Outils pour la TOC - psynapses.com - Josseau - Outils de … · Extension du domaine : SCM La SC et le SCM en bref ... G Josseau BASICS Fondements du ... Aujourd’hui, on parle de

G Josseau

MANAGEMENT par les CONTRAINTESMANAGEMENT par les CONTRAINTES

Comment mettre en Comment mettre en œœuvre le MPCuvre le MPC

SS’’y retrouver parmi les outils du marchy retrouver parmi les outils du marchéé

18/11/2005 Diapositive 2GJ - Management par les contraintes

SommaireSommaire

De quoi parlons-nous ?

BASICS/MRP/ERPPrincipes de pilotage associés à la TOCQuels outils utiliser

Extension du domaine : SCMLa SC et le SCM en brefLes outils du SCM

Contraintes : le mot-piège !

Retour sur APS et TOC : suffisant ?

Le marché des progiciels

page3

8913

161725

32

44

47


Objectif de la prObjectif de la préésentationsentation


Objectif de la prObjectif de la préésentationsentation

FAQ des auditeurs après un exposé sur la Théorie des Contraintes :

Comment mettre en œuvre ces principes en pratique quotidienne?Est-ce que ces principes sont compatibles avec MON progiciel ?Y a-t-il des progiciels dédiés à la TOC ?Faut-il mettre en place un logiciel complémentaire ?

FAQ des patrons d’une grande SSII

Y a-t-il de l’informatique derrière ?

Tenter d’apporter quelques réponses


Mauvaises rMauvaises rééponsesponses

Vous n’avez rien compris, la TOC est une philosophie de management, pas un algorithme de planification

Si vous avez assimilé les concepts, vous n’avez pas besoin de progiciel

Bien sûr! Il y a des produits de gestion de projet dédiés qui appliquent intégralement les principes

Tous les ERP du marché permettent de mettre en œuvre la TOC, c’est une question de paramétrage

Attention ! Mauvaise réponse n’est pas toujours réponse fausse


Le sujetLe sujet

Le domaine d’application de la TOC est UNIVERSEL

Les principes sont applicablesÀ la gestion de projet,A la gestion d’atelier, mais aussi du BE ou du développement,Au pilotage d’entreprise,A la maîtrise d’une Supply Chain,Et même au parcours de soins médicaux ….

Le temps nous oblige à limiter le sujet

Objet de la présentation : TOC appliquée au pilotage de l’atelier à la SC


TOC et logiciel : la poule et lTOC et logiciel : la poule et l’’oeufoeuf

Années 75Goldratt, Pazgal et quelques autres = logiciel OPT

Optimized Production Timetables

1979Les mêmes aux USA = logiciel OPT

Optimized Production Technology

1984The Goal

1986Le But, das Ziehl, …

Le logiciel a précédé la philosophie

G Josseau

BASICSBASICS

Fondements du Management par les contraintesPiloter un Contexte « Entreprise »


La ThLa Thééorie des contraintes aujourdorie des contraintes aujourd’’huihui

On peut schématiquement diviser en 3 parties :

Une base de résolution de problèmes : Thinking-ProcessQuoi changer, En quoi changer, comment changer ?Des outils CRT, FRT, EC,

Des outils de management tirés du TPCompétence, communication, équipes, …

Des solutions « applicatives » dans divers domainesProduction (The Goal)Distribution, Marketing & Ventes (It is not luck)Management de Projet (Critical Chain)SCM (Necessary but not sufficient)


LL’’apport OPT/TOC apport OPT/TOC àà la gestion industriellela gestion industrielle

Des indicateurs opérationnelsTIOE

Des règles de pilotage1 - Equilibrer les flux, pas les capacités2 - Le niveau d’utilisation d’un non-goulot n’est pas déterminé par son potentiel, mais par d’autres contraintes3 - Ne pas confondre utilisation et plein emploi d’une ressource4 - 1 h perdue sur un goulot est perdue pour tout le système5 - 1 h perdue sur un non-goulot n’est qu’un leurre6 - Le goulot détermine le débit de sortie et le niveau des stocks7 - Le lot de transfert ne doit pas être égal au lot de production8 - Les lots de production doivent être variables9 - Les programmes doivent prendre en compte toutes les contraintessimultanément. Le délai est le résultat du programme et ne peut être prédéterminé10 - La somme des optima locaux n’est pas l’optimum du système

T I OE

simultanément


Des principes aux Des principes aux «« spspéécifications cifications »» de lde l’’outiloutil

D

B

R

Maximiser l’utilisation du goulot (T + règles 4,6)

Ordonnancement à capacité finie progressif

du CCR (goulot)

Protéger l’activité du CCR (règle 4)

Stock de protection

Asservir l’activité des autre ressources (règles 1, 2,6)

Ordonnancement à capacité infinie régressif


Le DBRLe DBR

C’est le principe de base du pilotage « TOC »

MRP : Flux POUSSEKanban : Flux TIRETOC : flux SYNCHRONISE (asservi)

DB

R


Quels outils utiliser ?Quels outils utiliser ?

OrdonnancementExistent, mais problème de finesse de modélisation des contraintes spécifiques à la ressource

DBRRien à l’origine, modélisation locale d’un stock possible, mais pauvre. Aujourd’hui, outils spécifiques

Cohabitation avec outils de gestion (ERP)Attention aux ERP MRP-based : conflit de logique PDP/Ordo

DB

R


Pilotage TOC/ERPPilotage TOC/ERP

Rappel du Pilotage global PIC/PACSystème hybride

Conserve 3 niveaux de programmationMPS piloté, non par les commandes, mais par le CCRMRP reçoit les commandes, explose les besoins, mais

n’envoie pas les OF de bas niveau à l’atelierProduit un programme pour l’assemblage final basé sur le rythme du CCR

C’est le CCR qui « tire » les composantsBuffers

Assemblage shippingManufacturing assemblageEt surtout, devant le CCR

Gestion de la demande

PIC

mrp

PDP

ordo

rp

crp

rccp

Suivi de production

OF


Pilotage TOC/ERPPilotage TOC/ERP

ImplémentationSystème de planification

DonnéesBOM, Gammes : PRECISES pour les CCR (Pb: s/up)Identification des CCR : manuelle ou via les rapports MRP sur la chargeOutil d’ordonnancement CF progressifDifficulté d’optimiser la programmation des CCR : séquences, set-up dépendants, outillages, …

Système de mesuresAbandon des critères d’utilisation/rendementInventory $-daysThroughput $-days

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Extension du domaineExtension du domaine

Chaîne logistique intégréeSupply Chain Management


Domaine dDomaine d’’applicationapplication

Aujourd’hui, on parle de

ENTREPRISE ETENDUECHAINE LOGISTIQUE GLOBALE

Que devient le problème ?Comment la TOC aborde-t-elle le sujet ?


la la SupplySupply ChainChain

Fournisseur Usine Entrepôt Distributeur Client

Un domaine étendu hors de l'entrepriseUn ensemble de fonctions, de processus ou d'activités

depuis l'achat initial jusqu'à la consommation ultime

Des flux plus complexesphysiquefinancierd'information

F L U X F I N A N C I E R S

F L U X d ' I N F O R M A T I O N S


ComplexitComplexitéé du du «« SupplySupply--Chain Management Chain Management »»

Deux domaines fonctionnels se rejoignentle domaine de la planificationle domaine de l'exécution

Supply Chain Planning

DistributionPlanning

ManufacturingPlanning &Scheduling

SupplyPlanning

DemandPlanning

Supply ChainNetwork Design

Supply Chain Execution

OrderManagement

InventoryManagementScheduling

Logistics TransportationManagement

WarehouseManagement


ComplexitComplexitéé de la de la SupplySupply--ChainChain

Deux mondes professionnels voient leurs problématiques se rejoindre

Le monde manufacturiermatières premières, composants, produitstypes de flux en A, en V, en T

Le monde de la distributiongrossistes, distributeurs, détaillants, points de vente, transporteurs, emballeurs, entrepôts, dépôts, magasins

avec des systèmes d'information hétérogènes jusque dans leur logique

En face de cette complexité sont apparus des logiques et des outils nouveaux


SCM et planification avancSCM et planification avancééee

Vue d'ensembleLe SCM : PAS une simple évolution … MAIS une ère nouvelle (permise par les progrès des outils technologiques).

Une révolution culturelle au niveau des outils:AVANT : liste de messages d'exception

MAINTENANT : outil support de décision

TROIS AXES de progrès pour contrebalancer les dernières faiblesses des "mrp-like" erp :

Planification sous contraintes, ATPOptimisationSimulation


Planification : une nouvelle approchePlanification : une nouvelle approche

MRP standard

processus top-down

backward scheduling

planification critique au plus tard

marges de sécurité

suppose l'absence de contraintes

montre ce qu'on souhaite

ATP/ATD

processus bottom-up

forward schedulingplanification à partir de la disponibilité des composants

planification non-critiquechoix de la date pour le planificateur entre + tôt et premier impact sur délai

prend en compte les contraintes et les priorise

montre ce qui va arriver


OptimisationOptimisation

Processus de base de l'optimisationCréer un modèle pertinentIntégrer les paramètres d'optimisationTester le modèleDéfinir les objectifsHiérarchiserDéfinir la fonction d'optimisationCalculer …...

Exemple bien connu à une variable peut-être un peu oublié


SimulationSimulation

Deux éléments clésRépondre à la question "What if ?"SANS IMPACTER LA BASE

Apportssolutions alternativesplans d'urgencesupport de décision…..


Les outils du SCMLes outils du SCM

L' acronyme APS a remplacé le sigle SCM pour certains progicielsL' acronyme APS couvre une quantité d'applications.Les "produits" APS (progiciels autonomes ou parties d'un produit plus large) évoluent et s'enrichissent de mois en mois quel que soit leur éditeur, souvent bien au-delà des fonctions de planification.Il existe des progiciels dédiés aux fonctions d'optimisation. Dans ce cas, ils sont toujours conçus pour s'associer à des progiciels ERP (bolt-on modules)Il existe des progiciels "ERP" qui intègrent aujourd'hui ces fonctions

MAISDe même que le plus médiocre des MRP est devenu un « ERP », de nombreux « machins » prennent le titre d’APS

Planification évoluéeOptimisationSimulation

APS


Positionnement par rapport Positionnement par rapport àà MRPMRP

Évolution majeure : le mode de traitement Attention à la ressemblance des niveaux (horizons)

Gestion de la demande

PIC

mrp

PDP

ordo

rp

crp

rccp

Suivi de production

OF

Planification de la demande

Planification du réseau

Planification de production

Planification du transport

Ordonnancement

CT

LT/MT


Planification dPlanification d’’un run rééseau logistiqueseau logistique

Le processus consiste, à partir d'un réseau de sites (Supply Chain = fournisseurs, usines, entrepôts, clients) à

répartir l'activitéaffecter les lieux de stockage (entrepôts)

enminimisant les coûts de productionminimisant les coûts de distribution

L'activité recouvre donc les achats, la production, le transport

Le résultat est une planification long-terme par période… qui sera le point de départ de la planification de production

plan de production contraint sur la disponibilité des ressourcesplan de distribution……


Planification du rPlanification du rééseau logistique et TOCseau logistique et TOC

Exécuter la planificationLa planification

utilise les données de la planification de la demande (non contraintes)tient compte des contraintesintègre les capacités, mais utilise des macro-données (goulots par ex)

s'appuie sur un modèle de processus de productionC'est un modèle complexe qui

combine nomenclature et gammeintègre les contraintes logiques (séquences, incompatibilités)intègre les composants utilisés

dispose de plusieurs stratégiesoptimisation : programmation linéaire, coût minimalheuristique : Global, ajustement de capacité par le planificateurajustement fourniture à la demande : CTM (FCFS)

Noter que c’estce que faisait

Le « réseau » OPT


Programmation et ordonnancementProgrammation et ordonnancement

La planification initiale est relativement grossière et insuffisante pour le court-terme

Un second niveau pour chaque site, vautiliser d'autres éléments du modèle de processus de

production pourprendre en compte les contraintes non traitées :

séquencementsynchronisation fine entre activités

réaliser un ordonnancement (FCS)

2 niveaux, MAISDes logiques cohérentesLa prise en charge des éléments-clés :

Variablesressources

machine, outils, opérateurs

dates

Contraintesdue datetemps entre activitéscalendriercapacitéséquenceset-up dépendantscontinuité, interruptibilitéincompatibilité…...

Fonction objectiftemps de cycletemps de montagecoûtretard


Programmation et ordonnancementProgrammation et ordonnancement

Modèle de productionvariable selon critères (localisation, taille de lot, …)multiple pour un même produitintègre toutes les données du process :

nomenclature, gamme, ressources, articles

Stratégiesdirections– backward, forward

mode d'ordonnancement– capa finie ou infinie

mode d'insertion d'opérationséquencesrelations entre activités d'une même opérationrelations entre activités d'opérations différentesutilisation des heures non ouvrées…...…


Planification, contraintes et optimisationPlanification, contraintes et optimisation

Quelques exemplesde contraintes

de séquencemétallurgie : laminoir

– peut obliger à réaliser des produits inutiles

SynchronisationFlux transitique

les ressources utilisables ont des localisations différentes– la planification devra ajouter les transits

etc ...

d'optimisationséquencement d'opérations à set-ups dépendants

– minimiser les set-up ou– trouver un compromis entre coûts de stockage et de set-up

trajet optimal pour minimiser les coûts de transportmaximiser le débit

etc ...

G Josseau

Contraintes : le motContraintes : le mot--pipièègege


Problème poséAllouer des ressources à chaque besoin identifié

La modélisation du problème s'appuie surun ensemble de variables de décisions

qui satisfont un ensemble de contraintes et/ou prioritésqui optimisent une fonction objectif (économique en général)

La solution du problème consiste à donner une valeur àchaque variable de l'ensemble

Du problème à la solutionun nombre énorme de possibilités (impossibles à tester toutes)un nombre significatif de solutions possiblesun nombre limité de solutions optimales

Planifier ET optimiserPlanifier ET optimiser


OptimiserOptimiser

Optimiser = trouver la meilleure solution (ou une très bonne)

Résumé des techniques et outils d'optimisation

Systèmes à base de règlesnoter que les règles souvent difficile à établirles systèmes experts sont utiles en diagnostic, pauvres en optimisation

Programmation linéaire et dérivésparticulièrement pour optimisations économiquesUtilise ses contraintes

Modèles d'optimisation basés sur les contraintesCheminements logiques :réduction de domaine et propagation de contraintes

Algorithmes génétiquesRecuit simulé (simulated annealing)Méthodes Tabou

Presquetous lesmodèlesparlent

decontraintes


OptimiserOptimiser

Types de problèmes et types de solutions

Variables entières

Contrainteslogiques

Variables continues

Contrainteslinéaires

mélanges

ordonnancementPlanification

de production

Programmationlinéaire

Constraint-basedScheduling

ConstraintProgramming


Programmation linProgrammation linééaire : survolaire : survol

Définition (mathématiques)programme linéaire = problème d ’optimisation où

le but est de maximiser une fonction linéaire de n variables de décision x1, x2, .. , xn appelée fonction objectifen respectant un ensemble de contraintes linéaires

exemple (forme dite « canonique »)Maximiser z = c1x1 + c2x2 + … + cnxn

sous contraintes a11x1 + a12x2 + …. + a1nxn <= b1

= a21x1 + a22x2 + …. + a2nxn <= b2

= ………………………= am1x1 + am2x2 + …. + amnxn <= bm

avec xi positif ou nul

1947, G. DANTZIG découvre l ’algorithme du simplexe


Programmation linProgrammation linééaire : exempleaire : exemple

Production industrielle : quantité ou chiffre d'affaires2 produits, 2 machinesprix des produits : A = 10 €, B = 10 €

temps machine limité : 1 = 40 h, 2 = 35 h

gammes de fabrication :

problème : quelle production assure le C.A. optimum ?

Produit A BMachine 1 1 4Machine 2 3 1

contraintes


Programmation linProgrammation linééaire, raire, réésolution de l'exemplesolution de l'exemple

Résolution graphique : Problème : optimiser le CA

X

y

x = 9,09y = 7,72

Produit A BMachine 1 1 4 x + 4 y < 40Machine 2 3 1 3x + y < 35

Prix 10 10 z = 10 x + 10 y


Programmation linProgrammation linééaireaire

De la mathématique à l'usine

2 solutions possibles par cas. Sont-elles réalisables ? Test

x 8 9 10y

M1 = 9+28=37h7 M2=27+7=34h

C=10X16=160 €M1=8+32=40 M1 = 9+32=41h

8 M2=24+8=32 M2=30+8=38C=10X16=160 €

9A + 7B 8A + 8BM1 M2 M1 M2

A 9 27 A 8 24B 28 7 B 32 8

sol1

sol2

A BA B

BAB A

M 1M 2

M 1M 2


Programmation linProgrammation linééaireaire

De l'usine aux mathématiquesA.P.S. = Algorithme Primal du Simplexe

Le problème peut se représenter par un polyèdre On démontre qu'il existe toujours un sommet qui soit une solution optimale, d’où l' A.P.S. :

On calcule les sommets du polyèdre en calculant toutes les solutions de base (on ne prend que celles àcomposantes non négatives)On calcule en ces points la valeur de la fonction économiqueOn détermine le point donnant la valeur maximale

Caractéristique de l'A.P.S. : INUTILISABLE !Le nombre de solutions de base est une combinaison du nombre de variables n et m telle que

n+m(n+m) !

n! m!

Avec 20 et 20 : 1,4 10 11

Avec 50 et 50 : 1,0 10 29Cn

=

Dans ce cas, les contraintes sont un jeu d’inégalitésLeur traitement est simultané et ne cherche pas à

isoler les contraintes critiques. PAS TOC ? Quoique …


Propagation de contraintes : survolPropagation de contraintes : survol

Objectif : réduire une explosion combinatoire

réduction de domainepropagation

Exemplex, y, z dans {1, 3}x - y = 1 y < zx = z

réduction

x

y

z

x

y

z

x

y

z

Propagation


Exemple : 1Exemple : 1°°/ R/ Rééduction de domaineduction de domaine

x

y

z

x

y

z

REDUCTION de DOMAINE

x - y = 1 y = 1 ou 2

y < z z = 2 ou 3

x = z x = 2 ou 3


Exemple : 2Exemple : 2°°/ Propagation de contraintes/ Propagation de contraintes

x

y

z

Propagation : x = 2y < z ne donne rien

x = z

x - y = 1 donne y = 1

Là encore, il s’agitd’un mode de calcul,pas d’une application

directe de la TOC,Mais …

G Josseau

Les outils associLes outils associéés au SCM (APS) permettents au SCM (APS) permettent--ilsilsde mettre en de mettre en œœuvre le MPC ?uvre le MPC ?


TOC et APSTOC et APS

Nous avons tenté d’éliminer la confusion autour des «contraintes» : ce n’est pas parce qu’on en parle partout qu’on applique la TOC

MAIS

Les fonctionnalités des outils de planification/ordonnancement permettent

D’identifier les CCRDe privilégier les ressources CCR en planificationD’exécuter une programmation fine à capacité finie

En fait, les fonctions nécessaires sont disponibles,Il reste juste à créer un modèle adapté


TOC et APSTOC et APS

Deux bémolsLe buffer management

La dynamique d’un projet S.I.

Rappel fondamentalIdentifier les contraintesExploiter les contraintesSubordonner le système aux contraintesTravailler (elevate) sur la contrainteRecommencer (Start over)

Ces deux derniers points sont essentiels.Aura-t-on le courage, la compétence et les moyens ?

Le syndrome du « bouton vert » n’aura-t-il pas le dessus ?

G Josseau

Le marchLe marchéé des progicielsdes progiciels


IT Jungle !!IT Jungle !!Totalement arbitraire !!

Société Produit Fonction

STG OPT21 racheté ManugisticsThru-Put Technologies Resonance racheté PivotPoint

I2 Technologies APSSAP APO APSManugistics module NPP APS Network Production PlanningOracle-PeopleSoft Scorecard set of metrics

Enterprise1 (ERP)Intentia (Lawson Software) Movex APP TOCMapics cf Thru-PutAcacia Technologies (CA) QRE add-on PRMS

Maxager Technologies PlantCast accountingSynchrono DBR

TOC replenishment SoftwareFocus5 Systems The Goal System DBRCMG R+ (replenisment) priorités buffer status/replenishment time

DBR+Seradex Production Scheduling ERPTACC CA Constraints AnalyserIlsys (gpe IBS) Infor SCM APSLilly Software DBR

G Josseau

AnnexesAnnexes

Terminologie


DDééfinitionsfinitions

TerminologieBPR Business Process ReengineeringERP Enterprise Resources PlanningMRP Manufacturing Resources Planning (MRP II)PDP Programme Directeur de ProductionMPS Master Production ScheduleRCCP Rough Cut Capacity PlanningCRP Capacity Requirement PlanningAPS Advanced Planning & SchedulingOPT Optimized Production TechnologyTOC Theory of ConstraintsWIP Work in Progress (or Process)MES Manufacturing Execution SystemLES Logistics Execution SystemSCM Supply Chain Management

Documents

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