Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 5

Conclusion

Lean, Six Sigma ou la Théorie des Contraintes devraient toutes survivre la quatrième révolution industrielle, voire même y trouver une nouvelle jeunesse dans des cas d’applications nouveaux, différents et pour certains inédits.

Lean et Théorie des Contraintes devraient démontrer leur robustesse et leur aspect universel en s’appliquant naturellement, sans nécessité de révision ou réforme.

Je suis plus septique quant à Six Sigma. Je ne doute pas que cette méthodologie trouvera ses propres cas d’application et démontrera sa pertinence dans un environnement plus cybernétique, mais la masse de données produites et leur nature amènera à reconsidérer leur analyse et les outils pour les exploiter.

D’autant que les promesses des techniques autour du Big Data et du High Performance Computing mettront à disposition – dans un futur (très) proche – des outils et approches nouvelles.

Plutôt que d’appliquer les techniques statistiques à quelques paramètres critiques, c’est une approche holistique, globale, considérant de nombreux paramètres sous forme de scénarios qui devrait émerger.

Par ailleurs, tout le côté mathématique, science dure de Six Sigma peut être transféré aux machines et processus de contrôle, ce qui pose la question du besoin d’experts.

J’émets donc l’hypothèse de la survie de Six Sigma mais au prix d’une adaptation qui devrait être épargnées aux deux autres méthodologies.


Le terme conclusion, portant sur une réflexion prospective d’un futur potentiel à un horizon éloigné de 10 à 20 ans, ne peut être compris comme un avis définitif. C’est bien davantage une synthèse susceptible d’évoluer en fonction des développements, tant techniques que conceptuels.


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Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 4

Théorie des Contraintes et Industrie 4.0

Goulots et contraintes existent dans tous les environnements, toutes les organisations et tous les processus qu’ils soient truffés de technologies ou qu’ils en soient totalement dépourvus. La Théorie des Contraintes (ToC) ne sera donc guère affectée par le glissement technologique prédit dans les usines du futur.

Depuis l’emploi de ressources hétérogènes en production, on sait que l’équilibrage de l’ensemble avec une pleine utilisation des capacités de chaque ressource est impossible. Ainsi, même au sein d’une usine intégralement automatisée, on trouvera des machines ou équipements goulots et donc des cas d’application pour la ToC.

Ce qui change dans l’usine du futur, c’est que les machines et objets communiquent entre eux et sont capables de se synchroniser dynamiquement pour optimiser le Throughput. La ToC sera intégrée à l’intelligence du processus.

Les machines apprenantes retiendront les scénarios les plus efficients et émettront des alertes d’autant plus pressantes que les dysfonctionnements à venir affecteront une ressource goulot.

Conscients du statut particulier de la ressource goulot, les machines et équipements de l’usine du futur prendront particulièrement soin d’elle, telle une cour cybernétique autour de sa précieuse majesté.

Les marchés ou les approvisionnements du futur continueront à être contraints jusqu’à devenir goulots externes et donc autre cas d’application de la ToC.

Les décisions et politiques, qu’elles soient prises par des autorités politiques, économiques ou réglementaires, voire par les équipements de l’usine elle-même, représenteront à un moment ou un autre une contrainte. En la matière se sont les Thinking Processes de la ToC qui fourniront des solutions pour intégrer et gérer ces contraintes. Plus généralement, des problèmes continueront à apparaître dans le futur et la manière de les aborder et de les résoudre ne changera pas fondamentalement.

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Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 3

Six Sigma et Industrie 4.0

Les processus futurs intégreront plus de technologie mais resteront des processus. Ce rappel trivial indique que les champs d’application de Six Sigma existeront toujours. Il faudra encore maîtriser les capabilités, identifier les quelques paramètres influents dans la multitude, surveiller des dérives.

Avec davantage d’automatisation et potentiellement la faculté de massifier des productions de produits uniques, l’argument traditionnel du manque de répétition et donc de signification statistique devrait disparaître.

Non seulement des processus plus automatisés devraient produire plus de données et plus rapidement, mais les objets communicants devraient multiplier de manière exponentielle la production de données sur des paramètres inédits tels que les paramètres physiques que relèveront les capteurs intégrés ou associés ; température, hygrométrie, accélérations, orientation, pression, luminosité, etc.

C’est peut-être là que Six Sigma sera appelé à évoluer, car cette masse de données entre alors dans la famille big data. Leur exploitation et analyse ne relèvent plus des techniques statistiques usuelles de Six Sigma, mais davantage d’analyses de corrélations et de scénarios.

Les modèles statistiques nécessaires à la maîtrise et au pilotage des procédés seront multi-critères, à la fois par nécessité et parce que l’état de la technique le permet.

Ces techniques sont annoncées avec des aptitudes prédictives et d’auto-apprentissage. Cela concernera les machines, qui dans l’ensemble Industrie 4.0 sont vantées apprenantes, les matières (smart material) et l’ensemble des objets associés au processus : moules, outils, bancs de test, fours, etc.

La technique du plan d’expérience, née de la nécessité de réduire au strict minimum le nombre d’expériences pour isoler les quelques paramètres réellement influents, pourrait se voir marginalisée par des expériences purement numériques et l’exploration exhaustive de scénarios. Ceci est déjà rendu possible par le calcul haute performance (High Performance Computing) sur des moyens peu coûteux et parallélisés en grand nombre.

Des trois méthodologies TLS, Six Sigma est, de par sa nature, celle qui est le plus orientée sciences dures et par conséquent codifiable mathématiquement. On peut imaginer que les machines et équipements du futurs intégreront une intelligence Six Sigma et prendront elles-mêmes en charge – individuellement ou en réseau – le suivi statistique, les analyses, les corrections, etc.

L’expertise des Black Belt et Master Black Belts est transmissible à la machine, voire aux objets. Le besoin de ce type d’experts devrait alors diminuer et se concentrer sur la conception de l’intelligence Six Sigma embarquée et la collaboration entre machines.

Dans ce futur néanmoins des problèmes continueront à apparaître et la manière de les aborder, de les résoudre ne changera pas fondamentalement. Des outils nouveaux, déjà évoqués, compléteront la boite à outils existante, mais l’approche DMAIC devrait conserver toute sa pertinence, tout comme de nombreux autres outils rustiques : PDCA, diagrammes de Pareto, Diagrammes d’Ichikawa (causes-effet), etc.

Malgré les transferts possibles vers les solutions technologiques, la résolution de problème requerra une part de raisonnement, d’intuition qui restera très probablement encore l’apanage des humains, tant que l’intelligence artificielle ne démontre pas des talents au moins équivalents.

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Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 2

Lean et Industrie 4.0

Les processus futurs intégreront plus de technologie mais demeureront des processus. Ce rappel trivial indique que ce que Lean à permis d’améliorer jusque-là reste valide dans un environnement plus riche en technologies et éventuellement moins riche de main d’œuvre :

  • La création de valeur pour les clients
  • La réduction du temps de traversée d’un processus,
  • La maximisation du temps à valeur ajoutée
  • La tension des flux
  • La minimisation des stocks
  • La qualité bonne du premier coup
  • L’élimination des gaspillages
  • L’amélioration continue
  • Etc

Ce qui change c’est que la transformation digitale et le renouveau industriel attendu d’Industrie 4.0 permettent l’anticipation et la conception de processus efficients d’office et non plus majoritairement l’amélioration limitée a posteriori de processus défaillants. (Voir à ce propos)

L’accent devrait donc être mis sur le Lean en conception et développement, ce qui « remonte » Lean en amont des opérations et l’intègre dès le début d’un projet.

Design For Manufacturing and Assembly (DFMA) deviendra d’autant plus une nécessité technique qu’il devrait y avoir moins d’ouvriers pour palier aux problèmes et rattraper les mauvaises conceptions.

Par ailleurs, c’est au stade le plus précoce que les concepteurs définissent les paramètres qui définiront de manière quasi définitive les performances futures du produit, et de l’ensemble des processus pour le fabriquer, le distribuer, le maintenir, le démanteler et le recycler. D’où l’importance d’intégrer de manière pro active et anticipée les enseignements et retours d’expérience de Lean.

L’avènement d’Industrie 4.0 ne changera rien à ces besoins fondamentaux, mais fournira l’opportunité et des solutions nouvelles.

Industrie 4.0 y changera d’autant moins que les technologies mises en œuvres seront accessibles à tous les compétiteurs et que la différenciation ne pourra se faire que par l’attractivité de l’offre et un meilleur emploi des ressources.

Une fois les processus efficients d’office en place, les aléas, les changements divers qui ne manquent pas d’affecter les Opérations et processus fourniront d’autres occasions de mettre en pratique les préceptes et outils du Lean.

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Usine-futur

Les méthodologies à l’épreuve de la quatrième révolution industrielle – Partie 1

Ses promoteurs attendent énormément de la quatrième révolution industrielle (Industrie 4.0), basée sur l’intégration numérique des ressources et résolument technologique.

Pour vous familiariser avec le concept >Industrie 4.0, cliquez ici<

La technologie et l’intelligence qu’elle embarquera sont censées affranchir les processus futurs de certaines faiblesses et limitations humaines. Se pose alors la question de la pérennité d’approches et de méthodologies telles que Lean, Six Sigma ou la Théorie des Contraintes.

Dans cette réflexion prospective, je postule que ces dernières non seulement survivront à l’engouement pour la technologie, mais conserveront naturellement leur place dans les usines et entreprises du futur.

Un article particulier est dédié à chacune des méthodologies. Dans chaque article, j’en explore de manière prospective leur devenir, avant de livrer une conclusion.

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couteau suisse

Conduite du changement ou accompagnement du changement ?

couteau suisseConduire le changement suppose une méthodologie d’accompagnement très cadrée. La gestion du changement devient une gestion de projet à part entière avec un déroulé, des étapes, des méthodes. Le pilotage du projet fait faire aux acteurs.

Accompagner le changement place les acteurs au cœur de la démarche. Ce sont eux qui sont aux commandes, qui se forment, opèrent les changements avec leurs équipes… Dès lors, le rôle de l’accompagnateur est d’interagir, de guider, de réfléchir avec.

Il n’y a pas de bon ou de mauvais choix. Il doit surtout y avoir un choix éclairé en fonction de la situation. En matière de management du changement, il ne doit surtout pas y avoir de dogme.

Le consultant doit avoir à sa disposition un certain nombre d’outils et fait appel à l’un deux en fonction des besoins de son client, de la population avec laquelle il travaille, de la situation dans laquelle il se trouve. En ce domaine plus qu’en tout autre, le dogme ne doit pas avoir sa place, car chaque situation est unique.

En effet, la gestion du changement, c’est réaliser un projet de transformation avec une population donnée, sa propre culture, son environnement, et un pas à franchir plus ou moins grand, et il est impossible de se retrouver plusieurs fois dans une situation identique.

Mais attention, ne pas être dogmatique ne signifie pas ne pas être méthodique !

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Accompagner le changement …

Souvent, l’accompagnement du changement est perçu comme la réalisation d’un plan de formation, au mieux encadré par un plan de communication.

Or, nous savons que cela ne suffit pas pour concrétiser durablement les projets de transformation que nos clients souhaitent mener : La gestion du changement ne peut pas se limiter pas à une action « Top down » qui consisterait à donner l’information et les connaissances supposées nécessaires à la réalisation d’un changement.

De notre point de vue, il convient d’intégrer 2 paramètres supplémentaires, qui vont avoir des conséquences très concrètes sur ce qu’il convient de faire pour conduire proprement une transformation :

  1. L’humain est au cœur du processus de changement, et ce processus passe par des mécanismes qui sont émotionnels avant d’être rationnels
  2. La variabilité du changement qui n’est pas un processus linéaire, mais un processus évolutif.

Les conséquences du facteur humain sont à la fois la nécessité absolue d’impliquer les personnes concernées dans la démarche, ainsi que de prévoir un dispositif d’accompagnement approprié.

La conséquence de la variabilité est la nécessité de piloter étroitement les actions de changement avec une démarche itérative qui permette de réadapter rapidement la nature et la portée des actions nécessaire à l’arrivée à bon port.

C’est pourquoi nous intégrons toujours dans la réflexion autour des démarches d’accompagnement du changement les questions suivantes :

  • Quelles actions d’adaptation des structures, des processus et des organisations envisager ?
  • Quels axes clés de communication, sous quelle forme à quelle intensité et vers quel public ?
  • Quels sont les besoins de montée en compétence et quelles actions de formation envisager ?
  • Comment impliquer les acteurs clés dans la démarche dans la mise en œuvre de la trajectoire ?
  • Quel dispositif d’accompagnement (et de coaching) proposer à ces acteurs ?
  • Quelles actions de pilotage permettront de coordonner de manière réactive les actions issues des réponses aux questions précédentes ?
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Les leçons de l’histoire industrielle sont-elles applicables dans le futur ? Partie 2

Les nouveaux paradigmes

Dans le premier article de cette série, je mettais en doute la pertinence du retour d’expériences, de l’intérêt des leçons de l’histoire industrielle pour imaginer l’usine du futur. L’argument mis en avant est le changement de paradigmes, qui introduit une rupture entre le modèle Tayloriste-Fordien adapté à la production de masse en économie de pénurie et l’économie d’abondance et les nouvelles économies de ce début de XXIè siècle.

Économie d’abondance après économie de pénurie

Jusqu’aux années 1975, l’histoire industrielle s’inscrivait dans la logique de production de masse nécessaire pour fournir les besoins de la population :

  • équipements des ménages de moins en moins ruraux et jusqu’à leur exode urbain relativement autosuffisants,
  • besoins spécifiques durant les périodes de guerre,
  • besoins de reconstruction et rééquipement des ménages après les guerres…

Dans la période d’après-guerre, l’Occident a répondu aux besoins colossaux par la production de masse. En France, la période de croissance ininterrompue de 1945 à 1975 est connue sous le nom de « Trente Glorieuses ». Or, au milieu des années 1970, un double phénomène va mettre le modèle à mal : la saturation des besoins et le coup de frein sur la consommation induit par les chocs pétroliers. On situe à cette période le basculement d’une économie de pénurie aux besoins immenses à l’économie d’abondance dans laquelle l’offre excède la capacité d’absorption du marché. La production de masse n’est plus adaptée, les consommateurs réclament une meilleure qualité et plus de personnalisation.

Dès lors il faut penser à l’envers ; alors que depuis Henry FORD la production commandait les ventes, ce sont désormais les ventes qui commandent la production.

Lean Management, Christian HOHMANN, Editions Eyrolles, 2012

En vieille Europe de nos jours et malgré une situation de crise permanente, non seulement les besoins basiques sont couverts mais l’offre est le plus souvent surabondante. Les clients, très courtisés par un grand nombre d’offreurs concurrents, souhaitent de plus en plus se démarquer de la masse par la consommation de produits et services personnalisés.

Ce désir est attisé par les concurrents les plus inventifs, qui proposent des degrés plus ou moins poussés de personnalisation.

Les segments banalisés étant déjà très disputés, ils sont moins rémunérateurs. Par voie de conséquence, la personnalisation est la voie de sortie par le haut et la plupart des concurrents sont contraints de s’y mettre. Or les offres innovantes, copiées et améliorées sont à leur tour rapidement banalisées.

La personnalisation suppose offrir un produit quasi unique, ou dans une moindre mesure un vaste choix dans un panel d’options permettant une certaine personnalisation du produit.

Ainsi, l’organisation de production qui doit répondre à ces nouveaux besoins se heurte à des exigences souvent difficilement conciliables avec des organisations et équipements hérités de la production de masse :

  • Produire rapidement des produits uniques, fugaces, à durée de vie commerciale courte
  • Produire des produits personnalisés à des coûts de production de masse, afin de profiter des marges tant que la concurrence n’est pas encore trop féroce,  avant l‘inévitable guerre des prix
  • Utiliser des ressources flexibles, adaptables et amortissables sur des petites séries

Ces nouvelles exigences étant largement différentes de celles qui dominaient durant l’économie de pénurie, les retours d’expériences de la production de masse seront peu utiles dans l’usine du futur.

L’économie de l’usage succède à l’économie de la propriété

Un autre changement fondamental ne manquera pas d’affecter la conception et la production de biens ; la transition d’une économie basée sur la possession des biens (propriété) à l’économie d’usage qui est basée sur la location des biens.

Cette tendance commence à affecter l’automobile à usage urbain. Les difficultés de circulation et de stationnement, ainsi que les coûts de possession croissants poussent les citadins à s’intéresser à la location ponctuelle de véhicules, à l’instar de Vélib’ ou Autolib’ à Paris.

Dans ces cas, c’est la valeur d’usage qui domine. Les utilisateurs ne se soucient pas de la valeur d’échange puisqu’ils ne possèdent pas un bien qu’ils pourraient revendre et ils ne cherchent pas à se démarquer des autres ou à personnaliser les véhicules (valeur d’estime). Bien au contraire, c’est l’uniformité des véhicules qui assure(ra) le succès de la formule ; on emprunte, on restitue, on emprunte un autre identique, etc.

L’appréciation des utilisateurs sera basée sur la valeur perçue, qui sera le rapport entre la valeur d’usage (subjective et propre à chacun) et le coût de l’usage (valeur objective).

Le coût d’usage ou tarif de location sera influencé par le coût d’acquisition et de possession (essentiellement coût de maintenance) des véhicules par les loueurs. Ceci plaide pour des véhicules standardisés, produits en masse.

Conclusion

Le futur proche devrait voir coexister deux modèles productifs. Le premier est l’héritier direct de la production de masse pour des produits banalisés et/ou de grande consommation, faiblement différenciés, comme par exemple :

  • Couverts, vaisselle…
  • Aliments et préparations alimentaires de base ; huile, sucre, pâtes, riz…
  • Sous-vêtements basiques
  • Fournitures de bureau

Pour celui-ci, l’essentiel des retours d’expériences récents est utile.

Le second modèle productif sera réservé aux produits « mode », fortement personnalisés voire uniques. Ces produits auront pour leurs propriétaires une valeur ajoutée et/ou une valeur d’estime importante. Il est probable que le choix du fournisseur se portera sur un trio de critères : qualité, délais, prix.

Pour ce modèle, les retours d’expériences sont moins nombreux car les secteurs qui le mettaient en œuvre s’adressaient à des niches de clients ; industries du luxe, produits à façon, business-to-business…

Il est donc probable que ce modèle reste en grande partie à inventer, en même temps que les usines du futur.

industrie 4.0

Qu’est-ce qu’industrie 4.0 ?

L’expression « Industrie 4.0 » désigne la quatrième révolution industrielle, succédant aux trois phases d’évolution majeures qualifiées de révolutions : la mécanisation, l’industrialisation, l’automatisation.


D’autres auteurs mettent en avant trois phases qui se distinguent par :

1. la machine à vapeur, qui permet d’utiliser une énergie non musculaire (humaine ou animale) et qui affranchit l’entrepreneur de s’installer à proximité d’un cours d’eau, l’énergie hydraulique étant la principale source d’énergie « industrielle » jusque-là

2. l’électricité, qui permettra des rendements énergétiques plus importants que la vapeur et ouvre des possibilités d’applications et conversions autres que mécaniques ou thermiques

3. l’automatisation, qui remplace l’humain dans des tâches répétitives, dangereuses et qui symbolise l’effet ciseau des coûts entre les technologies et l’emploi humain

La quatrième révolution est celle des ressources interconnectées et communicantes et de l’analyse des données. Industrie 4.0 est une révolution technologique par laquelle Internet est appelé à remplacer les bus industriels pour interconnecter les machines et équipements.

Les objets communiquants (Internet des objets), en l’occurrence des ébauches de pièces ou de la matière première (smart materials) vont dialoguer avec les machines et leur indiquer quelles transformations, traitements ou tests ils doivent subir.

Les machines du processus de production ne sont plus pilotées à partir d’une centralisation (supervision ou simplement planning de production), mais seront configurées et pilotées par les objets qui se présentent à elles. Chacun de ces « objets » emportant avec lui les informations le concernant.

Chaque objet est en principe déjà commandé et les informations qu’il véhicule incluent sa destination finale ; dans quel véhicule précisément cette pièce sera montée, quel individu doit le recevoir en livraison, quelle boutique de vente est destinatrice, etc.

La force de ce modèle est de rendre la production unitaire possible à des conditions économiquement viables, ce qui est convergent avec l’idée de « production de masse de produits uniques ».