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Gestion des opérations est un domaine de la gestion concerné par la conception et le contrôle du processus de production et par la refonte des opérations commerciales dans la production de biens ou de services.[1] Cela implique de veiller à ce que les opérations commerciales soient efficaces en termes d'utilisation du moins de ressources possible et efficaces en termes de satisfaction des besoins des clients. La gestion des opérations concerne principalement la planification, l'organisation et la supervision dans des contextes de production, de fabrication ou de fourniture de services.[2]

Il s'agit de gérer un système de production complet, processus qui convertit les intrants (sous forme de matières premières, de main-d'œuvre et d'énergie) en produits (sous forme de biens et / ou de services) ou fournit un produit ou des services.[3] Les opérations produisent des produits, gèrent la qualité et créent un service. La gestion des opérations couvre des secteurs tels que les systèmes bancaires, les hôpitaux, les entreprises, les relations avec les fournisseurs, les clients et l'utilisation de la technologie. Les opérations constituent l’une des fonctions principales d’une organisation, au même titre que les chaînes d’approvisionnement, le marketing, les finances et les ressources humaines. La fonction opérationnelle nécessite de gérer à la fois la production stratégique et quotidienne de biens et de services.[4]

Chaîne de montage automobile Ford: exemple classique d’un système de production manufacturière.

Dans la gestion des opérations de fabrication ou de service, plusieurs types de décisions sont prises, notamment la stratégie d’exploitation, la conception du produit, la conception du processus, la gestion de la qualité, la capacité, la planification des installations, la planification de la production et le contrôle des stocks. Chacun de ceux-ci nécessite une capacité d'analyse de la situation actuelle et de trouver de meilleures solutions pour améliorer l'efficacité et l'efficience des opérations de fabrication ou de service.[5]

File d'attente du bureau de poste. La gestion des opérations étudie à la fois la fabrication et les services.

L'histoire[[[[modifier]

L’histoire de la production et des systèmes d’exploitation a commencé autour de 5000 av. lorsque les prêtres sumériens développèrent l'ancien système d'enregistrement des stocks, des prêts, des taxes et des transactions commerciales. La prochaine application historique majeure des systèmes d'exploitation a eu lieu en 4000 av. C'est à cette époque que les Égyptiens ont commencé à utiliser la planification, l'organisation et le contrôle dans les grands projets tels que la construction des pyramides. Vers 1100 av. J.-C., la main-d'œuvre était spécialisée en Chine; Vers 370 av. J.-C. environ, Xénophon décrivit les avantages de la division des diverses opérations nécessaires à la production de chaussures entre différents individus de la Grèce antique:[6][7]

… Dans les grandes villes, par contre, dans la mesure où beaucoup de gens ont des exigences à faire vis-à-vis de chaque secteur industriel, un seul métier, et très souvent même moins qu'un métier, suffit à supporter un homme: un homme, par exemple, fabrique des chaussures pour les hommes et une autre pour les femmes; et il y a des endroits même où un homme gagne sa vie en ne cousant que des chaussures, un autre en les découpant, un autre en cousant la tige ensemble, tandis qu'un autre n'effectue aucune de ces opérations mais n'assemble que les pièces. Il s'ensuit naturellement que celui qui se consacre à un travail très spécialisé est tenu de le faire de la meilleure façon possible.

Au Moyen Âge, les rois et les reines régnaient sur de vastes étendues de terres. Les nobles loyaux ont maintenu de grandes sections du territoire du monarque. Cette organisation hiérarchique dans laquelle les gens étaient divisés en classes basées sur la position sociale et la richesse devint connue sous le nom de système féodal. Dans le système féodal, les vassaux et les serfs produisaient pour eux-mêmes et pour les personnes des classes supérieures en utilisant les terres et les ressources du souverain. Bien qu'une grande partie de la main-d'œuvre soit employée dans l'agriculture, les artisans ont contribué à la production économique et ont formé des guildes. Le système de guildes, fonctionnant principalement entre 11h00 et 15h00, comprenait deux types: les guildes de marchands, qui achetaient et vendaient des marchandises, et les guildes d'artisanat, qui fabriquaient des marchandises. Bien que les guildes soient réglementées en ce qui concerne la qualité du travail effectué, le système qui en résultait était plutôt rigide; les fabricants de chaussures, par exemple, n'étaient pas autorisés à tanner les peaux.[8]

Les services étaient également assurés au Moyen Âge par des domestiques. Ils fournissaient des services à la noblesse pour la cuisine, le nettoyage et le divertissement. Les bouffons de la cour étaient des fournisseurs de services. L'armée médiévale pourrait aussi être considérée comme un service puisqu'elle défend la noblesse.

La révolution industrielle a été facilitée par deux éléments: l'interchangeabilité des pièces et la division du travail. La division du travail a toujours été une caractéristique dès le début de la civilisation, le degré de réalisation de la division variait considérablement selon la période et le lieu. Par rapport au Moyen Âge, la Renaissance et l’âge de la découverte se caractérisent par une plus grande spécialisation du travail, l’une des caractéristiques de la croissance du commerce et des villes européennes. C'est à la fin du XVIIIe siècle qu'Eli Whitney popularisa le concept d'interchangeabilité des pièces lorsqu'il fabriqua 10 000 mousquets. Jusqu’à présent dans l’histoire de la fabrication, chaque produit (par exemple, chaque arme à feu) était considéré comme une commande spéciale, ce qui signifie que certaines parties d’une arme à feu donnée étaient ajustées uniquement pour cette arme et ne pouvaient pas être utilisées avec d’autres armes à feu. L'interchangeabilité des pièces permettait la production en série de pièces indépendamment des produits finaux dans lesquels elles seraient utilisées.

En 1883, Frederick Winslow Taylor introduisit la méthode du chronomètre pour mesurer avec précision le temps nécessaire à l'exécution de chaque tâche complexe. Il a développé l'étude scientifique de la productivité et identifié comment coordonner différentes tâches afin d'éliminer le gaspillage de temps et d'améliorer la qualité du travail. La prochaine génération d'études scientifiques a eu lieu avec le développement d'un échantillonnage de travail et de systèmes de temps de mouvement prédéterminés (PMTS). L'échantillonnage de travail est utilisé pour mesurer la variable aléatoire associée à la durée de chaque tâche. Le PMTS permet l’utilisation de tables prédéterminées standard des plus petits mouvements du corps (par exemple, en tournant le poignet gauche de 90 °) et en les intégrant pour prévoir le temps nécessaire à l’exécution d’une tâche simple. Le PMTS a acquis une importance considérable du fait qu’il peut prévoir des mesures de travail sans observer le travail réel. Les bases de la technologie PMTS ont été posées par la recherche et le développement de Frank B. et Lillian M. Gilbreth vers 1912. Les Gilbreth ont profité de la possibilité de prendre des films à des intervalles connus pendant que les opérateurs s’acquittaient de la tâche demandée.

Industries de services: au tournant du XXe siècle, les industries de services étaient déjà développées, mais largement fragmentées. En 1900, l’industrie américaine des services comprenait les banques, les services professionnels, les écoles, les magasins généraux, les chemins de fer et le télégraphe. Les services étaient essentiellement de nature locale (à l'exception des chemins de fer et du télégraphe) et appartenaient à des entrepreneurs et à des familles. En 1900, les États-Unis comptaient 31% d’emplois dans les services, 31% dans le secteur manufacturier et 38% dans l’agriculture.[9]

L'idée de la chaîne de production a été utilisée à plusieurs reprises dans l'histoire avant Henry Ford: l'Arsenal de Venise (1104); Smith's Pin Manufacturing, dans la richesse des nations (1776) ou Brunel's Portsmouth Block Mills (1802). Ransom Olds a été le premier à fabriquer des voitures à l’aide du système de chaîne d’assemblage, mais Henry Ford a développé le premier système d’assemblage automatique: un châssis de voiture était déplacé dans la chaîne d’assemblage par un tapis roulant tandis que les travailleurs y ajoutaient des composants jusqu’à ce que la voiture soit achevée. Pendant la Seconde Guerre mondiale, l’accroissement de la puissance de calcul a conduit à la mise au point de méthodes de fabrication efficaces et à l’utilisation d’outils mathématiques et statistiques avancés. Cela a été soutenu par le développement de programmes académiques dans les disciplines de l'ingénierie industrielle et des systèmes, ainsi que dans les domaines de la recherche opérationnelle et de la science de la gestion (en tant que domaines multidisciplinaires de résolution de problèmes). Alors que l'ingénierie des systèmes se concentrait sur les caractéristiques générales des relations entre les intrants et les extrants des systèmes génériques, les chercheurs en exploitation se concentraient sur la résolution de problèmes spécifiques et ciblés. La synergie entre la recherche opérationnelle et l’ingénierie des systèmes a permis de résoudre des problèmes complexes et de grande envergure à l’ère moderne. Récemment, le développement d'ordinateurs plus petits et plus rapides, de systèmes intelligents et du Web a ouvert de nouvelles opportunités pour les systèmes d'exploitation, de fabrication, de production et de service.

Révolution industrielle[[[[modifier]

La filature de lin de Marshall à Holbeck. L'industrie textile est l'exemple type de la révolution industrielle anglaise.

Avant la première révolution industrielle, le travail reposait principalement sur deux systèmes: le système domestique et les corporations artisanales. Dans le système domestique, les marchands apportaient du matériel dans les maisons où les artisans effectuaient le travail nécessaire. Les corporations d'artisans étaient en revanche des associations d'artisans qui passaient d'un travail à l'autre, par exemple: le cuir était tanné, le tanneur, les curriers, enfin arrivé chez les cordonniers et les selliers.

Le début de la révolution industrielle est généralement associé à l’industrie textile anglaise du XVIIIe siècle, à l’invention de la navette volante de John Kay en 1733, de la filature jenny de James Hargreaves en 1765, du cadre à eau de Richard Arkwright en 1769 et de la machine à vapeur. James Watt en 1765.
En 1851, à l’exposition Crystal Palace, l’expression «système de fabrication américain» était utilisée pour décrire la nouvelle approche en cours de développement aux États-Unis d’Amérique, qui reposait sur deux caractéristiques essentielles: des pièces interchangeables et une utilisation intensive de la mécanisation pour les produire.

Deuxième révolution industrielle et société postindustrielle[[[[modifier]

Henry Ford avait 39 ans lorsqu'il fonda la Ford Motor Company en 1903, avec un capital de 28 000 $ provenant de douze investisseurs. La voiture modèle T a été introduite en 1908, mais ce n'est pas avant que Ford ait implémenté le concept de chaîne de montage que sa vision de rendre une voiture populaire abordable pour tous les citoyens américains de la classe moyenne se soit réalisée. La première usine dans laquelle Henry Ford utilisa le concept de la chaîne de montage fut Highland Park (1913). Il caractérisa le système comme suit:

"Le but est de tout maintenir en mouvement et de confier le travail à l'homme, et non l'homme au travail. C'est le vrai principe de notre production, et les convoyeurs ne sont qu'un moyen parmi tant d'autres."[10]

Celles-ci sont devenues l’une des idées centrales qui ont conduit à la production en série, l’un des principaux éléments de la deuxième révolution industrielle, ainsi que l’émergence de l’industrie électrique et de l’industrie pétrolière.

L'économie post-industrielle a été notée en 1973 par Daniel Bell.[11] Il a déclaré que l’économie future générerait plus de PIB et d’emplois provenant des services que du secteur manufacturier et aurait un effet considérable sur la société. Tous les secteurs étant fortement interconnectés, cela ne traduit pas une moindre importance pour les secteurs de la fabrication, de l'agriculture et des mines, mais simplement un changement de type d'activité économique.

Gestion des opérations[[[[modifier]

Bien que la productivité ait bénéficié considérablement des inventions technologiques et de la division du travail, le problème de la mesure systématique des performances et de leur calcul à l’aide de formules demeurait quelque peu inexploré jusqu’à Frederick Taylor, dont les travaux initiaux se concentraient sur le développement de ce qu'il a appelé une "pièce différentielle". système de tarification "[12] et une série d'expériences, de mesures et de formules traitant de la coupe de métaux[13] et travail manuel.[14] Le système de rémunération à la pièce différentielle consistait à proposer deux taux de rémunération différents pour un travail: un taux plus élevé pour les travailleurs très productifs (efficacité) et qui produisaient des produits de haute qualité (efficacité) et un taux plus bas pour ceux qui n'atteignaient pas la norme. . Un des problèmes que Taylor pensait pouvoir être résolu avec ce système était le problème du soldat: des travailleurs plus rapides réduisant leur taux de production à celui du travailleur le plus lent.
En 1911, Taylor publia ses "Principes de gestion scientifique",[15] dans lequel il a qualifié la gestion scientifique (également connue sous le nom de taylorisme) de:

  1. Le développement d'une vraie science;
  2. La sélection scientifique du travailleur;
  3. L'éducation scientifique et le développement du travailleur;
  4. Intime coopération amicale entre la direction et les travailleurs.

On attribue également à Taylor le développement de l’étude du temps chronomètre; cette étude, combinée à l’étude du mouvement de Frank et Lillian Gilbreth, a donné lieu à une étude du temps et du mouvement centrée sur les concepts de méthode standard et d’heure standard. Frank Gilbreth est également responsable de l’introduction du diagramme de processus de flux en 1921.[16] Morris Cooke (électrification rurale dans les années 1920 et application des principes de gestion scientifique de Taylor dans le département des travaux publics de Philadelphie), Carl Barth (règles de calcul de la vitesse de calcul) et Henry Gantt (Gantt) sont d’autres contemporains de Taylor. graphique). Également en 1910, Hugo Diemer publie le premier ouvrage de génie industriel: Factory Organization and Administration.

En 1913, Ford Whitman Harris publia son "Combien de pièces à fabriquer à la fois" dans laquelle il présenta l'idée du modèle de quantité d'ordre économique. Il a décrit le problème comme suit:

"L'intérêt sur le capital immobilisé dans les salaires, le matériel et les frais généraux fixe une limite maximale au nombre de pièces pouvant être fabriquées de manière rentable à la fois; les" frais d'installation "sur le travail fixent le minimum. L'expérience a montré à un seul responsable un moyen de déterminer la taille économique des lots "[17]

Cet article a inspiré un grand nombre d'ouvrages mathématiques consacrés au problème de la planification de la production et du contrôle des stocks.

En 1924, Walter Shewhart introduisit la carte de contrôle dans un mémorandum technique alors qu'il travaillait chez Bell Labs. Sa méthode était centrée sur la distinction entre cause commune et cause spéciale de variation. En 1931, Shewhart publia son rapport intitulé Contrôle économique de la qualité des produits manufacturés.[18] le premier traitement systématique [19] du sujet du contrôle statistique du processus (SPC).

Dans les années 1940, H.B. développa des méthodes de mesure du temps (MTM). Maynard, JL Schwab et GJ Stegemerten. MTM était le premier d'une série de systèmes de temps de mouvement prédéterminés, en ce sens que les estimations de temps ne sont pas déterminées in loco, mais sont dérivées d'une norme industrielle. Cela a été expliqué par ses auteurs dans un livre qu'ils ont publié en 1948 et intitulé "Method-Time Measurement".[20]

Jusqu'à présent, les techniques d'optimisation étaient connues depuis très longtemps, des méthodes simples employées par FWHarris aux techniques plus élaborées du calcul des variations développées par Euler en 1733 ou des multiplicateurs employés par Lagrange en 1811, et Les ordinateurs ont été développés lentement, d'abord comme des ordinateurs analogiques de Sir William Thomson (1872) et James Thomson (1876) passant aux ordinateurs électromécaniques de Konrad Zuse (1939 et 1941). Pendant la Seconde Guerre mondiale, cependant, le développement de l'optimisation mathématique a connu un essor considérable avec le développement de l'ordinateur Colossus, le premier ordinateur numérique électronique entièrement programmable et la possibilité de résoudre par calcul les problèmes de programmation linéaire importants, d'abord par Kantorovich[21] en 1939, il travailla pour le gouvernement soviétique et ce dernier en 1947 avec la méthode simplex de Dantzig. Ces méthodes sont connues aujourd'hui comme appartenant au domaine de la recherche opérationnelle.

À partir de ce moment, un curieux développement se produit: alors qu’aux États-Unis, la possibilité d’appliquer l’ordinateur aux opérations commerciales a conduit au développement d’une architecture logicielle de gestion telle que MRP et modifications successives, ainsi que de techniques d’optimisation toujours plus sophistiquées et de logiciels de simulation de fabrication, dans le Japon d'après-guerre, une série d'événements chez Toyota Motor a conduit au développement du système de production Toyota (TPS) et de la production au plus juste.

En 1943, Taiichi Ohno est arrivé au Japon chez Toyota Motor. Toyota a mis au point un système de fabrication unique centré sur deux notions complémentaires: le juste-à-temps (ne produit que ce qui est nécessaire) et l'autonomie (automatisation au toucher humain). En ce qui concerne JIT, Ohno a été inspiré par les supermarchés américains:[22] les postes de travail fonctionnaient comme une étagère de supermarché où le client peut obtenir les produits dont il a besoin, au moment voulu et à la quantité requise, le poste de travail (étagère) est ensuite réapprovisionné. L'autonomation a été développée par Toyoda Sakichi dans Toyoda Spinning and Weaving: un métier à tisser à activation automatique mais également à toute épreuve, qui détecte automatiquement les problèmes. En 1983, J.N Edwards publia son "MRP et le style Kanban-American" dans lequel il décrivit les objectifs de JIT en sept zéros:[23] zéro défaut, zéro (excédent) taille du lot, zéro configuration, zéro panne, gestion du zéro, zéro délai d'attente et zéro déferlement. Cette période marque également la propagation de la gestion de la qualité totale (TQM) au Japon, idées initialement développées par des auteurs américains tels que Deming, Juran et Armand V. Feigenbaum.[24] La gestion de la qualité totale est une stratégie de mise en œuvre et de gestion de l'amélioration de la qualité sur une base organisationnelle, qui comprend: la participation, la culture de travail, l'orientation client, l'amélioration de la qualité des fournisseurs et l'intégration du système qualité aux objectifs de l'entreprise.[19] Schnonberger[25] a identifié sept principes fondamentaux essentiels à l’approche japonaise:

  1. Contrôle des processus: CPS et responsabilité de la qualité des travailleurs
  2. Qualité facile à voir: tableaux, jauges, compteurs, etc. et poka-yoke
  3. Insistance sur la conformité: "la qualité d'abord"
  4. Arrêt de ligne: arrête la ligne pour corriger les problèmes de qualité
  5. Corriger ses propres erreurs: le travailleur répare une pièce défectueuse s'il la produit
  6. Le contrôle à 100%: techniques d'inspection automatisées et machines infaillibles
  7. Amélioration continue: idéalement zéro défaut

Pendant ce temps, dans les années soixante, George W. Plossl et Oliver W. Wight ont développé une approche différente.[26] Cette approche a été poursuivie par Joseph Orlicky en réponse au programme de fabrication TOYOTA qui a abouti à la planification des besoins en matériaux (PRM) chez IBM, qui a pris de l'ampleur en 1972 lorsque la Société américaine de production et de contrôle des stocks (LMP) a lancé la "Croisade MRP". L'un des éléments clés de ce système de gestion était la distinction entre demande dépendante et demande indépendante. La demande indépendante est une demande qui provient du système de production et ne peut donc pas être contrôlée directement. La demande dépendante est une demande de composants de produits finis, et est donc susceptible d'être directement contrôlée par la direction via la nomenclature, via la conception du produit. Orlicky a écrit "Planification des besoins en matériaux" en 1975,[27] le premier livre à couverture rigide sur le sujet.[26] MRP II a été développé par Gene Thomas chez IBM et a étendu le logiciel MRP original pour inclure des fonctions de production supplémentaires. Le progiciel de gestion intégrée (ERP) est l’architecture logicielle moderne qui englobe, outre les opérations de production, la distribution, la comptabilité, les ressources humaines et les achats.

Des changements spectaculaires se produisaient également dans le secteur des services. À partir de 1955, McDonald's fournit l'une des premières innovations dans les opérations de service. McDonald's est fondé sur l'idée d'une approche de service basée sur une chaîne de production.[28] Cela nécessite un menu standard et limité, un processus de production de type chaîne de montage dans l'arrière-salle, un service clientèle de qualité dans l'avant-salle avec propreté, courtoisie et rapidité. Bien que modélisé d'après la fabrication dans la production de la nourriture dans l'arrière-boutique, le service dans l'avant-salle était défini et orienté vers le client. C’est le système d’exploitation de McDonald's, à la fois en production et en service, qui a fait la différence. McDonald's a également été l’un des pionniers de l’idée de franchiser ce système d’exploitation afin de diffuser rapidement l’activité dans le pays et, plus tard, dans le monde entier.[29]

En 1971, FedEx fournissait la première livraison de colis au jour le jour aux États-Unis. Cette idée reposait sur l’idée novatrice de transporter tous les colis dans le seul aéroport de Memphis Tenn à minuit chaque jour, en recourant aux colis pour les livrer à le lendemain matin pour la livraison à de nombreux endroits. Ce concept de système de livraison rapide de paquets a créé un tout nouveau secteur et a finalement permis la livraison rapide de commandes en ligne par Amazon et d'autres détaillants.[30]

Walmart a fourni le premier exemple de commerce de détail à très bas coût grâce à la conception de ses magasins et à la gestion efficace de l'ensemble de sa chaîne d'approvisionnement. Walmart, qui a commencé en 1962 avec un seul magasin dans l'Arkansas de Roger, est devenu la plus grande entreprise au monde. Cela a été accompli en adhérant à leur système de livraison des marchandises et du service aux clients au coût le plus bas possible. Le système d'exploitation comprenait une sélection minutieuse de marchandises, des achats à faible coût, la propriété du transport, le cross-docking, une localisation efficace des magasins et un service convivial à domicile pour le client.[31]

En 1987, l’Organisation internationale de normalisation (ISO), reconnaissant l’importance croissante de la qualité, a publié ISO 9000, une famille de normes relatives aux systèmes de gestion de la qualité. Ces normes s’appliquent aux entreprises de fabrication et de service. Il y a eu une certaine controverse concernant les procédures appropriées à suivre et la quantité de paperasserie impliquée, mais une grande partie de cela s'est améliorée dans les révisions ISO 9000 actuelles.

Avec l'arrivée d'Internet, Amazon a mis au point en 1994 un système de service de vente au détail et de distribution en ligne. Grâce à ce système innovant, les clients ont pu rechercher les produits qu’ils aimeraient acheter, entrer la commande, payer en ligne et suivre la livraison du produit chez eux, le tout en deux jours. Cela nécessitait non seulement de très grandes opérations informatiques, mais également des entrepôts dispersés et un système de transport efficace. Le service aux clients, qui comprend un assortiment de produits riches, des services de retour d’achats et une livraison rapide, est à la pointe de ce secteur.[32] C'est le client qui se trouve dans le système pendant la production et la fourniture du service qui distingue tous les services de la fabrication.

Les tendances récentes dans le domaine tournent autour de concepts tels que:

  • Réingénierie des processus métiers (lancée par Michael Hammer en 1993)[33]): stratégie de gestion d’entreprise centrée sur l’analyse et la conception de workflows et de processus d’entreprise au sein d’une organisation. BPR cherche à aider les entreprises à restructurer radicalement leurs organisations en se concentrant sur la conception en profondeur de leurs processus métier.
  • Les systèmes allégés est une méthode systémique d'élimination des déchets ("Muda") dans un processus de fabrication ou de service. Lean prend également en compte les déchets créés par les morts-terrains ("Muri") et les déchets créés par l'inégalité des charges de travail ("Mura"). Le terme fabrication allégée a été inventé dans le livre La machine qui a changé le monde.[34] Par la suite, les services allégés ont été largement appliqués.
  • Six Sigma (approche de la qualité mise au point chez Motorola entre 1985 et 1987): Six Sigma se réfère à des limites de contrôle placées à six (6) écarts types par rapport à la moyenne d’une distribution normale. C’est devenu très célèbre après le lancement par Jack Welch de General Electric. initiative à l’échelle de l’entreprise en 1995 pour adopter cet ensemble de méthodes dans tous les processus de fabrication, de service et administratifs. Plus récemment, Six Sigma a inclus DMAIC (pour améliorer les processus) et DFSS (pour concevoir de nouveaux produits et de nouveaux processus)
  • Systèmes de fabrication reconfigurables: système de production conçu dès le départ pour une modification rapide de sa structure, ainsi que de ses composants matériels et logiciels, afin d'ajuster rapidement sa capacité de production et ses fonctionnalités au sein d'une famille de pièces en réponse à des changements soudains du marché ou du système intrinsèque changement.
  • Gestion de la production de projets: application des outils et techniques analytiques développés pour la gestion des opérations, décrits dans la physique des usines, aux activités de grands projets d’immobilisations telles que celles rencontrées dans la fourniture d’infrastructures pétrolières et gazières et civiles.

Systèmes de production[[[[modifier]

Dans un atelier de travail, les machines sont regroupées par similarité technologique en ce qui concerne les processus de transformation. Par conséquent, un seul atelier peut travailler sur des produits très différents (dans cette image, quatre couleurs). Notez également que, dans ce dessin, chaque magasin contient une seule machine.

Système de fabrication flexible: au centre, deux rails permettent à la navette de déplacer les palettes entre les centres d'usinage (il existe également des FMS utilisant des AGV), devant chaque centre d'usinage, il y a un tampon et à gauche, nous avons une étagère pour stocker les palettes . Généralement à l'arrière, il existe un système similaire pour gérer l'ensemble des outils nécessaires pour différentes opérations d'usinage.

Un système de production comprend à la fois des éléments technologiques (machines et outils) et un comportement organisationnel (division du travail et flux d'informations). Un système de production individuel est généralement analysé dans la littérature faisant référence à une seule entreprise. Il est donc généralement inapproprié d’inclure dans un système de production donné les opérations nécessaires au traitement des marchandises obtenues par achat ou les opérations effectuées par le client sur les produits vendus. la raison étant simplement que, puisque les entreprises doivent concevoir leurs propres systèmes de production, cela devient alors le centre de l'analyse, de la modélisation et de la prise de décision (également appelé "configuration" d'un système de production).

Une première distinction possible dans les systèmes de production (classification technologique) est entre la production en continu et la production de pièces discrètes (fabrication).

Le délai de livraison est la barre bleue, le temps de fabrication est la barre entière, la barre verte est la différence entre les deux.

Une autre classification possible[37] est basé sur le délai (délai de fabrication par rapport au délai de livraison): ingénieur sur commande (ETO), achat sur commande (PTO), fabrication sur commande (MTO), assemblage sur commande (ATO) et fabrication sur stock (MTS) . Selon cette classification, différents types de systèmes auront différents points de découplage des ordres client (CODP), ce qui signifie que les niveaux de stock des cycles de travaux en cours (WIP) sont pratiquement inexistants pour les opérations situées après le CODP (sauf pour les travaux en attente dus aux files d'attente). (Voir l'exécution de la commande)

Le concept de systèmes de production peut être étendu au monde des services, sachant que les services présentent des différences fondamentales en ce qui concerne les biens matériels: intangibilité, client toujours présent lors des processus de transformation, pas de stocks de "produits finis". Les services peuvent être classés selon une matrice de processus de service:[38] degré d'intensité de travail (volume) vs degré de personnalisation (variété). Les services de masse (paiements de factures bancaires et écoles publiques) et les services professionnels (médecins personnels et avocats) sont caractérisés par une intensité de travail élevée, tandis que les usines de services (entreprises de transport aérien, par exemple) sont peu intensives. et hôtels) et les ateliers de service (hôpitaux et mécaniciens).

Les systèmes décrits ci-dessus sont des types idéaux: les systèmes réels peuvent se présenter comme des hybrides de ces catégories. Considérons, par exemple, que la production de jeans implique d’abord de carder, de filer, de teindre et de tisser, puis de découper le tissu en différentes formes et d’assembler les pièces dans un pantalon ou une veste en combinant le tissu avec du fil, des fermetures à glissière et des boutons, puis en terminant et les pantalons / vestes avant d'être expédiés aux magasins.[39] Le début peut être considéré comme une production de processus, le moyen en tant que production partielle et la fin à nouveau comme une production de processus: il est peu probable qu'une seule entreprise conserve toutes les étapes de la production sous un même toit. C'est pourquoi le problème de l'intégration verticale et de la sous-traitance se pose. La plupart des produits nécessitent, du point de vue de la chaîne d'approvisionnement, la production de processus et la production de pièces.

Mesures: efficacité et efficience[[[[modifier]

La stratégie opérationnelle concerne les politiques et les plans d'utilisation des ressources productives de l'entreprise dans le but de soutenir une stratégie concurrentielle à long terme. Les métriques de la gestion des opérations peuvent être globalement classées en métriques d’efficacité et métriques d’efficacité. Les mesures d'efficacité impliquent:

  1. Prix ​​(réellement fixé par le marketing, mais limité par le coût de production): prix d'achat, coûts d'utilisation, coûts de maintenance, coûts de mise à niveau, coûts d'élimination
  2. Qualité: spécification et conformité
  3. Temps: temps productif, temps d'information, ponctualité
  4. Flexibilité: mix, volume, gamma
  5. Stock disponible
  6. Solidité écologique: impacts biologiques et environnementaux du système étudié.

Une approche plus récente, introduite par Terry Hill,[40] implique de distinguer les variables concurrentielles dans les critères de commande et de qualification lors de la définition de la stratégie opérationnelle. Les gagnants de commandes sont des variables qui permettent de différencier la société de ses concurrents, tandis que les qualificatifs de commande sont des conditions préalables pour pouvoir effectuer une transaction. Cette vue peut être vue comme une approche unificatrice entre la gestion des opérations et le marketing (voir segmentation et positionnement).

La productivité est une mesure d'efficacité standard pour l'évaluation des systèmes de production, en gros un rapport entre les sorties et les entrées, et peut revêtir de nombreuses formes spécifiques.[41] par exemple: productivité des machines, productivité de la main-d'œuvre, productivité des matières premières, productivité des entrepôts (= rotation des stocks). Il est également utile de décomposer la productivité en utilisation U (pourcentage productif du temps total) et le rendement η (rapport entre le volume produit et le temps productif) afin de mieux évaluer les performances des systèmes de production. Les temps de cycle peuvent être modélisés par l’ingénierie de fabrication si les opérations individuelles sont fortement automatisées, si la composante manuelle est prédominante, les méthodes utilisées incluent: étude du temps et du mouvement, systèmes de temps de mouvement prédéterminés et échantillonnage du travail.

Une courbe cumulée ABC. Généralement, une courbe est construite pour le revenu (consommation) et une autre pour le stock (stock).

L’analyse ABC est une méthode d’analyse des stocks basée sur la distribution de Pareto. Selon elle, comme les revenus des articles stockés seront distribués selon la loi du pouvoir, il est logique de gérer les articles différemment en fonction de leur position dans une matrice de niveaux de revenus construit (A, B et C) à partir de produits cumulatifs, ainsi, dans une matrice, une lettre (A, B ou C) sera affectée aux produits et aux stocks. Cette méthode postule que les éléments éloignés de la diagonale doivent être gérés différemment: les éléments de la partie supérieure sont soumis au risque d'obsolescence, les éléments de la partie inférieure sont soumis au risque de rupture de stock.

Le débit est une variable qui quantifie le nombre de pièces produites dans l'unité de temps. Bien que l'estimation du débit pour un seul processus puisse sembler assez simple, procéder pour un système de production complet pose un problème supplémentaire en raison de la présence de files d'attente pouvant provenir de: pannes de la machine, variabilité du temps de traitement, mises au rebut, configurations, temps de maintenance, manque de commandes , manque de matériel, grèves, mauvaise coordination des ressources, variabilité du mélange, et toutes ces inefficacités tendent à s’aggraver en fonction de la nature du système de production. Les goulets d'étranglement sont un exemple important de la manière dont le débit du système est lié à la conception du système: dans les ateliers de travail, les goulots d'étranglement sont généralement dynamiques et dépendent de la planification. Il est logique de parler de «goulot d'étranglement» sur les lignes de transfert, car il peut être associé de manière non hiérarchique à une station donnée. sur la ligne. This leads to the problem of how to define capacity measures, that is an estimation of the maximum output of a given production system, and capacity utilization.

Overall equipment effectiveness (OEE) is defined as the product between system availability, cycle time efficiency and quality rate. OEE is typically used as key performance indicator (KPI) in conjunction with the lean manufacturing approach.

Configuration and management[[[[modifier]

Designing the configuration of production systems involves both technological and organizational variables. Choices in production technology involve: dimensioning capacity, fractioning capacity, capacity location, outsourcing processes, process technology, automation of operations, trade-off between volume and variety (see Hayes-Wheelwright matrix). Choices in the organizational area involve: defining worker skills and responsibilities, team coordination, worker incentives and information flow.

En ce qui concerne la planification de la production, there is a basic distinction between the push approach and the pull approach, with the later including the singular approach of just in time. Pull means that the production system authorizes production based on inventory level; push means that production occurs based on demand (forecasted or present, that is purchase orders). An individual production system can be both push and pull; for example activities before the CODP may work under a pull system, while activities after the CODP may work under a push system.

Regarding the traditional pull approach to inventory control, a number of techniques have been developed based on the work of Ford W. Harris[17] (1913), which came to be known as the economic order quantity (EOQ) model. This model marks the beginning of inventory theory, which includes the Wagner-Within procedure, the newsvendor model, base stock model and the Fixed Time Period model. These models usually involve the calculation of cycle stocks and buffer stocks, the latter usually modeled as a function of demand variability. The economic production quantity[42] (EPQ) differs from the EOQ model only in that it assumes a constant fill rate for the part being produced, instead of the instantaneous refilling of the EOQ model.

A typical MRPII construct: general planning (top) concerned with forecasts, capacity planning and inventory levels, programming (middle) concerned with calculation of workloads, rough-cut capacity planning, MPS, capacity requirements planning, traditional MRP planning, control (bottom) concerned with scheduling.

Joseph Orlickly and others at IBM developed a push approach to inventory control and production planning, now known as material requirements planning (MRP), which takes as input both the master production schedule (MPS) and the bill of materials (BOM) and gives as output a schedule for the materials (components) needed in the production process. MRP therefore is a planning tool to manage purchase orders and production orders (also called jobs).

The MPS can be seen as a kind of aggregate planning for production coming in two fundamentally opposing varieties: plans which try to chase demand and level plans which try to keep uniform capacity utilization. Many models have been proposed to solve MPS problems:

  • Analytical models (e.g. Magee Boodman model)
  • Exact optimization algorithmic models (e.g. LP and ILP)
  • Heuristic models (e.g. Aucamp model).

MRP can be briefly described as a 3s procedure: sum (different orders), split (in lots), shift (in time according to item lead time). To avoid an "explosion" of data processing in MRP (number of BOMs required in input) planning bills (such as family bills or super bills) can be useful since they allow a rationalization of input data into common codes.
MRP had some notorious problems such as infinite capacity and fixed lead times, which influenced successive modifications of the original software architecture in the form of MRP II, enterprise resource planning (ERP) and advanced planning and scheduling (APS).

In this context problems of scheduling (sequencing of production), loading (tools to use), part type selection (parts to work on) and applications of operations research have a significant role to play.

Lean manufacturing is an approach to production which arose in Toyota between the end of World War II and the seventies. It comes mainly from the ideas of Taiichi Ohno and Toyoda Sakichi which are centered on the complementary notions of just in time and autonomation (jidoka), all aimed at reducing waste (usually applied in PDCA style). Some additional elements are also fundamental:[43] production smoothing (Heijunka), capacity buffers, setup reduction, cross-training and plant layout.

  • Heijunka: production smoothing presupposes a level strategy for the MPS and a final assembly schedule developed from the MPS by smoothing aggregate production requirements in smaller time buckets and sequencing final assembly to achieve repetitive manufacturing. If these conditions are met, expected throughput can be equaled to the inverse of takt time. Besides volume, heijunka also means attaining mixed model production, which however may only be feasible through set-up reduction. A standard tool for achieving this is the Heijunka box.
  • Capacity buffers: ideally a JIT system would work with zero breakdowns, this however is very hard to achieve in practice, nonetheless Toyota favors acquiring extra capacity over extra WIP to deal with starvation.
  • Set-up reduction: typically necessary to achieve mixed model production, a key distinction can be made between internal and external setup. Internal setups (e.g. removing a die) refers to tasks when the machine is not working, while external setups can be completed while the machine is running (ex:transporting dies).
  • Cross training: important as an element of Autonomation, Toyota cross trained their employees through rotation, this served as an element of production flexibility, holistic thinking and reducing boredom.
  • Layout: U-shaped lines or cells are common in the lean approach since they allow for minimum walking, greater worker efficiency and flexible capacity.

When introducing kanbans in real production systems, attaining unitary lot from the start maybe unfeasible, therefore the kanban will represent a given lot size defined by management.

A series of tools have been developed mainly with the objective of replicating Toyota success: a very common implementation involves small cards known as kanbans; these also come in some varieties: reorder kanbans, alarm kanbans, triangular kanbans, etc. In the classic kanban procedure with one card:

  • Parts are kept in containers with their respective kanbans
  • The downstream station moves the kanban to the upstream station and starts producing the part at the downstream station
  • The upstream operator takes the most urgent kanban from his list (compare to queue discipline from queue theory) and produces it and attach its respective kanban

The two-card kanban procedure differs a bit:

  • The downstream operator takes the production kanban from his list
  • If required parts are available he removes the move kanban and places them in another box, otherwise he chooses another production card
  • He produces the part and attach its respective production kanban
  • Periodically a mover picks up the move kanbans in upstream stations and search for the respective parts, when found he exchanges production kanbans for move kanbans and move the parts to downstream stations

Since the number of kanbans in the production system is set by managers as a constant number, the kanban procedure works as WIP controlling device, which for a given arrival rate, per Little's law, works as a lead time controlling device.

Value stream mapping, a representation of materials and information flows inside a company, mainly used in the lean manufacturing approach. The calculation of the time-line (bottom) usually involves using Little's law to derive lead time from stock levels and takt time.

In Toyota the TPS represented more of a philosophy of production than a set of specific lean tools, the latter would include:

  • SMED: a method for reducing changeover times
  • Value stream mapping: a graphical method for analyzing the current state and designing a future state
  • lot-size reduction
  • elimination of time batching
  • Rank Order Clustering: an algorithm which groups machines and product families together, used for designing manufacturing cells
  • single-point scheduling, the opposite of the traditional push approach
  • multi-process handling: when one operator is responsible for operating several machines or processes
  • poka-yoke: any mechanism in lean manufacturing that helps an equipment operator avoid (yokeru) mistakes (poka)
  • 5S: describes how to organize a work space for efficiency and effectiveness by identifying and storing the items used, maintaining the area and items, and sustaining the new order
  • backflush accounting: a product costing approach in which costing is delayed until goods are finished

Seen more broadly, JIT can include methods such as: product standardization and modularity, group technology, total productive maintenance, job enlargement, job enrichment, flat organization and vendor rating (JIT production is very sensitive to replenishment conditions).

In heavily automated production systems production planning and information gathering may be executed via the control system, attention should be paid however to avoid problems such as deadlocks, as these can lead to productivity losses.

Project Production Management (PPM) applies the concepts of operations management to the execution of delivery of capital projects by viewing the sequence of activities in a project as a production system.[44][45] Operations managements principles of variability reduction and management are applied by buffering through a combination of capacity, time and inventory.

Service operations[[[[modifier]

Service industries are a major part of economic activity and employment in all industrialized countries comprising 80 percent of employment and GDP in the U.S. Operations management of these services, as distinct from manufacturing, has been developing since the 1970s through publication of unique practices and academic research.[46] Please note that this section does not particularly include "Professional Services Firms" and the professional services practiced from this expertise (specialized training and education within).

According to Fitzsimmons, Fitzsimmons and Bordoloi (2014) differences between manufactured goods and services are as follows:[47]

  • Simultaneous production and consumption. High contact services (e.g. health care) must be produced in the presence of the customer, since they are consumed as produced. As a result, services cannot be produced in one location and transported to another, like goods. Service operations are therefore highly dispersed geographically close to the customers. Furthermore, simultaneous production and consumption allows the possibility of self-service involving the customer at the point of consumption (e.g. gas stations). Only low-contact services produced in the "backroom" (e.g., check clearing) can be provided away from the customer.
  • Perishable. Since services are perishable, they cannot be stored for later use. In manufacturing companies, inventory can be used to buffer supply and demand. Since buffering is not possible in services, highly variable demand must be met by operations or demand modified to meet supply.
  • La possession. In manufacturing, ownership is transferred to the customer. Ownership is not transferred for service. As a result, services cannot be owned or resold.
  • Tangibility. A service is intangible making it difficult for a customer to evaluate the service in advance. In the case of a manufactured good, customers can see it and evaluate it. Assurance of quality service is often done by licensing, government regulation, and branding to assure customers they will receive a quality service.

These four comparisons indicate how management of service operations are quite different from manufacturing regarding such issues as capacity requirements (highly variable), quality assurance (hard to quantify), location of facilities (dispersed), and interaction with the customer during delivery of the service (product and process design).

While there are differences there are also many similarities. For example, quality management approaches used in manufacturing such as the Baldrige Award, and Six Sigma have been widely applied to services. Likewise, lean service principles and practices have also been applied in service operations. The important difference being the customer is in the system while the service is being provided and needs to be considered when applying these practices.[48]

One important difference is service recovery. When an error occurs in service delivery, the recovery must be delivered on the spot by the service provider. If a waiter in a restaurant spills soup on the customer's lap, then the recovery could include a free meal and a promise of free dry cleaning. Another difference is in planning capacity. Since the product cannot be stored, the service facility must be managed to peak demand which requires more flexibility than manufacturing. Location of facilities must be near the customers and scale economics can be lacking. Scheduling must consider the customer can be waiting in line. Queuing theory has been devised to assist in design of service facilities waiting lines. Revenue management is important for service operations, since empty seats on an airplane are lost revenue when the plane departs and cannot be stored for future use.[49]

Mathematical modeling[[[[modifier]

Queue networks are systems in which single queues are connected by a routing network. In this image servers are represented by circles, queues by a series of retangles and the routing network by arrows. In the study of queue networks one typically tries to obtain the equilibrium distribution of the network.

There are also fields of mathematical theory which have found applications in the field of operations management such as operations research: mainly mathematical optimization problems and queue theory. Queue theory is employed in modelling queue and processing times in production systems while mathematical optimization draws heavily from multivariate calculus and linear algebra. Queue theory is based on Markov chains and stochastic processes.[50] Computations of safety stocks are usually based on modeling demand as a normal distribution and MRP and some inventory problems can be formulated using optimal control.[51]

When analytical models are not enough, managers may resort to using simulation. Simulation has been traditionally done through the discrete event simulation paradigm, where the simulation model possesses a state which can only change when a discrete event happens, which consists of a clock and list of events. The more recent transaction-level modeling paradigm consists of a set of resources and a set of transactions: transactions move through a network of resources (nodes) according to a code, called a process.

A control chart: process output variable is modeled by a probability density function and for each statistic of the sample an upper control line and lower control line are fixed. When the statistic moves out of bounds, an alarm is given and possible causes are investigated. In this drawing the statistic of choice is the mean and red points represent alarm points.

Since real production processes are always affected by disturbances in both inputs and outputs, many companies implement some form of quality management or quality control. The Seven Basic Tools of Quality designation provides a summary of commonly used tools:

These are used in approaches like total quality management and Six Sigma. Keeping quality under control is relevant to both increasing customer satisfaction and reducing processing waste.

Operations management textbooks usually cover demand forecasting, even though it is not strictly speaking an operations problem, because demand is related to some production systems variables. For example, a classic approach in dimensioning safety stocks requires calculating the standard deviation of forecast errors. Demand forecasting is also a critical part of push systems, since order releases have to be planned ahead of actual clients’ orders. Also, any serious discussion of capacity planning involves adjusting company outputs with market demands.

Safety, Risk and Maintenance[[[[modifier]

Other important management problems involve maintenance policies [52] (see also reliability engineering and maintenance philosophy), safety management systems (see also safety engineering and Risk management), facility management and supply chain integration.

Organizations[[[[modifier]

The following organizations support and promote operations management:

Journaux[[[[modifier]

The following high-ranked[53] academic journals are concerned with operations management issues:

Voir également[[[[modifier]

Références[[[[modifier]

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Further reading[[[[modifier]

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  • D. C. Montgomery, Statistical Quality Control: A Modern Introduction, 7th edition, 2012.
  • R. G. Poluha: The Quintessence of Supply Chain Management: What You Really Need to Know to Manage Your Processes in Procurement, Manufacturing, Warehousing and Logistics (Quintessence Series). Première édition. Springer Heidelberg New York Dordrecht London 2016. ISBN 978-3662485132.






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