Théorie des contraintes (TOC) : Optimiser un flux et le goulot d'étranglement

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Theorie des contraintes définition
La théorie des contraintes, encore appelée TOC, est une approche systématique pour améliorer les processus de production et l’organisation des entreprises. Elle repose sur l’identification des points faibles qui limitent la performance globale : les contraintes.
Cet article vous guidera étape par étape pour répondre à vos questions :
  • Qu’est-ce que la théorie des contraintes (TOC) ?
  • Comment appliquer la théorie des contraintes ?
  • Quels sont les principes clés de la théorie des contraintes ?
Bonne lecture !
Sommaire
Sommaire
La théorie des contraintes, encore appelée TOC, est une approche systématique pour améliorer les processus de production et l’organisation des entreprises. Elle repose sur l’identification des points faibles qui limitent la performance globale : les contraintes.
Cet article vous guidera étape par étape pour répondre à vos questions :
  • Qu’est-ce que la théorie des contraintes (TOC) ?
  • Comment appliquer la théorie des contraintes ?
  • Quels sont les principes clés de la théorie des contraintes ?
Bonne lecture !

Qu’est-ce que la théorie des contraintes (TOC) ?

Définition de la théorie des contraintes

La théorie des contraintes (TOC) fait partie du Lean Manufacturing. Son objectif est de maximiser le débit d’un processus de production. Elle consiste à identifier le point le plus « lent » et à prendre des mesures pour améliorer son efficacité.
Le concept de TOC repose sur l’idée qu’un système est aussi fort que son maillon le plus faible. Dans un processus de production, ce maillon est souvent appelé le “goulot d’étranglement” ou “bottleneck“. La chaine ne pourra jamais supporter plus de poids que la capacité de poids de son maillon le plus faible.
C’est la même chose pour un flux de production : tout système possède une (ou plusieurs) contrainte qui limite ses performances.
L’objectif de la théorie des contraintes est donc de donner du sens aux améliorations grâce à une vision globale visant à optimiser l’ensemble du système de production.

Le But de Eliyahu Goldratt

Eliyahu Goldratt, un consultant israélien, scientifique de formation, a écrit “Le But”. C’est un des livres de management les plus vendus au monde. Dans ce livre, il présente les concepts de la théorie des contraintes à travers une histoire narrative et très bien vulgarisée.
Il a également écrit d’autres livres sur la théorie des contraintes, notamment :
  • « Réussir n’est pas une question de chance  », la suite du livre « Le But » dans lequel il applique ses concepts aux problèmes stratégiques des entreprises.
  • « Critical Chain », dans lequel il applique la TOC à la gestion de projet.
Pour aller plus loin sur la gestion de projet, consultez notre article ici.

Où appliquer la théorie des contraintes

Bien que la TOC trouve son origine dans l’industrie manufacturière, elle peut être appliquée à de nombreux secteurs, y compris les services et la gestion de projet. Les principes de base restent les mêmes, même si le goulot peut être moins visible (puisque non matériels).

Comment appliquer la théorie des contraintes ?

Pour appliquer la théorie des contraintes dans votre usine, suivez les 5 étapes clés suivantes.
5 étapes téhorie des contraintes TOC

Etape n°1 : Identifier les contraintes et le goulot

La première étape consiste à identifier le goulot d’étranglement.
Mais c’est quoi une contrainte ? un goulot ?
  • Une contrainte, c’est toute ressource avec une capacité inférieure ou égale au besoin du client sur la période définie.
  • Un goulot, c’est la ressource avec la capacité la plus faible et qui va donc ralentir l’ensemble du flux (il est parfois appelé goulet).
contrainte goulot takt time lead time
Comment repérer les contraintes et le goulot d’étranglement ?
  • Débutez par un Gemba Walk sur le terrain pour échanger avec les opérateurs et leur demander où se trouve le goulot.
  • Ouvrez bien les yeux car vous allez sûrement repérer un poste avec un niveau de stock important au pied de celui-ci. Méfiez-vous, le goulot n’est pas forcément un poste de travail. Il peut s’agir d’un processus administratif (comme les dossiers de lot dans le secteur de l’industrie pharmaceutique), ou encore de la logistique avec des temps d’attente de la livraison de composants, ou même d’activités de contrôle.
  • Utilisez une VSM (Value Stream Mapping) pour avoir une vision globale des flux, des encours et des stocks. Après avoir calculé le Takt Time (le besoin du client), cela permettra d’identifier les contraintes et le goulot d’étranglement.
  • Complétez par une analyse des données récentes (capacités de chacun des postes et évolution des stocks).
Découvrez notre guide étape par étape pour réussir votre VSM dans notre tuto ici.
Dans certains cas, le goulot théorique (sur la base de calculs analytiques) peut être différent du goulot réel (observé sur le terrain). En effet, les aléas et le mix-produit peuvent impacter l’emplacement du goulot d’étranglement. Dans ce cas, rappelez-vous que vous cherchez bien à améliorer le débit global de l’entreprise et vous avez peut-être plusieurs sujets sur lesquels travailler.

Etape n°2 : Exploiter la contrainte

Une fois le goulot identifié, il faut l’exploiter au maximum de sa capacité.
L’objectif de cette étape est de réagir immédiatement pour augmenter la capacité du poste goulot et faire en sorte qu’il fonctionne à 100% de ses capacités.
Dans l’industrie, un premier rappel est qu’un poste goulot doit fonctionner 24/24 et 7/7.
Une des première réaction est souvent de mettre en place un contrôle qualité juste avant le poste goulot pour s’assurer de ne pas perdre de temps à utiliser le goulot d’étranglement pour produire de la non qualité.
Des outils comme le Lean Six Sigma peuvent également aider à trouver des solutions pour améliorer la performance du goulot. Dans ce cas, travaillez en mode chantier sur des sujets comme :
  • L’augmentation du TRS : consultez le tuto complet ici.
  • L’optimisation des temps de changement de série avec le SMED : consultez le tuto complet ici.
  • L’amélioration de la qualité avec des approche Jidoka : consultez le tuto complet ici.
  • La maîtrise de la variabilité grâce à des approches Six Sigma : consultez le tuto complet ici.
  • La résolution de problème : consultez le tuto complet ici.
C’est d’ailleurs pour cela qu’on rencontre souvent le terme TLS pour :
  • Théorie des contraintes : le fil rouge de la démarche avec une vision systémique.
  • Lean : l’élimination des gaspillages pour maximiser le temps dédié à faire de la valeur ajoutée.
  • Six Sigma : la maîtrise des procédés pour les maintenir sous contrôle et garantir la qualité.

Etape n°3 : Subordonner tout le reste à la contrainte

Il ne sert à rien de produire plus vite que le goulot. Il faut donc aligner la production sur le rythme du goulot et le sécuriser.
Le concept de Drum-Buffer-Rope, souvent appelé DBR, aide à synchroniser le flux de production grâce aux concepts de la théorie des contraintes :
  • Drum (Tambour) : le rythme de production du goulot.
  • Buffer (Tampon) : un stock tampon pour protéger le goulot des ruptures.
  • Rope(Corde) : empêche la surproduction en amont du goulot.
Comment faire de manière simple sur le terrain ?
  • Tambour : faire un ordonnancement de la production basé sur l’optimisation de la capacité du poste goulot et le rythme du goulot d’étranglement.
  • Tampon : mettre en place des stocks tampon devant le poste goulot et devant le client final, avec des tailles calculées sur la base d’une période de temps supplémentaire pour couvrir d’éventuels aléas.
  • Corde : approvisionner les postes uniquement avec la matière nécessaire, ou déclencher les ordres de fabrication petit à petit afin d’éviter de produire inutilement du stock.
DBR Tambour Tampon Corde

Etape n°4 : Elever la capacité de la contrainte

Si l’optimisation réalisée lors de l’étape n°2 n’est pas suffisante, il va falloir améliorer la performance du poste goulot, souvent en passant par des investissements.
Cela peut impliquer :
  • Des investissements en équipement.
  • L’utilisation d’anciens équipements qui ne sont plus utilisés.
  • Des recrutements de personnel si cela permet d’augmenter réellement la capacité du goulot.
  • Ou encore de faire appel à de la sous-traitance pour prendre traiter la capacité manquante.

Etape n°5 : Répéter en trouvant la contrainte suivante

La contrainte peut se déplacer. Il est donc essentiel de surveiller et d’identifier constamment le prochain goulot. Il ne faut pas rester inactif et se satisfaire des premiers résultats, mais chercher à encore s’améliorer avec une logique de travailler en priorité sur le nouveau goulot d’étranglement.
Un bon management visuel de la performance et une présence managériale sur le terrain sont la clés pour maintenir une amélioration continue. Consultez le tuto sur la mise en place des AIC en production ici.

Quels sont les principes clés de la théorie des contraintes ?

Voici quelques-unes des règles clés de la TOC :

Les règles clés de la théorie des contraintes

  • Equilibrez les flux et non les capacités. Ne cherchez pas à occuper toutes les ressources mais visez un écoulement le plus fluide possible au travers du processus.
  • Gardez en tête que une heure perdue sur le goulot est une heure de chiffre d’affaires perdue à jamais. Les pertes de temps sur le goulot se répercutent sur l’ensemble du système. Suivez vos contraintes de très près.
  • A l’inverse, une heure gagnée sur un poste non-goulot est un leurre. Si ce poste est situé avant le goulot, du stock inutile va être produit. Et si il s’agit d’un poste après le goulot alors la seule conséquence sera des temps d’attente et des arrêts d’équipements additionnels.
  • Activez les ressources en fonction des besoins des contraintes, pas de leur potentiel. La charge des ressources non goulots doit être alignée sur le besoin des contraintes et non selon leurs capacités (sinon vous allez produire du stock).
  • Les ressources doivent être utilisées et non simplement activées. Activer une ressource c’est l’emploi d’une ressource pour produire. Alors que l’utilisation d’une ressource, c’est l’emploi d’une ressource pour générer du trhoughput (du débit global du flux).
  • Les goulots déterminent le débit de sortie et les niveaux de stock. Le temps de traversée (lead time) est égal à la valeur des stocks et encours, divisée par le débit du poste goulot. Et le niveau des stocks est calculé pour sécuriser le bon fonctionnement du poste goulot pendant une certaine durée.
  • Dissociez la taille des lots de production de la taille des lots de transfert. Ne restez pas bloqué avec ce paradigme, un lot de fabrication d’un poste peut alimenter plusieurs postes suivants avec un lot de transfert fractionné.
  • Les lots de production doivent être de taille variable et non fixe. Cela vous permettra de gagner en flexibilité et en réactivité face à la variabilité de la demande du client.
  • Etablissez un programme directeur prenant en compte toutes les contraintes et qui protège le goulot. La planification et l’ordonnancement doivent se baser sur le rythme du goulot (le tambour) et faire en sorte de le protéger pour qu’il ne s’arrête jamais.

La devise de la règle des contraintes

La somme des optima locaux n’est pas égale à l’optimum global.
L’objectif est d’avoir une vision globale pour optimiser la performance de l’entreprise, en prenant en compte les interactions entre les différentes ressources. Il faut donc adopter une approche systémique.
Le but n’est pas de chercher la performance de chacun des postes, ou plus globalement de chacun des services. L’objectif est bien d’optimiser la performance globale de l’entreprise aux yeux du client, en prenant en compte chacun des services et leurs interactions.

Théorie des contraites, notre conclusion

La théorie des contraintes (TOC) est un concept puissant pour optimiser la performance des processus industriels. En appliquant les principes et les étapes décrits dans cet article, vous pouvez identifier et éliminer les goulots qui ralentissent votre production. L’approche systémique de la TOC vous aide à maximiser le débit, à réduire les stocks inutiles et à améliorer la rentabilité.
Gardez en tête, le succès repose sur la gestion efficace des contraintes et l’engagement à toujours rechercher des opportunités d’amélioration. La théorie des contraintes vous guide étape par étape pour booster votre performance.

Pour continuer à optimiser vos processus et améliorer votre performance, nous vous invitons à découvrir notre guide complet sur le Chantier Kaizen, une méthode puissante pour générer des améliorations continues et rapides.

De plus, approfondissez vos compétences en Lean Management avec notre formation Yellow Belt Lean Six Sigma, pour maîtriser les outils fondamentaux de l’amélioration continue.