Ce qu’il faut absolument savoir sur le flux de matériaux

En cherchant une définition du flux de matériaux, on tombe sur différentes sources (VDI 2689, REFA …), qui concordent toutefois toutes pour l’essentiel dans leurs contextes respectifs :

On distingue fondamentalement les flux de matériaux internes et externes à l’entreprise, ce qui influe à son tour sur la démarche de planification des flux de matériaux.

Tandis que le flux de matériaux externe est généralement assuré par des prestataires logistiques en combinaison avec d’autres commandes clients, le flux de matériaux interne relève habituellement de la responsabilité propre de l’entreprise.

Dans la plupart des cas, le flux de matériaux interne commence par la livraison de matières premières, de pièces ou de sous-ensembles à l’entrepôt de réception des marchandises et se termine au service des expéditions avec la livraison de produits finis ou semi-finis. Tous les processus de transport entre l’entrepôt de réception et celui d’expédition font donc partie du flux de matériaux interne.

Celui-ci peut être réalisé avec différents moyens de transport. Il existe d’une part des moyens de transport conduits par des personnes, comme les chariots élévateurs, les petits trains logistiques ou les chariots manuels, et d’autre part des moyens de transport sans conducteur, comme les convoyeurs à rouleaux, les systèmes de transport automatisés et les transstockeurs.

L’objectif est de minimiser la charge de travail associée au flux de matériaux, raison pour laquelle les systèmes de transport automatiques sont de plus en plus utilisés.

Comme le transport ne crée normalement aucune valeur ajoutée sur le produit, malgré toutes les optimisations, le flux de matériaux devrait toujours être réduit aux processus de transport absolument nécessaires.

En principe, la saisie des flux de matériaux devrait être assez simple, mais elle s’avère souvent un défi majeur dans la pratique. En théorie, chaque entreprise a déjà défini ses processus via son système ERP et les gammes de fabrication correspondantes, et sait quels matériaux, pièces et produits doivent être transportés d’où à où. Les moyens de transport et les tailles de lots appropriés sont enregistrés via les modules logistiques correspondants. Mais en observant les processus de transport réels, on constate souvent que les processus planifiés ne coïncident pas avec les processus réels.

Il est bien sûr possible de réduire largement cet écart en recourant davantage aux systèmes de guidage de chariots et aux systèmes de transport automatisés. Mais qu’en est-il de tous les autres processus, souvent déclenchés par des événements ?

… pas de problème – il convient de procéder étape par étape :

1. Pour une première saisie des flux de matériaux, une représentation des processus planifiés dans le système ERP ou l’utilisation des gammes de fabrication existantes suffit.
2. S’il manque des informations ou si des valeurs ne sont pas plausibles, on peut les préciser par un relevé manuel ou une enquête auprès des collaborateurs.
3. Pour une précision absolue, il existe désormais aussi des systèmes de tracking indoor capables d’enregistrer les trajets des palettes ou des chariots élévateurs.

Les deux premières étapes suffisent généralement pour planifier les processus et les layouts.

Les indications importantes pour la saisie des flux de matériaux sont :

Si seules les informations sur la source et le puits sont disponibles, on parle de « saisie qualitative des flux de matériaux ». Si les autres indications sont également relevées, les flux de matériaux peuvent aussi être quantifiés. On parle dans ce contexte de « lots de transport ».

Il existe différentes possibilités de représenter les flux de matériaux, selon la définition de la tâche.

Pour répondre à cette question, il faut considérer que plusieurs facteurs influencent le layout. Dans les structures et bâtiments existants surtout, l’espace requis et disponible est souvent un critère essentiel qui influe sur la conception du layout. Le budget disponible joue bien sûr également un rôle important et est examiné dans le rapport entre bénéfices et dépenses lors des modifications du layout.

Mais si toutes les restrictions étaient levées – par exemple la forme et la taille du terrain actuel ou la forme des bâtiments existants – et que vous pouviez construire votre usine sur un terrain vierge : selon quels critères concevriez-vous alors votre layout ?

C’est exactement là qu’entrent en jeu les différents systèmes de flux d’une usine. Même en sachant parfaitement quels produits doivent être fabriqués et quelles surfaces sont nécessaires pour les postes de travail et entrepôts correspondants, la question se pose souvent de savoir comment les disposer au mieux les uns par rapport aux autres. En reliant les surfaces à disposer par les différents flux, on trouve rapidement une solution. Comme, outre le flux de matériaux, tous les autres flux – flux d’informations, flux d’énergie et de fluides, mais aussi flux de personnel – ont souvent une priorité moindre au regard des coûts d’investissement et d’exploitation, le flux de matériaux est souvent le système de flux qui détermine le layout et a donc l’influence la plus importante sur sa conception.

Les effets du flux de matériaux sur les coûts peuvent être considérables. Les pièces parcourent souvent plusieurs kilomètres dans l’usine avant de pouvoir être expédiées comme produits. Pour couvrir toutes ces distances, des moyens de transport appropriés sont nécessaires, et leur nombre se répercute naturellement directement sur les coûts, tant en matière d’investissements que d’exploitation.

Ce qui est cependant souvent négligé, ce sont les effets négatifs induits au second degré. Par exemple, des transports plus longs entraînent une augmentation des temps de passage, perçue négativement par le consommateur final. De plus, la qualité des pièces souffre souvent des transports plus longs, car les pièces ne sont pas transportées dans leur emballage final. Il en résulte directement une augmentation des rebuts et des retouches.

Pour sécuriser malgré tout l’approvisionnement en matières des postes de travail en cas de longues distances, il faut évidemment prévoir davantage de surfaces tampons, ce qui entraîne une augmentation des stocks. Cela a une influence directe sur les coûts d’occupation et le capital immobilisé en matières.

Il ne faut pas oublier non plus que la charge organisationnelle augmente également avec les longues distances et le nombre accru de moyens de transport, de surfaces et de stocks, ce qui se traduit par des coûts de personnel plus élevés.

Un point qui gagne de plus en plus en importance est le gaspillage d’énergie et l’impact environnemental qui l’accompagne souvent. Face au changement climatique, les entreprises portent aussi la responsabilité de réduire les émissions de CO2, et donc de ne pas seulement considérer leurs propres coûts, mais de limiter les coûts pour le monde entier en contribuant à préserver notre climat.

Autrement dit : il vaut toujours la peine d’analyser les flux de matériaux et de mener une planification des flux sur cette base. Selon diverses expériences d’utilisateurs, 10 à 20 % des coûts de production peuvent être économisés rien que sur les flux de matériaux.

Pour pouvoir optimiser le flux de matériaux de manière durable et efficace, il est impératif de mener une analyse complète des flux. Une telle analyse couvre tous les processus de transport et de stockage afin d’identifier les déficits éventuels du flux de matériaux et d’y remédier par des mesures appropriées, dans le but d’accroître l’efficacité.

La démarche d’une analyse des flux de matériaux est relativement simple et peut être menée en quatre étapes :

1. Définition des objectifs
   • Définition des objectifs à atteindre (p. ex. réduction des temps de passage de 10 %)
   • Délimitation du périmètre étudié (p. ex. réception des marchandises/expédition)
2. Collecte des données
   • Représentation de tous les processus de transport du périmètre étudié au moyen de diagrammes de chaîne de valeur ou d’une matrice de transport – étude qualitative des flux de matériaux
   • Saisie des quantités de matières à transporter (intensité de transport) et des distances à parcourir (trajets de transport) – étude quantitative des flux de matériaux
   • Affectation des moyens et auxiliaires de transport aux processus de transport
   • Saisie des lots de transport (nombre de pièces par transport)
   • Saisie des coûts de transport fixes et variables
3. Analyse des données
   • Calcul des efforts de transport comme produit des intensités et des trajets de transport
   • Calcul des coûts de transport
   • Représentation des flux de matériaux sous forme de diagramme de Sankey
   • Mise en évidence des flux de matériaux à fort effort de transport sous forme de diagramme distance-trajet
4. Potentiels d’action
   • Dérivation de mesures de modification structurelle du layout afin de raccourcir les distances
   • Dérivation de mesures relatives à la technologie de transport afin de réduire le nombre de transports ou les coûts de transport

Le résultat de l’analyse des flux de matériaux consiste en des mesures concrètes permettant d’atteindre les objectifs fixés et d’accroître l’efficacité de la production.

La réduction de la profondeur de fabrication, la diversité croissante des variantes et la mondialisation grandissante rendent les flux de matériaux entre les entreprises et en leur sein de plus en plus complexes. En conséquence, les flux de matériaux doivent être adaptés en permanence en raison des changements continus liés aux cycles de vie des produits, eux aussi de plus en plus courts. Dans ce contexte, une planification solide des flux de matériaux est indispensable.

En représentant les processus internes de création de valeur, de l’approvisionnement à l’expédition en passant par la production, on peut créer une base de planification pour les flux de matériaux contrôlés par l’entreprise. Il est important de poursuivre une approche interdisciplinaire et globale, car les différents secteurs, processus et systèmes d’une usine doivent être considérés comme un tout.

L’objectif le plus important de la planification des flux de matériaux est de minimiser les efforts de transport.

Les efforts de transport se composent de la quantité de matière à transporter et de la distance à parcourir. La distance entre les différentes étapes de création de valeur dépend à son tour de manière déterminante de l’espace requis par les ressources (surfaces/postes de travail) et des trajets de transport nécessaires entre elles.

Lors de la représentation de la chaîne de valeur, la distance devrait tendre vers zéro dans la mesure du possible, c’est-à-dire un transfert direct de poste de travail à poste de travail. Dans la plupart des cas, cependant, un principe aussi simple ne peut être réalisé que dans certaines zones ; l’usine dans son ensemble exige une approche d’optimisation globale.

Une telle approche peut être réalisée en appliquant des méthodes simples, comme la méthode triangulaire, et les experts des différents services (planificateurs logistiques, planificateurs d’usine, ingénieurs méthodes, planificateurs de production, planificateurs des installations techniques, etc.) peuvent mener une planification globale des flux de matériaux dans le cadre d’ateliers communs.