Optimiser les processus de remplissage : améliorer l'efficacité dans le traitement des produits en vrac

Alors que le « Lean Management » porte sur l'organisation de l'ensemble de la chaîne de valeur, la « Lean Production » se concentre sur le processus de fabrication physique : flux de valeur, fluidité, cadencement.  

Dennis décrit le principe fondamental comme le « One-Piece Flow" » – le déplacement sans interruption d’une pièce à travers toutes les étapes de traitement. Dans le processus de conditionnement en sachets, cela se traduit par un flux « un sachet à la fois » : chaque sachet à valve passe, sans stock intermédiaire, par les stations d’assemblage du sachet, de remplissage, de dosage, de compactage, de soudure, de contrôle du poids et de palettisation.

Ce flux continu met immédiatement en évidence les goulots d'étranglement. Si un sac se trouve entre la soudure et la palettisation, il ne s'agit pas d'une réserve : c'est le signe d'un décalage dans le rythme de production.  

Bertagnolli classe les cinq principes du Lean – stabilisation, flux, cadence, « pull » et perfection – comme des étapes qui s'enchaînent. Pour les installations d'ensachage, cela signifie : commencer par mettre en place des processus stables à chaque poste, puis adapter la cadence aux besoins des clients, et enfin améliorer continuellement les processus.  

Pour découvrir comment ces principes s'appliquent concrètement au processus de mise en bouteille et quels gains d'efficacité mesurables ils permettent d'obtenir, cliquez ici : La production allégée pour des processus de mise en bouteille allégés.

Ce qui n'est pas mesuré ne peut pas être amélioré : ce principe s'applique tout particulièrement aux installations d'ensachage, car les sources de pertes y sont souvent invisibles. Un sac contenant 15 grammes de trop passe inaperçu. Une installation qui produit 92 sacs par heure au lieu de 100 ne semble pas poser de problème à première vue. Seule une mesure systématique permet de rendre ces pertes visibles et de les quantifier.  

Trois niveaux d'indicateurs permettent de piloter le processus de mise en bouteille : 

• un indicateur global de l'efficacité des installations
• une méthode visant à garantir la disponibilité des installations
• un ensemble d'indicateurs opérationnels

L'OEE (=) synthétise trois dimensions de perte en un seul indicateur. Kletti et Schumacher le définissent comme le produit du taux de disponibilité, du taux de rendement et du taux de qualité : OEE Disponibilité × Rendement × Qualité

OEE de la ligne de conditionnement

Dans la pratique, Kletti et Schumacher font état de taux de rendement global (OEE) compris entre 30 et 40 % sur les sites de production : le doublement théorique des performances des installations, obtenu uniquement grâce à une réduction systématique des pertes, n'est donc pas une promesse, mais une conséquence mathématique. Découvrez ici pourquoi la L'OEE, indicateur clé pour les lignes de remplissage s'applique.

La « Total Productive Maintenance » (TPM) n'a qu'un seul objectif : zéro arrêt imprévu. Dans une usine de conditionnement, chaque minute d'arrêt des machines se traduit par une perte directe de capacité de production : pour une installation traitant 400 sacs par heure, cela représente près de sept sacs par minute perdue.  

La TPM confie les tâches de maintenance simples, telles que le nettoyage, l'inspection et la lubrification, aux opérateurs des machines et les complète par des cycles de maintenance planifiée. Nakajima, le fondateur de ce concept, a structuré le TPM en huit piliers, allant de la maintenance autonome à la maintenance planifiée en passant par l’amélioration continue, chacun d’entre eux visant à augmenter le facteur de disponibilité dans le cadre de l’OEE.  

La TPM en tant que stratégie de maintenance pour les installations d'embouteillage explique en détail comment ces colonnes sont utilisées dans les installations d'ensachage.

Outre l'OEE, qui est un indicateur global, il existe des indicateurs clés de performance (KPI) opérationnels qui permettent de piloter le processus de remplissage au quotidien. Kletti et Schumacher classent ces indicateurs selon les critères suivants : qualité, efficacité, délai d'exécution et respect des délais. Pour les installations d'ensachage, quatre critères sont particulièrement importants :

Ces quatre indicateurs permettent de quantifier le processus de mise en bouteille et de le comparer d'un site à l'autre, d'une équipe à l'autre ou d'un type d'installation à l'autre. Les principaux indicateurs de performance pour le processus de mise en bouteille sont abordés en détail ici.

L'optimisation du temps dans le processus d'ensachage repose sur trois leviers : 

1. Des temps de cycle plus courts – c'est-à-dire un temps de cycle plus court par sac sur la machine
2. Des délais d'exécution plus courts – c'est-à-dire le temps écoulé entre le lancement de la commande et la mise en palette prête à l'expédition
3. Réduction du temps de préparation, c'est-à-dire du temps d'arrêt nécessaire à chaque changement de produit, lorsque les organes de dosage, les circuits de transport et les raccords doivent être nettoyés et reparamétrés.  

Kletti et Schumacher soulignent que ces trois paramètres temporels ne doivent pas être considérés isolément : réduire de moitié le temps de préparation n'a pas seulement un impact sur la disponibilité, mais permet également de produire des lots plus petits et, par conséquent, de raccourcir les délais d'exécution de la commande dans son ensemble.

Outre ces leviers liés aux processus, des facteurs technologiques déterminent le potentiel de gain de temps d'une installation d'ensachage : le degré d'automatisation, allant de la mise en place manuelle des sacs à une ligne entièrement automatisée, la mise en réseau numérique (Industrie 4.0) et la maintenance prédictive, qui permet d'éviter les arrêts imprévus avant même qu'ils ne surviennent. Les articles spécialisés suivants offrent un aperçu complet de tous les leviers permettant de gagner du temps :

La qualité du conditionnement en sacs se mesure à l'aide d'une question simple : le sac parvient-il au client conformément aux spécifications, c'est-à-dire avec un poids précis, propre, intact et traçable ? Dans la pratique du traitement des produits en vrac, quatre sources de risque compromettent cet objectif :

Chacun de ces risques nécessite une combinaison différente de mesures liées à la conception, aux procédés et à l'organisation. Leur point commun : la cause réside presque toujours dans le processus de remplissage lui-même, et non dans les étapes de transformation en amont ou en aval.  

Les articles spécialisés suivants offrent un aperçu complet de tous les leviers de qualité :

Ce lien montre clairement pourquoi un investissement visant à améliorer la précision du dosage, à garantir un ensachage sans poussière ou à mettre en place un compactage sous vide ne peut être évalué uniquement en fonction du prix de l'installation.  

Une installation qui produit 20 grammes de déchets en moins par sac permet, à raison de 500 sacs par jour et de 250 jours ouvrés par an, d'économiser 2,5 tonnes de produit par an – avec une valeur du produit de 2 000 euros par tonne, ce qui représente une économie de 5 000 euros qui n’apparaît pas comme un poste distinct dans un calcul d’investissement, mais qui, sur la durée de vie de l’installation, amortit plusieurs fois le coût d’acquisition d’une balance de précision.

Kletti et Schumacher vont dans le même sens lorsqu’ils définissent l’indice de performance Lean comme la combinaison de l’efficacité des processus et de l’OEE : Ce n’est qu’en associant l’efficacité du flux de valeur (temps de cycle, stocks) et la productivité des équipements (disponibilité, rendement, qualité) que l’on obtient une image complète de la performance économique d’une production.  

En matière d'ensachage, cela signifie que celui qui se contente d'optimiser la durée du cycle sans tenir compte des pertes, ou qui réduit les émissions de poussière sans prendre en considération les coûts logistiques, optimise des sous-systèmes, mais pas la rentabilité.

Cet article spécialisé explique en détail comment calculer systématiquement le coût total de possession (TCO) d'une installation d'embouteillage, quels sont les postes de coûts les plus importants dans la pratique et quels leviers techniques et organisationnels permettent de les réduire : Réduire le coût total de possession (TCO) des installations d'embouteillage

Quiconque considère le processus de remplissage de manière isolée – en ne tenant compte que du temps de cycle, de la propreté ou des frais de transport – ne fait qu’optimiser les symptômes. Les pertes réelles surviennent aux interfaces : lorsqu’une cadence plus rapide nuit à la précision du dosage, lorsqu’une densification plus importante allonge le temps de préparation lors d’un changement de produit, ou lorsqu’une conception sans poussière fait grimper la consommation énergétique du système d’aspiration. Ce n’est qu’en considérant le temps, la qualité et la logistique comme des dimensions interdépendantes et en mettant en évidence leurs interactions à travers le coût total de possession (TCO) que l’on optimise non pas des sous-processus, mais la rentabilité de l’ensemble de la ligne.

Les sections précédentes ont donné un aperçu des principaux leviers. Les articles spécialisés accessibles via les liens approfondissent chacun d'entre eux, de la méthodologie Lean aux indicateurs de processus, en passant par la physique des produits en vrac conditionnés en sacs.

Ouvrages spécialisés utilisés :

Kletti, Jürgen / Schumacher, Jochen : La production parfaite. L'excellence industrielle grâce à la technologie des intervalles courts (SIT). 2e édition, Springer Vieweg, Berlin Heidelberg, 2014.

Bertagnolli, Frank : Lean Management. Introduction et approfondissement de la philosophie de gestion japonaise. Springer Gabler, Wiesbaden, 2018.

Dennis, Pascal : Lean Production Simplified. Un guide accessible sur le système de production le plus performant au monde'. 3e édition, CRC Press / Productivity Press, Boca Raton, 2015.