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THESE Présentée à l’Ecole Polytechnique de l’Université de Savoie pour obtenir

THESE Présentée à l’Ecole Polytechnique de l’Université de Savoie pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE SAVOIE Spécialité : Génie Industriel Par Barbara Lyonnet Amélioration de la performance industrielle : vers un système de production Lean adapté aux entreprises du pôle de compétitivité Arve Industries Haute-Savoie Mont-Blanc Soutenue le 8 octobre 2010 Jury Jean-Pierre CAMPAGNE Rapporteur Professeur des Universités, INSA Lyon, France Patrick CHARPENTIER Rapporteur Professeur des Universités Université de Nancy, France Cécile DECHAND Examinateur Recherche et Développement Thésame, France Laurent GENESTE Président Professeur des Universités ENIT Tarbes, France Patrice LAURENT Examinateur Recherche et Développement CTDEC, France Maurice PILLET Directeur Professeur des Universités IUT d’Annecy, France Magali PRALUS Co-directeur Maître de conférence IUT d’Annecy, France 2 Résumé Pour améliorer leur performance, les entreprises du pôle de compétitivité Arve Industries se sont naturellement orientées vers l’approche Lean qui semblait être une solution idéale. Jusqu’à présent, le transfert de la démarche Lean vers les entreprises de ce pôle de compétitivité a été réalisé par simple application. Cette stratégie a conduit à des difficultés de mise en œuvre de certaines pratiques Lean. Après avoir établi le profil Lean des entreprises du pôle de compétitivité Arve Industries, notre travail de thèse a cherché quelles adaptions et ajustements étaient nécessaires à l’application de la démarche Lean. En effet, les spécificités locales relatives à l’histoire, la situation géographique et les aspects techniques et organisationnels des entreprises du pôle de compétitivité pourraient jouer un rôle prépondérant dans les freins à l’intégration des pratiques Lean. Ainsi, nous avons développé, au cours de ce travail de thèse, de nouvelles approches prenant en considération les spécificités locales des entreprises du pôle de compétitivité Arve Industries. Nous avons proposé, tout d’abord, d’introduire les principes de la culture européenne dans une démarche d’amélioration facilitant la réussite d’une démarche de progrès. Par ailleurs, afin de favoriser l’application des cartographies de chaîne de valeur, nous avons développé une nouvelle approche d’identification des ressources critiques. Un modèle analytique de la quantité optimale à produire a également été proposé pour répondre aux spécificités locales. Finalement, ces divers ajustements contribuent au développement d’un système de production Lean adapté aux entreprises du pôle de compétitivité Arve Industries. Mots clefs Système Lean, Performance industrielle, Pôle de compétitivité, Maturité Lean, Optimisation de la production, Ressources critiques. 3 TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS ............................................................................................................................ 6 PRÉAMBULE ....................................................................................................................................... 8 CHAPITRE 1. CADRE CONCEPTUEL DE LA RECHERCHE .................................................... 9 1. EVOLUTION DES SYSTÈMES DE PRODUCTION : VERS L’AMÉLIORATION DE LA PERFORMANCE INDUSTRIELLE ................................................................................................................................... 10 1.1. Taylorisme et Fordisme : apports et limites dans l’amélioration de la performance .......... 10 1.2. L’émergence du modèle japonais et du toyotisme ................................................................ 13 1.3. Evolution du marché occidental et conséquence sur les systèmes de production ................ 15 2. APPROCHE LEAN : HISTORIQUE, DÉFINITION ET CONCEPTS ........................................................... 17 2.1. Généalogie du Lean ............................................................................................................. 17 2.2. Définition du système Lean .................................................................................................. 19 2.3. Présentation des concepts Lean communs ........................................................................... 23 2.3.1. L’élimination des gaspillages ....................................................................................................... 23 2.3.2. Le juste à temps ............................................................................................................................ 25 2.3.3. Le Kaizen ou l’amélioration continue .......................................................................................... 29 2.3.4. La qualité parfaite......................................................................................................................... 31 2.3.5. Le management visuel .................................................................................................................. 41 2.3.6. Le management des hommes........................................................................................................ 42 3. DÉPLOIEMENT DU LEAN : ENJEUX ET LIMITES ............................................................................... 44 3.1. Comment mettre en œuvre le Lean ? .................................................................................... 44 3.2. Impact de la démarche Lean sur la performance industrielle .............................................. 45 3.2.1. Impacts positifs de la démarche Lean ........................................................................................... 45 3.2.2. Impacts négatifs de la démarche Lean .......................................................................................... 48 3.2.3. La démarche Lean fournit-elle toujours les résultats espérés ? ..................................................... 49 4. LE PÔLE DE COMPÉTITIVITÉ ARVE INDUSTRIES HAUTE-SAVOIE MONT-BLANC : UN SYSTÈME PRODUCTIF LOCALISÉ ....................................................................................................................... 50 4.1 Présentation du pôle de compétitivité Arve Industries Haute-Savoie Mont-Blanc ............... 50 4.2 Le Lean dans les entreprises de la vallée de l’Arve : retours d’expériences sur sept années de pratiques ................................................................................................................................. 52 4.2.1. Présentation des programmes PPJ/ALP........................................................................................ 52 4.2.2. Retours d’expériences des programmes PPJ/ALP ........................................................................ 54 4.2.3. Résultats mitigés des programmes PPJ/ALP ................................................................................ 55 5. OBJECTIFS DE TRAVAIL ET THÉMATIQUES DE RECHERCHE ............................................................ 57 CHAPITRE 2. NIVEAU DE MATURITE LEAN ........................................................................... 59 1. INTRODUCTION ............................................................................................................................. 60 2. MÉTHODE D’ÉVALUATION DU NIVEAU DE MATURITÉ LEAN DES ENTREPRISES ............................. 62 2.1. Questionnaire d’évaluation .................................................................................................. 62 2.2. Choix des techniques d’analyse des résultats ...................................................................... 65 3. EVALUATION DU NIVEAU DE MATURITÉ LEAN DES ENTREPRISES DU PÔLE DE COMPÉTITIVITÉ ...... 67 3.1. Résultats obtenus .................................................................................................................. 67 3.1.1. Identification du niveau d’intégration Lean par pratique.............................................................. 67 3.1.2. Classification des entreprises selon un niveau d’intégration du Lean .......................................... 70 3.1.3. Analyse factorielle par pratique .................................................................................................... 72 3.1.4. Analyse des résultats par typologie d’entreprise .......................................................................... 75 3.1.5. Identification des questions discriminantes .................................................................................. 79 3.2. Conclusion ........................................................................................................................... 81 4. EVALUATION DU NIVEAU DE MATURITÉ LEAN DES ENTREPRISES NON MEMBRES DU PÔLE DE COMPÉTITIVITÉ ................................................................................................................................. 83 4.1. Typologie de l’échantillon interrogé .................................................................................... 83 4.1.1. Secteur d’activité .......................................................................................................................... 83 4.1.2. Répartition des entreprises par taille, chiffre d’affaires et rang dans la chaîne logistique ............ 84 4 4.2. Identification du niveau d’intégration Lean par pratique .................................................... 86 4.2.1. Analyse factorielle par pratique .................................................................................................... 87 4.3. Comparaison des profils Lean ............................................................................................. 89 5. CONCLUSION ................................................................................................................................ 92 CHAPITRE 3. STANDARD DE DEPLOIEMENT DE LA DEMARCHE LEAN ....................... 93 1. INTRODUCTION ............................................................................................................................. 94 2. MÉTHODE ..................................................................................................................................... 96 2.1. Questionnaire utilisé ............................................................................................................ 96 2.2. Méthode des antériorités ...................................................................................................... 97 3. RÉSULTATS ................................................................................................................................. 100 3.1. Données recueillies ............................................................................................................ 100 3.2. Méthode des antériorités : résultats obtenus ..................................................................... 101 3.4. Vecteurs de réussite et facteurs d’échecs d’une démarche Lean ....................................... 105 4. DISCUSSION ET CONCLUSION ...................................................................................................... 107 CHAPITRE 4. VERS UN SYSTEME DE PRODUCTION LEAN ADAPTE ............................. 110 INTRODUCTION ............................................................................................................................... 111 1. INTÉGRATION DES PRINCIPES DE LA CULTURE EUROPÉENNE ....................................................... 114 1.1. Introduction ........................................................................................................................ 114 1.2. Les principes européens pouvant guider une démarche de progrès .................................. 115 1.3. Made in cartier : exemple d’une démarche de progrès continu ......................................... 117 1.4. Principes de la culture européenne : illustration au sein de l’entreprise Cartier.............. 118 1.4.1. Identification des niveaux de résolution de problèmes ............................................................... 118 1.4.2. Vers une meilleure utilisation du diagramme de Pareto ............................................................. 121 1.5. Conclusion ......................................................................................................................... 122 2. ANALYSE CRITIQUE D’UNE MÉTHODOLOGIE D’OPTIMISATION DES FLUX PAR LA VALUE STREAM MAPPING (VSM) ............................................................................................................................ 125 2.1 Introduction ......................................................................................................................... 125 2.2. Méthode .............................................................................................................................. 126 2.2.1 Présentation de l’entreprise ......................................................................................................... 126 2.2.2. Identification des axes stratégiques d’amélioration .................................................................... 126 2.2.3. Cartographie de chaîne de valeur de l’état actuel ....................................................................... 128 2.2.4. Cartographie de chaîne de valeur de l’état futur ........................................................................ 128 2.2.5. Evaluation des gains obtenus, deux mois après la mise en place des améliorations ................... 131 2.2.6. Identification des freins à la mise en place d’une démarche d’amélioration .............................. 131 2.3. Résultats ............................................................................................................................. 131 2.3.1. Rédaction du diagnostic A3 ou Rapport A3 ............................................................................... 131 2.3.1.1 Contexte du problème ......................................................................................................... 132 2.3.1.2 Situation actuelle ................................................................................................................. 132 2.3.1.3. Cibles et objectifs à atteindre ............................................................................................. 132 2.3.1.4. Analyse des causes racines du problème ............................................................................ 133 2.3.1.5. Mesures proposées pour atteindre les objectifs et plan d’action......................................... 133 2.3.1.6. Suivi du déroulement des actions réalisées ........................................................................ 138 2.3.2 Optimisation du flux de fabrication : gains obtenus .................................................................... 138 2.3.2.1. Bénéfices opérationnels ..................................................................................................... 138 2.3.2.2. Bénéfices administratifs et stratégiques ............................................................................. 138 2.3.2.3. Bénéfices humains ............................................................................................................. 139 2.3.3. Identification des freins .............................................................................................................. 139 2.4. Discussion .......................................................................................................................... 140 2.4.1. Améliorations observées ............................................................................................................ 140 2.4.2. Facteurs clefs de réussite ............................................................................................................ 142 2.4.3. Freins à la mise en place de la démarche .................................................................................... 143 2.5. Conclusion ......................................................................................................................... 144 3. DÉMARCHE D’IDENTIFICATION DES RESSOURCES CRITIQUES ...................................................... 145 3.1. Introduction ........................................................................................................................ 145 3.2. Méthode proposée .............................................................................................................. 148 3.2.1. Proposition d’une démarche de hiérarchisation des ressources à partir d’une matrice de criticité ............................................................................................................................................................. 148 3.2.1.1. Identification des critères de hiérarchisation ...................................................................... 148 3.2.1.2. Evaluation de la performance des ressources en fonction des critères de hiérarchisation .. 149 5 3.3. Application de la méthode de criticité proposée aux données d’une entreprise de décolletage ................................................................................................................................ 155 3.3.1. Identification de l’ensemble des équipements à hiérarchiser ...................................................... 155 3.3.2. Evaluation de la performance des équipements .......................................................................... 156 3.3.3. Procédure d’agrégation pour hiérarchiser les équipements : matrice de criticité ........................ 157 3.4. Discussion .......................................................................................................................... 158 3.4.1. Matrice de criticité ..................................................................................................................... 158 3.4.2. Actions de prévention ................................................................................................................. 159 3.4.3. Prise en compte des risques liés aux ressources humaines ......................................................... 160 3.5. Conclusion ......................................................................................................................... 161 4. VERS UN MODÈLE DE CALCUL DE LA QUANTITÉ OPTIMALE À PRODUIRE ..................................... 163 4.1. Flux tiré-flux poussé : aide à la décision ........................................................................... 163 4.1.1. Méthode ..................................................................................................................................... 165 4.1.1.1. Hypothèses du modèle ....................................................................................................... 165 4.1.1.2. Contraintes économiques .................................................................................................. 165 4.1.1.3. Contraintes de moyens ...................................................................................................... 169 4.1.1.4. Prise en considération du mixe entre contraintes et opportunités ...................................... 170 4.1.2. Résultats ..................................................................................................................................... 170 4.1.2.1. Données recueillies ............................................................................................................ 170 4.1.2.2. Résultats obtenus à partir des contraintes économiques et opportunités de ventes............. 171 4.1.2.3. Résultats obtenus à partir des contraintes de moyens matériels ......................................... 173 4.1.3. Discussion .................................................................................................................................. 174 4.1.4. Conclusion ................................................................................................................................. 175 4.2. Modélisation probabiliste de la prévision de vente ............................................................ 175 4.2.1. Méthode ..................................................................................................................................... 176 4.2.1.1. Modélisation de la probabilité de vente ............................................................................. 177 4.2.2. Modélisation probabiliste de l’estimation des ventes à partir d’une application industrielle ...... 180 4.2.2.1. Données recueillies ............................................................................................................ 180 4.2.2.2. 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