cela ajoute plus de temps au processus total, nous commençons simplement le travail plus tôt que nécessaire pour protéger l'opération des problèmes imprévus tout en maximisant le rendement potentiel de la contrainte.

Le choix entre un tampon de temps ou un tampon de pièces dépendra finalement des exigences et des capacités spécifiques de l'opération de fabrication et de l'entreprise.

Exemple n°2 de la théorie des contraintes. Des inspections de qualité lentes

Alors que la production peut souvent être un point central dans la théorie des contraintes, d'autres domaines ajoutent de la complexité, ce qui entraîne un fonctionnement plus lent dans l'ensemble. L'une de ces activités avec laquelle les entreprises se débattent est l'inspection de la qualité.

Par exemple, imaginez que votre entreprise assemble des voitures-jouets pour les enfants. Comme il s'agit d'un jouet pour enfants, plusieurs directives de qualité doivent être respectées. Les inspections finales de qualité constituent une importante perte de temps, ce qui crée une contrainte avec un arriéré important de produits en attente d'être inspectés.

Pour maximiser cette contrainte, vous avez appliqué les 5 étapes de la méthodologie de la théorie des contraintes.

1. Identifiez que la contrainte se situe dans le processus d'inspection finale de la qualité.
2. Exploiter la contrainte pour faire en sorte que le personnel de l'inspection finale de la qualité n'attende jamais les produits à inspecter.
3. Subordonner toutes les activités non liées à la contrainte à la vitesse et au rythme du processus d'inspection de la qualité. Dans ce cas, vous devrez peut-être ralentir la vitesse de production des voitures-jouets.

En organisant correctement ces trois étapes, vous aurez du temps et de l'espace pour évaluer correctement vos décisions pour la 4ème étape.

4. Elevez la contrainte en investissant dans des outils et des formations pour accélérer la cadence des inspections ainsi que le nombre de personnes pouvant effectuer les contrôles de qualité. Les logiciels d'instruction de travail permettent aux employés d'apprendre rapidement comment effectuer les inspections tout en dirigeant les employés expérimentés avec les meilleures pratiques pour les inspections.
5. Répétez le processus pour vérifier que la contrainte a été rompue. Identifiez ensuite la nouvelle contrainte et améliorez continuellement l'opération.

La théorie des contraintes Exemple #3. Trouver 2 contraintes fluides

Parfois, plutôt que d'exister dans une section d'un processus, une contrainte peut être trouvée dans une partie fluide de votre opération, comme la main-d'œuvre ou les machines elles-mêmes.

Pour cet exemple de la théorie des contraintes, imaginez que vous dirigez une opération de fabrication à fort dosage et à faible volume. Bien que certains contrats soient répétés, il est devenu de plus en plus difficile pour vos opérateurs de se souvenir des tenants et aboutissants de chaque tâche, ce qui crée plusieurs contraintes potentielles au sein de chaque ligne de produits.

Dans ce cas, comme dans notre exemple précédent, vous décidez de suivre les 5 étapes de la Théorie des Contraintes.

1. Identifiez que dans la plupart des départements, la contrainte se trouve dans les processus humains.
2. Ensuite, exploitez la contrainte pour maintenir une capacité maximale en fournissant une formation supplémentaire si nécessaire.
3. Après, subordonnez toutes les non-contraintes pour fixer le bon tempo de la production avec les méthodes et la capacité de la main-d'œuvre actuelles.

Bien que la contrainte ait été correctement exploitée, la vitesse de production est encore trop lente.

4. Dans ce cas, investissez dans un logiciel d'instruction de travail afin que chaque travailleur dispose des connaissances dont il a besoin au bon moment.
5. Répétez ensuite le processus pour évaluer si les changements ont réussi.

Et bien, ils l'ont été. Mais maintenant, vous avez déjà remarqué la prochaine contrainte qui doit être développée.

En utilisant votre logiciel d'instructions de travail et en surveillant les performances des employés, vous voyez que certaines machines restent souvent inactives, ce qui limite considérablement l'efficacité de l'opération et crée une nouvelle contrainte.

Dans ce cas, vous répétez les 5 étapes ci-dessus.

1. Vous identifiez que la planification inefficace de l'utilisation des machines est la plus grande contrainte actuelle.
2. Exploitez la contrainte en optimisant le plan d'utilisation des machines.
3. Subordonnez toutes les non-contraintes afin de fixer le bon rythme de production avec les méthodes et la capacité des équipements actuels.

De même, la contrainte a été correctement exploitée mais la vitesse de production est encore trop lente.

4. Élevez la contrainte en utilisant des systèmes et des outils avancés pour créer une disposition intelligente des machines et un calendrier.
5. Puis répétez le processus pour évaluer si les changements ont réussi.