Lean Product Development & PLM Spécificités & contributions mutuelles

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2 Lean Product Development & PLM Spécificités & contributions mutuelles
Denis Debaecker Mundo PM evento - sept 2009

3 Denis Debaecker Qui suis-je ?
Ingénieur Diplômé de l’Ecole Centrale de Lyon 25 ans d’expérience en PLM : 10 ans chez Dassault Systèmes, comme Project manager puis Product Manager 10 ans PLM practice manager / associate partner chez Productive Edge Associates, puis PEA Consulting, pôle conseil du Groupe AREVA Depuis 2007 Partner et Practice Manager chez Vinci Consulting Un axe de développement clé depuis 2007 est de conjuguer les apports du PLM et ceux du Lean Product Development Parmi les entreprises pour lesquelles j’ai mené des projets de Lean : Un grand constructeur automobile; La DGA (ministère de la défense), un leader global du hight tech, un constructeur de moteurs d’avions, un leader du high-tech, un groupe international d’électronique de défense, un constructeur de turbines…

4 Carte d’identité Vinci Consulting
Managing Technology & Innovation consulting services Lean Engineering PLM & IT governance Skills & HR Product Development Performance Structure Founded 1992 Paris Toulouse Hamburg 3,5 M€ 25 consultants Paris, Toulouse, Hamburg R&D activities & education PLM certificate, Lean Product development, semantic data mgt, Customers A diversified high-tech leader An Energy

5 D’où vient notre expertise en Lean Engineering ?
Un Partenariat Stratégique Michaël N. Kennedy est un expert international et auteur de livres de référence sur le lean engineering La méthodologie suivante a été élaborée en partenariat avec Michaël N. Kennedy. Le partenariat couvre la methodologie, l’expertise, la formation et des outils progiciels Targeted Convergence Corporation 2003 Comrendre les PrincipesToyota 2008 Comprendre Les Principes d’implémentation

6 Lean Product Development & PLM Spécificités & contributions mutuelles
L'approche Lean Product Devpt L’impact du Lean Product Development PLM et Lean Perspectives Un nouveau paradigme Le cas des frères Wright Une Métrique Principes Méthodologie Lean & PLM Conclusion

7 La quête de l’efficience de l’esprit Lean…
1. Introduction au Lean Product Development Ce qu’est le lean en général et pour la R&D La quête de l’efficience de l’esprit Lean… Etre efficient… P D C A Top Senior Manager Middle Manager Shift leader Department leader Employees, operators, Technicians Engineers Caricature assez répandue Modèle Lean Engineering P lease D on ’ t C hange A nything P lan D o C heck A ct

8 1. Introduction au Lean Product Development L’application du Lean aux études
Un Paradigme Le Lean Engineering est un ensemble mature, récent, de principes, méthodes et outils, procurant des améliorations majeures à la performance des processus de conception développement !Aberdeen Survey chart! Source : Aberdeen Group, May 2008 Wright brothers Adopters, 2010 Thinkers, 2000 Precursors, 1950 Ancestors, 1900

9 L’ambition du Lean est de réduire ce temps gaspillé de 50-90%
1. Introduction au Lean Product Development Chasser le gaspillage aux études La cible des gaspillages R&D, d’après plusieurs enquêtes industrielles : Les ingénieurs et techniciens estiment que 40% de leurs efforts sont en pure perte, 29% en “gaspillage nécessaire) Du point de vue données, plus de 60% des données sont inactives Données sans valeur ajouté Données en attente 30% du temps de développement mesuré est passé à la préparation ou à l’attente La combinaison de ces résultats montre que les activités à valeur ajoutée ne représentent que ~12% du temps L’ambition du Lean est de réduire ce temps gaspillé de 50-90% [ Source: McManus, H.L. “Product Development Value Stream Mapping Manual”, LAI Release Beta, April 2004 ; “Lean Engineering”, LAI Lean Academy™, V3, 2005 ]

10 1.1 Introduction au Lean Product Development Le Lean est visible en supply chain... Mais moins en Design chain Le Lean manufacturing s’est fortement répandu depuis 20 ans pour améliorer les flux physiques… mais a peu touché encore les flux d’information produit Un problème visible: Les stocks Les modifications ムダ (無駄） MUDA perte, non valeur ajoutée ムリ (無理） MURI Surcharge, travail hors standard ムラ MURA Variation de charge, imprévus Où sont les muda, muri, mura ?

11 Qui : Wilbur & Orville Wright - Formation d’ingénieur
1.2 Introduction au Lean PD par un exemple : Il était une fois…2 frères qui s’attaquèrent au défi d’inventer un produit capable de changer le monde Le Défi : faire voler un plus lourd que l’air, propulsé, dirigé, contrôlé par l’homme Quand : Qui : Wilbur & Orville Wright - Formation d’ingénieur - Réparateurs de cycles Où : Dayton, Ohio USA (zone rurale) Pourquoi les frères Wright ont il réussi ? Quels enseignements pour nous ?

12 1.2 Introduction au Lean PD par un exemple : Ce qu’ils ont observé
La plupart des compétiteurs avaient dépensé plus de 5000 heures à dessiner et construire leurs avions, pour quelques secondes de test (avant des crash souvent mortels) Cette approche leur a paru erronée. Ils se sont donc concentrés sur l’expérimentation: “We thought that if some method could be found by which it would be possible to practice by the hour instead of by the second there would be hope of advancing the solution of a very difficult problem…and without any serious danger.” Wilbur Wright Ils se sont focalisés sur 3 domaines clés : la portance, le contrôle, la propulsion Puis ils ont démarré l’expérimentation.

13 Réalisations : Découvertes : Inventions :
1. 2 L'exemple des frères Wright De mai 1900 à décembre1903 (temps partiel) Réalisations : Techniques de mesure (portance, vol) pour planeurs et cerfs volants Un tunnel aérodynamique Des instruments pour mesurer la propulsion, la portance… Découvertes : Les calculs de propulsion et de sustentation actuels étaient faux Les profils et ratios aérodynamiques sont en 3D optimum control surface areas Les connaissance sur les hélices navales étaient insuffisantes poru l’air Il n’y avait pas de moteur existant ayant un ratio poids puissance correct Inventions : La technique de gauchissement des ailes pour le contrôle du vol Une hélice très effficace (même aux standards actuels) Un moteur léger en aluminium La science aéronautique

14 …dans des relevés de notes, des tableaux et des graphes
1.2 L’exemple Wright Les résultats de milliers de tests méticuleusement enregistrés …dans des relevés de notes, des tableaux et des graphes

15 1.2 L'exemple des frères Wright Comparaison des approches
Samuel P. Langley Wright Brothers Temps consacré ~17 ans ~22 mois Sur 4 ans. Investissement ~$70,000 ~$1,000 Approche Design Build Test Repeat Test & Experiment Repeat until feasible. Resultat L’avion n’a jamais pu voler Succès dès la première conception.

16 1.2 L'exemple des frères Wright Les retours d’expérience
Points clé du processus d’innovation des frères Wright Etude des connaissance existante Définir un objectif et une démarche, pas une solution Décomposer le défi en sous systèmes Identifier les lacunes de savoir de chaque sous système Réaliser des tests sur les composants pour comprendre les performance et limites des alternatives Valider les choix techniques avec les connaissances construites lors des expérimentations Concevoir et construire alors l’avion complet

17 1.2 Introduction au Lean PD Est-ce applicable à votre business?
Le Lean Product Development convient pour : Des business aussi petits que celui des Wright, ou gros comme Toyota Des produits de la complexité d’une voiture ou d’un avion modernes Des produits aussi innovants que les premiers avions… Ce qu’on observe :: Les plannings et exigences détaillées sont établis très tôt Les concepts systèmes sont définis rapidement Ceci déclenche des quantités de tâches pour satisfaire les exigences Les lacunes de connaissance commencent alors à faire surface Les boucles retours, les modifications surgisset et se poursuivent pendant tout le programme Alors : Cette réflexion n’est elle pas vitale pour votre business ?

18 Engineering Productivity
1.3 Introduction au Lean PD – une métrique : Des indicateurs de performance provenant du projet NCMS (~1997) Very low (20%) Very high (80%) Ad hoc Systemic Engineering Productivity Routinely Never Always Almost always (90%) Very seldom (10%) Knowledge Shared Across Projects Very high variability Highly consistent across all projects Project Success Variability Severe Manufacturing Start-up Problems Published Schedules Maintainable Unplanned Design Loopbacks

19 1.3 Introduction au Lean PD – une métrique : Une décade d’efforts d’amélioration
L’amalioration continue des processus typiques à phases et revues de phase (Gate reviews): - plus de gate reviews - plus de checklists - plus de formulaires Techniques Lean manufacturing appliquées au développement produit: - VSM - 5S - 3P et / ou Concept Phase Planning Phase Design Phase Test Phase Launch Phase Process divisé en Phases Management Review Gates entre phases. Des travaux utilisant des guides et check liste détaillées

20 Evaluation 2007 de 24 organisations développant des produits
1.3 Introduction au Lean PD – une métrique : 10 ans après : peu de progrès… Very low (20%) Very high (80%) Ad hoc Systemic Engineering Productivity Routinely Never Always Almost always (90%) Very seldom (10%) Knowledge Shared Across Projects Very high variability Highly consistent across all projects Project Success Variability Severe Manufacturing Start-up Problems Published Schedules Maintainable Unplanned Design Loopbacks Quelques améliorations locals, incrémentales Peu de gros progrès Une productivité R&D encore faible Le management R&D / ingénierie / développement produit est-il incompétent ? Evaluation 2007 de 24 organisations développant des produits

21 1.3 Introduction au Lean PD Pire…
Le flou des phases amont Concept Phase Planning Phase Design Phase Prototype Phase Manufac-turing Customer Usage Le retour d’expérience des projets précédents ne parvient pas à éviter les boucles retours similaires des nouveaux projets Le flou des phases amont (fuzzy front-end) Concept Phase Planning Phase Design Phase Prototype Phase Manufac-turing Customer Usage The “Fuzzy Front End” is highly dependent on ‘ad-hoc’ knowledge in engineers’ heads based on inconsistent experience, intuition, and mentoring from past projects. The resulting specs are incomplete, unstable, and problematic. That instability results in chaos in the later stages when experimentation and changes are far more expensive, and when there is far less opportunity for innovation. Given that, inefficient data flows in the back-end do not get the attention they need. Les connaissances sont à peu près collectées mais il est rare qu’elles soient efficacement réutilisées 21

22 Et les résultats business suivent…
1.3 Introduction au Lean PD Pourtant, les leaders du Lean PD s’en tirent nettement mieux Very high (80%) Very low (20%) Engineering Productivity T Ad hoc Knowledge Shared Across Projects Systemic Routinely Unplanned Design Loopbacks Never Never Published Schedules Maintainable Always Almost always (90%) Very seldom (10%) Severe Manufacturing Start-up Problems Highly consistent across all projects Very high variability Project Success Variability Et les résultats business suivent…

23 Lean Product Development & PLM Spécificités & contributions mutuelles
Principes Méthodologie L'approche Lean Product Devpt L’impact du lean PD PLM et Lean Perspectives Un nouveau paradigme Le cas des frères Wright Une Métrique Principes Méthodologie Lean & PLM Conclusion

24 2.1 Les principes du Lean Product Development : Le paradigme
Le Lean Engineering change la donne Thème Design-then-Test Test-then-Design Décisions de conception Faites dès que possible Au plus tard Itérations en conception Itérations de conception jusqu’à atteinte des exigences Les specifications convergent avec les décisions de design et de planning Prototypage et tests Verification afin de savoir quoi corriger Construire des connaissances d’^ùu proviendront les décisions de conception Project management Administratif, des spécialistes créent / suivent des plannings détaillé à base de tâches Technique : le chef de project et les sachants prennent et suivent les décisions Capitalisation Effort supplémentaire en fin de projet Intégrée, pre-requis aux décisions de conception Changement de Paradigme

25 2.1 Principes L’Obeya, le management visuel
Des décisions visibles et partagées par le management visuel et les Obeya Toutes les informations clé du projet sans affichées dans la salle projet (Obey a) Les rituels de gestion de projet y prennent place The contents of the decisions is displayed in the Obeya (while the representation of the deliverables is displayed in a planning) Obeya: Standardise, améliore les communications Facilite le team building & la collaboration Minimise et simplifie le reporting Aide la prise de décision Decisions to be planned in the next month W+3 W+2 W Hot topics W-1 W-2 W+1 PROJECT decisions Related projects decisions Decisions made Decisions Planned To be planned MTBF gear box Pierre Martin Jean Dupont 15 May,2009

26 2.1 Principes Les événements d’intégration (integrating events) Tirer le flux de décisions par la programmation d’événement d’intégration Le chef de projet planifie les événements d’intégration Les sachants établissent les responsibilités Les ingénieurs planifient leurs tâches Les événements d’intégration sont des meeting de revues techniques détaillées et de prise de décision, planifiées à l’avance Quelle décisions doivent être prises et dans quel ordre ? Le focus n’est pas sur les tâches, mais sur ce qu’il faut connaitre avant de prendre une décision de conception Quelles mesures / vérifications doivent être faites pour prouver les performance et prendre les décisions ? (coût, temps,…) 26

27 ‘C’est mes connaissances’
2.1 Principes Le rôle de l’ingénieur en chef, des managers fonctionnels Fonder les décisions sur du savoir validé La tension créatrice, Source de bons produits ‘C’est mon produit’ ‘C’est mes connaissances’ Connaissances Project Manager Sachant, Manager fonctionnel Les 2 acteurs créent et utilisent des connaissances pour faire valoir leur point de vue Créer des connaissances pertinentes, à valeur ajoutée, riche d’alternatives

28 2.1 Principes Le Set-based Engineering
Là où l’innovation est nécessaire, étudier des ensembles de solutions incluant des solutions de secours Set-based engineering: Evaluer de nombreux concepts et leur combinaisons Innover en parallèle Eliminer les plus faibles, Converger vers l’optimum. La meilleure solution possible en temps et en coût Nombre de Solutions 1 Nombreux Douzaines PLusieurs Quelques uns

29 2.1 Principes Les 2 axes projet-produit et connaissance technologique
Faire converger les exigences, les solutions et le planning Nouveaux standards et capitalisations Set-Based transitions (Phasées) Recherche et Technologie Detailed Product / Process Release Lancement projet (concept paper, business case) Detailed design Production Service Connaissances liées à l’Innovation de rupture Quelles sont nos décisions structurantes (set based ) Les spécifications des sous-systèmes Axe valeur technologique Jalon de la baseline projet Savons nous résoudre nos lacunes ? Niveau de préparation Axe valeur des connaissances Quelles sont nos alternatives? Qulles sont nos possibilités et lacunes de savoir ? Axe valeur produit Quels sont les points d’intérêts et objectifs essentiels des clients ? L’objectif business & marché Cible Stratégique Integrating event

30 2.1 Principes Tendre les flux (1/2)
Optimiser le processus de conception Réaliser une modélisation macroscopique pour faciliter la compréhension des tâches à valeur ajoutée et leur contexte 1 Modéliser le détail des flux pour préciser le processus et l’optimiser (entrées , sorties, acteurs, outils, contraintes…) 2 Représenter en matrice les groupements de processus, d’itérations, et les tâches parallèles 3 4 Métriques et caractérisation pour comprendre d’un coup d’oeil les activités détaillées Un point dans une case indique un flux d’information d’un process A à un process B

31 2.1 Principes Tendre les flux (2/2)
Axes d’optimisation des processus de conception Data collection sheet Modéliser le processus Qualifier la valeur ajoutée et les caractéristiques des activités Se fixer une stratégie d’optimisation Séquentielle ou simultanée Travail par interview, ateliers, minutage, … Parcours ascendant / descendant, vers l’amont ou l’aval Rester près du terrain Parcourir le processus, parler aux acteurs du terrain Ne pas se contenter de ce qui est déjà décrit Challenger le savoir collecté ou provenant de brainstorming par l’observation directe Supprimer les redondances, simplifier, standardiser Minimiser les attentes / transferts d’information Equilibrer le contrôle (revues) et la responsabilisation Améliorer les outils de communication (PLM…) Viser un processus de développement produit intégré Promouvoir fortement loe travail en parallèle

32 Puissance (charge) Max. (coul.)
2.1 Principes Les courbes de sensibilité (limit curves / trade-off curves) Standardiser les connaissance pour faciliter la réutilisation et donner des orientations d’innovation Ex: batteries : trouver le meilleur compromis charge volume ET coût volume Ex: pot d’échappement : l’objectif est d’optimiser à la fois le bruit et la pression Limit curve Volume de la batterie (ml) Infaisable Puissance (charge) Max. (coul.) Lithium Puissance/volume à 25◦C Trade-off curve Volume (ml) Lithium Coût / volume de la batterie Zone sûre Niveau de bruit Coût (Point d’intérêt client) Infaisable Cible d’innovation Pression

33 2.1 Principes La méthode LAMDA
Mettre en place une démarche robuste d’apprentissage pour construire les connaissances en continu et responsabiliser Aller sur le terrain (Genba), là où est le réel. Voyez par vous même Learning Process LAMDA Prendre l’action et vérifier que les résultats étaient prévisibles, ou itérer Identifier les causes racines en s’appuyant sur des méthodes scientifique Apprendre en résolvant les différentes opinions, en s’appuyant sur les connaissances à chaque étape avant décision Images, tableaux, graphes, trade-off curves pour clarifier et éviter les incompréhensions Définir la meilleure solution que l’entreprise peut faire et non juste ce qu’un individu peut faire

34 2.1 Principes Example de la fiche A3 de résolution de problème (K-brief)
Mettre en place une démarche robuste d’apprentissage pour construire les connaissances en continu et responsabiliser Solutions alternatives Description objective et de première main de la situation. Consensus sur le problème réel, ses causes et les actions décidées Causes racines Agir rapidement, mentionner les résultats et la généralisation possible Description concise, visuelle, communicable. Learning Process

35 2.1 Principes Example de A3 (K- Brief) technologique
Capitaliser en visant la réutilisation Learning Process

36 Il a réfléchi un instant et répondu:
2.2 Démarche d’implémentation Comment Toyota décrit son système de développement ? Lors d’une conférence, on a demandé au Président de Toyota North America : “Avec tous les livres écrits sur le système de développement produit Toyota, pourquoi Toyota n’a rien écrit lui-même sur ce sujet ? ” Il a réfléchi un instant et répondu: “Parce que cela tiendrait en une page. Cela dirait : Restez simple, Rendez visible, Ayez confiance en vos employés”

37 2.2 Démarche d’implémentation Phaser la mise en place
Le plan de transformation comprend 4 phases Sensibilisation Phase 1 - Engagement Implication des décideurs Choix de la démarche Nomination des pilotes Ateliers exécutifs (sensibilisation, évaluation de la performance Lean PD, audit processus macro, identification et résolution de problème, démarche d’initialisation, périmétrage des projets pilotes) Phase 2 - Initialisation Les principes appliqués du lean engineering Evaluer les gains Stratégie de déploiement Ateliers opérationnels (identification et résolution de problème, capitalisation,…) Pilotage, mentoring Executive leadership Deployer les principes Lean PD Construire l’équipe Maintenir la dynamique Ateliers Experts (modèle de référence Lean engineering ) et coaching Ateliers opérationnels Alignement organisationnel / processus / SI Etc. Phase 3 - Déploiement Organisation support / réseaux d’expertise expert organization Executive leadership Amélioration continue Phase 4 - Ritualisation Décision

38 Lean Product Development & PLM Spécificités & contributions mutuelles
Lean & PLM Conclusion L'approche Lean Product Devpt L’impact du lean PD PLM et Lean Perspectives Un nouveau paradigme Le cas des frères Wright Une Métrique Principes Méthodologie Lean & PLM Conclusion

39 3.1 Lean PD & PLM Quelle est la meilleure approche ?
Caricaturons un peu : Le PDM est souvent basé sur des processus très séquentiels par leurs gate reviews, et mis en œuvre pour décider et développer au plus vite, ce qui entraîne de nombreuses modifications en cours de projet  n’est-ce pas la vieille école génératrice de boucles retours décriée par le Lean PD ? La démarche Lean nécessite de bouger toute l’entreprise, alors qu’on a juste besoin parfois de remplacer un vieil outil informatique, pour accélérer nos cycles de développement Le Lean a-t-il un sens hors du Japon et des voitures ? Qu’est ce que ça peut apporter à mon problème d’obsolescence du SI ? EN période de crise et de restriction budgétaire, pas de sous pour… …changer la culture…ou (encore) un nouveau système d’information complexe Ces belles idées s’opposent elles ? Sont elles bonnes pour les autres ?

40 3.1 Lean PD & PLM Périmètres et spécificités respectives
Lean Product Development Plus qu’un outil, impacte les processus et les habitudes, lié à l’organisation, et à la capacité de changement, l’implication des acteurs C’est un paradigme, avant tout une approche structurante du développement des produits et du savoir faire Le PLM n’est pas dans le Lean PD ni l’inverse La qualité des processus sous-jacents détermine la performance du cycle de développement Le Lean PD a besoin d’outils en support du développement produit, et en particulier lorsqu’il s’agit d’instruire de nompbresuses alternatives (set based) Un approt mutuel potentiel

41 3.1 PLM & Lean – Les points de convergence PLM et Lean PD mettent l’accent sur l’importance des phases amont Qui pèse le plus lourd sur le coût final produit ? PLM et Learning First Product Development insistent sur l’amont du cycle

42 Nombre d’alternatives
3.1 PLM & Lean – Les points de convergence L’approche Lean PD oriente le PLM vers la capitalisation dès l’amont Le lean PD met l’accent ici Le PDM conventionnel est souvent restreint là Set-Based Alternatives Coût d’étude Nombre d’alternatives Limit & Trade-off Curves Learning Process K-Briefs (A3) PDM CAM CAD CAE Alternatives Conventionnelles Le PLM doit prévoir de capturer et exploiter les connaissances dès l’amont Temps

43 Le PLM est un des piliers de la démarche Lean Product Devlopment
3.2 PLM & Lean – Conclusion Le PLM, pilier de l’amélioration continue des temps de cycle Le PLM est un des piliers de la démarche Lean Product Devlopment Outille, automatise les flux d’Information et les décisions Manage les données produits tout au long du cycle de vie (PLM). Partage des acquis: apprentissage et bonnes pratiques, gestion du savoir technique expérimental. Facilite la propagation des standards Organisation Rôles & Responsabilit é s Roadmaps Produit - Standards Gestion du syst è me Lean Qualit é Produit Co û t Produit D lai Projets KM et PLM Organisation Rôles & Responsabilit s Roadmaps - Standards Gestion du syst è me Lean Qualit é Produit Co û t Produit D lai Projets KM et PLM Lean: principes & concepts cl é s Cartographie processus 5S Visible Planning Muda & PDCA Cartographie processus 5S Visible Planning Muda & PDCA Cartographie Cartographie Visible Visible Muda Muda & & 5S 5S processus processus Planning Planning PDCA PDCA Lean: principes & concepts cl Lean: principes & concepts cl é é s s Structure de la démarche Lean PD

44 3.2 Lean PD & PLM - Conclusion Par quoi démarrrer ?
Il n’y a pas de réponse générale à cette question, trop fortement dépendante du contexte de chaque entreprise. Cependant : Le PLM a besoin de bons processus… pourquoi dès lors ne pas conduire l’optimisation dans un esprit Lean PD ? Symétriquement, le Lean Product Development a besoin d’outils de capitalisation, de communication des données, ce qu’offre le PLM La convergence enfin est claire sur l’intérêt : De l’ingénierie concurrent De processus simplifiés et performants Si vous envisagez la mise en place d’un nouveau PLM, il est temps de se poser la question du Lean Product Development

45 3.2. Pour plus d’information
2003 Comprendre Les principes Toyota 2008 Comprendre L’implementation …et aussi : « Le Modèle Toyota », J. K. Liker, 2006, Village Mondial (VF) et 2004, Mc Graw-Hill (anglais) “Lean Engineering: Doing the Right Think Right” – H. McManus, Al Haggerty, E. Murman “KM to Support Lean Product Development” – A. Harris, A. Al-Ashaab, C. Odouza “Product Development Flow ”, D. Reinertsen…