Politiques de type Kanban

Avec l'apparition de la philosophie du Juste A Temps (JAT) dans les années 70, la plupart des recherches ont été dirigées vers les politiques de pilotage dites à flux tiré et notamment les politiques basées sur le système Kanban. Le mot "Kanban" signifie "carte" en japonais et fait référence au mécanisme qui consiste à attacher une carte à une pièce (ou plus généralement à un lot de pièces), autorisant son lancement dans une étape de fabrication.

Les premiers travaux parlant du système JAT et du système Kanban sont ceux présentés par Sugimori et al. (1977) et Kimura and Terada (1981) à la fin des 70 décrivant les systèmes de production Toyota et mettant le point sur le nouveau système Kanban mis en place. Dans ce qui suit, nous allons décrire le principe de fonctionnement de la politique Kanban et ses deux extensions les plus utilisées, à savoir : la politique Kanban Généralisé et la politique Kanban Etendu. Nous présenterons également quelques travaux de la littérature étudiant ces politiques.

2.1.2.1 Politique Kanban

La Figure 1.10 illustre le principe de fonctionnement de la politique Kanban pour un système à deux étages.

Cycles des cartes

Etage 1 Etage 2

K1 K2 Demande

Carte détachée ^{Carte attachée}

Stock de pièces avec cartes Accumulation de cartes Accumulation de demandes non satisfaites Point de contrôle

Chapitre 1. Etude qualitative des politiques de pilotage de flux dans les chaînes logistiques

Les paramètres de cette politique de gestion sont les nombres de cartes, Kk pour chaque étage k sachant que dans cette politique, un nombre de cartes est associé à chaque étage. Lorsqu’une demande se présente au dernier étage (étage 2), si une pièce avec une carte est présente dans le stock, la demande est satisfaite et la carte est détachée pour être transmise en amont. Cette carte propage la demande au point de contrôle précédent. A ce niveau, si une pièce est présente, sa carte est détachée (carte qui lui vient du premier système dans notre exemple) elle est remplacée par la carte qui a transmis la demande et la pièce est lancée en fabrication dans le dernier étage. La carte détachée est alors transmise en amont, propageant à son tour la demande. Ce mécanisme peut remonter ainsi toute la chaîne. Cependant, s’il arrive qu’une pièce ne soit pas disponible à un étage, aucune carte n’est transmise. Les cartes de l’étage en question s’accumulent et l’information qui déclenche la production est bloquée à ce niveau de la chaîne.

La politique Kanban permet une meilleure coordination entre les étages, n’autorisant la fabrication à chaque étage que si une pièce a été effectivement consommée en aval de cet étage. Une conséquence intéressante de ce mécanisme est que le nombre de pièces en cours de fabrication est limité par le nombre de cartes de chaque étage. Cependant, la demande pouvant ne pas être immédiatement transmise à toute la chaîne, les délais de fabrication peuvent être plus longs que pour la politique à stock nominal. Lorsque l’étage représente toute la chaîne de production, le pilotage revient à lancer en production une pièce dans l’usine, dès qu’un produit quitte le système en aval. Ce cas particulier de la politique Kanban est aussi connu sous le nom de CONWIP (CONstant Work In Process).

Beaucoup de travaux traitant de la politique Kanban ont été développés depuis son apparition. Une revue détaillée de la littérature sur la politique Kanban est donnée par Berkley (1992). D'autres travaux tels que Buzacott and Shanthikumar (1993), Frein et al. (1995) et Liberopoulos and Dallery (2000) se sont basés sur la théorie des files d'attente pour évaluer les performances de la politique Kanban dans des systèmes mono-étage et multi-étages. Outre ces politiques, ils ont proposé des extensions de politiques basées sur le système Kanban, telles que la politique Kanban Généralisé et la politique Kanban Etendu que nous décrivons plus en détails dans les sections suivantes. Par ailleurs, Liberopoulos and Dallery (2003) ont aussi étudié des politiques hybrides de pilotage de flux qui combinent les politiques de gestion de stocks classiques du type (s,S) et les politiques basées sur le système Kanban.

2.1.2.2 Politique Kanban Généralisé

La politique Kanban Généralisé peut être considérée comme une politique hybride de la politique à stock nominal et de la politique Kanban. Elle a été mise au point par (Buzacott 1989a). Une représentation de la politique Kanban Généralisé est donnée par la Figure 1.11.

Demande

Etage 1 Etage 2

K2 , S2

Stock de pièces avec cartes _{Accumulation de cartes}

Accumulation de demandes non satisfaites

K1 , S1

Point de contrôle

Figure 1.11. La politique Kanban Généralisé dans un système à deux étages

La politique Kanban Généralisé utilise deux paramètres par étage, à savoir : la valeur du stock nominal Sk et du nombre de cartes Kk pour chaque étage k. Dans l’état initial, avant que toute demande ne se présente, les stocks entre chaque étage contiennent un nombre de pièces égal au stock nominal. Une carte est attachée, comme pour le Kanban, à chacune d’entre elles, le reste des cartes disponibles étant placé en amont de chaque étage dans le stock d'accumulation des cartes. Quand la demande arrive, elle remonte progressivement pour permettre la transmission des ordres de fabrication nécessaires au maintien de chaque stock de produits au niveau nominal. Cette remontée de la demande peut être interrompue s'il n'y a pas de cartes. Pour débloquer la situation une carte doit être libérée. Il faut donc attendre qu'une pièce sorte de l'étage suivant. La file d'accumulation de cartes contient des cartes qui ont été associées à une demande; elles deviennent alors des autorisations de production et chacune d’elles va pousser une pièce dans le processus de fabrication qui suit.

2.1.2.3 Politique Kanban Etendu

La politique Kanban Etendu est, comme le Kanban Généralisé, une politique hybride de la politique Basestock et de la politique Kanban. Elle a été développée plus récemment par Dallery and Liberopoulos (2000). Une représentation de cette politique, pour un système à deux étages, est donnée par la Figure 1.12.

Chapitre 1. Etude qualitative des politiques de pilotage de flux dans les chaînes logistiques

Etage1 Etage2

K1 K2

Stock de pièces avec cartes _{Accumulation de cartes} Accumulation de demandes non satisfaites

S1 S2

Point de contrôle

Demande

Figure 1.12. La politique Kanban Etendu dans un système à deux étages

La politique Kanban Etendu utilise deux paramètres : le stock nominal Sk et le nombre de cartes Kk pour chaque étage k (le nombre de cartes étant supérieur au stock nominal). Dans l’état initial, avant que toute demande ne se présente, les stocks entre chaque étage contiennent un nombre de pièces égal au stock nominal. Une carte est attachée, comme pour le Kanban, à chacune de ces pièces, le reste des cartes disponibles étant placé en amont de chaque étage. La dynamique du pilotage est une combinaison des systèmes à stock nominal et Kanban. Lorsqu’une demande se présente, à l’instar de la politique à stock nominal, elle est automatiquement transmise à tous les étages. A chaque point de contrôle, pour qu’une pièce soit lancée en fabrication, outre la présence d’une demande, une carte doit nécessairement être disponible. Dans ce cas, la carte du produit est détachée pour être transmise en amont. Elle est remplacée par une carte au point de contrôle et le produit entre en fabrication. Du fait de l’existence d’un nombre de cartes en avance au point de contrôle, le mécanisme peut délivrer une pièce dans un étage donné, dès qu’une demande arrive, même si aucune carte n’a été libérée en aval. Cependant, passé cette avance, une pièce finie doit quitter l’étage pour qu’une nouvelle soit autoriser à y entrer. Cette politique introduit donc plus de souplesse dans le pilotage que la politique Kanban.