Planification et ordonnancement : anticipation et exécution de la production industrielle

Pourquoi faut-il une planification de la production ?

Les objectifs de la planification sont multiples et interdépendants, ils répondent à la nécessité d’un pilotage global de la chaîne de valeur industrielle :

• Répondre à la demande prévisionnelle : issue du Plan Industriel et Commercial (PIC), cette demande agrégée doit être convertie en programmes de production réalistes et réalisables, en tenant compte des contraintes internes et externes.
• Allouer les capacités de production de façon optimale : la planification vise à maximiser l’utilisation des ressources (machines, équipes, ateliers) tout en évitant les surcharges ou les sous-utilisations.
• Anticiper les besoins en ressources : matières premières, composants, main-d’œuvre qualifiée, outils de production… La planification permet d’ajuster les approvisionnements et les ressources humaines en amont, évitant ainsi les ruptures ou les coûts liés à l’urgence.
• Réduire les coûts globaux : en minimisant les stocks, les temps d’attente, les changements de série ou les heures supplémentaires, la planification contribue directement à la performance économique.
• Améliorer le service client : en garantissant une meilleure fiabilité des délais, elle renforce la satisfaction client et la compétitivité industrielle.

Les différents types de planification

La planification s’articule autour de plusieurs niveaux hiérarchiques et temporels. Chacun d’eux joue un rôle complémentaire dans la cohérence globale du système industriel :

• Plan Industriel et Commercial (PIC) : c’est l’outil de pilotage stratégique par excellence. Il permet de concilier la demande prévisionnelle (marketing, commerce) et les capacités globales de l’entreprise. Élaboré sur un horizon de 6 à 18 mois, le PIC vise à équilibrer charge et capacité de manière agrégée (par famille de produits, unités d’affaires, etc.).
• Plan Directeur de Production (PDP) : traduction opérationnelle du PIC, le PDP affine la planification sur un horizon de 3 à 6 mois, en précisant quoi produire et quand, par produit fini ou article. Il sert de base au lancement des ordres de fabrication et permet un pilotage plus fin de la production à court terme.
• Calcul des Besoins Nets (CBN ou MRP) : basé sur les ordres issus du PDP, le CBN détermine les besoins en composants, matières premières et sous-ensembles, en tenant compte des stocks existants, des délais fournisseurs et des nomenclatures produits. Il constitue l’interface avec la gestion des approvisionnements et l’ordonnancement.

Les objectifs de l’ordonnancement

L’ordonnancement vise à atteindre un équilibre entre performance industrielle et respect des engagements client. Ses principaux objectifs sont :

• Optimiser l’utilisation des ressources : maximiser le taux d’utilisation des machines et des opérateurs, en réduisant les temps d’arrêt, les transitions et les pertes de charge.
• Réduire les temps d’attente et les en-cours : en limitant les files d’attente entre les postes, l’ordonnancement améliore les flux, diminue les encours et raccourcit les cycles de production.
• Respecter les délais de livraison client : en maîtrisant les dates de lancement et les durées d’exécution, il contribue directement à la fiabilité des engagements pris.
• Éviter les goulets d’étranglement : en identifiant les ressources critiques, il permet d’anticiper les congestions et de lisser la charge, voire de proposer des alternatives (sous-traitance, replanification).
• Réagir aux aléas : l’ordonnancement doit également offrir une capacité de reconfiguration rapide en cas d’incident machine, d’absence, de changement de priorité ou de retard fournisseur.

Les méthodes d’ordonnancement

L’ordonnancement repose sur des règles de priorité et des algorithmes spécifiques, adaptés à la nature du système de production (atelier en ligne, flexible, en îlots, à la commande, etc.).

Méthodes simples ou conventionnelles :

• FIFO (First In, First Out) : priorité à la première commande arrivée. Simple mais peu optimal en cas de contraintes fortes.
• LIFO (Last In, First Out) : l’inverse du FIFO, rarement utilisé dans les environnements sensibles aux délais.
• EDD (Earliest Due Date) : priorité à la commande dont la date d’échéance est la plus proche. Efficace pour minimiser les retards.
• SPT (Shortest Processing Time) : priorité aux opérations les plus courtes. Permet de réduire les temps moyens de passage.

Méthodes avancées d’ordonnancement:

• Heuristiques ou algorithmes génétiques : pour les environnements complexes (type job shop, flow shop), où les séquences d’opérations varient selon les produits. Ces méthodes cherchent des « bonnes » solutions sans forcément garantir l’optimum, mais en un temps de calcul raisonnable.
• APS (Advanced Planning and Scheduling) : des logiciels d’ordonnancement avancés capables d’intégrer en temps réel les contraintes multiples et les aléas, en simulant différents scénarios. C’est ce que propose la solution DELMIA Ortems de Dassault Systèmes qui permet un ordonnancement dynamique, multi-ressources et multi-niveaux. Les logiciels APS sont souvent couplé à un MES (Manufacturing Execution System) ou un ERP.

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