Kanban est un mot japonais du vocabulaire courant qui signifie étiquette. La méthode Kanban, quant à elle, a au départ fondé tout son fonctionnement sur la circulation d’étiquettes.
Elle s’est développée au Japon après la Seconde Guerre mondiale. Elle a été élaborée par M. Ohno dans l’entreprise Toyota Motor Company et, dès 1958, certaines lignes de production de Toyota MC ont parfaitement bien fonctionné en Kanban.
C’est en cette période que M. Ohno constate que « les gens des usines ont toujours tendance à faire de la surproduction » et cherche le moyen qui permette de produire :

Il fallait donc trouver un système d’information qui fasse remonter rapidement les besoins de l’aval vers l’amont. Ce système existe et porte le nom de méthode Kanban.
Donc le Kanban : un système d’information et une méthode d’organisation et de gestion de l’atelier.

On distingue entre trois principaux types de Kanban que l’on rencontre dans l’industrie :
• Le Kanban spécifique,
• Le CONWIP
• Le Kanban générique.

I. La méthode du Kanban spécifique.
1. Description d’un système Kanban spécifique :
Supposons un atelier de production où les postes de travail sont positionnés les uns à la suite des autres et où le flux de production circule de gauche à droite en passant sur un poste puis sur l’autre...
figure 1 : ligne de production






On peut dire de manière simple que la méthode Kanban spécifique va consister à superposer au flux physique de produits un flux inverse d’informations
figure 2 : Flux des Kanban








Dans le détail, si l’on observe ce qui se passe entre deux postes de travail consécutifs, on peut observer la situation illustrée sur la figure suivante.

figure 3: Circulation des étiquettes Kanban











• Le poste n°2 consomme des pièces usinées par le poste n°1.
Chaque fois qu’il utilise un container de pièces, il détache de celui-ci une étiquette appelée Kanban qu’il renvoie au poste n°1.
Cette étiquette constitue pour le poste n°1 un ordre de fabrication d’un container de pièces.
• Quand le poste n°1 a terminé la fabrication du container, il attache à celui-ci le Kanban. Le container est alors acheminé vers le poste n°2.
• Entre deux postes de travail, circule un nombre défini de Kanban (donc de containers).



Les Kanban sont donc :
La règle de gestion au niveau d’un poste est donc simple :
Les mises en fabrication de l’amont sont donc directement pilotées par les besoins de l’aval : on fonctionne en flux tiré.
Le système que nous venons de décrire se reproduit entre tous les postes d’un même atelier, pris deux à deux. Un Kanban particulier ne circule qu’entre deux postes de travail. Il apparaît donc sur le Kanban l’adresse du poste amont et l’adresse du poste aval entre lesquels il circule.

2. La gestion des priorités en Kanban spécifique
On peut remarquer qu’un poste amont fournisseur réalise la plupart du temps plusieurs types de produits pour le ou les postes aval clients. On dit qu’en général, il ne doit pas en fabriquer plus de dix différents car, au-delà, cela devient ingérable.
Si on souhaite mettre en Kanban spécifique ce type de situation, il faut commencer par standardiser les produits qui passent entre le fournisseur et le client (travail avec le bureau d’études) et descendre à moins de dix composants différents. Sinon, on pourra appliquer la méthode du Kanban générique dont on parlera à la prochaine section.
Si, pour différentes raisons, on n’y parvient pas, le Kanban ne doit pas être appliqué ; il est préférable de rester dans un système de gestion de la ligne de production par ordres de fabrication.
Pour que le poste fournisseur puisse répondre correctement aux besoins de son ou ses clients, il devra gérer correctement ses priorités.
Quand le planning Kanban d’un poste de travail comporte plusieurs types de Kanban, le principal problème de l’opérateur consiste à choisir le type de pièces à fabriquer en priorité.

Supposons qu’un poste de travail fabrique 3 types de pièces :
• Référence A : 8 Kanban en circulation.
• Référence B : 5 Kanban en circulation.
• Référence C : 3 Kanban en circulation.
Cas N°1 : il n’y a aucun Kanban sur le planning ; l’opérateur du poste ne doit donc pas produire !
Cas N°2 : le planning a la physionomie de la figure suivante :
figure .4 : Planning sans priorité.








Le nombre de Kanban étant identique pour chaque produit, il est quasiment impossible de définir une priorité.
Si par contre, on sait que pour la pièce A, on a 8 Kanban en circulation et qu’on en a trois sur le planning, il y a donc 5 containers de pièces A stockées.
De même, on a 5 – 3 = 2 containers de pièces B stockées et 3 – 3 = 0 container de pièces C stockées.
Il est donc urgent de lancer la fabrication des pièces de référence C.
On tiendra ce raisonnement chaque fois qu’on voudra usiner un container de pièces et on choisira de lancer la production des pièces dont la quantité stockée est la plus faible.
Pour que l’opérateur puisse tenir ce type de raisonnement, il est nécessaire de faire apparaître sur le planning des index indiquant le total de chaque type de Kanban
figure 5 : Planning avec priorité déterminée par l’index total des Kanban.








Afin d’éviter des ruptures au niveau du flux de production (en cas de panne par exemple), on peut décider de conserver un stock minimal de containers de pièces. On utilisera alors un deuxième index qui définit une zone d’alerte au-delà de laquelle il faut lancer la production. Le principe de fonctionnement de ce système est le même que celui décrit précédemment, mais en utilisant les index d’alerte au lieu des index du total des Kanban pour définir la gestion des priorités

figure 6 : Planning avec priorité déterminée par les deux index : total des Kanban et zone d’alerte









Ce système se traduit par l’existence de stocks de sécurité qui sont là pour absorber les aléas divers qui peuvent se produire sur les postes de travail.
Dans notre exemple, cela donne :
• stock de sécurité de A = 2 containers ;
• stock de sécurité de B = 3 containers ;
• stock de sécurité de C = 1 container.
On choisira dans notre exemple de lancer la production des pièces dont la colonne de Kanban est la plus proche de l’index zone d’alerte, c’est-à-dire C.
Le système Kanban se rapproche donc de la méthode de gestion des stocks à point de commande. La différence réside surtout dans le délai de production matérialisé par l’index d’alerte. Dans une situation traditionnelle à point de commande, celui-ci représente souvent plusieurs semaines de production. En Kanban, l’index d’alerte ne représente que quelques heures.

3. Caractéristiques des étiquettes Kanban spécifiques
Le Kanban n’est autre que l’étiquette attachée à un container. Il se présente généralement sous la forme d’un rectangle de carton plastifié ou non de petite taille. Un certain nombre d’informations sont précisées sur un Kanban.
Ces informations varient beaucoup selon les entreprises, mais l’on retrouve des informations indispensables minimales sur tous les
Kanban :
• la référence de la pièce fabriquée ;
• la capacité du container, et donc la quantité à produire ;
• l’adresse ou référence du poste amont fournisseur ;
• l’adresse ou référence du poste aval client.
Aujourd’hui, toutefois, nombre d’entreprises dotées de lignes de production appliquent les principes du Kanban sans étiquette.

4. Du Kanban spécifique à étiquettes au Kanban spécifique à emplacements.
Bien des entreprises font preuve de beaucoup d’imagination et d’originalité en matière de création de lignes Kanban spécifiques. Une entreprise, par exemple, a remplacé les étiquettes Kanban par des balles de tennis de table colorées qui sont renvoyées très rapidement du poste client au poste fournisseur par des tuyaux à air comprimé. La couleur de la balle représente la référence ainsi que le nombre de pièces à fabriquer. La gestion des priorités est extrêmement simple : première balle arrivée, première balle traitée. C’est possible car l’entreprise a des temps de réglage extrêmement courts. On peut donc passer d’une couleur à l’autre, et donc d’une référence de pièces à l’autre, sans difficulté.

L’innovation la plus intéressante se situe cependant au niveau du Kanban spécifique par emplacements. Cela consiste à remplacer les étiquettes Kanban par des emplacements matérialisés au sol, situés géographiquement entre le poste fournisseur et son ou ses clients. Un emplacement accueille un container ou une caisse de produits. Le nombre d’emplacements de chaque type est déterminé par le fonctionnement du système. Si un ou plusieurs emplacements est ou sont vide(s), le fournisseur doit produire. Si tous les emplacements sont pleins, le fournisseur ne doit pas produire.
La figure 8.7 nous montre un exemple d’application de ce principe.








Dans cet exemple il y a :
• Un seul container de produits A disponible et 5 emplacements vides.
•Tous les emplacements de produits B sont pleins.
• Un seul emplacement de produits C est vide.
Il est préférable ici de réfléchir à des systèmes de plans inclinés munis de « rouleaux » de déplacements qui permettent de rouler jusqu’au point le plus proche des postes clients.
Pour des produits plus légers, le stockage peut se faire sur des stockeurs dynamiques, étagères en plan incliné sur lesquelles glissent les containers jusqu’au point d’utilisation.
On remarquera que le Kanban spécifique par emplacement n’est pas aussi souple et flexible que le Kanban par étiquette. En effet, si la consommation varie, il est plus facile de changer le nombre d’étiquettes en circulation que de modifier le nombre d’emplacements.

5. Dimensionnement d’un système Kanban :
a. À propos de la taille d’un container :
Chaque container d’un même type de produits doit contenir le même nombre de produits conformes.
Pour déterminer la taille d’un container, il faut tout d’abord tenir compte des caractéristiques du produit (poids, volume...). Par ailleurs, la taille doit permettre d’assurer la fluidité de la production. On tient compte du délai de production et du délai de consommation des produits. L’objectif est de parvenir à la situation optimale, ce que les Anglo-Saxons appellent le système one piece flow, qui se traduit par une seule pièce dans le container. Mais, pour y parvenir, on doit fiabiliser presque totalement le système de fabrication, ce qui n’est pas facile !
b. À propos du nombre de Kanban
Les entreprises procèdent en général empiriquement, pas à pas, en mettant beaucoup de Kanban au début, puis en diminuant petit à petit le nombre jusqu’à ce que le flux casse.
Pour déterminer le nombre de Kanban, il n’existe pas de formule magique !
Le nombre de Kanban doit tout de même permettre de couvrir les aléas existant dans le système au moment où on met en place la méthode (réglages, pannes, non-qualité...), sinon le flux va casser en permanence et on ne produira que peu de pièces.
Le nombre de Kanban peut néanmoins être calculé grâce à la formule suivante :


Où :
D : représente la consommation moyenne de produits par les clients par unité de temps ;
L : le délai de mise à disposition des produits ;
G : le facteur de gestion : facteur de couverture contre les aléas et les changements de séries ;
C : le nombre de pièces contenues dans un container.











 

II. La méthode Kanban générique et CONWIP :
La méthode CONWIP et le Kanban générique ont été créés pour pallier une insuffisance importante du Kanban spécifique : un nombre de produits et de composants réduits.
Grâce au Kanban générique, on pourrgérer en Kanban autant de produits qu’on le souhaite ou presque…
La méthode CONWIP (Constant Work In Process) est apparue comme étant une amélioration du Kanban dans le cas d’une ligne de production de produits très différents. En effet, si une ligne doit être capable de produire 50 types de produits différents, le système Kanban classique va générer des en-cours très importants entre les postes puisque les 50 produits devront être représentés. La méthode CONWIP permet de résoudre ce problème. Cependant, on verra qu’elle n’est pas optimale s’il existe de grandes variations dans les capacités de certains postes.
Le Kanban générique est une méthode plus aboutie permettant de faire un compromis entre l’approche CONWIP et le Kanban spécifique.

1. La méthode CONWIP:
La figure 8.8 illustre la différence de circulation des flux physiques et des flux d’informations dans un Kanban spécifique et dans la méthode CONWIP.
Figure 1.- kanban spécifique et CONWIP

Dans l’approche du Kanban spécifique, le flux est tiré par l’aval. Le poste P3 prélève dans l’en-cours P2 qui lui-même prélève dans l’en-cours P1 (figure 8.8). Supposons que cette ligne de production fabrique 5 types de produits A, B, C, D, E. La demande actuelle concerne surtout des produits A. Le Kanban va très bien gérer cette situation en remontant poste à poste l’information de la consommation d’un produit A.
Supposons maintenant que, brusquement, la demande de l’aval bascule vers le produit B. Comme on était en train de consommer du produit A, il faudra un certain temps pour remonter l’information de la consommation du produit B avant que le poste P1 ne commence à s’adapter à la nouvelle commande. Or, l’information du changement de demande étant disponible sur le poste aval, pourquoi ne pas répercuter au plus vite cette information ?
Un autre problème se pose avec le produit E qui n’est demandé que très rarement. Avec le Kanban spécifique, il faudrait maintenir à chaque en-cours un minimum de produit E pour pouvoir remonter l’information de la consommation de ce produit. Avec le système CONWIP, lorsqu’une demande de produit E est formulée, un Kanban est envoyé directement au poste P1 pour produire l’article E, qui sera ensuite poussé vers le poste P3 sans que cela ne nécessite d’en-cours.
Le problème majeur de ce système est la gestion des capacités. Supposons que le poste P2 soit un poste goulet. Si une demande forte apparaît en aval, on va générer de nombreux Kanban pour le poste P1.
Les rythmes de production différents entre P1 et P2 vont créer un en-cours important entre ces deux postes, ce qui est évidemment contraire au but recherché.
La méthode du Kanban générique que nous décrivons ci-après permet de gérer efficacement tous ces problèmes.

2. Description d’un système Kanban générique
Le Kanban spécifique et le Kanban générique diffèrent principalement en ceci :
En Kanban spécifique, l’étiquette ou l’emplacement vide nous donne l’autorisation de produire et nous dit quelle référence produire.
En Kanban générique, l’étiquette ou l’emplacement vide nous donne l’autorisation de produire et c’est tout !!! C’est le « programme client », matérialisé par exemple par un programme directeur de production, qui va nous dire quelle référence produire.
Considérons une ligne de production composée de plusieurs postes de production.
Comme en Kanban spécifique, on aura plusieurs étiquettes ou plusieurs emplacements entre chaque poste de la ligne.
Comme en Kanban spécifique, c’est l’étiquette ou l’emplacement vide qui déclenchera l’ordre de produire pour le poste. Mais pour savoir ce qu’il doit produire, il regardera en amont et fera passer le premier produit arrivé antérieurement sur son poste. Chaque poste fonctionnera ainsi en FIFO et ce jusqu’au premier poste qui, lui, déclenchera la fabrication en fonction des informations données par son programme client.
Figure 9 : le kanban générique : exemple de fonctionnement (instant t)










Si l’on observe la ligne de production à l’instant t, que relève-t-on ?
Le poste 2 a un emplacement vide, il peut donc produire. Un regard au niveau de son stock amont lui indique qu’il doit produire du A, et c’est ce qu’il fait.
Observons maintenant la ligne de production à l’instant t + 1
Figure 10 : Le kanban générique : exemple de fonctionnement (instant t+1)









Le poste 2 a libéré un emplacement pour le poste 1 qui peut donc produire. Le poste 1 est le premier poste sur la ligne de production, il n’a donc pas de stock amont pour savoir ce qu’il doit produire, mais il est doté d’un « programme client » informatique qui va lui indiquer les priorités de production (T dans l’exemple), et ainsi de suite…
Par ailleurs, un emplacement s’est libéré au niveau des produits finis. en aval du poste 4. Celui-ci va donc pouvoir produire un container de produits X et libérer un emplacement pour le poste 3 qui va donc produire un container de produits C, et ainsi de suite jusqu’au premier poste…
On voit bien sur cet exemple que le Kanban générique est un système de pilotage par l’aval dans lequel les priorités de production sont données par le premier poste, donc le « programme client ».
Le Kanban générique peut donc s’appliquer en théorie à toute typologie de production que la variété soit petite ou grande, que la répétitivité soit petite ou grande.

3. Intérêts de la mise en place d’un système Kanban générique.
Le Kanban générique permet tout d’abord de simplifier le pilotage de l’atelier, et ce davantage encore qu’en Kanban spécifique. En effet, avec la règle du FIFO, les opérateurs n’ont plus qu’à être vigilants quant à la circulation des étiquettes ou l’apparition des emplacements vides. Ils savent ensuite ce qu’il faut produire sans avoir à choisir entre plusieurs postes. C’est donc un système de gestion très simple, mais on verra plus tard que la conception du système est complexe, tout comme peut l’être également la circulation des composants et des sous-ensembles en stock.
Le Kanban générique permet ensuite de mieux visualiser et clarifier les flux physiques. Les stocks étant limités par les étiquettes ou les emplacements entre les postes, on peut mieux observer les flux de production.
Le Kanban générique permet aussi d’éviter les engorgements du système qui se produisent en gestion d’atelier par ordre de fabrication, où on lance les ordres de fabrication sans se préoccuper des problèmes éventuels de postes situés plus en aval dans la ligne de production. En Kanban générique, le nombre d’emplacements ou d’étiquettes limité régule totalement le flux et peut aller jusqu’à l’arrêt de la production en cas de gros problèmes…
Le Kanban générique ressemble finalement beaucoup à une gestion par OF mais sans les OF et sans les inconvénients d’une gestion par OF. En revanche, un certain nombre d’inconvénients propres à la méthode limitent les expériences de mise en place du Kanban générique, comme nous allons le voir maintenant.

4. Limites de la mise en place d’un système Kanban générique.
Le Kanban générique est proche d’une gestion par OF puisqu’il va bien souvent utiliser tant le calcul des besoins comme programme clients que les ordres proposés, suite au calcul des besoins, pour indiquer les priorités et les quantités à produire. Cela se traduit par la nécessité de faire converger au bon moment tous les composants et sous-ensembles nécessaires à la réalisation des produits, et ce sur tous les postes de la ligne Kanban en synchronisation totale avec les besoins. Cela fait étrangement penser à ce qui se passe sur les lignes d’assemblage automobiles, et on retrouve les mêmes problèmes. Ce point constitue sans doute la principale limite de ce système. En effet, plus il y aura de diversité sur une ligne, plus la mise en place d’un Kanban générique sera complexe sur cette ligne.
Le Kanban générique nécessite donc une étude longue, rigoureuse et précise, avant d’être mis en place, ce qui décourage parfois certains. Et c’est dommage car, une fois mis en place, c’est un système très simple et très performant.
 

III. Conditions de réussite de la mise en place d’un système Kanban, spécifique ou générique :
Comme nous venons de le voir, cette méthode est excessivement simple à mettre en œuvre. Cependant, il ne faut pas oublier que l’utilisation d’un Kanban dans un atelier correspond à l’apparition d’un système d’information qui va mettre en évidence, révéler, la plupart des problèmes d’atelier. Pour gérer un flux de produits par la méthode Kanban, il faut générer une très grande fluidité de l’écoulement des produits. Loin de réguler les perturbations, le système Kanban, lorsqu’il est tendu, a plutôt tendance à amplifier leurs effets, contrairement aux stocks qui les amortissent. L’atelier ne pourra donc fonctionner que si les problèmes sont résolus, ou du moins s’ils le sont en partie.
Les actions à réaliser doivent être engagées pour une part avant et pour l’autre pendant la mise en œuvre de la méthode Kanban dans l’atelier.
Ces actions sont une condition nécessaire à la réussite de l’installation du Kanban dans l’entreprise.
Les modifications qui doivent être apportées sont multiples et on peut remarquer que la démarche de progrès n’est pas la même dans toutes les entreprises. Certaines entreprises rencontreront des problèmes relatifs à leur implantation et devront travailler en priorité ce point là, d’autres ont des temps de réglage très longs et nuisibles au bon fonctionnement du Kanban.
La plupart des actions que l’entreprise doit entreprendre seront largement développées dans le chapitre 10 consacré à la Lean Production.
On peut cependant déjà évoquer :
La nécessité d’une bonne implantation des ateliers.
• La nécessité de réduire considérablement les temps de changements de série.
• La suppression des aléas (pannes, pièces non conformes...).
• Le développement de relations privilégiées, le véritable partenariat avec les fournisseurs internes et externes à l’entreprise.
• La nécessité d’une importante polyvalence du personnel que l’on peut obtenir par la formation. On ne recherche plus seulement la productivité dans un atelier qui fonctionne en Kanban mais plutôt la qualité des produits, ce qui passe forcément par la responsabilisation du personnel. Ce personnel doit en outre être capable de changer de poste, de lancer des actions de réglage ou d’entretien. Cela est aujourd’hui très difficile à réaliser dans certaines entreprises, dont la culture ne permet pas toujours d’évoluer dans ce sens là.
• La nécessité de faire évoluer les produits et leurs composants.
Pour simplifier la gestion du Kanban, il faut standardiser les composants et /ou les sous-ensembles du produit, ce qui permet de diminuer le nombre de références à gérer.

 

I.V. Mise en place d’un système Kanban
1. Avantages du système :
Le premier avantage en est qu’il permet de mettre en évidence les problèmes de l’atelier. À ce propos, les Japonais utilisent l’image très révélatrice de la rivière :
Quand il y a des perturbations dans le système, on a l’habitude d’augmenter le niveau des stocks pour améliorer le débit du flux de produits. Les Japonais expliquent qu’il vaut mieux diminuer le niveau des
stocks, ce qui fait apparaître les perturbations que l’on peut alors mieux combattre (puisqu’on les connaît) afin d’améliorer par la suite le débit du flux de produits.
Cette méthode présente bien évidemment d’autres avantages plus concrets :

En effet, le temps de réaction à une modification éventuelle de la demande est très rapide puisqu’on ne produit que pour répondre à la demande avec des niveaux de stocks réduits au plus juste. Cette condition est essentielle en matière de « pérennisation » aujourd’hui.

Ainsi, contrairement à ce qui est souvent dit, le Kanban ne se réduit pas à un simple outil du juste-à-temps. Le processus Kanban implique un système de réglage fin de la production et du système de planification des approvisionnements. Il encourage le reengineering industriel, tel que les implantations en cellules de production et une gestion des ressources humaines où le personnel, responsable de la cellule, est encouragé à participer efficacement à l’amélioration continue des processus Kanban dans le concept Kaïzen.