Planification à court terme

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1 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 96 Slide 149 Chapitre 4 Planification à court terme Table des matières Chapitre 4 Slide Planification des besoins en matières (MRP) 151 Objectifs des systèmes MRP Principe général du MRP Calcul des besoins Détermination de la taille des lots Prise en compte des capacités (CRP) Planification des ressources de production (MRP II) Systèmes JIT (Just in Time) 176 Principes Eléments de base Comparaison MRP - JIT

2 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) Planification des besoins en matières (MRP) Objectifs des systèmes MRP Slide 151 MRP = Material Requirements Planning Système de gestion des commandes de composants, des stocks et des dates limites de livraison dans un système multi-échelons et multi-produits. Commander les bons composants au bon moment et en bonnes quantités Désavantages des méthodes classiques : Slide 152 Hypothèses des méthodes classiques : indépendance de la demande des composants ; demande régulière dans le temps. Production multi-échelons : la demande de composants dépend du plan de fabrication du niveau directement supérieur ; demande très variable pour les composants intermédiaires (fixée par le programme de fabrication du niveau directement supérieur)

3 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 98 Principe général du MRP Slide 153 Connaissant la demande en produits finis, calculer à rebours les quantités et périodes de fabrication de chaque composant. Avantages du MRP : Identification précise des demandes dérivées Diminution des stocks d en-cours Contrôle de production, gestion prévisionnelle Détection rapide des manquants, incidents,... Données de base du MRP : Exemple : un produit fini PF, 3 composants A,B,C. Programme directeur de production Slide 154 Périodes PDP Nomenclature des produits et composants - Bill of material (BOM) PF 3 2 A B 1 4 A C

4 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 99 Définition du niveau des composants - Low level coding Retenir pour chaque composant le niveau le plus bas où il apparaît. PF 2 Slide B 1 4 A C Délais d obtention des composants - Lead times Principe : calcul en amont de la date de lancement du composant Date de lancement = date de besoin - délai d obtention - délai de sécurité Exemple : délai d une période pour A, B et C. Etat des stocks Stock actuel disponibles + ordres lancés Slide 156 Ordres lancés Produit Stock initial Période Quantité PF A B C Règles de lotissement Taille des lots de production. Exemple : lot for lot

5 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 100 Calcul des besoins Travailler du niveau supérieur au niveau inférieur. Slide 157 Calcul des besoins bruts PF PDP B Besoins bruts Calcul des besoins nets et ordres suggérés Slide PF PDP B Besoins bruts Ordres lancés 40 Stock avant o.s Besoins nets Ordres suggérés

6 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 101 Slide PF PDP B Ordres suggérés A Besoins bruts Ordres lancés 100 Stock avant o.s Besoins nets Ordres suggérés C Besoins bruts Ordres lancés Stock avant o.s Besoins nets Ordres suggérés Détermination de la taille des lots Etant donnés les besoins nets répartis dans le temps, quand produire et en quelles quantités pour satisfaire ces besoins nets de façon la plus économique possible? Slide 160 Compromis entre coût de lancement l coût de stockage s Exemple : Besoins bruts Pas d ordres lancés, stock initial = 220, lead time = 1 l = 300, s = 2.5 par unité et par période.

7 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 102 Slide 161 Règles de lotissement Quantité fixe (contrainte d ordre technologique) Lot individuel (lot for lot) Ordre suggéré = besoin net Besoins bruts Stock disponible Besoins nets Ordres suggérés La quantité économique est la quantité optimale Q 0 à produire si la demande est constante et égale à D unités par période. Si la taille des lots est fixée à Q, la production a lieu toutes les Q/D périodes, et le coût total de mise en route de la production sur les T périodes est lt D/Q. Une unité produite sera stockée en moyenne pendant Q/2D périodes, et le coût total de stockage sera égal à st Q/2. Le problème revient donc a résoudre min z = lt D D Q T D Q + st Q 2 Le minimum de cette fonction convexe en Q est atteint lorsque z Q = lt D Q 2 + st 2 = 0 c est-à-dire quand Q = Q 0 := 2lD s.

8 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 103 Quantité économique (EOQ) Calculer la quantité optimale Q 0 basée sur la demande moyenne D par période (suppose une demande régulière). Coût 2lD Q 0 = s Slide 162 Exemple : l = 300, s = 2.5, D = 72 Q 0 = 131 D Q 0 T D Q Besoins bruts Slide 163 Stock disponible Besoins nets Ordres suggérés Inconvénient : on ne produit pas pour satisfaire la demande d un nombre entier de périodes.

9 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 104 Périodicité économique Produire la quantité nécessaire pour satisfaire v 0 périodes de besoin (révision périodique). v 0 = Q 0 D Exemple : Q 0 = 131, D = 72 v 0 = périodes. Slide Besoins bruts Stock disponible Besoins nets Ordres suggérés Toutes ces variantes, basées sur la formule de Wilson, ne tiennent pas compte de la variabilité de la demande. Slide 165 Silver meal / Least Period Cost (LPC) Lorsqu un lancement a lieu, on produit les besoins nets d un nombre entier de périodes de façon à minimiser le coût moyen par période. Période 1 : Pér. couvertes Lancement Stockage Coût moyen , ,3, Période 3 : Pér. couvertes Lancement Stockage Coût moyen , ,5, ,5,6,

10 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 105 Slide Besoins bruts Stock disponible Besoins nets Ordres suggérés Méthode exacte (Wagner-Whitin) d t x t i t demande nette pour la période t production pour la période t stock à la période t y t production à la période t? (0/1) Slide 167 min l T y t + s T i t t=1 t=1 s.c. i t = i t 1 + x t d t t = 1,..., T x t My t i 0 = i T = 0 x t, i t 0, y t {0, 1} t = 1,..., T t = 1,..., T

11 4.1 Planification des besoins en matières (MRP) 106 Slide 168 Propriétés 1. Il existe une solution optimale telle que i t 1 x t = 0 pour tout t (production uniquement quand stock vide). 2. Il existe une solution optimale telle que si x t > 0, x t = t+k un k > 0 Programmation dynamique H(k) : coût minimum d une solution pour les périodes 1,...k. i=t d t pour Si t k est la dernière période de production entre 1 et k, alors le coût de production pour les périodes 1 à t 1 doit être optimal et égal à H(t 1). k H(k) = min {H(t 1) + l + s 1 t k H(0) = 0 i=t+1 (i t)d i } Interprétation plus courts chemins Slide

12 4.3 Planification des ressources de production (MRP II) 107 Slide Besoins bruts Stock disponible Besoins nets Ordres suggérés Prise en compte des capacités (CRP) Calcul des besoins nets (MRP) ignore les problèmes de charge des ateliers risques de surcharge et sous-charge Slide 171 Prise en compte à deux niveaux : Programme directeur de production : vérification globale de la capacité avant le calcul des besoins lissage du PDP. Capacity Requirements Planning (CRP) : vérification détaillée de la capacité après le calcul des besoins. Confrontation des charges induites par le calcul des besoins avec les capacités de production et lissage des charges déplacement des charges. La plupart des logiciels de MRP contiennent un module de CRP.

13 4.3 Planification des ressources de production (MRP II) Planification des ressources de production (MRP II) Manufacturing Resource Planning : Méthode utilisée pour planifier et contrôler l ensemble des ressources de l entreprise. Slide 172 Principaux modules (Source : Solid State Software a ) Manufacturing : Requirements Planning Capacity Requirements Planning Bill of Materials Master Scheduling Production Control a http :// Slide 173 Distribution : Inventory Control Quoting and Estimating Order Entry/Invoicing Purchasing and Receiving Communications Electrionic Data Interchange Fax Management Windows Client

14 4.4 Systèmes JIT (Just in Time) 109 Slide 174 Symbology : Data Collection Accounting : Accounts Receivable Accounts Payable Payroll Fixed Assets Management General Ledger Office Automation : Word Processing Electronic Spreadsheet Data Base Management Slide 175 Imaging : Image Processing Document Imaging Administration : System Management Cost Benefit Analysis : Cost Benefit Analysis Worksheet

15 4.4 Systèmes JIT (Just in Time) Systèmes JIT (Just in Time) Slide 176 Principes The necessary parts in necessary quantities at necessary times Objectifs : Réduction des en-cours (zero stock) Lissage de la production (répétitivité) Slide 177 Systèmes pull et push Système classique type MRP : PUSH Demande anticipée plan de fabrication ordres de fabrication le plan pousse les ordres de l amont vers l aval Ordres planifiés AMONT Phases du processus Flux de matières AVAL

16 4.4 Systèmes JIT (Just in Time) 111 Sustème JIT : PULL (Kanban - Toyota) Production par réquisition Ordres d exécution Slide 178 AMONT Réquisition Flux de matières AVAL Production réquisition par l aval l aval tire l amont. Petits lots, réduction des temps et coûts de lancement nécessaire. Eléments de base Objectif des systèmes JIT : élimination du gaspillage. Gaspillage : tout sauf la quantité minimale d équipements, de matériaux, de pièces détachées et d ouvriers qui ne sont pas absolument indispensables pour la production. (Fujio Cho - Toyota) Slide 179 Eléments stratégiques : 1. Réseau d usines ciblées 2. Groupement technologique 3. jidoka - Qualité à la source 4. Production just-in-time 5. Charge uniforme des usines 6. Système de contrôle de production Kanban 7. Minimisation des temps de lancement

17 4.4 Systèmes JIT (Just in Time) 112 Slide 180 Réseau d usines ciblées Au lieu d une grande usine intégrée, ensemble d usines où l on fabrique un nombre limité de produits, où l on recourt à un nombre limité de processus de production. Difficulté de gérer une grande installation. Usine spécialisée coûts de construction et d opération limités. Groupement technologique Méthode qui consiste à rechercher les similitudes techniques des composants faisant l objet d une même gamme d opérations jidoka - Qualité à la source Technique selon laquelle on arrête de produire dès qu un défaut apparaît. Slide 181 Production just-in-time Type de production, reposant sur la méthode juste-à-temps, qui consiste à avoir le bon stock au moment où on en a besoin pour la fabrication. Objectif : atteindre une production exacte pas de pénurie et pas de stock. Charge uniforme des usines Necessité d un lissage de la production pour une stratégie juste à temps efficace. Objectif : éliminer la vague de réaction qui apparaît en réponse à des variations de la demande, de l ordonnancement.

18 4.4 Systèmes JIT (Just in Time) 113 Slide 182 Système de contrôle de production Kanban Développé par Toyota. Technique de gestion locale d atelier par régulation des flux par l aval. Chaque composant est stocké dans un conteneur (nombre déterminé d unités) Pour chaque conteneur, 2 cartes (kanbans) Kanban de production (utilisé par l atelier qui produit le composant) Kanban de transfert (utilisé par l atelier qui consomme le composant) Informations du Kanban : identification pièces quantités localisation des stocks... Slide 183 Fonctionnement (2 centres, B en amont de A). A : conteneur de matières premières (venant de B) B : conteneur de produits finis 1. A reçoit un ordre d exécution retire des composants du conteneur. Conteneur vide A entame un autre conteneur libéré de son kanban de transfert T (réquisition de transfert). 2. Conteneur vide + kanban T acheminés vers B 3. Kanban T placé sur conteneur plein et libération du kanban P de production qui y était attaché (réquisition de production) 4. Conteneur plein muni de T acheminé vers A 5. Le kanban P libéré en B fournit une autorisation de production d un conteneur de composants.

19 4.4 Systèmes JIT (Just in Time) 114 Minimisation des temps de lancement Réduction des stocks production en petites quantités Taille des lots quantité économique (EOQ) inversion du principe : fixer la taille des lots (petite) et atteindre le temps/coût de lancement correspondant. Slide 184 Coût Traditionnel Coût JIT Q Q Comparaison MRP - JIT Slide 185 En théorie, MRP = JIT (lot for lot). En pratique (MRP) : incertitudes, aléas, capacités finies, prévisions lointaines peu fiables temps d exécution augmentent, stock augmente. JIT : fabrication répétitive (charge constante), par pièces petit stock, temps d exécution court. Fonctionne mal si temps/coûts de mise en oeuvre élevés et non réductibles faible qualité, taux de déchet élevé demande de produits finis très variable pas ou peu de polyvalence des travailleurs