La Gestion de Production Méthode MRP A. BOUAISSI
Généralités
Objet de la gestion de production
Introduction 1.1 Objet de la gestion de production La gestion de production a pour objectif de répondre aux questions suivantes : 1/ Pour un niveau de service donné, quel niveau de stock de produits finis doit-on maintenir? «Gestion du stock de produits finis» 2/ Pour une livraison donnée, à quelle date doit-on lancer la production? «Ordonnancement moyen terme» 3/ Quelle quantité doit être lancée pour chaque ordre de fabrication compte tenu des commandes, mais aussi des rebuts, des aléas, des pertes et du stock disponible? «Calcul de besoin» 4/ Quelle capacité de production est disponible à un instant donné? (capacité disponible en fonction des ordres lancés) «Charge de l atelier» 5/ Quelle quantité de matière doit être approvisionnée? «Gestion des stocks de composants» 6/ Quel est le prix de revient d un OF et quelle est la marge dégagée à cette occasion? «Calcul des coûts de revient réalisés»
La pyramide du système de gestion de production
1.2 La pyramide du système de gestion de production : Le système de gestion de production est constitué de trois fonctions Niveau 3 : Les fonctions décisionnelles Niveau 2 : Le contrôle de gestion Niveau 1 : les fonctions administratives Niveau 1 : Une fonction administrative; il s agit d enregistrer les informations citées dans la synthèse d une manière simple et précise. Niveau 2 : Une fonction de contrôle de gestion; afin de préserver la viabilité de l ensemble, il importe de mesurer les performances et de corriger les dérives de l ensemble. Niveau 3 : Une fonction décisionnelle (d aide à la décision); c est l aspect le plus important dans ce domaine.
Objet du système de gestion de production
1.3 : Objet du système de gestion de production Le système de gestion de production permettra la prise de décisions en fonction de critères d optimisation. Dans cet objectif, l ordonnancement est un moyen de décision et d action qui doit permettre de mener les événements et non de les subir. De sa qualité et sa décision dépend souvent une part importante des résultats de l exploitation de l entreprise sur le plan économique. Mais lui-même dépend directement des autres aspects de gestion d ensemble.
Conclusion Une liaison très étroite, dynamique et efficace est alors nécessaire entre les responsables de l ordonnancement, le service achats, les gestionnaires de stocks, et toutes les personnes impliquées dans le réseau de l information.
Outils de gestion et méthodologies de mesure de la performance en production Méthode MRP
II Outils de gestion et méthodologies de mesure de la performance II.1 Calcul des besoins/méthode MRP 1. Définition : «MATERIAL REQUIREMENT PLANNING» ou «PLANIFICATION DES BEOINS COMPOSANTS» Elle a été conçue à partir de 1965 par le Dr. Joseph Orlicky, américain d origine Tchèque. Il a créé en 1970 avec George Plossl et Olivier Wight le premier programme américain de gestion de production. Cette méthode calcule par éclatement de nomenclatures les quantités en composants nécessitées par le carnet de commandes, puis consiste à suggérer des quantités à acheter ou à approvisionner. Cette méthode exprime deux types de besoins : Les besoins indépendants (aléatoires) ou externes. Les besoins dépendants (induits) ou besoins internes. La méthode MRP est une technique d ordonnancement à moyen terme. Elle sert à décider ce que seront les quantités fabriquées et/ou achetées. Elle permet donc de déterminer les OF (ordres de fabrication) et les OA (les ordres d achats). Elle permet aussi de faire un bilan de charge.
Calcul des besoins/méthode MRP
2. Décomposition d un calcul élémentaire 2.1 Exemple de simulation Soit une entreprise industrielle qui fabrique des ordinateurs. Pour illustrer la méthode nous allons considérer le cas de la fabrication d une face avant équipée de micro-ordinateur. Pour se faire la nomenclature ci-dessous nous informe sur la décomposition de cette face : Nomenclature exemple : 1 Face équipée 1 Face avant moulée 1 bordure 1 Cache 1 Logo autocollant 5 inserts 0.05 cartons d emballage Matière 1 Plastique blanc glacier Matière 2 Plastique bleu Matière 1 Plastique blanc glacier Remarques : Les logos autocollants, les inserts qui servent à visser la face avant sur le boîtier et les cartons d emballage sont achetés. La face avant, la bordure et le cache seront fabriqués en interne par injection. NB : Il faut un carton d emballage pour emballer 20 faces avant (d où le coefficient 0.05). Les besoins sur le cache seront calculés en fonction des projets et des ressources sur le composé.
Notion de : bruts et besoins nets
2.2 bruts et besoins nets Reprenons l exemple ci dessus et supposons que l entreprise a décidé de fabriquer 6000 faces avants équipées. Le besoin sur la face avant moulée, la bordure et le cache est donc de : 6000*coefficient = 6000*1= 6000 Le besoin en carton d emballage est de : 6000*coefficient = 6000*0.05= 300 Le besoin induit : Le besoin de 300 cartons est un besoin induit par la fabrication de 6000 faces. Supposons que pour la même période de fabrication un client a commandé 100 cartons vides. Le besoin en carton sera donc de : 300+100 = 400 cartons. Le besoin brut : De manière générale le besoin brut, est la somme des besoins induits par la fabrication des composants et des besoins dits externes (aléatoires). Besoin brut = induits+ externes sur un article Le besoin net : Le besoin net est calculé à partir des besoins bruts en prenant en compte les stocks et encours de fabrication (ou en commande au fournisseur), échéances sur les semaines à venir. Le principe consiste à gérer un «profil de stock», c est à dire un stock prévisionnel. NB : Chaque évènement besoin ou ressource, se produisant dans la période considérée est affecté à cette période.
Notion de profil de stock
Exemple : Profil de stock : Considérons à nouveau le carton d emballage à une période T. Supposons : Le client a passé une commande de 100 cartons pendant la période T ; Le besoin induit pour la fabrication de 6000 faces équipées est de 300 cartons pour la même période T ; Qu on ait déjà passé une commande fournisseur pour 1000 cartons au délai T+1 ; Le stock avant la période T est de 500 unités. On peut alors dresser le tableau suivant qui correspond au Profil stock. Période Stock début période externes induits Ressources fermes Stock fin période Période T 500 100 300 0 100 Période T+1 100 0 0 1000 1100 NB : On reporte à chaque fois le stock fin période T en stock début de période T+1. Le besoin net : Le besoin net existe si à la date T, on a un stock <0. Dans l exemple ci-dessus, il n y a donc pas de besoin net. Pour se faire nous allons dans une deuxième phase modifier les données en ajoutant une fabrication qui génère un besoin en cartons de 250 unités en période T. Le tableau devient alors : Période Stock début période externes induits Ressources fermes Stock fin période Période T 500 100 550 0-150 150 Période+1-150 0 0 1000 850 Besoin net NB : Le besoin net en semaine T (période) est alors 150 unités. On dit qu il existe un «manquant» de 150 en fin période T. Ceci peut signifier qu on ne peut livrer les 150 unités qu on période T+1. Donc il y a un retard qui s explique par un problème d organisation ou de mauvaise gestion!
Notion de projet
2.3 Projets Chaque fois qu il existe un besoin ou un manquant, le principe est de supposer que ce besoin net est couvert par une ressource complémentaire des ressources existantes. Cette ressource complémentaire est un projet : Ce projet est un projet d ordre de fabrication ou projet d OF si l article est fabriqué, un projet d ordre d achats ou projet d OA si l article est approvisionné. Donc reprenons le tableau précédent : Notion de projet de ressource Période Stock début période externes induits Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période T 500 100 550 0-150 150 0 PériodeT+1 0 0 0 1000 1000 NB : on simule donc une ressource et cette simulation nous permet de livrer le client à temps. En l occurrence, dans l exemple choisi le carton est un article acheté. La simulation faite ci-dessus va donner lieu à une commande au fournisseur de 150 cartons pour la période T. Ainsi. Donc après l application du MRP, on va transformer le projet de 150 cartons en une commande de fournisseur, donc en une ressource ferme, et le tableau deviendra : Transformation de projet en ressource ferme Période Stock début période externes induits Ressources fermes Disponible avant projet Projet Période T 500 100 550 150 0 0 0 Période+1 0 0 0 1000 1000 Stock en fin de période
Remarque : On déduit alors que : tout lancement d un traitement MRP est suivi d une transformation des projets en ressources fermes.
Techniques de l éclatement de la nomenclature
2.4 Explosion de la nomenclature L article de l exemple ci-dessus est un article acheté. Traitons maintenant le cas de la bordure de la face avant, en faisant les hypothèses suivantes : Période ouverte = T Stock début période T+x= 400 fermes en période T+X = 150 (Bordures vendues au client comme pièces de rechange pour le service après vente. Besoin induit par la fabrication de 6000 faces avants équipées est : T+X = 6000 bordures Le tableau se présente ainsi : Période Stock début période externes induits Ressources fermes Disponible avant projet PériodeT+X 400 150 6000 0-5750 5750 0 Projet Stock en fin de période Le projet est de 5750 bordures. A fabriquer On ne pourra fabriquer les bordures que si le délai est contenu entre T et T+X. Supposons que c est le cas (nous reviendrons sur le problème des cycles un peu plus loin). On ne pourra fabriquer les bordures que si l on a en stock à la date de début de fabrication la matière première composante des bordures soit matière 2 = plastique bleu. Données : Soit le cycle de fabrication des bordures de deux périodes alors la matière première doit être disponible en période T+X-2. Soit 13 g la quantité de matière par bordure. Le besoin induit est de : 5750*coefficient=5750*13g=74.750kg Bordures ( tableau en 1 ère version) Stock période début externes induits Ressources fermes Disponible avant projet Période T+x 400 150 6000 0-5750 5750 0 Matière première 2 (plastique bleu) Projet Stock en fin de période Stock période début externes induits Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période +x-2 T 74,750 KG 0 0
Conclusions (principes fondamentaux à retenir) : 1/ Un projet à la période T induit un besoin sur les composants à : T- (Cycle de fabrication du composé) 2/ Le besoin induit sur un composant est généré par une ressource et non par un besoin. Attention : ce dernier point est fondamental. Il explique la différence qu il y a entre la méthode MRP et les anciennes méthodes. Juste pour information : Explication : Les anciennes méthodes contrairement à la MRP ne tiennent pas compte des stocks des produits intermédiaires. Elles procèdent tout simplement par explosion du besoin brut (besoin externe + besoin induit). Dans notre cas l explosion de besoin par les anciennes méthodes sera : Besoin induit = Pour 6000 faces avant équipées on aura besoin de 6000 bordures. Besoin externe = 150 bordures. Besoin brut = 6000+150 = 6150 bordures Nous avons 13 g de matière 2 (plastique bleu) pour chaque bordure soit un besoin global de : 6150*13g = 79.95 KG pour les anciennes méthodes au lieu de 74.75 avec la méthode MRP.
Notion de : fermes et besoins générés
2.5 fermes et besoins générés : Tableaux (version 2) Transformation de projet en ressource dans ce cas en OF (ressources fermes). Bordure Période Stock début période Période T+x externes induits Ressources fermes Disponible avant projet Projet 400 150 6000 5750 0 0 0 Matière première 2 (plastique bleu) Stock en fin de période Période Stock début période externes induits Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période T+x-2 74,750 KG 0 0 Explication : Un besoin externe = besoin ferme Un besoin généré par OF = besoin induit = besoin ferme Un besoin généré par projet = besoin induit (Mais qui peut être remis en cause facilement)= besoin généré besoin ferme Remarque : Donc là on distingue deux nuances : 1/ Nuance de besoin généré qui peut être négocié ou remis en cause généralement généré par projet. 2/ Nuance de besoin ferme qui est exprimé par un besoin externe (telle que une commande spontanée de client) et/ou un besoin dégagé par un OF.
Noter bien : (à retenir) On retient donc les nouvelles définitions qui vont modifier la forme des tableaux précédents (soit la version 3). Besoin ferme = Besoin externe + besoin induit par ressources fermes Besoin généré = Besoin généré par projets Tableaux (version 3) Bordure Période Stock début période fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Période T+x 400 6150 0 5750 0 0 0 Projet Stock en fin de période Matière 2 (Plastique bleu) Période Stock période début fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période T +x-2 74,750 KG 0 0
Notion de : Délai et cycle de fabrication
2.6 Délai et cycle de fabrication Cas pratique : Simulation Énoncés de la problématique : (soit une période T = 1 semaine) Faces avants équipées : On a besoin de livrer 6500 faces avant équipées (montées) au courant de la période T+X. A T+X nous avons un stock début période de 500 faces équipées contrôler conformes aux exigences qualités. Le délai estimé pour la réalisation du manquant est de 3 périodes (soit un cycle de fabrication de 3 semaines). NB : Pour se faire nous supposons que nous avons tout en stock sauf les bordures. Bordures : Stock début période T+X = 400 bordures jugées conformes par le service qualité. Commande S.A.V client (besoin ferme) = 150 bordures. Soit un cycle de 2 périodes (deux semaines) pour fabriquer le complément en bordures. Matière première 2 (plastique bleu) : Délai minimum possible d approvisionnement est de 4 périodes (soit un cycle d approvisionnement de 4 semaines). Aide à la résolution du problème On a vu précédemment que : Si un besoin net existe à la période T +X, on génère un projet qui couvre ce besoin net dans la période T+X. Pour les articles fabriqués, ce projet sur le composé génère sur les composants directs un besoin à la période T+Xcycle de fabrication du composé. Pour les articles achetés, ce projet suppose la passation d une commande fournisseur à T+X- cycle d approvisionnement. Remarque : En conséquence, si le cycle de fabrication est supérieur à X, il s avère impossible d exécuter le projet prévu. Il est à noter que ce-ci à des conséquences importantes sur les nomenclatures multi niveaux.
Solution : Face avant équipée : Cycle de fabrication = 3 semaines Stock période début fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période T+x 500 6500 0 0-6000 6000 0 Bordure : Cycle de fabrication = 2 semaines Stock période début fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période T+x-3 400 150 6000 0-5750 5750 0 Matière 2 (plastique bleu) Stock période début fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Projet Stock en fin de période Période T+x-5 0 74.750 kg 0 0 0 0
Commentaires des résultats : En conclusion pour pouvoir répondre positivement au client, il faut donc que le délai client soit supérieur d au moins 5+4 périodes càd 9 semaines si la matière n est pas disponible en stock (le cas présent). Si la matière est disponible en stock il faut 5 semaines au minimum pour livrer le client. Or un même composant peut être composant de plusieurs composés. On ne pourra connaître la réponse à la question «quoi fabriquer et est-il possible de satisfaire les besoins?» qu une fois nous avons traité tous les composés de chaque composant.
Nécessité de la GPAO : Étant donné le nombre de données traitées en générale plusieurs dizaines de milliers de liens de nomenclature dans la moindre PME, on imagine facilement que le calcul sera uniquement possible sous forme de traitement informatique. D où la nécessité d une GPAO pour optimiser le temps de gestion et faciliter la tâche aux différentes fonctions du système productif (système de gestion de production). De plus, il faut définir dans le tableau relatif aux besoins et aux ressources de chaque article, une période «retard», antérieure à la période ouverte T, qui va nous permettre de répertorier tous les articles qui vont poser problème. En effet, pour ces articles, le traitement (programme informatique ou calcul informatique : l algorithme) va nous demander de fabriquer antérieurement à la date du jour ce qui est par nature impossible. Il existe donc pour chaque triplet (article, quantité demandée, délai demandé) : La notion de quantité disponible au délai demandé. La notion de délai possible si un problème existe.
Le lancement économique
2.7 Lancement économique : Détermination de la quantité du projet : «QUANTITE ECONOMIQUE» ou «PERIODE ECONOMIQUE». Dans les exemples précédents, on a, à chaque fois qu un besoin net existait, défini un projet de quantité égale à celle du besoin net. La réalité est un peu plus proche des réalités économiques. La gestion du stock est pour les lancements économiques de réapprovisionnement (Quantités ou périodes). Son objectif principal est de définir une quantité économique qui minimise les coûts de lancement par rapport aux flux consommés. 1/ Exemple d article géré sur quantité économique : Dans ce cas lors de chaque projet on doit proposer une quantité au moins égale à la quantité économique. NB : Attention pour la fonction coût = coeff.* Quantité ; un multiple de la quantité économique n est pas forcément une quantité économique. Application : Reprenons l exemple précédent des bordures : période Stock début période Période T+x-3 fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Projet 400 150 6000 0-5750 5750 0 Stock en fin de période Si la quantité économique pour lancer une série de bordures est de 8000 la quantité du projet sera de 8000 et non pas de 5750. Si la quantité économique est de 4000, alors la quantité du projet restera de 5750.
2/ Exemple d article géré sur période économique : De même supposons que l article est géré sur une période économique. Si un projet est proposé ce ci signifie qu un besoin net existe, il ne doit pas y avoir d autres projets proposés dans l intervalle entre la période T et T+P, où P est la période économique de l article. Application : Soit pour l entreprise de fabrication de micro-ordinateurs T à T+2 une période définie comme période économique pour la fabrication des bordures. Aussi de T+3 à T+5 une deuxième période définie comme période économique pour le même article qui est la bordure. Données : Pour la période ouverte T un besoin ferme de 100, un besoin généré de 5000 et un stock début période de 400. Pour la période T+1 un besoin généré de 2000. Pour la période T+2 un besoin généré de 2000 en plus d un besoin ferme de 250. Pour la période T+3 un besoin généré de 3000 et un besoin ferme de 100. Pour la période T+4 un besoin généré de 1900. Pour la période T+5 un besoin généré de 1500 et un besoin ferme de 500. Ainsi on obtient le tableau suivant : Stock période début fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Période T 400 100 5000-4700 8950 4250 Période T+1 4250 2000 2250 Projet Période T+2 2250 250 2000 0 Période T+3 0 100 3000-3100 7000 3900 Période T+4 3900 1900 2000 Période T+5 2000 500 1500 0 Stock en fin de période
Stock de sécurité. Non génération de projet / notion de souplesse.
2.8 Stock de sécurité : La détermination du projet a été faite dans tous les exemples qui précèdent en générant un projet chaque fois que le besoin net existait. Cette définition du besoin net a été faite en comparant le disponible au stock nul. En fait, à cause des aléas on définit un stock de sécurité et dans ce cadre, le disponible net ne doit pas être comparé à zéro mais au stock de sécurité. NB : On génère donc un projet chaque fois que le disponible tombe en dessous du stock de sécurité. 2.9 Non génération de projet / notion de souplesse : Exemple : Bordures Période Stock début période fermes générés Ressources fermes Disponible avant projet Période T 400 150 6000 0-5750 -5750 Période T+X -5750 8000 2250 Projet Stock en fin de période On constate que pour la période T le disponible tombe au dessous de zéro, mais en période T+X une ressource ferme programmée ramène le niveau du disponible à une valeur normale. Notion de souplesse : Question : Faut-il alors générer un projet en semaine T ou bien déclarer une ressource ferme en T+X? Réponse : Si c est possible la deuxième solution est bien sûr préférable. Il importe alors que pour chaque article, l algorithme puisse (calcul informatique) : Soit proposé un nouveau projet, Soit proposé de modifier la date d exigibilité ou la quantité de la ressource ferme déjà planifiée. Définition : On appellera «souplesse» l intervalle dans lequel le programme va examiner le disponible net pour décider laquelle des deux solutions proposera au responsable de l ordonnancement.
2.10 Décalage du cycle de fabrication Dans le cas du décalage du cycle de fabrication pour une raison quelconque ; Pour une non disponibilité du stock ; Le cas d un stock disponible < au stock mini ; Si le cycle de fabrication d un composé est supérieur au délai prévu pour qu il intègre le composant du produit ; Autres La solution informatique GPAO propose des solutions pour compenser les décalages dus à des incidents prédéterminés.
2.11 Conditions d utilisation et de réussite de la méthode MRP Pour qu un MRP fonctionne, il faut que : Les articles soient tenus en stock correctement ; Magasin sous clé avec usage d inventaires tournants ; Les nomenclatures soient connues (phase d explosion du besoin) ; Les commandes clients, les commandes fournisseurs soient connues par le système ; Les ordres de fabrication soient crées Les données doivent être précises et fiables (une précision à 95% et plus s impose) ; On constate également que le MRP en tant que fonction décisionnelle (niveau3) s appuie bien sur les fonctions : Administratives de niveau 1 (gestion des données techniques, gestion des OF, tenue des stocks) ; Contrôle de gestion (tenue des stocks juste, niveau 2 soit la fiabilité des données).
L analyse des entrées du MRP montre qu il n est pas possible de faire fonctionner ce système sans liaison avec la gestion commerciale (besoin de connaître les commandes clients et fournisseurs d une part et de connaître le plan de charge d autre part). Ceci oriente fortement les solutions informatiques vers des systèmes intégrant gestion commerciale et gestion de production.