Guide de la fabrication agile : les opérations à l'ère de l'accélération

Présentation de la fabrication agile

Le secteur manufacturier est en pleine mutation. Et cela va très vite. Qu'on parle d'« Industrie 4.0 », de « quatrième révolution industrielle » ou de « nouvelle norme », une chose est sûre : le secteur manufacturier vit actuellement une période d'accélération.

Pour rester dans la course, les fabricants doivent adopter une approche ouverte au changement.

Cette approche s'est de plus en plus orientée vers l'Agile. Dans tous les secteurs et toutes les branches d'activité, les fabricants ont recours aux méthodes Agile pour accélérer la rentabilisation de leurs investissements et renforcer leur résilience en cette période de bouleversements. Initialement conçue pour le développement de logiciels, l'Agile permet aux fabricants de tirer parti de la rapidité des changements pour en faire un avantage concurrentiel.

En mettant l'accent sur l'itération rapide, l'implication des opérateurs, la flexibilité opérationnelle et l'innovation ascendante, la fabrication agile permet de répondre rapidement aux demandes des clients tout en donnant aux travailleurs les moyens d'innover.

Ce guide vous présentera la fabrication agile. Nous passerons en revue son histoire, nous approfondirons chacun de ses principes et nous vous donnerons des conseils concrets pour mettre en œuvre cette méthode de travail dans votre atelier.

Quatre changements majeurs dans le secteur manufacturier ont rendu les méthodes agiles indispensables.

1. Un environnement en constante évolution – La technologie est à l’origine de changements majeurs dans le secteur manufacturier. Mais elle n’est pas le seul facteur en mouvement. Les clients évoluent eux aussi rapidement. Leurs attentes sont désormais plus élevées. Ils exigent une plus grande personnalisation des produits, des délais de livraison plus courts et des coûts de production plus bas. La réglementation évolue également, avec une augmentation tant du nombre que de la rigueur des exigences. Ajoutez à cela des chaînes d’approvisionnement de plus en plus complexes et une stabilité commerciale incertaine, et vous obtenez un environnement qui exige une grande flexibilité. Il suffit de prendre pour exemple la dernière crise de 2020. Il n'y avait aucun moyen de se préparer à un tel chaos, si ce n'est d'être prêt à répondre à l'évolution de la demande.

2. Évolution technologique constante – De nouvelles technologies apparaissent chaque jour, et le secteur manufacturier s’adapte progressivement à l’ère numérique. À l’avenir, les fabricants ressentiront les effets de ces nouvelles technologies de manière inattendue. Selon un rapport publié par McKinsey, le secteur manufacturier connaîtra davantage de bouleversements au cours des cinq prochaines années (2019-2024) qu’au cours des vingt dernières années réunies.

3. Transformation de la main-d'œuvre – Les faibles taux de chômage et un déficit de compétences persistant compliquent le recrutement de travailleurs qualifiés pour les entreprises manufacturières. Une étude réalisée par Deloitte montre que ce déficit de compétences pourrait entraîner plus de deux millions de postes vacants dans le secteur manufacturier entre 2018 et 2028.

En adoptant la méthode Agile, les fabricants peuvent s'adapter à ces changements et rester compétitifs. Mais trop souvent, le terme « agile » n'est qu'un mot à la mode, déconnecté de sa véritable signification et de ses principes. Remontons le temps et revenons sur l'évolution de cette approche désormais célèbre.

4. Un meilleur accès à l'information – Les usines connectées génèrent des données à une échelle sans précédent. Ces données permettront de réaliser des avancées majeures, telles que la maintenance prédictive et l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement. Les entreprises seront en mesure d'agir sur la base de données en temps réel à tous les niveaux. La direction pourra évaluer les performances des sites de production en temps réel. Les responsables de production pourront diagnostiquer les problèmes de qualité avant qu'ils n'atteignent les étapes en aval. Et les dirigeants souhaitant suivre les performances des sous-traitants bénéficieront d'une nouvelle visibilité.

En adoptant la méthode Agile, les fabricants peuvent s'adapter à ces changements et rester compétitifs. Mais trop souvent, le terme « agile » n'est qu'un mot à la mode, déconnecté de sa véritable signification et de ses principes. Remontons le temps et revenons sur l'évolution de cette approche désormais célèbre.

Le mouvement Agile a vu le jour en 2001, lorsque dix-sept développeurs de logiciels se sont réunis dans un chalet de ski dans l'Utah. Ils avaient tous au moins un point commun : un profond mécontentement vis-à-vis du modèle Waterfall.

Le modèle en cascade est une méthode de développement linéaire et séquentielle. Les professionnels doivent mener à bien chaque étape de la production avant de passer à la suivante. Bien que structuré et facile à suivre, le modèle en cascade comporte de nombreux écueils.

Avant tout, le modèle en cascade décourage tout changement de cap avant la fin du cycle de développement. Comme il privilégie la progression linéaire, ce modèle retarde la prise en compte des retours d'expérience, rend difficile l'adaptation à l'évolution des exigences et ralentit la production, les ingénieurs mettant tout en œuvre pour éviter les erreurs.

Nichés au cœur des Rocheuses, les développeurs de logiciels ont commencé à réfléchir à un modèle alternatif et flexible. Ils ont couché sur le papier ce qui allait devenir le Manifeste Agile. Définissant quatre valeurs et douze principes, ce manifeste allait révolutionner le secteur du génie logiciel, ainsi que le monde des affaires dans son ensemble.

Certains principes clés du Manifeste Agile ont jeté les bases de la méthodologie Agile.

• Les organisations devraient accorder une grande importance aux interactions entre les individus.

• Ils devraient s'efforcer d'entretenir un dialogue permanent avec leurs clients.

• Ils devraient adapter leur produit ou leur service en fonction des commentaires des clients.

• Les équipes doivent être autonomes.

La méthodologie Agile a rapidement été adoptée par les équipes de développement du monde entier en raison de sa capacité à réduire le décalage entre les besoins des entreprises et les avancées technologiques.

L'approche Agile a fait ses preuves. Elle permet de réduire les coûts et les délais de mise sur le marché. Elle favorise également la collaboration interfonctionnelle, la croissance du chiffre d'affaires et la satisfaction client. L'Agile permet en outre de limiter les risques, car les équipes prennent de nombreuses décisions à faible enjeu plutôt qu'une seule décision majeure aux enjeux élevés. La livraison régulière de petits éléments de valeur réduit le risque que le produit final ne réponde pas aux besoins des clients.

Les approches Lean et Agile sont toutes deux extrêmement populaires. Il ne faut toutefois pas les confondre. D'une part, le Lean Manufacturing vise à accroître l'efficacité en réduisant le gaspillage. D'autre part, l'Agile Manufacturing vise à accroître l'efficacité grâce à une résolution de problèmes flexible et parallèle.

Si certaines notions du Lean Manufacturing et de l'Agile Manufacturing se recoupent, leurs principes fondamentaux sont différents.

Principes fondamentaux de la fabrication agile :

1. Accélérer les itérations

Le principe consistant à fournir plus fréquemment des livraisons de valeur plus modestes est au cœur de la fabrication agile. Plutôt que de chercher à concevoir d’un seul coup un produit unique et parfait, l’objectif est de produire rapidement plusieurs versions. Chaque itération, avec ses défauts et ses atouts, apporte de nouvelles perspectives qui permettent d’améliorer le processus. À mesure que le processus s’améliore, chaque nouvelle version du produit surpasse la précédente.

Pourquoi cette méthode progressive et itérative aboutit-elle à un résultat de meilleure qualité ? Parce que les ingénieurs de procédés doivent gérer de nombreuses variables. Les itérations leur permettent de tester différentes solutions et de recueillir des données sur chacune de ces variables. Sans ces données, il est difficile de déterminer quels changements sont nécessaires à un stade donné pour optimiser la production.

2. Flexibilité

Selon McKinsey, « la volatilité s’accentue et fait des ravages. Qu’elle résulte de fluctuations croissantes de la demande, des coûts de main-d’œuvre et des prix des intrants, ou d’événements perturbateurs tels que les catastrophes naturelles et les crises financières, la volatilité a mis à mal les chaînes d’approvisionnement, fait grimper les coûts et érodé les bénéfices. [...] Les entreprises prennent de plus en plus conscience qu’elles doivent adapter leurs stratégies de production face à cette volatilité croissante. »

Pour ne pas céder sous l'effet de forces extérieures, les entreprises manufacturières doivent disposer de systèmes flexibles. Leur structure interne doit être suffisamment dynamique pour se remettre rapidement des perturbations externes. Les fabricants agiles sont conscients que les facteurs environnementaux – économiques, politiques, environnementaux, sociaux, technologiques – les obligent à rester constamment vigilants. Ils veillent à ce que chaque composante de leur système puisse évoluer de manière organique et s'adapter aux changements.

3. Approche ascendante

Depuis des décennies, les objectifs et les directives sont transmis du sommet de l'organisation vers la base. Cette approche descendante présente des avantages, tels que la mise en œuvre rapide des décisions prises par les échelons supérieurs d'une entreprise. Cependant, cela a un coût. Les employés à la base peuvent se sentir déconnectés et désengagés. Un faible engagement peut nuire à la responsabilisation et à l'innovation.

Les fabricants agiles privilégient une approche ascendante, dans laquelle les idées et les directives circulent librement entre tous les niveaux de l'entreprise. Grâce à cette approche, les dirigeants et les responsables donnent la parole aux opérateurs et aux ouvriers de production. La fabrication agile repose sur l'idée que ce sont ceux qui sont les plus proches des défis de la production qui les comprennent le mieux. Plus les opérateurs, les ingénieurs, les responsables et les dirigeants collaborent, plus l'ensemble des opérations gagne en efficacité. La collaboration entre les différents services et à tous les niveaux hiérarchiques permet d'obtenir des produits et des processus à plus forte valeur ajoutée.

4. Augmentation

C'est en la comparant à l'automatisation que l'on comprend le mieux ce qu'est l'augmentation. L'automatisation consiste à automatiser les tâches des travailleurs, autrement dit à remplacer les travailleurs par des machines. L'augmentation, en revanche, renforce les capacités des travailleurs grâce à la technologie.

Pendant des années, l'automatisation a été considérée comme la solution aux coûts de main-d'œuvre élevés et aux erreurs humaines en usine. Pourtant, l'automatisation est également coûteuse, difficile à entretenir et peu flexible.

La fabrication agile part du principe que les individus donnent le meilleur d'eux-mêmes lorsqu'ils disposent d'outils leur permettant de faire évoluer leur travail. Qu'il s'agisse de contrôles qualité assistés par la vision par ordinateur ou d'instructions de travail conçues pour éviter les erreurs, les fabricants agiles ont recours à la technologie pour aider leurs collaborateurs à accomplir davantage de tâches, et ce, avec une meilleure qualité.

Pour réussir la mise en œuvre de la fabrication agile, les fabricants doivent appliquer ses principes et favoriser certains changements au sein de leur organisation. Ces changements varient en fonction de la taille et de la structure de l'organisation, mais certaines caractéristiques fondamentales sont communes à la plupart des organisations agiles qui réussissent.

Mise en œuvre de la fabrication agile par le biais de changements organisationnels

1. Culture et mission

La culture agile place l'humain au cœur de ses préoccupations. Les organisations agiles sont structurées de manière à ce que les membres des équipes s'approprient leur travail. Dans une organisation agile, les dirigeants ne dirigent pas leurs employés d'une main de fer, mais leur fournissent plutôt les outils nécessaires pour qu'ils parviennent à obtenir des résultats par eux-mêmes.

Ces équipes agiles autonomes sont axées sur les objectifs. Après avoir défini leurs objectifs et déterminé comment les atteindre, les équipes sont tenues responsables de leurs progrès. Même si différentes équipes travaillent sur des objectifs distincts, il existe une cohésion à l'échelle de l'organisation : tous les objectifs s'inscrivent dans une vision d'ensemble. Les organisations agiles comprennent que cette vision est essentielle pour donner un sens aux objectifs à court terme que les équipes s'efforcent d'atteindre.

Le sens donné au travail contribue également à accroître la productivité : lorsque les employés travaillent en ayant un but précis, ils sont plus impliqués et plus motivés.

Les organisations agiles communiquent leur raison d'être à l'ensemble de leurs collaborateurs afin que chacun sache pourquoi il accomplit ses tâches. Une mentalité axée sur la raison d'être stimule les collaborateurs et renforce leur motivation et leur engagement.

2. Réseau d'équipes

Les équipes revêtent une grande importance dans les organisations agiles. La responsabilité, la transparence et la collaboration sont essentielles au sein des équipes. Les membres de l'équipe ont des rôles bien définis, mais ils n'assument pas nécessairement un seul rôle, et ceux-ci peuvent être partagés entre plusieurs personnes. L'environnement de travail doit être ouvert et sécurisant. Enfin, les équipes doivent rester en contact les unes avec les autres, afin que leurs membres puissent s'enrichir des connaissances et des idées des autres équipes.

3. Cycles rapides

Le principe « Iterate Faster » (itérer plus rapidement) de la fabrication agile encourage les équipes à passer rapidement par plusieurs versions d'un processus ou d'un produit. La capacité à mettre en œuvre ce principe est une caractéristique essentielle des organisations agiles qui réussissent.

Afin d'accélérer le rythme des itérations, les équipes agiles travaillent sur des objectifs concrets au cours de périodes courtes et prédéfinies. Tant les objectifs que le calendrier sont essentiels à l'agilité.

Les objectifs doivent être réalistes et mesurables. Les membres de l'équipe en sont tenus responsables. Le délai doit être relativement court – de l'ordre de quelques semaines – afin que les équipes puissent itérer rapidement.

4. Technologie

La technologie est essentielle à tous les piliers de la fabrication agile. Sans les technologies adéquates, il est impossible pour les entreprises de créer de la valeur à un rythme suffisamment rapide pour répondre aux demandes des clients et s'adapter aux fluctuations du marché.

Parmi les technologies habilitantes, on peut citer les outils de communication en temps réel et de gestion du travail, qui permettent d'améliorer les flux et l'organisation ; les hackathons, qui permettent de mettre rapidement en place de nouvelles solutions et de nouveaux produits ; ainsi que les consignes de travail numériques interactives, qui permettent de maintenir facilement à jour les compétences des employés.

Mais l'Agile ne consiste pas à adopter des technologies censées tout résoudre. Il s'agit plutôt de trouver les technologies adaptées pour améliorer leurs processus, leurs collaborateurs et leurs produits spécifiques.

Les fabricants peuvent renforcer la flexibilité de leur entreprise en adoptant les technologies appropriées.

Pour accélérer leurs itérations, les fabricants agiles se tournent vers des technologies qui les aident à collecter des données. Pour gagner en flexibilité, il est essentiel de disposer d'outils et de logiciels permettant des changements rapides. Pour adopter une approche ascendante, les fabricants agiles accordent davantage de confiance et d'autonomie à leurs collaborateurs. Pour renforcer les capacités de leurs collaborateurs, ils les dotent des outils et des formations adéquats.

Voyons quelques exemples concrets de technologies habilitantes.

Utiliser les instructions de travail numériques pour renforcer les programmes de formation

Dentsply le premier fournisseur mondial de solutions dentaires. Sa division Implants reçoit chaque jour des milliers de commandes sur mesure, chacune nécessitant une combinaison de composants très spécifique. En raison de la grande variabilité de leur processus de préparation des kits, les collaborateurs doivent suivre une formation de six mois et effectuer un stage d'observation avant d'être autorisés à intégrer la production.

Afin de réduire les erreurs au minimum et d'assurer une formation plus précise, Dentsply ses consignes de travail sur papier en applications numériques interactives. Cela a non seulement facilité l'exécution des tâches, mais a également permis aux ingénieurs de procédés seniors de rationaliser la formation des nouveaux opérateurs.

En suivant les instructions détaillées de leurs Tulip , les nouveaux opérateurs se forment désormais de manière autonome et acquièrent de nouvelles compétences bien plus rapidement qu’auparavant. L’ingénieur de procédés senior a ainsi pu réduire de 75 % la durée de formation des nouveaux opérateurs, tout en prenant en charge plus d’un milliard de combinaisons de kits différentes dans le cadre de leurs opérations. En dotant ses employés d’un outil d’instructions de travail adapté, Dentsply pu réduire ses coûts de formation et limiter les erreurs humaines, ce qui a permis d’améliorer les compétences de son personnel.

Utilisation de Vision par ordinateur améliorer les performances des opérateurs

Vision par ordinateur peuvent aider les opérateurs tout au long du processus de production. Ces systèmes suivent les mouvements de l'opérateur et inspectent le produit au fur et à mesure de sa fabrication. En s'appuyant sur une analyse continue du contexte de l'environnement de fabrication, l'ordinateur apporte son aide et effectue les contrôles de qualité nécessaires.

DMG MORI, leader mondial des machines-outils d'usinage, a amélioré son poste d'assemblage en utilisant ce Vision par ordinateur et Intel disponibles dans le commerce.

DMG MORI a intégré Light KitTulip à son système « Vision » pour Pick to Light guidées de type « Pick to Light ». Contrairement aux capteurs à barrière lumineuse, le système « Vision » détecte facilement les changements au niveau de chaque bac à l'aide d'une seule caméra, ce qui permet aux opérateurs de recevoir un retour d'information immédiat lorsqu'ils tentent de prélever un composant dans le mauvais bac.

Grâce Vision par ordinateur, les fabricants peuvent proposer une gamme de produits bien plus étendue sans compromettre la productivité ni la qualité. Lorsqu’ils sont utilisés pour assister les opérateurs sur la chaîne de production, Vision par ordinateur aident les travailleurs fatigués à détecter les défauts et permettent d’éviter les erreurs dans les assemblages complexes où les opérateurs sont susceptibles d’oublier ou de mal exécuter certaines étapes. Vision par ordinateur les tâches exigeantes sur le plan cognitif, les opérateurs peuvent ainsi se concentrer davantage sur la résolution de problèmes et l’innovation.

Suivi numérique des données de production pour améliorer la qualité dans les assemblages à grande diversité

Magic Tilt est un fabricant de remorques en aluminium et en acier galvanisé conçues pour une utilisation en milieu marin. Étant donné qu’il s’agit d’un atelier à forte mixité et à grand volume, l’entreprise ne propose pas de produits « standard ». Chaque remorque diffère en termes de dimensions et de configuration, et les pièces requises peuvent varier d’une commande à l’autre.

Par conséquent, lorsque des commandes de pièces ou des demandes de réparation arrivaient, les membres de l'équipe avaient du mal à parcourir des centaines de documents papier pour trouver les spécifications exactes de la remorque. Ils devaient soit fabriquer deux ou trois pièces avant de trouver celle qui convenait parfaitement, soit demander à leurs clients de leur envoyer eux-mêmes les mesures exactes.

Depuis l'intégration du numérique Suivi de production dans ses ateliers, le service des garanties de Magic Tilt désormais consulter la documentation relative aux remorques, y compris les images associées, les dimensions précises des supports, la couleur de la moquette et la longueur des planches. Au lieu de deviner ou de demander à ses clients de mesurer leurs remorques, Magic Tilt désormais en mesure de livrer les pièces de rechange correctes dès la première fois, ce qui lui permet de réduire ses coûts de rebuts et d’expédition.

Utiliser les données en temps réel pour orienter les itérations

Un leader dans la construction de bateaux haut de gamme assemble chaque jour 13 bateaux et 500 à 600 éléments rembourrés sur mesure, grâce à 90 opérateurs et 400 employés répartis sur 36 chaînes de montage.

Malgré l'ampleur de leurs activités, les opérateurs manquaient souvent de visibilité en temps réel sur le parcours des pièces, depuis les matières premières jusqu'aux produits finis. Les ingénieurs de procédés ont tenté de réaliser des études de temps et d'autres analyses, mais la collecte manuelle des données ne parvenait pas à suivre le rythme et les exigences des opérations. Cela empêchait les chaînes de production d'améliorer leurs processus.

Grâce à la collecte de données en temps réel via Tulip , les ingénieurs de procédés seniors sont désormais en mesure d'améliorer la visibilité sur la production grâce à la collecte automatique des données. En l'espace de quelques jours, ils ont pu commencer à analyser des données détaillées, telles que les temps de cycle en temps réel. Ces données leur ont permis d'identifier les opérateurs dont les temps étaient supérieurs ou inférieurs à la moyenne, ainsi que les chaînes de montage nécessitant une attention immédiate ou des corrections. Grâce à ces informations, Tulip désormais fournir un retour d'information ciblé en temps réel aux opérateurs et prendre des décisions fondées sur les données en temps réel pour résoudre les goulots d'étranglement de production.

Accélérer la création de prototypes grâce à l'impression 3D

Les imprimantes 3D ont le potentiel d'accélérer considérablement la conception et le prototypage. Les cycles itératifs s'écourtent, car les nouvelles versions des produits sont testées en un temps record. En effet, il n'est plus nécessaire de concevoir et de fabriquer de nouveaux prototypes selon un processus pouvant prendre des mois. Il suffit désormais de les imprimer et de les tester immédiatement. Les produits sont ainsi testés très tôt et à plusieurs reprises, et des améliorations sont apportées à chaque version. Résultat : des produits finis optimaux qui répondent aux attentes des clients.

L'impression 3D permet également aux fabricants de se lancer dans la personnalisation de masse. Par exemple, l'impression 3D est en train de transformer le secteur de la joaillerie en permettant la production rapide de pièces sur mesure extrêmement détaillées. L'impression 3D offre aux fabricants une bien plus grande flexibilité pour s'adapter à l'évolution des demandes des clients.

La méthodologie Agile est sous les feux de la rampe depuis près de deux décennies. 41 % des organisations interrogées par McKinsey indiquent que leur entreprise a déjà pleinement mis en œuvre ou est en train de mettre en œuvre une transformation Agile à l'échelle de l'entreprise. Cependant, ce n'est que ces dernières années que des technologies favorisant l'agilité dans le secteur manufacturier ont fait leur apparition. Aujourd'hui, les entreprises manufacturières ont la possibilité de rejoindre la révolution numérique et de tourner la page sur le passé.