Contribution à l’implantation de la méthode Lean Six Sigma dans les Petites et Moyennes Entreprises pour l’amélioration des processus Ewa Leseure - Zajkowska To cite this version: Ewa Leseure - Zajkowska. Contribution à l’implantation de la méthode Lean Six Sigma dans les Petites et Moyennes Entreprises pour l’amélioration des processus. Autre. Ecole Centrale de Lille, Français. . HAL Id: tel-00795533 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795533 Submitted on 28 Feb 2013 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. 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N° d’ordre : 207 ECOLE CENTRALE DE LILLE THESE présentée en vue d’obtenir le grade de DOCTEUR en Spécialité : Génie Industriel Par Ewa LESEURE - ZAJKOWSKA DOCTORAT DELIVRE SIMULTANEMENT PAR L’ECOLE CENTRALE DE LILLE ET L’UNIVERSITE TECHNIQUE DE GDANSK DANS LE CADRE D’UNE COTUTELLE INTERNATIONALE DE THESE Titre de la thèse : Contribution à l’implantation de la méthode Lean Six Sigma dans les Petites et Moyennes Entreprises pour l’amélioration des processus Soutenue le 14 décembre 2012 devant le jury d’examen : Président Slim Hammadi, Professeur, EC-Lille Rapporteur Małgorzata Wiśniewska, Professeur, Université de Gdansk Rapporteur Didier Gourc, Maître-assistant HDR, Ecole des Mines d'Albi-Carmaux Membre Piotr Walentynowicz, Maître de Conférences, Université de Gdansk Membre Slim Hammadi, Professeur, EC-Lille Directeur de thèse Piotr Grudowski, Professeur, Université Technique de Gdansk Directeur de thèse Emmanuel Castelain, Maître de Conférences HDR, EC-Lille Invité, co-directeur de thèse Michel Bigand, Maître de Conférences HDR, EC-Lille Thèse préparée dans le Laboratoire de Modélisation et Management des Organisations EA 4344 Ecole Doctorale SPI 287 (EC Paris, EC Lille, INT Evry) PRES Université Lille Nord-de-France A Eliza Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire a été réalisé en cotutelle au sein de la Faculté de Gestion et Economie à l’Université Technique de Gdansk et au Laboratoire de Modélisation et Management des Organisations à l’Ecole Centrale de Lille. Je voudrais exprimer ma gratitude aux personnes qui, grâce à leur aide et leur soutien, ont permis que cette thèse voie le jour. Je tiens tout d’abord à adresser mes plus vifs remerciements à Monsieur le Professeur Piotr Grudowski, Monsieur Emmanuel Castelain et Monsieur Michel Bigand, mes directeurs de thèse respectivement de l’Université Technique de Gdansk et de l’Ecole Centrale de Lille. Je leur suis très reconnaissante pour la confiance qu’ils m’ont accordée, leurs encouragements, leur bienveillance, leur disponibilité et leurs précieux conseils. Cela a été un honneur et un plaisir de travailler sous leur direction. Qu’ils trouvent ici l’expression de ma très profonde gratitude. Je remercie vivement Monsieur Didier Gourc de l’Ecole des Mines d'Albi-Carmaux, Madame le Professeur Małgorzata Wiśniewska et Monsieur Piotr Walentynowicz de l’Université de Gdansk, ainsi que Monsieur le Professeur Slim Hammadi de l’Ecole Centrale de Lille de m’avoir fait l’honneur d’être les membres de mon jury et d’avoir bien voulu juger mon travail. Mes sincères remerciements vont également à Madame Magdalena Popowska de l’Université Technique de Gdansk et Monsieur le Professeur Bogdan Piwakowski de l’Ecole Centrale de Lille d’avoir établi la coopération entre les deux universités, ce qui m’a permis de réaliser ce travail. Je suis très reconnaissante à Madame Joanna Czerska, Directrice de l’entreprise de conseil et de formation LeanQ Team, et Monsieur José Gramdi de l’Université de Technologie de Troyes de m’avoir facilité le contact avec les entreprises. Mes remerciements vont également aux entreprises New Bath Allibert et Raj-Wafel qui m’ont permis de mettre en œuvre et de tester la méthodologie présentée dans ce mémoire. Je tiens à remercier chaleureusement à Monsieur et Madame Georges et Annette Chatelain pour leur soutien, leur bienveillance et leur enthousiasme pendant mon travail de thèse. Je voudrais exprimer ma gratitude à Monsieur le Professeur Jean-Pierre Bourey, Directeur du Laboratoire de Modélisation et de Management des Organisations (LM [2] O), de m’avoir accueilli pour ma thèse et de m’avoir soutenu. Mes remerciements vont également à tous les membres de Laboratoire LM [2] O et particulièrement à Madame le Professeur Anne- Françoise Cutting-Decelle, Monsieur le Professeur Jean-Pierre Bourey et Monsieur le Professeur Besoa Rabenasolo pour les discussions enrichissantes. Je tiens à exprimer ma reconnaissance à Madame Régine Duplouich, la Responsable du Centre de Documentation, ainsi qu’à la Direction de la Recherche, notamment Madame Vanessa Fleury, Monsieur le Professeur Emmanuel Duflos et Monsieur Max Vangreveninge, pour leur aide précieuse lors de la finalisation de ce travail. Je souhaiterais terminer ces remerciements en pensant à ma chère famille et mes amis. Un immense merci à ma meilleure amie Madame Małgorzata Bieschke qui a su m’encourager et me soutenir tout au long de ce travail. Je voudrais également exprimer toute ma reconnaissance à ma mère, Madame Genowefa Zajkowska, à mon oncle, Monsieur Stanisław Uba, et à mon mari, Monsieur Christophe Leseure, pour leur confiance, leur générosité et leur compréhension. Enfin, je tiens à remercier à ma fille Eliza qui, grâce à sa présence et son amour, me redonnait les forces et le courage pour accomplir ce projet. C’est donc avec joie, à ma fille bien-aimée, je dédie cette thèse. Sommaire Introduction ........................................................................................................................... 13 1.1. Contexte du travail de thèse ........................................................................................... 14 1.1.1. Définitions fondamentales ............................................................................... 14 1.1.2. Lacune des travaux de recherches et lacune méthodologique ......................... 15 1.2. Sujet de recherche, buts du travail et étendue de la thèse .............................................. 15 1.2.1. Sujet de recherche ............................................................................................ 15 1.2.2. Thèse de travail ................................................................................................ 16 1.2.3. Objectif cognitif ............................................................................................... 16 1.2.4. Résultats concrets du travail de recherche ....................................................... 16 1.3. Plan du mémoire de thèse ............................................................................................... 17 Chapitre I – Concepts Lean Management et Six Sigma dans le secteur des PME ............... 19 2.1. Concept Lean Management ............................................................................................ 20 2.1.1. Définition du concept Lean ............................................................................. 20 2.1.2. Boîte à outils Lean ........................................................................................... 26 2.1.3. Domaines d’application du Lean ..................................................................... 27 2.2. Concept Six Sigma ......................................................................................................... 29 2.2.1. Définition du Six Sigma .................................................................................. 29 2.2.2. Boîte à outils Six Sigma .................................................................................. 31 2.2.3. Domaines d’application du Six Sigma ............................................................ 33 2.3. Méthode Lean Six Sigma ............................................................................................... 35 2.3.1. Définition du Lean Six Sigma ......................................................................... 35 2.3.2. Boîte à outil du Lean Six Sigma ...................................................................... 39 2.3.3. Domaine d’application du Lean Six Sigma ..................................................... 41 2.4. Conclusions provenant de l’état de l’art ......................................................................... 41 Chapitre II – Nos recherches concernant les conditions d’utilisation du LSS dans le secteur des PME ........................................................................................................................................ 43 3.1. Positionnement des recherches dans le contexte scientifique ........................................ 44 3.1.1. Recherches scientifiques concernant les éléments du concept Lean Six Sigma 44 3.1.2. Diffusion des connaissances du domaine du LSS ........................................... 48 3.2. Positionnement des recherches dans le contexte industriel ............................................ 49 3.2.1. Programmes de développement pour le secteur PME ..................................... 49 3.2.2. Regard des organismes de formation et des entreprises de consulting du domaine du LSS sur les besoins et les barrières des PME .................................................... 51 3.3. Etude des besoins et des problèmes des PME dans le contexte du LSS ........................ 53 3.4. Conclusions .................................................................................................................... 57 Chapitre III - Méthodologie de conception, de contrôle et d’amélioration du Lean Six Sigma dans les PME de production.......................................................................................................... 59 4.1. Objectifs et intérêt de la méthodologie proposée ........................................................... 60 4.1.1. Adaptation de la méthodologie LSS Plutus à la spécificité du secteur des PME 61 4.1.2. Destination particulière de la méthodologie LSS Plutus ................................. 63 p. 7/290 4.1.3. Définition du « client du projet » et du « CTQ du client du projet » ............... 63 4.2. Principaux éléments de la méthodologie LSS Plutus ..................................................... 69 4.3. Déroulement général de la mise en œuvre des améliorations avec la méthodologie LSS Plutus au sein du projet LSS ..................................................................................................... 81 4.3.1. Rigueur méthodologique ................................................................................. 82 4.4. Boîte à outils de la méthodologie LSS Plutus ................................................................ 90 4.4.1. Choix des outils Lean Six Sigma à l’égard de la spécificité des PME ............ 90 4.4.2. Procédure du LSS Plutus ................................................................................. 98 4.5. Structure de la méthodologie LSS Plutus ..................................................................... 102 4.5.1. Etape I – Définir le but du projet LSS ........................................................... 102 4.5.1.1. Indicateur de la valeur émotionnelle du client ............................................... 107 4.5.1.2. Indicateur de maturité d’une PME pour le projet LSS .................................. 109 4.5.2. Etape II – Mener des actions d’amélioration avec LSS ................................. 114 4.5.2.1. Value Stream Mapping 4 ............................................................................... 126 4.5.2.2. Classification des problèmes d’entreprise ..................................................... 129 4.5.2.3. Arbre de problèmes Six Sigma ...................................................................... 131 4.5.2.4. Arbre de décisions Six Sigma ........................................................................ 133 4.5.3. Etape III – Evaluer les résultats du projet LSS .............................................. 136 4.5.4. Etape IV – Pérenniser des améliorations LSS obtenues et poursuive le développement de l’entreprise ............................................................................................ 138 4.5.4.1. Proposition de modification des critères du Modèle E.F.Q.M. 2010 ............ 140 4.6. Conclusions .................................................................................................................. 145 Chapitre IV - Vérification de la méthodologie LSS Plutus ................................................ 147 5.1. Critères de choix des entreprises .................................................................................. 148 5.2. Vérification de la méthodologie LSS Plutus dans l’entreprise New Bath Allibert à Troyes en France ..................................................................................................................... 149 5.2.1. Présentation de la société New Bath Allibert ................................................ 149 5.2.2. Réalisation du projet LSS dans la société New Bath Allibert ....................... 149 5.2.2.1. Etape I : D – Projet LSS ................................................................................ 149 5.2.2.1.1. Phase D – Lean Six Sigma ............................................................................. 150 5.2.2.2. Etape II : MAI – Projet LSS .......................................................................... 152 5.2.2.2.1. Phase M – Lean ............................................................................................. 153 5.2.2.2.2. Phase A – Lean .............................................................................................. 156 5.2.2.2.3. Phase I – Lean ................................................................................................ 158 5.2.2.2.4. Phase C – Lean .............................................................................................. 159 5.2.2.2.5. Phase S – Lean ............................................................................................... 160 5.2.2.2.6. Phase M – Six Sigma ..................................................................................... 161 5.2.2.2.7. Phase A – Six Sigma...................................................................................... 161 5.2.2.2.8. Phase I – Six Sigma ....................................................................................... 164 5.2.2.2.9. Phase C – Six Sigma ...................................................................................... 167 5.2.2.2.10. Phase M – Six Sigma 2 .................................................................................. 168 5.2.2.2.11. Phase A – Six Sigma 2................................................................................... 168 5.2.2.2.12. Phase I – Six Sigma 2 .................................................................................... 170 5.2.2.2.13. Phase C – Six Sigma 2 ................................................................................... 172 5.2.2.2.14. Phase S – Six Sigma ...................................................................................... 173 5.2.2.3. Etape III : C – Projet LSS .............................................................................. 174 5.2.2.3.1. Phase C – Lean Six Sigma ............................................................................. 174 p. 8/290 5.2.2.4. Etape IV : S – Projet LSS .............................................................................. 174 5.2.2.4.1. Phase S – Lean Six Sigma ............................................................................. 175 5.2.3. Conclusions de la réalisation du projet LSS dans la société New Bath Allibert 176 5.3. Vérification de la méthodologie LSS Plutus dans l’entreprise Raj-Wafel à Pruszcz Gdański en Pologne ................................................................................................................ 178 5.3.1. Présentation de la société Raj-Wafel ............................................................. 178 5.3.2. Réalisation du projet LSS dans la société Raj-Wafel .................................... 178 5.3.2.1. Etape I : D – Projet LSS ................................................................................ 178 5.3.2.1.1. Phase D – Lean Six Sigma ............................................................................. 179 5.3.2.2. Etape II : MAI – Projet LSS .......................................................................... 181 5.3.2.2.1. Phase M – Lean ............................................................................................. 182 5.3.2.2.2. Phase A – Lean .............................................................................................. 185 5.3.2.2.3. Phase I – Lean................................................................................................ 187 5.3.2.2.4. Phase C – Lean...............................................................................................188 5.3.2.2.5. Phase S – Lean................................................................................................189 5.3.2.2.6. Phase M – Six Sigma ..................................................................................... 190 5.3.2.2.7. Phase A – Six Sigma...................................................................................... 190 5.3.2.2.8. Phase I – Six Sigma........................................................................................192 5.3.2.2.9. Phase C – Six Sigma.......................................................................................194 5.3.2.2.10. Phase S – Six Sigma.......................................................................................195 5.3.2.3. Etape III : C – Projet LSS .............................................................................. 195 5.3.2.3.1. Phase C – Lean Six Sigma ............................................................................. 195 5.3.2.4. Etape IV : S – Projet LSS .............................................................................. 196 5.3.2.4.1. Phase S – Lean Six Sigma ............................................................................. 196 5.3.3. Conclusions de la réalisation du projet LSS dans la société Raj-Wafel ........ 196 5.4. Conclusions et recommandations provenant de l’application de la méthodologie proposée .................................................................................................................................. 197 Conclusions et perspectives ................................................................................................ 199 6.1. Conclusions .................................................................................................................. 200 6.2. Perspectives .................................................................................................................. 205 Glossaire.............................................................................................................................. 209 Références bibliographiques ............................................................................................... 213 Annexe I .............................................................................................................................. 223 Annexe II............................................................................................................................. 227 Annexe III ........................................................................................................................... 289 p. 9/290 Liste des Figures Figure I - 1. Réussite de Toyota ................................................................................................... 28 Figure I - 2. Niveau Six Sigma .................................................................................................... 30 Figure I - 3. Décalage de 1,5 sigma ............................................................................................. 31 Figure I - 4. Complémentarité des méthodes Lean et Six Sigma ................................................. 35 Figure I - 5. Piliers du concept Lean Six Sigma .......................................................................... 36 Figure I - 6. Histoire du Lean Six Sigma ..................................................................................... 38 Figure III - 1. Intégration du concept de la roue de Deming et du modèle d’amélioration continue DMAICS dans la méthodologie LSS Plutus ................................................................................. 76 Figure III - 2. Modèle cadre des étapes du projet LSS dans le standard BPMN .......................... 79 Figure III - 3. Concept d’utilisation du modèle du cycle en V lors de réalisation du projet LSS . 81 Figure III - 4. Modèle cadre de la méthodologie de conception, de contrôle et d’amélioration du Lean Six Sigma dans les PME ...................................................................................................... 83 Figure III - 5. Modèle de la méthodologie LSS Plutus ................................................................. 89 Figure III - 6. Emploi de la boîte à outils de la méthodologie dans les étapes « Define », « Control » et « Standardize » ....................................................................................................... 93 Figure III - 7. Emploi de la boîte à outils de la méthodologie lors d’une réalisation de la sousétape MAICS – Lean..................................................................................................................... 94 Figure III - 8. Emploi de la boîte à outils de la méthodologie lors d’une réalisation de la sousétape MAICS – Six Sigma ............................................................................................................ 95 Figure III - 9. Explication de la réalisation du processus II 6S – 3.4. Identifier les sources et les interactions entre les variabilités à l’aide d’un outil BPMN ........................................................ 97 Figure III - 10. Emploi des outils du Lean et du Six Sigma lors de la réalisation des phases du projet LSS ................................................................................................................................... 101 Figure III - 11. Modèle de l’étape D – Projet LSS ...................................................................... 103 Figure III - 12. Application du modèle du cycle en V dans la réalisation de l’étape D – Projet LSS .............................................................................................................................................. 106 Figure III - 13. Interprétation d’indicateur de maturité d’une PME pour le projet LSS ............. 113 Figure III - 14. Principaux composants de l’étape MAI – Projet LSS ........................................ 115 Figure III - 15. Modèle de la sous-étape MAICS – Lean ........................................................... 118 Figure III - 16. Modèle de la sous-étape MAICS – Six Sigma ................................................... 123 Figure III - 17. Application du modèle du cycle en V dans la réalisation de la sous-étape MAICS Lean .......................................................................................................................................... 124 Figure III - 18. Application du modèle du cycle en V dans la réalisation de la sous-étape MAICS Six Sigma ................................................................................................................................. 125 Figure III - 19. Arbre de problèmes Six Sigma........................................................................... 132 Figure III - 20. Arbre de décisions Six Sigma ............................................................................ 135 Figure III - 21. Modèle de l’étape C – Projet LSS ...................................................................... 136 Figure III - 22. Application du modèle du cycle en V dans la réalisation de l’étape C – Projet LSS .............................................................................................................................................. 137 Figure III - 23. Modèle de l’étape S – Projet LSS ...................................................................... 138 Figure IV - 1. VSM4 de l’état actuel pour la société New Bath ................................................. 155 Figure IV - 2. Arbre de problèmes Six Sigma pour la société New Bath ................................... 163 p. 10/290 Figure IV - 3. Arbre de décisions Six Sigma pour la société New Bath ..................................... 165 Figure IV - 4. Arbre de problèmes Six Sigma pour la société New Bath (2) ............................. 169 Figure IV - 5. Arbre de décisions Six Sigma pour la société New Bath (2) ............................... 171 Figure IV - 6. VSM4 de l’état actuel pour la société Raj-Wafel ................................................ 183 Figure IV - 7. Proposition du VSM4 pour la société Raj-Wafel................................................. 184 Figure IV - 8. Arbre de problèmes Six Sigma pour la société Raj-Wafel .................................. 191 Figure IV - 9. Arbre de décisions Six Sigma pour la société Raj-Wafel .................................... 193 Figure 11 - 1. Légende pour VSM4 ............................................................................................ 290 p. 11/290 Liste des Tableaux Tableau I - 1. Comparaison entre entreprise traditionnelle et Lean Entreprise ............................ 22 Tableau I - 2. Méthodes, techniques, outils et indicateurs du domaine du Lean .......................... 26 Tableau I - 3. Méthodes, techniques, outils et indicateurs du domaine du Six Sigma.................. 32 Tableau I - 4. Infrastructure du Six Sigma .................................................................................... 34 Tableau I - 5. Boîte à outils du Lean Six Sigma ........................................................................... 39 Tableau III - 1. Caractéristique des besoins des différents clients du projet LSS......................... 65 Tableau III - 2. Caractéristique des éléments principaux de la méthodologie LSS Plutus ........... 69 Tableau III - 3. Caractéristique générale des étapes du projet LSS .............................................. 84 Tableau III - 4. Outils LSS adaptés aux PME ............................................................................... 91 Tableau III - 5. Exemples d’emploi de l’indicateur de la valeur émotionnelle du client ............ 108 Tableau III - 6. Critères d’évaluation de la maturité des PME pour mener le projet LSS .......... 110 Tableau III - 7. Indicateur de maturité d’une PME pour le projet LSS ...................................... 112 Tableau III - 8. Classification des problèmes ............................................................................. 129 Tableau III - 9. Proposition de modification des critères du Modèle d’Excellence E.F.Q.M. 2010 qui prend en compte Lean Six Sigma pour les PME .................................................................. 142 Tableau IV - 1. Indicateur de la valeur émotionnelle du client pour la société New Bath ......... 151 Tableau IV - 2. Indicateur de maturité d’une PME pour le projet LSS pour la société New Bath ..................................................................................................................................................... 152 Tableau IV - 3. Classification des problèmes dans la société New Bath .................................... 157 Tableau IV - 4. Indicateur de la valeur émotionnelle du client pour la société Raj-Wafel ......... 180 Tableau IV - 5. Indicateur de maturité d’une PME pour le projet LSS pour la société Raj-Wafel ..................................................................................................................................................... 181 Tableau IV - 6. Classification des problèmes dans la société Raj-Wafel ................................... 186 Tableau 9 - 1. Besoins et attentes de l’application des éléments du LSS ................................... 224 Tableau 9 - 2. Barrières à l’implémentation des éléments du LSS ............................................. 225 Tableau 9 - 3. Résultats de l’application des éléments du LSS .................................................. 225 Tableau 10 - 1. Caractéristique de l’étape D – Projet LSS ........................................................ 229 Tableau 10 - 2. Caractéristique de l’étape MAI – Projet LSS ................................................... 237 Tableau 10 - 3. Caractéristique de l’étape C – Projet LSS ........................................................ 266 Tableau 10 - 4. Caractéristique de l’étape S – Projet LSS ......................................................... 269 Tableau 10 - 5. Proposition de modification des critères du Modèle d’Excellence E.F.Q.M. 2010 qui prend en compte Lean Six Sigma pour les PME et les actions d’amélioration .................... 274 p. 12/290 1. Introduction p. 13/290 Introduction 1.1.Contexte du travail de thèse En tant qu’acteurs du marché économique mondial, les entreprises polonaises et françaises (et plus particulièrement les Petites et Moyennes Entreprises (PME)) sont obligées de s’améliorer continuellement et d’optimiser la qualité de leurs biens et services en les certifiant si...