Conception des processus d une Plate-Forme Logistique Client à Schlumberger RMS France par la Modélisation GRAI

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1 Conception des processus d une Plate-Forme Logistique Client à Schlumberger RMS France par la Modélisation GRAI Dr S. KLEINHANS Responsable Dpt Etudes GRAISOFT 1 Prof. G. DOUMEINGTS Directeur Technique et du Marketing GRAISOFT Professeur au LAP/GRAI2 Université Bordeaux 1 2 M. G. VAN DEN BOSSCHE PRIME Manager Schlumberger RMS Le présent article rend compte des résultats du travail de modélisation et de conception concernant une Plate-forme Logistique Client (PLC) mené à Schlumberger RMS (Resource Management Systems) France, avec le support du Groupe de Recherche en Automatisation Intégrée (GRAI) du Laboratoire d Automatique et de Productique (LAP) de l Université Bordeaux 1, dans le cadre du projet PRIME CAP 2000 supporté par le programme ADAPT. Le contexte de l étude GRAI : le projet PRIME CAP 2000 Schlumberger RMS produit et commercialise entre autres des appareils de mesure : compteurs (eau, gaz, électricité). La branche RMS représente environ personnes dans le monde entier sur une cinquantaine de sites de production. L objectif d accroissement de compétitivité de cette entreprise multi-sites ne peut être atteint que par un effort de simplification des procédures et de formation de toutes les fonctions appuyés par les nouvelles technologies de l information. PRIME CAP 2000 est un projet d entreprise étendue dans lequel Schlumberger RMS s associe à des Centres Universitaires (LAP/GRAI de l Université Bordeaux 1 et Université de Cardiff) ainsi qu à des PME locales fournisseurs et/ou sous-traitants de Schlumberger. PRIME CAP 2000 vise (figure 1) à : ré-architecturer les processus de l entreprise étendue ; concevoir un programme de formation pour accroître les qualifications techniques des travailleurs sur leur poste actuel et leur flexibilité au sein de l entreprise tester le déploiement de ce programme de formation via les technologies Internet/Intranet, afin de valider son adéquation avec l objectif de compétitivité de l entreprise et avec la capacité des travailleurs à intégrer les concepts de gestion industrielle moderne et à l utilisation des outils informatiques qui s y réfèrent. Ce projet illustre la volonté de Schlumberger RMS France d atteindre ses objectifs de com- 1 : GRAISOFT, Société de transfert de la Méthodologie GRAI et du logiciel support IMAGIM contact@graisoft.com 2 : LAP/ GRAI : Laboratoire d Automatique et de Productique / Groupe de Recherche en Automatisation Intégrée. doumeingts@lap.u-bordeaux.fr Vol. 8 N 1,

2 Fig.1. Méthodologie mise en œuvre et positionnement de l intervention du LAP/GRAI pétitivité en optimisant ses procédures et en formant toutes les fonctions grâce aux nouvelles technologies de l information. Schlumberger RMS se réorganise en vue de distinguer de plus en plus clairement (figure 2) : une logique industrielle, en mettant en place à l échelle mondiale une organisation basée sur des usines pôles d excellence (UP : Unités de Production), dédiées à des lignes de produits ; une logique commerciale, en mettant en place dans chaque région une entité commerciale desservant le marché régional pour toutes les lignes de produits. Ce changement de logique a un impact sur les flux logistiques locaux ; la solution retenue après étude est la création d une plate-forme logistique client (PLC). La PLC devra se situer à l interface du Service Commercial et des UP ; elle sera responsable de la mise à disposition des produits finis fabriqués par les UP Electricité, Gaz et Eau indépendamment de l organisation (et donc des réorganisations) des Unités de Production. Figure 2. Architecture globale : 2 logiques distinctes. Le problème à résoudre : concevoir la future Plate-forme Logistique Client (PLC) Dans la phase de re-engineering, Schlumberger RMS souhaitait disposer d une méthodologie de modélisation d entreprise supportée par un outil informatique afin de capitaliser les connaissances et les idées d amélioration collectées sur le site pilote de Chasseneuil pour les ré-utiliser dans une approche de benchmarking interne au sein de l ensemble de ses usines ; outre l homogénéisation des procédures, cette approche avait pour but de faciliter le passage à la version 8.6 de l ERP (Enterprise Resources Planning) MfgPro (Marque déposée de la société QAD). La première étape du re-engineering, en particulier, s avérait complexe, puisqu il s agissait de spécifier et de concevoir de toutes pièces une nouvelle entité organisationnelle, la Plate-Forme Logistique Client. Une veille méthodologique a amené Schlumberger à retenir la méthodologie GRAI et son outil support IMAGIM, issus des recherches du Groupe GRAI du LAP (Laboratoire d Automatique et de Productique) de l Université Bordeaux 1 et actuellement diffusés par la société GRAISOFT. Le but de l étude GIM (GRAI Integrated Method) de la PLC était donc de caractériser la structure, l organisation et les modes de fonctionnement de la PLC. La méthodologie GRAI : principes généraux La Méthodologie GRAI est un ensemble de méthodes qui contribuent à l amélioration des performances de l entreprise par la Modélisation de l Entreprise ([1], [2]). La Méthodologie GRAI couvre 5 domaines d application : La Stratégie Industrielle. La Réorganisation d Entreprises. Le Pilotage de la Performance, Le Choix et l Implantation de Solutions : Informatiques Techniques Organisationnelles La Gestion des Connaissances et de la Qualité La Méthodologie GRAI comprend onze modules méthodologiques qui s appuient tous sur : 30 Vol. 8 N 1, 2000

3 Figure 3. La démarche de GIM Figure 4. Les modèles de GIM Un modèle de référence, le Modèle GRAI, utilisant les concepts de système et de processus, qui permet de distinguer les sous-systèmes physique, de décision et d information ; Un ensemble de formalismes graphiques : Actigramme Grille GRAI Réseaux GRAI Entité / Relation Vue processus Une démarche structurée. Dans le cas de l étude GRAI de la PLC, le module méthodologique appliqué est la méthode GIM (GRAI Integrated Method). Cette méthode permet de construire un plan d actions cohérent pour faire converger l entreprise vers ses objectifs stratégiques (ici les niveaux de performance de la PLC). La démarche comprend deux grandes phases (figure 3) : 1 une modélisation de l existant pour émettre un diagnostic précis, 2 une modélisation de l entreprise-cible contribuant à l élaboration d un plan d actions, Permettant 3 la mise en œuvre cohérente des actions planifiées. GIM mobilise les compétences de l entreprise pour modéliser son fonctionnement actuel et futur, identifier l ensemble des besoins et mettre en commun toutes les idées d amélioration. La méthode est participative : les connaissances proviennent des acteurs de l entreprise réunis en Groupes aux missions clairement définies (figure 5). L étude GIM de la PLC S agissant d une étude de conception pure (sans système existant sur lequel effectuer une analyse) et non d une PLC existante à améliorer, l approche a consisté, en se basant sur la connaissance des participants, à : clarifier finalité et performances attendues de la PLC ; déterminer l environnement de la PLC en identifiant ses échanges avec les autres services et avec les partenaires externes à Schlumberger : clients, transporteurs, tiers ; évaluer quantitativement les flux de livraisons susceptibles de passer par la PLC ; identifier et modéliser la structure, l organisation et le fonctionnement de la PLC à même d atteindre la finalité et les performances visées ; supporter la simulation de MFGPRO version 8.6 qui sera utilisé par la PLC. Le Directeur Commercial France a été nommé «sponsor» de l étude (habituellement appelé Groupe de Pilotage dans la méthode GIM ) ; c est lui qui a défini les objectifs et les orientations et validé les propositions à l issue de la conception. Un Groupe d Implantation (habituellement appelé Groupe de Synthèse dans la méthode GIM ) a été constitué ; il comprenait les Figure 5. L organisation en Groupes de GIM Vol. 8 N 1,

4 acteurs Schlumberger pressentis pour gérer la future PLC et ceux qui en seraient les interlocuteurs dans les UP. Son rôle a consisté à spécifier et modéliser la future PLC et à en simuler le fonctionnement sur la version 8.6 de MFGPRO. Enfin, le Groupe des Spécialistes GRAI assurant l animation de l étude était constitué d un consultant externe du LAP/GRAI et d un consultant interne à Schlumberger déjà rôdé à la Méthodologie GRAI et spécialiste de MFGPRO. L étude a duré 4 mois et a nécessité 5 interviews et 8 réunions. La première phase a consisté à modéliser l activité de la Direction Commerciale ; bien que cette activité soit en dehors du domaine de l étude, sa modélisation a été réalisée (à un niveau global) car le Groupe d Implantation a considéré qu il s agissait du meilleur point d entrée pour débuter la conception de la future PLC. Par ailleurs, les résultats d une étude GIM menée sur une Unité de Production ont été ré-utilisés. Définition de la finalité et des performances de la future PLC Avec le sponsor de l étude, la finalité et les performances attendues de la PLC ont ensuite été spécifiées ; la finalité de la PLC est triple : consolidation et gestion des prévisions : ce n est pas la PLC qui a la responsabilité d établir les prévisions de livraisons, mais le Service Commercial et le Service Client pour le SAV ; en termes de prévisions, la PLC doit : ajuster les prévisions qu elle reçoit afin de maintenir ses propres stocks à un niveau compatible avec son taux de service objectif ; répercuter et distribuer ces prévisions aux UP concernées. stockage : de produits finis «sur stock» pour assurer un taux de service satisfaisant ; gestion des expéditions : la PLC est responsable de la livraison des commandes aux clients (à l exception des produits à la commande avec les UP Intra-Entité). Les niveaux de performance objectifs ont été déterminés : en termes de Coût : coût de fonctionnement de la PLC minimum ; en mode nominal, la nouvelle organisation de RMS aura des coûts de fonctionnement (fabrication et logistique) inférieurs aux coûts actuels ; en termes de Qualité : conformité des livraisons aux demandes clients ; maintien des performances actuelles ; en termes de Délai : respect du délai annoncé (fiabilité) et respect du délai souhaité (flexibilité) ; La mise en place de la PLC ne doit pas provoquer d allongement du délai client. Il est apparu rapidement que les finalités et performances requises variaient selon les types de produits considérés ; la typologie APICS permet de distinguer 4 types de produits correspondant à des modes de gestion et d organisation différents (figure 6) : MTS Make To Stock - la fabrication est décorrélée des commandes clients, elle peut entièrement se faire sur prévisions ATO Assemble To Order - il s agit de produits avec variantes, personnalisés à la commande. Les prévisions portent sur des sous-ensembles. MTO Make To Order - Toute la production est déclenchée à la commande. ETO Engineer To Order - Le produit est conçu à la commande. Seuls les trois premiers types de produits sont dans le champ d activité de la PLC (transmission aux UP de prévisions, de commandes et/ou livraison des commandes). En outre, MFGPRO utilise un principe de regroupement des Unités de Production en Entités, concept lié aux aspects comptables et fiscaux. Selon que les UP sont dans la même entité que la PLC (UP Intra-entité) ou non (UP Extra-Entité), les relations entre le Service Commercial, la PLC et l UP diffèreront : les UP Intra-entité appartiennent à la même entité (unité de regroupement de MFGPRO ) et auront de ce fait un mode d échange particulier avec la PLC. les UP Extra-entité nécessiteront de mettre en œuvre un autre type d échange d information. Pour résumer, il est possible de distinguer trois «business cases» amenant des traitements différents en croisant les deux typologies précédentes (figure 7) : 1 : les produits MTS (sans distinguer intra et extra-entité) 32 Vol. 8 N 1, 2000

5 Figure 6. Typologie APICS des modes de production Figure 8. Architecture de la future chaîne logistique Figure 7. Les trois types de produits considérés dans l étude PLC 2 : les produits ATO et MTO intra-entité (par souci de simplification, ils seront désignés dans la suite du document comme «ATO intra-entité») 3 : les produits ATO et MTO extra-entité (par souci de simplification, ils seront désignés dans la suite du document comme «ATO extra-entité») Enfin, les produits ETO passent par un autre circuit et sont hors-domaine pour la PLC. Détermination de l environnement et des échanges de la PLC La figure 8 illustre l architecture d ensemble de la future chaîne logistique de RMS France. Les flux en pointillé représentent des échanges d information, les flux en trait plein des échanges de matière. Ce schéma recouvre en fait deux cas de fonctionnement : 1 er cas : le Service Commercial transmet à la PLC prévisions et commandes, la PLC «distribue» ces informations aux UP et aux fournisseurs externes concernés, qui renvoient à la PLC les produits correspondants ; enfin, la PLC livre ces produits aux clients. 2 e cas : le Service Commercial transmet à la PLC prévisions et commandes, la PLC «distribue» ces informations aux UP et aux fournisseurs externes concernés, qui livrent eux-mêmes ces produits aux clients (c est le cas, par exemple, pour l Export). Notons enfin que les UP peuvent effectuer directement entre elles des livraisons inter-up de sous-ensembles. Les UP devront garder en interne une logistique : logistique interne pour approvisionner leurs composants, mais aussi logistique externe pour (2ème cas mentionné plus avant) livrer elles-mêmes les clients. Tous les cas de figure ont été envisagés précisément dans les modèles réalisés. Sous une autre forme, la figure 9 a permis d identifier les principaux interlocuteurs de la PLC et les échanges opérés entre la PLC et ces acteurs (les flux en pointillé représentent des échanges d information, les flux en trait plein des échanges de matière). Figure 9. Echanges entre la PLC et ses interlocuteurs Vol. 8 N 1,

6 Figure 10. Relations entre la PLC et les UP Avant de pouvoir modéliser précisément les activités détaillées de la PLC et n ayant aucun système existant sur lequel s appuyer, le Groupe d Implantation a en effet souhaité représenter globalement la PLC dans son environnement, ce dans le souci de mieux comprendre et de traduire les finalités globales de la PLC en services rendus à ses différents «clients», internes comme externes. Analyse quantitative des flux Electricité - Gaz Cette analyse a ensuite été menée afin de dimensionner la capacité de la PLC et d en proposer une localisation (géographique) optimale ; actuellement, l activité physique de la PLC (les livraisons) est sous-traitée, mais toutes les possibilités sont à envisager, d autant plus que les livraisons ne sont pas externalisées pour la branche Eau. L analyse quantitative menée sur les livraisons de l année écoulée des produits Electricité et Gaz a permis d évaluer la charge de la PLC en termes de commandes et de livraisons, par type de produit et par UP et d estimer la capacité nécessaire de la PLC ; cette analyse a également permis d arbitrer entre les différents scénarios de localisation de la PLC envisagés. Identification et modélisation de la structure, de l organisation et du fonctionnement de la PLC Les modèles de la PLC réalisés (processus et grille du système de décision) ont permis d en anticiper le fonctionnement et l organisation futurs ; une analyse post-projet a montré que les participants de l étude ont apprécié dans ces modèles leur capacité à fournir un langage commun pour représenter une situation future et envisager ensemble différents scénarios. Modélisation décisionnelle : la grille GRAI Le pilotage de la PLC (nature et fréquence des décisions prises, définition de l organisation) était l un des points jugés cruciaux par le sponsor de l étude. L approche GRAI de la modélisation d un système a pour spécificité de permettre la distinction claire entre son système pilotant (système d information et système de décision) et son système piloté (système physique). Dans le cas de la PLC, cette distinction a permis de montrer clairement que les échanges PLC - UP se situaient à la fois au niveau informationnel et au niveau physique ; le schéma ci-après explicite les deux niveaux d échanges et permet d illustrer la séquence de communication à mettre en place. Les grilles GRAI ont permis de modéliser les systèmes de pilotage de la PLC et des Unités de Production ainsi que les flux d information et de décision qu échangent ces entités ; les colonnes de chaque grille correspondent aux fonctions décisionnelles de base présentes dans tout système : Gérer les Ressources (Humaines et Techniques). Gérer les Produits (Approvisionnements et Stocks). Synchroniser/planifier (la disponibilité des ressources et des produits) Les lignes de chaque grille correspondent aux horizons et périodes temporels auxquels ces décisions sont prises, du long terme (LT) au court terme (CT), voire au temps réel. Le système physique dont l activité est ainsi pilotée, optimisée est représenté sous les grilles : système physique de fabrication des produits pour les Unités de Production, système physique de distribution pour la PLC. Les échanges PLC / UP modélisés figure 10 se déroulent comme suit : ❶ A moyen terme (Horizon 1 an, période 1 mois), la PLC reçoit les prévisions du Service Commercial pour les produits ATO/IE, qu elle consolide en fonction de ses propres paramètres (niveaux de stock) et envoie aux UP concernées. Les UP consolident l ensemble des prévisions en familles de produits qu elles ont reçues de tous leurs interlocuteurs pour la période concernée et planifient leur activité de manière prévisionnelle 34 Vol. 8 N 1, 2000

7 ❷ (un «pseudo PDP (Programme Directeur de Production)») sur les ressources et les approvisionnements critiques. Les UP renvoient à leurs «clients»-en particulier à la PLC la part de ses prévisions qu elles sont en mesure d accepter. ❸ A plus court terme (H =1an,p=1 semaine), la PLC met en œuvre un mécanisme de Calcul des Besoins basé sur des nomenclatures de planification et envoie aux UP des commandes ou des ordres de distribution qui viennent consommer les prévisions envoyées préalablement. ❹ Les UP organisent leur activité de production et fabriquent les produits demandés, qu elles transmettent alors à la PLC qui organise alors le processus de livraison au client final. Cette description du mécanisme d échange reste à un niveau très général ; les modèles détaillés de la PLC (grille GRAI, modèle fonctionnel, processus) ont permis une analyse plus fine ; en particulier, il a été établi un modèle décisionnel pour chacun des trois «business cases» identifiés : produits de type MTS, produits de type ATO et MTO intra-entité et produits de type ATO et MTO extra-entité. La grille de la PLC appelle un certain nombre de remarques : Quant aux fonctions décisionnelles : La fonction «gérer les ressources» de la PLC concerne les décisions relatives au dimensionnement, à l affectation et à l allocation des ressources humaines et matérielles qui interviennent dans le processus de distribution des produits. Aujourd hui, la réalisation de l activité de distribution est sous-traitée, mais la maîtrise des opérations (le pilotage) reste à Schlumberger, donneur d ordre. La fonction «gérer les produits» se décompose en deux fonctions : «gérer les approvisionnements» et «gérer les stocks», la première visant à assurer la fourniture des produits demandés du producteur (UP ou tiers) à la PLC, la seconde à gérer au mieux les stocks de ces produits sur un double critère de taux de service et de coût d immobilisation. La fonction «gérer la qualité» vise à planifier les actions d assurance et de contrôle qualité uniquement sur le processus de livraison du produit au client (les autres volets de la Qualité devront être intégrés au niveau des entités concernées ; la qualité produit est par exemple de la responsabilité des UP) Quant aux niveaux temporels (horizon, période) : Le niveau Long Terme correspond à un niveau de planification globale de l activité de la PLC, de définition des paramètres d approvisionnement et de gestion des stocks et de dimensionnement des installations ; Le niveau Moyen Terme a le même rôle de planification de l activité que l ancien PDP, dont il garde l horizon et la période temporels ; basé sur des prévisions commerciales exprimées en familles de produits, il permet en particulier une affectation prévisionnelle de la capacité de la PLC ; Le niveau Court Terme est un niveau de planification détaillée, axé autour d un CBN (Calcul des Besoins Nets) sur la base des nomenclatures de planification qui fournissent la composition des familles de produits (avec le % de participation) en leurs différents produits constitutifs ; le DRP (Distribution Requirements Planning) permet en outre de déposer directement les besoins générés sur le site des UP intra-entité ; ce niveau correspond en outre à l allocation des stocks et à la programmation des livraisons ; Le niveau Temps Réel correspond à la conduite événementielle de l activité de la PLC. Cartographie, modélisation et documentation des processus de la PLC Les modèles des processus montrent la nature de tous les traitements que la PLC devra mettre en œuvre ; chacun des 8 processus suivants a été décrit et documenté puis simulé avec MFGPRO 8.6 : La forme retenue pour cette description est la suivante : d une part un modèle graphique utilisant le formalisme de l actigramme étendu : Gérer les prévisions Gérer les commandes Gérer les besoins Gérer les entrées Gérer les expéditions Gérer les inventaires Définir et maintenir les articles Définir les paramètres de gestion de la PLC Vol. 8 N 1,

8 Figure 11. cartographie, modélisation et documentation des processus avec IMAGIM Les éléments à décrire dans ces modèles ont été proposés en vue de documenter les processus de la PLC, dans un objectif de description (en préparation de la simulation sur MFGPRO ), de formation, de diffusion (benchmarking interne, [3]), voire de certification Qualité. Pour mettre en œuvre ces processus, le système de décision de la PLC doit être mis en place ; les grilles GRAI élaborées dans l étude détaillent ce système de décision en décrivant les types de décision à prendre à long, moyen et court termes : gestion de la qualité, gestion des approvisionnements et des stocks, synchronisation/planification et gestion des ressources. A noter que la gestion des Achats (produits de négoce) n appartient pas au domaine de la PLC. La construction du système de décision tient compte à la fois des cycles des activités de la PLC et des fréquences des communications avec le Service Commercial et les UP ; en outre, il met en évidence les modes de gestion spécifiques à chaque type de produit (MTS, ATO Intra-Entité, ATO Extra-Entité). l origine et la destination (Service, système d information, etc.) des flux échangés sont indiquées dans un hexagone ; les moyens à utiliser pour transmettre les flux sont représentés par des icônes sur les flux (fax, programme MFGPRO, etc.) d autre part une description textuelle, sous forme de tableaux, complète le modèle graphique : une description générale du processus une caractérisation des flux entrants du processus, en entrée et en contrôle (Nom, Nature, Support, Origine, Description) une caractérisation des flux sortants (Nom, Nature, Support, Destination, Description) une caractérisation des acteurs et des ressources utilisées (Nom, Rôle, Description). Conclusion Après une période de stabilisation (changement des membres du Groupe, Réorganisation, Introduction de la division Eau dans le champ de l étude), le Groupe d Implantation est arrivé à une description de l architecture d ensemble et à une modélisation complète de la PLC : une vue fonctionnelle globale ; un modèle décisionnel décomposé en trois grilles GRAI (une par «business case»); une description détaillée des processus mis en œuvre dans la PLC. Ces modèles ont déjà servi de support à la réflexion (conception/réorganisation) et à la simulation sur MFGPRO. Correctement documentés et mis en forme de manière adaptée, on peut envisager de les utiliser : pour du benchmarking interne (mise en place d autres PLC) pour de la formation (à un poste, à l utilisation de MFGPRO ) pour supporter une démarche Qualité L outil informatique support (IMAGIM) peut devenir le référentiel évoluant en même temps que la PLC elle-même ; le Département Qualité de Schlumberger RMS France voit dans l outil informatique et dans la base de modèles qu il contient une solution au délicat problème de la maintenance des procédures Qualité. Dans les phases de montée en charge de la PLC, une attention particulière a été prêtée au protocole de communication PLC/UP, afin 36 Vol. 8 N 1, 2000

9 que l interface ne soit pas le maillon faible de la chaine. Dans tous les cas, la qualité des prévisions s est avérée prépondérante pour un fonctionnement optimal de l ensemble de la chaîne logistique. Bibliographie [1] G. DOUMEINGTS, Y. DUCQ, B. VALLESPIR, S. KLEINHANS. - Production management and enterprise modelling. - Computers in Industry, Special Issue on Advances in Computer Aided Production, Amsterdam, Elsevier, 1999, 21 p., accepté. [2] G. DOUMEINGTS, Y. DUCQ, S. KLEINHANS, F. CLAVE. The GRAI Approach to improve competitiveness of the Enterprises, Mannheimer Unternehmerforum : strategic Change, Mannheim, juin 1996, 13 p. [3] G. DOUMEINGTS, S. KLEINHANS GRAI approach and benchmarking : a case study in three smes - Quality Best Practices - ESPRIT International Conference on Techniques for Business Processes Vitoria, Espagne - 13 et 14 novembre Vol. 8 N 1,

10 38 Vol. 8 N 1, 2000