Chapitre 6 : management de ressources de la production (MRP2) : PARTIE I

I. Gestion des stocks et MRP2 :

        

1- Limites des méthodes traditionnelles de gestion des stocks :

         Les méthodes traditionnelles de gestion des stocks ont toutes les caractéristiques suivantes :

·        Les articles sont gérés indépendamment les uns des autres.

·        On suppose implicitement que la consommation antérieure de chacun des articles se répétera dans le futur.

·        En supposant que l’on ait effectivement besoin dans le futur de chaque article, on ne se préoccupe pas de la date où ce besoin sera effectif.

Il en résulte notamment, en cas d’arrêt de la vente d’un produit, une stabilisation du système dans un état où les stocks intermédiaires sont pleins et, inversement, en cas d’augmentation brutale des ventes, une certaine inertie de réaction du système avec risque de ruptures.

Ces limitations ont conduit à mettre au point à partir de 1965 aux Etats-Unis un concept de gestion de la production permettant d’anticiper les besoins exacts avec leur décalage dans le temps. Cette méthode a été initialement appelée MRP (pour Material Requirements planning, soit « calcul des besoins nets »). Par la suite, une évolution en plusieurs étapes a permis d’aboutir au concept de MRP2, où les mêmes initiales ont une signification bien plus globale : Manufacturing Resource Planning que l’ont peut traduire par « Management des Ressources de la Production ». nous reviendrons par la suite sur cette progression du concept, mais il importe immédiatement de souligner qu’il est nécessaire de préciser, lorsqu’on parle de MPR, de quel stade il s’agit. Ainsi, bon nombre d’entreprises et de logiciels estiment « faire du MRP » dès qu’un calcul des besoins est effectué, alors que maintenant le concept MRP doit être appliqué uniquement dans le sens global MRP2 !

1-2- Schéma global de MRP2 :

         Le concept MRP2 permet de gérer la production depuis le long terme jusqu’au court terme. C’est également une méthode de simulation de l’activité industrielle qui permet de répondre à la question générale « que se passe-t-il si ? »

         C’est un outil de communication entre les diverses fonctions de l’entreprise, notamment les fonctions Commercial et Production. Il permet à tous les services de l’entreprise de gérer la production en parlant un langage commun.

         Le schéma de la figure ci-dessous illustre le principe général de MRP2, avec la planification déduite de la gestion de la demande (prévisions commerciales et commandes des clients) et l’exécution.

Figure : Principe général MRP2

                                                                 3- Principe d’Orlicky :

         Une entreprise fabrique et achète des articles selon ses besoins ; c’est en tous cas ce qu’elle devrait faire ! Le concept MRP est consécutif à la mise en évidence, par Joseph Orlicky, de la répartition de ces besoins en deux types fondamentaux : les besoins indépendants et les besoins dépendants.

         Les besoins indépendants sont ceux qui proviennent de l’extérieur de l’entreprise, indépendamment de sa volonté propre. Il s’agit de façon typique des produits finis et des pièces de rechange achetés par les clients de l’entreprise.

         Les besoins dépendants, au contraire, sont générés par les précédents. Ils proviennent donc de l’intérieur de l’entreprise elle-même. Il s’agit des sous-ensembles, composants, matières premières…, entrant dans la composition des produits vendus.

         Ces deux types de besoin exigent un traitement totalement différent, exprimé dans le principe d’Orlicky :

Les besoins indépendants ne peuvent être qu’estimés par des prévisions. Les besoins dépendants, au contraire, peuvent et doivent être calculés.

 

         Les modes de gestion de ces deux types de besoins sont donc totalement différents, puisque dans le premier cas ils reposent sur des méthodes de prévision alors que, dans le second cas, ils font appel à la technique du calcul des besoins nets.

         Il faut dès à présent remarquer que certains articles peuvent avoir des besoins à la fois indépendants et dépendants. Ainsi, un article peut entrer dans la composition d’un produit (besoin dépendant) et être également vendu en pièce de recharge (besoin indépendant).

II – Le calcul des besoins nets (CBC)

1- Généralités :

         Comme cela a été précisé au début de ce chapitre, historiquement, MRP2 a été initié par le calcul des besoins nets. Et même si ce calcul doit être précédé par une planification plus globale, le calcul des besoins nets constitue le cœur de MRP2. Une étude détaillée du management des ressources de production doit donc s’y intéresser en premier lieu.

         Le calcul des besoins nets a pour objet de définir, à partir des besoins indépendants, l’ensemble des besoins dépendants. Il fournit les approvisionnements et lancements de fabrication de tous les articles autres que les produits finis, dans les périodes à venir. Il vérifie en outre la cohérence des dates de livraison et des dates de besoin, notamment si les besoins changent ou sont décalé dans le temps.

         Pour effectuer le calcul des besoins nets, il faut connaître l’échéancier des besoins en produits finis (quantités et dates de besoin). Nous verrons par la suite que c’est le programme directeur de production qui constitue donc le point de départ du calcul des besoins nets.

Voici les informations nécessaires lors du calcul :

·        les nomenclatures donnant les constituants de chaque article ;

·        les délais d’obtention des articles (délais de fabrication, d’assemblage ou d’approvisionnement de produits achetés) ;

·        les ressources constituées par les articles en stock ou les articles qui vont être disponibles (ordres de fabrication lancés, ordres d’achat en cours et ordres planifiés fermes, c’est-à-dire figés par le gestionnaire) ;

·        les règles de gestion fixées comme la taille de lot et éventuellement la valeur d’un stock de sécurité ou d’un taux de rebut.

Les résultats du calcul des besoins nets sont :

·        des ordres proposés, c’est-à-dire des lancements prévisionnels en fabrication ou des approvisionnements prévisionnels ;

·        des messages proposant au gestionnaire les actions particulières à mener (lancer, avancer, reporter un ordre de fabrication) en vue d’une bonne gestion de la production prévue.

2- Echéancier du calcul des besoins :

         L’échéancier du calcul des besoins de chaque article géré revêt la forme d’un tableau, représenté à la figure suivante. Les colonnes correspondent aux périodes successives à partir de la date actuelle. La valeur de la période dépend du délai de production dans le processus considéré ; elle est couramment d’une semaine mais peut être d’un jour. L’horizon de planification correspond au nombre de périodes pour lesquelles on effectue le calcul des besoins. Il est évidemment lié au délai d’obtention des produits finis et à la position de l’article considéré dans la nomenclature du produit fini. Il peut être par exemple d’un an.

Figure : Echéancier du calcul des besoins nets

		St = 150 ; L = 500 ; D = 2
Article S		1	2	3	4	5
Besoins bruts			500	500	500	250
Ordres lancés			500
Stocks prévisionnels	150	150	150	150	150	400
Ordres proposés	Fin			500	500	500
	Début	500	500	500
Message : lancer 500 S en période 1

 Dans les colonnes, toutes les valeurs sont valables en début de période, sauf le stock prévisionnel : les « besoins bruts » doivent être satisfaits en début de période, les « ordres lancés » (en attente de production ou achats en cours de livraison) sont disponibles en début de période, les « ordres proposés » ont des dates de début et fin en début de période, et en revanche les « stocks prévisionnels » donnent la valeur en fin de période. Un tel tableau va permettre d’effectuer le calcul en se plaçant au début de la période.

En tête du tableau figurent :

·        le stock de départ (St = 150) qui est le stock réel d’articles au moment du calcul.

·        La taille de lot (L = 500) précisant le groupement des articles d’un ordre (besoins nets, c’est-à-dire quantité exactement nécessaire, quantité fixe comme une quantité économique, multiple d’une quantité…

·        Le délai (D = 2) d’obtention de l’article, exprimé en nombre de périodes, donnant le délai de production ou le délai de livraison de cet article. Il servira au décalage entre les dates début et fin d’un ordre.

Les lignes du tableau donnent successivement :

·        Les besoins bruts (BB = 500 en colonne 2) qui proviennent du programme directeur de production dans le cas d’articles gérés à ce niveau (produits finis en général) ou des besoins d’articles situés au niveau de nomenclature juste supérieur (date début d’ordres de fabrication planifiés pour un article-parent).

·        Les ordres lancés (OL = 500), c’est-à-dire ordres de fabrication en cours de production, ou ordres d’achat en cours de livraison et attendus pour la période indiquée.

·        Le stock prévisionnel (SP = 150) qui est le stock attendu après les transactions réalisées au cours de la période donnée. En effet, les ordres lancés et les ordres proposés (fin) alimentent le stock tandis que les besoins bruts le font décroître.

·        Les ordres proposés (OP = 500 en colonne 3) qui sont les ordres suggérés par le système pour satisfaire les besoins à la date de fin. La ligne début indique le lancement proposé de l’ordre en tenant compte du délai (D) d’obtention de l’article (la date début de l’OP donné en exemple est en période 3 – D = 3 – 2 = 1)

La dernière ligne, sous le tableau, contient les messages destinés au gestionnaire. Nous les décrivons par la suite. Ici, par exemple, il lui est proposé de lancer 500 articles S en période 1 afin qu’ils soient disponibles en début de période 3.

3- Mécanisme du calcul des besoins :

3-1- Logique du calcul des besoins :

·        Le besoin net de la période p (BN_p) est obtenu en déduisant du besoin brut de cette période (BB_p) le stock prévisionnel existant en début de période (SP_p-1) et les ordres lancés attendus en période p (OL_p), comme indiqué sur la figure précédente.

·        Si le résultat est positif, le besoin net existe et il faut prévoir des ordres de fabrication ou des ordres d’achats que le système placera avec date de fin P et date de début p – D.

·        Le stock prévisionnel en fin de période p (SP_p) s’obtient en ajoutant au stock prévisionnel de début de période, donc en fin de période précédente (SP_p-1), les ordres lancés (OL_p) et proposés (OP_p) de la période, et en retranchant le besoin brut (BB_p) comme le rappelle la figure précédente.

Le paragraphe suivant illustre ces calculs sur des exemples numériques.

Figure : Calcul du besoin net et du stock prévisionnel

BP_n =  BB_p – SP _{p -1} – OL_p

SP_p = SP_{p – 1} – Ol_p – BB_p

         Le schéma au-dessous rappelle la logique du calcul des besoins.

Figure : Logique du calcul des besoins nets

On imaginera aisément à partir des exemples des paragraphes suivants que le nombre d’opérations très simples générées par un calcul des besoins est considérable dans le cas d’une entreprise. En effet, ce dernier porte sur des milliers d’articles décrits par les nomenclatures et chaque tableau s’étend par exemple sur 53 périodes (nombre de période d’une semaine pour un horizon d’un an)… L’utilisation d’un ordinateur est donc indispensable.

3-2- Premier exemple de calcul des besoins :

         Nous allons illustrer le mécanisme décrit au paragraphe précédent à l’aide d’un exemple simple : un produit fini PF est constitué de 2 articles S, chaque S étant fabriqué à partir de 0,5 kg de l’article M (figure suivante).

Figure : Nomenclature multi-niveau de PF

Le tableau au-dessous détaille le mécanisme du calcul des besoins nets sur l’exemple défini ci-avant. Pour l’article PF, tout d’abord, les besoins bruts proviennent du programme directeur de production.

Figure : Calcul des besoins nets de l’article PF

Calculs pour le produit PF

         Expliquons l’ensemble des calculs permettent de remplir le tableau ci –dessus :

BN1 = BB1 – SP0 = 100 – 300 < 0          donc BN1 = 0

 SP1 = SP0 – BB1 = 300 – 100 = 200               

BN2 = BB2 – SP1 = 150 – 200 < 0          donc BN2 = 0

 SP2 = SP1 – BB2 = 200 – 150 = 50       

BN3 = BB3 – SP2 = 150 – 50 = 100                  donc OP3 = Lot = 250

                                                                  (avec début en

                                                                  3 – D = 3 – 1 = 2)

 SP3 = SP2 + OP3 – bb3 = 50 + 250 - 150 = 150               

BN4 = BB4 – SP3 = 200 – 150 = 50                  donc OP4 = 250

                                                                  (avec début en

                                                                  4 – D = 4 – 1 = 3)

 SP4 = SP3 + OP4 – bb4 = 150 + 250 - 200 = 200

BN5 = BB5 – SP4 = 250 – 200 = 50                  donc OP5 = 250

 SP5 = SP4 + OP5 – bb5 = 200 + 250 - 200 = 200

         D’après la nomenclature (figure de Nomenclature multi-niveau de PF), pour commencer à produire un article PF, il faut disposer de deux articles S. il en résulte que, en début des périodes 2, 3, et 4, les ordres proposés pour PF (date début en dernière ligne du tableau de Calcul des besoins nets de l’article PF, rappelée en tête du tableau suivant) créent les besoins bruts de l’article S :

         BB2 = BB3 = BB4 = 2 x 250 = 500 (Tableau suivant)

Puis, le même mécanisme que précédemment évalue les besoins nets en article S et place des ordres proposés. Remarquons simplement que la période 1 a un besoin brut nul et qu’en période 2 un ordre lancé est attendu (ce dernier a normalement été lancé dans la période qui précède la période actuelle avec un délai de 2 et sera disponible en début de période 2).

		St = 300 ;   L = 250 ;    D = 1
Article PF		1	2	3	4	5
Besoins bruts		100	150	150	200	250
Ordres lancés
Stocks prévisionnels	300	200	50	150	200	200
Ordres proposés	Fin			250	250	250
	Début		250	250	250

l, -di

Calculs pour le produit PF

         Expliquons l’ensemble des calculs permettent de remplir le tableau ci –dessus :

BN1 = BB1 – SP0 = 100 – 300 < 0          donc BN1 = 0

 SP1 = SP0 – BB1 = 300 – 100 = 200               

BN2 = BB2 – SP1 = 150 – 200 < 0          donc BN2 = 0

 SP2 = SP1 – BB2 = 200 – 150 = 50       

BN3 = BB3 – SP2 = 150 – 50 = 100                  donc OP3 = Lot = 250

                                                                  (avec début en

                                                                  3 – D = 3 – 1 = 2)

 SP3 = SP2 + OP3 – bb3 = 50 + 250 - 150 = 150               

BN4 = BB4 – SP3 = 200 – 150 = 50                  donc OP4 = 250

                                                                  (avec début en

                                                                  4 – D = 4 – 1 = 3)

 SP4 = SP3 + OP4 – bb4 = 150 + 250 - 200 = 200

BN5 = BB5 – SP4 = 250 – 200 = 50                  donc OP5 = 250

 SP5 = SP4 + OP5 – bb5 = 200 + 250 - 200 = 200

         D’après la nomenclature (figure de Nomenclature multi-niveau de PF), pour commencer à produire un article PF, il faut disposer de deux articles S. il en résulte que, en début des périodes 2, 3, et 4, les ordres proposés pour PF (date début en dernière ligne du tableau de Calcul des besoins nets de l’article PF, rappelée en tête du tableau suivant) créent les besoins bruts de l’article S :

         BB2 = BB3 = BB4 = 2 x 250 = 500 (Tableau suivant)

Puis, le même mécanisme que précédemment évalue les besoins nets en article S et place des ordres proposés. Remarquons simplement que la période 1 a un besoin brut nul et qu’en période 2 un ordre lancé est attendu (ce dernier a normalement été lancé dans la période qui précède la période actuelle avec un délai de 2 et sera disponible en début de période 2).

Figure : Calcul des besoins nets de l’article S

Ordres proposés PF

Début

250

250

250

		St = 150 ;     L = 500   ; D = 2
Article S		1	2	3	4	5
Besoins bruts			500	500	500
Ordres lancés			500
Stocks prévisionnels	150	150	150	150	150	150
Ordres proposés	Fin			500	500
	Début	500	500
Message : Lancer 500 S en période 1

Calculs pour l’article S

BN1 = BB1 – SP0 = 0 – 150 < 0              donc BN1 = 0

SP1 = SP0 – BB1 = 150 – 0 = 150          

BN2 = BB2 – SP1 – OL2 = 500 – 150 – 500 = - 150 < 0        donc BN2 = 0

BN3 = BB3 – SP2 = 500 – 150 = 350                donc OP3 = 500

                                                                  (avec début en

                                                                  3 – D = 3 – 2 = 1)

 SP3 = SP2 + OP3 – bb3 = 150 + 500 - 500 = 150             

BN4 = BB4 – SP3 = 500 – 150 = 350                donc OP4 = 500

                                                                  (avec début en

                                                                  4 – D = 4 – 2 = 2)

 SP4 = SP3 + OP4 – bb4 = 150 + 500 - 500 = 150

BB5 = 0               donc SP5 = SP4 = 150

Article M

         Les besoins bruts en article M (tableau suivant) sont entraînés par les ordres proposés de S : BB1 = BB2 = 0,5 x 500 = 250.

         Le calcul des besoins de l’article M se déroule encore de la même façon avec notamment un ordre d’achat attendu en période 2 (normalement lancé il y a 2 périodes). Nous constatons ici que le stock initial et cette réception attendue suffisent pour assurer les besoins des 5 périodes étudiées sans aucun ordre proposé.

Ordres proposés S

Début

500

500

		St = 300 ;     L = 200   ; D = 3
Article M		1	2	3	4	5
Besoins bruts		250	250
Ordres lancés			200
Stocks prévisionnels	300	50	0	0	0	0
Ordres proposés	Fin
	Début

3-3- Deuxième exemple de calcul des besoins (2 composés, 1 composant) :

         Prenons le cas d’un composant P utilisé dans les produits finis PF1 et PF2, avec respectivement les coefficients 1 et 3 (figure suivante).

Le calcul des besoins correspondant figure aux trois tableaux suivants. Remarquons simplement que le besoin brut de P est la somme du besoin généré par PF1 et PF2. Ainsi, BB2 = 1 x 250 + 3 x 200 = 850.

Figure : Calcul des besoins nets de l’article PF1

		St = 300 ;   L = 250 ;    D = 1
Article PF1		1	2	3	4	5
Besoins bruts		100	150	150	200	250
Ordres lancés
Stocks prévisionnels	300	200	50	150	200	200
Ordres proposés	Fin			250	250	250
	Début		250	250	250

Figure : Calcul des besoins nets de l’article PF2

		St = 150 ;     L = 200   ; D = 2
Article PF2		1	2	3	4	5
Besoins bruts			100		100
Ordres lancés
Stocks prévisionnels	150	150	50	50	150	150
Ordres proposés	Fin				200
	Début		200

Figure : Calcul des besoins nets de l’article P

		St = 300 ;     L = 600   ; D = 1
Article P		1	2	3	4	5
Besoins bruts			850	250	250
Ordres lancés
Stocks prévisionnels	300	300	50	400	150	150
Ordres proposés	Fin		600	600
	Début	600	600
Message : Lancer 600 P en période 1

3-4- Troisième exemple (règle du plus bas niveau) :

         Considérons l’article A, composé d’un B de deux C, où C est lui-même composé d’un B (figure suivante). La règle du plus bas niveau nous indique sue l’article B est situé au niveau 2 (partie droite de la figure suivante) pour réaliser le mécanisme d’explosion des nomenclatures du calcul des besoins.

Les trois tableaux suivants décrivent le calcul. On remarquera qu’il est nécessaire de remplir les tableaux concernant les articles A et C pour connaître les besoins bruts de B. Figure : Calcul des besoins nets de l’article A  St = 450 ;   L = 400 ;    D = 1 Article A 1 2 3 4 5 Besoins bruts 200 200 200 200 200 Ordres lancés Stocks prévisionnels 450 250 50 250 50 250 Ordres proposés Fin 400 400 Début 400 400 Figure : Calcul des besoins nets de l’article C St = 850 ;     L = 900   ; D = 1 Article C 1 2 3 4 5 Besoins bruts 800 800 Ordres lancés Stocks prévisionnels 850 850 50 50 150 150 Ordres proposés Fin 900 Début 900 Figure : Calcul des besoins nets de l’article B St = 500 ;     L = 800   ; D = 2 Article B 1 2 3 4 5 Besoins bruts 400 900 400 Ordres lancés Stocks prévisionnels 500 500 100 0 400 400 Ordres proposés Fin 800 800 Début 800 800 Message : Lancer 800 B 4- Les différents types d’ordres :          Dans le calcul des besoins, trois types d’ordres sont utilisés : ·        Les ordres proposés sont calculés par le système et, si les besoins changent, ils seront automatiquement réordonnancés par le système. De plus, ils sont systématiquement décomposés en éléments selon les nomenclatures. ·        Les ordres lancés sont en cours de réalisation (en fabrication ou en approvisionnement). Les quantités et dates ont été fixées par le gestionnaire au moment du lancement. Ils ne peuvent être réordonnancés que par le gestionnaire (suite à un message par exemple) et ne sont pas plus décomposés en éléments puisqu’ils l’ont déjà été avant lancement. ·        Les ordres fermes sont mis en place par le gestionnaire afin de pouvoir figer les quantités et/ou les dates. Il s’agit d’un lancement prévisionnel qui ne doit être utilisé que pour des situations exceptionnelles (planifier une quantité différente du lot normal, par exemple en cas de rupture, planifier des pièces à réaliser dans un délai différent du délai habituel de fabrication ou d’approvisionnement, notamment pour des problèmes de surcharge dans une période donnée…). S’il y a modification des besoins, ces ordres ne sont pas réordonnancés par le système qui réagira par message. En revanche, n’étant pas physiquement lancés, les ordres fermes doivent être décomposés en éléments comme les ordres proposés. Le tableau suivant montre l’utilisation d’un ordre ferme que le gestionnaire a placé avec date de fin en période 4 car la dernière opération de la gamme ne peut avoir lieu en période 5 (surcharge). On remarquera que le système a réagi par message que le gestionnaire décidera de ne pas suivre ! Figure : Exemple d’ordre ferme St = 190 ;     L = 500   ; D = 2 Article x127 1 2 3 4 5 Besoins bruts 150 180 140 200 210 Ordres lancés 500 Stocks prévisionnels 190 40 360 220 520 310 Ordres proposés Fin 500 F Début 500 F Message : Reculer ordre de 500 x 127 avec date fade fin en période 4 pour fin en période 5. 5- Les messages du calcul des besoins :          Nous avons déjà indiqué précédemment que le calcul des besoins produisait deux types de résultats : d’une part, il émet des propositions d’ordres que nous venons de détailler, d’autre part, il propose des messages. Ceux-ci sont destinés au gestionnaire afin de l’aider à prendre des décisions anticipées sur des problèmes potentiels détectés. Remarquons, dans les deux cas, que ce n’est pas le système informatique qui décide ; il ne constitue qu’une aide à la décision pour le gestionnaire. Le premier type de message est le plus fréquent et il est tout à fait normal : lancer un ordre proposé en début de période courante. Il correspond à une valeur dans la ligne « ordres proposés début » de l’échéancier du calcul des besoins. Nous en avons un exemple au tableau : Calcul des besoins nets de l’article P.          Les messages d’anomalie courants sont Avancer ou Reculer un ordre lancé ou un ordre ferme. L’ordre devrait être réordonnancé en avance de n périodes pour compenser un stock prévisionnel négatif ou en retard de n périodes pour éviter un stock prévisionnel trop important.          Au paragraphe précédent, nous avons vu ce message dans l’exemple de l’ordre ferme (tableau précédent). Un message plus rare propose d’annuler un ordre car le besoin n’existe plus. 6- Stocks de sécurité :          Dans tout le paragraphe concernant le calcul des besoins, nous n’avons pas parlé de stock de sécurité, car une entreprise qui maîtrise bien sa gestion de production peut se passer de stock de sécurité au niveau des composants fabriqués et des sous-ensembles. Dans le cas de rebuts variables, toutefois, un stock de sécurité peut constituer un « coussin ». L’existence d’un stock de sécurité se traite aisément puisqu’il suffit de remarquer que ce n’est plus un besoin net positif, mais simplement supérieur au stock de sécurité qui déclenche un ordre proposé. Une autre manière de le prendre en compte est de soustraire le stock de sécurité du stock initial et de pratiquer comme précédemment : la figure au-dessous le calcul du tableau (Calcul des besoins nets de l’article P), dans le cas d’un stock de sécurité de 50.   Figure : Exemple de calcul des besoins nets avec stock de sécurité SS = 50 ;    St = 300 ;  L = 600   ; D = 1 Article P 1 2 3 4 5 Besoins bruts 850 250 250 Ordres lancés Stocks prévisionnels 250 250 0 350 100 100 Ordres proposés Fin 600 600 Début 600 600 Message : Lancer 600 P

Figure : Application de la règle du plus bas niveau