Production des biens et des services - CM 4 - Théorie Contraintes

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SU/Théorie_Contraintes V1 Théorie des contraintes
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Amélioration Industrielle :
Méthode OPT
Optimized Production Technology
ou Théorie des contraintes (TOC)
Méthode reposant sur une recherche 
d’optimisation des flux de production (et non 
sur la régulation des capacités) dans le but de 
faire du profit.
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I. Introduction à la théorie des contraintes
Qu'est-ce qu'une contrainte ?
Une contrainte est un facteur qui limite la
performance d'un système.
La Théorie des Contraintes est une philosophie
de management qui se concentre sur les
performances des contraintes, souvent des
ressources limitées, pour améliorer la
performance globale du système.
Tout système subit au moins une contrainte, sans quoi il serait en mesure 
d'atteindre indéfiniment des performances élevées. 
Toute organisation de production est structurée en séquence de tâches ou 
d'événements qui sont interdépendants.
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II. Concepts de base de la TOC (ou OPT Optimized 
Production Technology)
2.1 La contrainte au cœur du problème
« la contrainte est un facteur qui limite la performance d'un système. »
Nous ne perdrons pas de vue que notre BUT est de faire du profit
maintenant et durablement.
2.2 Le goulot d ’étranglement
La définition de la contrainte de capacité, "goulot", est la suivante :
Goulot; ressource dont la capacité est en moyenne(1) juste 
égale ou inférieure au besoin.
(1) La moyenne suppose que les petites variations sont éliminées sur l'horizon considéré. Ce qui nous intéresse, ce 
sont les goulots chroniques.
En général, la contrainte est une ressource rare ou coûteuse.
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2.3 Les non-goulots
Les ressources ayants des capacités supérieures au besoin, donc 
avec des excédents de capacité, sont des non-goulots
2.4 Interaction entre goulots et non-goulots
Conventionnellement, les goulots X et les non-goulots Y.
Notre process pourrait se représenter par la séquence :
Y1=>Y2=>X3=>Y4=>Y5=>marché
Avec 5 configurations de base, on peut décomposer et décrire tout 
process.
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III. Interdépendances
Il existe deux phénomènes perturbateurs "basiques" dans tout process 
de fabrication :
- Les fluctuations statistiques et les aléas sont toutes ces 
perturbations inévitables et impossibles à prédire.
- Les dépendances, c'est à dire la nécessité pour une ressource 
d'attendre que le produit à traiter soit mis à sa disposition par une autre 
ressource. 
Une bonne illustration des dépendances est la représentation 
sous forme de réseau PERT
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IV. Indicateurs de l ’entreprise
4.1 Indicateurs financiers traditionnels
- Le bénéfice net (valeur absolue);
- La rentabilité (valeur relative);
- la trésorerie (valeur absolue).
Dans un souci de développement de son entreprise, chaque
responsable cherchera à augmenter ces trois indicateurs.
4.2 Indicateurs TOC
Réhabilitation de la notion de profit en la définissant comme LE BUT.
La TOC propose 3 indicateurs simples :
- THROUGHPUT, c'est le produit des ventes. 
- INVENTORY, les stocks, 
- OPERATING EXPENSES, les dépenses d'exploitation, 
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4.3 Comparaison de ces indicateurs
La TOC s'attache à augmenter les ventes et à diminuer les stocks ainsi 
que les dépenses d'exploitation, avec comme corollaires :
- l'augmentation des ventes (V) augmente le profit,
- la diminution des stocks (S) diminue d'autant les besoins en 
trésorerie, et doit par conséquence en laisser d'avantage disponible, les 
frais liés au stockage diminuent et font mécaniquement baisser les 
dépenses d'exploitation, augmentant la rentabilité.
- La rentabilité globale augmente si l'on diminue également les 
dépenses d'exploitation (DE).
Nous garderons comme objectifs pour les indicateurs de la TOC, le 
schéma suivant :
V
S
D
E
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V. Les règles
5.1 Règle 1
Il faut équilibrer les flux et non les capacités.
8 10 12 8 10 12
Capacité 10 Capacité 10
Poste A Poste B
A poste manuel et B poste automatisé
Chaque poste exécute sa tâche en 10 
unités de temps mais avec des variations 
différentes.
POSTE A POSTE B
Pièce Prévision Réalisation Ecart Prévision Réalisation Ecart
1 1 - 10 11 - 20
2 11 - 20 21 - 30
3 21 - 30 31 - 40
4 31 - 40 41 - 50
1 - 12
13 - 24
25 - 32
33 - 40
13 - 22
25 - 34
35 - 44
45 - 54
2
4
2
0
2
4
4
4
Chaque poste a travaillé en fonction de sa capacité et pourtant nous constatons un retard!!!!
Comment expliquer au poste A que le retard au poste B est de sa faute?
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5.2 Règle 2
Le niveau d’utilisation d’un non-goulet n’est pas déterminé par 
son propre potentiel mais par d’autres contraintes du sytème.
Soit une ligne de production X-Y :
● X = ressource goulet Capacité 10 pièces par heure;
● Y = ressource non-goulet Capacité 12 pièces par heure;
Conclusion : Y produira à la capacité de X
Capacité 10
X
Production = 10
Capacité 12
Y
Production = 10
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5.3 Règle 3
Utilisation et plein emploi d’une ressource ne sont pas 
synonymes.
Soit une ligne de production Y1-X-Y2 :
• Y1 = ressource non-goulet Capacité 15 pièces par heure
• X = ressource goulet Capacité 10 pièces par heure
• Y2 = ressource non-goulet Capacité 12 pièces par heure
Conclusion :
• Y1 produisant à pleine cadence générera un stock de 5 
pièces par heure qui ne sera jamais absorbé.
• Y2 produira à la capacité de X.
Capacité 10
X
Production = 10
Capacité 15
Y1
Production = 10
Capacité 12
Y2
Production = 10
Stock=5
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5.4 Règle 4
Une heure perdue sur un goulet est une heure perdue sur tout 
le système.
5.5 Règle 5
Une heure gagnée sur un non-goulet n’est qu’un leurre.
La machine goulet détermine le débit de sortie des produits de 
l’entreprise. Ainsi, tout temps perdu sur une telle ressource réduit le 
débit de sortie, donc réduit le résultat de tout le système industriel.
Augmenter un non goulet, compte tenu de la règle 2, ne changera 
pas la capacité de production du goulet.
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5.6 Règle 6
Les goulets déterminent à la fois le débit de sortie et les 
niveaux des stocks.
5.7 Règle 7
Souvent le lot de transfert ne doit pas être égal au lot de 
fabrication.
Lot de transfert : Quantité de produits transférée entre 2 opérations
Lot de fabrication : Quantité produite par une ressource entre 2 
changements de série
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5.8 Règle 8
Les lots de fabrication doivent être variables et non fixes.
5.9 Règle 9
Etablir les programmes en prenant en compte toutes les 
contraintes simultanément. Les délais de fabrication sont le 
résultat d’un programme et ne peuvent donc pas être 
prédéterminés.
5.10 Devise
La somme des optimums locaux n’est pas l’optimum global.
La taille des lots doit pouvoir être modifiée en fonction des 
objectifs.
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Il faut choisir LA bonne contrainte et synchroniser l’activité sur elle.
Pour cela, il est important de la détecter, de ne pas se trouver
contraint par des contraintes absurdes.
Ce n'est pas tant la capacité du marché qui en fait une
contrainte, mais plutôt les caractéristiques,les prix et les délais
que le marché dicte aux entreprises.
6.1 Le marché
VI. Les différents types de contraintes
6.2 Les approvisionnements
Les contraintes d'approvisionnement peuvent être de trois
types :
- contraintes à court terme
- contraintes à long terme
- contraintes internes
- Les contraintes à long terme proviennent essentiellement de matériaux difficiles à se 
procurer, pour lesquels les délais sont importants.
- Les contraintes d'approvisionnement internes peuvent être la conséquence d'une 
mauvaise planification, d'une surconsommation (ressource générant des rebuts en 
excès), d'une rupture technique d'approvisionnement; convoyeur ou chariot élévateur 
en panne, ou encore être la conséquence du "vol" des pièces, c'est à dire la 
réaffectation plus ou moins sauvage des matériaux à une autre fabrication.
- Les contraintes à court terme surgissent brusquement, sous forme de rupture 
d'approvisionnement; le fournisseur ne livre pas ou livre en retard, ou sous forme de 
livraison non conforme et donc inutilisable en l'état.
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6.3 La logistique
Par logistique nous entendons la planification et la gestion.
La prise de commande décentralisée, la consolidation et la 
répartition de ces commandes peut prendre un temps 
conséquent.
6.4 Le management
La politique et les règles de la société peuvent être des contraintes.
- Recours au lot économique
- Politique d'achat "chassant" le meilleur prix plutôt que de 
satisfaire les besoins réels, augmente les stocks de matière première, 
augmente les coûts et immobilise de la trésorerie. 
- Les primes de rendement, comme les objectifs de 
productivité locale, poussent à la sur activation des ressources. 
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6.5 Contraintes comportementales
Le poids des habitudes et la résistance au changement peuvent 
réduire à néant les plus louables efforts d'amélioration.
Le vieux réflexe de toujours occuper les ressources, afin d'éviter le 
gaspillage ou d'améliorer le retour sur investissement, est aussi un 
excellent suractivateur de ressource.
6.6 Autres contraintes
Les autres contraintes sont la catégorie des "divers".
Il semble parfois que la génération des contraintes soit spontanée, des 
goulots apparaissent là où on n'en attendait pas... 
La TOC est un management dans lequel rien n'est jamais acquis, elle fait 
appel à un processus itératif qui sera présenté plus loin.
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VII. Les contraintes de capacité
7.1 Les ressources contraintes de capacité
Il existe d’autres ressources contraintes de capacité que les goulots.
On ne considérera plus le flux sous le seul aspect quantitatif, mais
aussi sous l’aspect respect des délais.
CCR (Capacity Constraint Resource) se définissent comme
toutes ressources qui, mal gérées, peuvent altérer le
planning de production.
Les CCR mal gérées peuvent devenir ponctuellement des
goulots apparents.
La Synchronisation substitue les CCR aux goulots en tant que
ressources critiques.
Identifier les "bonnes" contraintes est la clé du management par
les contraintes.
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7.2 Les CCR par l’exemple
Exemple : une ressource non-goulot peut perturber le flux
4 ressources R1, R2, R3 et R4 dans une usine qui fabrique 2 produits A et B 
en 3/8, 24h d’exploitation par jour
Demande : 2A et 5B en 40 h
R1 R2 R3 R4
A 3h 2h 9h 1h
B 5h 4h 1h 1h
Charge 31h 24h 23h 7h
Par définition Goulot Goulot NG NG
Débit global, aucun rattrapage possible, 
répercussion sur tout le process
Donc : R1 est une CCR
R2 pas un problème tant que approvisionné par R1
Porter toute l’attention sur R1
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En traçant les diagrammes de Gantt avec chevauchement (toute unité 
achevée sur une ressource est transférée sur la suivante)
R1
R2
R3
R4
R1
R2
R3
R4
37h 50hOrdonnancement A puis B
Ordonnancement B puis A
Ignorer l’influence de R3 retarde de 13h l’achèvement de la production
R3 est une CCR.
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CONCEPT
• Il faut équilibrer les flux et non les capacités. Les 
goulets sont non seulement inévitables mais 
souhaitables.
• Il y a interaction entre les ressources goulets et non-
goulets et leurs effets sur les coûts, le débit et le 
niveau des stocks.
• Il existe 2 types de lots qui doivent être gérés 
dynamiquement.
• L’ordonnancement des tâches doit prendre en compte 
à la fois les contraintes de matières et de capacités 
pour assurer une bonne synchronisation.