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Ammar Hadj Messaoud, Ing.; M.SC.

GÉRER VOS PROJETS AVEC SUCCÈS : UNE APPLICATION DE LA THÉORIE DES CONTRAINTES

Les projets semblent presque toujours être en retard sur le calendrier et dépasser le budget, et le contenu du projet est souvent compromis. En d’autres termes, la méthode conventionnelle de planification et de gestion des projets n’est pas à la hauteur. Une nouvelle approche des projets s’est toutefois révélée très prometteuse. L’approche de la « chaîne critique (CCPM) » de la Théorie des Contraintes (TOC) promet de raccourcir considérablement les délais d’achèvement des projets sans gonfler les coûts ni compromettre le contenu du projet.

L’objectif de cet article est de présenter cette approche et d’illustrer en quoi elle diffère de la planification conventionnelle des projets. Trois aspects clés de la méthode sont décrits :

  1. Trois mécanismes qui entraînent une augmentation du temps de sécurité pour les activités individuelles du projet et trois mécanismes qui gaspillent le temps de sécurité existant ;
  2. Comment l’approche de la chaîne critique de la TOC aborde le problème du conflit des ressources ; et
  3. Comment l’approche de la chaîne critique de la TOC redéfinit le rôle approprié du temps de sécurité dans les projets.

L’ARGUMENT EN FAVEUR D’UNE NOUVELLE APPROCHE DE LA GESTION DE PROJET

Les projets varient considérablement d’un secteur à l’autre et d’une entreprise à l’autre, qu’il s’agisse de projets de construction, de développement de nouveaux produits, de flux de travail ou de mise en œuvre d’un système ERP. Pourtant, les projets présentent des similitudes frappantes, et la liste des maux de tête et des griefs généralement exprimés par les responsables est étrangement prévisible. « Nous ne pouvons pas respecter les délais fixés à l’origine. » « Les personnes dont j’ai besoin travaillent toujours sur autre chose. » « Nous avons des disputes sanglantes pour savoir quel projet est prioritaire » « Des éléments d’information, des spécifications ou des matériaux essentiels ne sont pas disponibles au moment voulu » « Nous devons faire des compromis sur les spécifications initiales du projet. » « Murphy nous a encore tués ! »

Malgré l’utilisation d’analyses sophistiquées, d’ordinateurs puissants et de tous nos efforts, les problèmes persistent. Le fait que la liste des problèmes dans les différentes industries soit si similaire et si répandue génère deux suspicions liées. Premièrement, les causes fondamentales des problèmes sont les mêmes. Deuxièmement, les techniques conventionnelles largement utilisées pour planifier et gérer les projets sont conceptuellement défectueuses.

Ces soupçons sont étayés par le fait que la théorie conventionnelle de la gestion de projet suggère un compromis précis entre le délai d’achèvement du projet, son contenu et son coût. Des développements récents montrent clairement qu’il ne devrait pas en être ainsi. Rappelons qu’il n’y a pas si longtemps, on pensait généralement qu’une meilleure qualité coûtait plus cher.

Pour un nombre croissant d’entreprises innovantes, une nouvelle approche de la gestion de projet donne des résultats spectaculaires. Connue sous le nom informel de « Chaîne Critique », cette méthode repose sur une application créative du système logistique DBR (Drum-Buffer-Rope) de la Théorie des Contraintes. Les dirigeants signalent que les projets sont systématiquement menés à bien en moins de temps qu’on ne le pensait auparavant, sans que les coûts ne soient dépassés ou que le contenu du projet ne soit sacrifié.

Prenons par exemple le cas de Harris Corporation, une entreprise de 3 milliards de dollars dont le siège se trouve à Melbourne, en Floride. La division des semi-conducteurs de puissance discrète de Harris fabrique des semi-conducteurs dans deux installations de Harris, l’une à Mountaintop, en Pennsylvanie, et l’autre à Kuala Lumpur, en Malaisie. En mars 1996, Harris a décidé de doubler sa capacité de fabrication de plaquettes en construisant la première usine de fabrication de plaquettes de 8 pouces au monde. Le projet proposé comprenait la construction de nouvelles installations, l’installation d’équipements, la formation des travailleurs sur les sites de Mountaintop et de Kuala Lumpur, et l’augmentation de la production jusqu’à 90 % de la capacité. En appliquant les concepts de la chaîne critique, tous les objectifs du projet ont été atteints en 13 mois et 21 jours. À titre de comparaison, le délai standard pour construire et équiper ce type d’installation varie de 28 à 36 mois, et la norme industrielle pour porter la production à 90 % de sa capacité est de 18 mois après que l’installation de l’équipement soit achevée. Ce projet a été achevé environ trois ans plus tôt que la norme.

De tels résultats renforcent considérablement l’avantage concurrentiel d’une entreprise. En outre, comme Harris l’a découvert, la qualité de la vie professionnelle est améliorée dans l’ensemble de l’organisation, car les bonnes performances des projets génèrent une grande satisfaction au travail et éliminent les niveaux élevés de stress causés par les délais non respectés, les disputes destructrices et les reproches qui divisent.

LE TEMPS DE SÉCURITÉ CONVENTIONNEL GONFLE LE TEMPS D’ACHÈVEMENT DU PROJET

L’une des causes fondamentales de la mauvaise performance des projets est la variabilité inhérente du temps nécessaire à la réalisation des différentes activités. En raison de la volonté de respecter le calendrier des projets, cette variabilité incite les gens à remplacer les temps d’activité individuels par des temps de sécurité. Malheureusement, cette approche de la protection des objectifs du projet fonctionne rarement.

Il existe trois mécanismes qui gonflent les estimations de temps :

  1. Le « scénario du pire » influence considérablement ces estimations ;
  2. Les chefs de projet ajoutent du temps de sécurité pour s’assurer que leur partie du projet est terminée à temps ; et
  3. Les estimateurs ont tendance à ajouter de la sécurité en gonflant davantage leurs estimations de temps initiales pour se protéger d’une réduction globale.

Pour illustrer le concept de délai de sécurité, supposons qu’un ingénieur doive estimer le temps nécessaire à la conception d’un composant clé pour un nouveau produit. La distribution de probabilités qui décrit le temps réellement nécessaire pour réaliser le dessin est asymétrique vers la droite comme le montre la figure 1.

FIGURE 1 : Distribution de probabilité du temps nécessaire à la conception d’un nouveau composant

Mais s’il y a d’importants problèmes de conception, le dessin peut prendre jusqu’à huit jours. Combien de temps l’ingénieur demandera-t-il en général ? Peu d’ingénieurs demanderaient seulement deux jours, car il y a alors 50 % de chances que le dessin ne soit pas terminé dans les délais. Étant donné que les incitations à ne pas terminer en retard sont généralement nombreuses, le délai demandé sera probablement beaucoup plus proche du maximum de huit jours que de la médiane de deux jours.

Dans la terminologie de la Théorie des Contraintes (TOC), il s’agit de la différence entre le temps d’achèvement estimé et le temps d’achèvement médian. Par exemple, comme le montre la figure 1, si le délai estimé par l’ingénieur est de plusieurs jours, le délai de sécurité est de trois jours. Dans la plupart des projets, l’incitation à fournir des estimations de temps d’activité qui donnent au moins 80 à 90 % de chances d’achèvement dans les délais crée des délais qui incluent un temps de sécurité significatif.

Les estimations de temps des estimateurs représentent normalement la plus grande partie du temps de sécurité total, mais les chefs de projet ajoutent aussi généralement du temps de sécurité pour tenter de s’assurer que le projet, ou leur partie du projet, est achevé dans les délais. Plus il y a de niveaux de gestion impliqués dans un projet, plus le temps de sécurité ajouté est important.

Enfin, comme la direction générale, influencée par les forces concurrentielles du marché, peut imposer une réduction globale, les subordonnés ajoutent souvent de la sécurité en gonflant davantage leurs estimations initiales.

Le temps de sécurité provenant de toutes ces sources représente généralement la majeure partie du temps d’achèvement estimé d’un projet. Alors pourquoi tant de projets finissent-ils toujours en retard ? Il y a trois mécanismes qui gaspillent le temps de sécurité.

Premièrement, les dépendances entre les activités entraînent une accumulation des retards. Même si une activité se termine tôt, il est peu probable que l’étape suivante commence immédiatement. Elle commencera probablement au moment prévu initialement. Toutefois, les retards sont généralement répercutés sur l’activité suivante, ce qui entraîne des démarrages tardifs, perturbe les calendriers et crée des conflits de disponibilité des ressources. En outre, dans la plupart des organisations, il n’y a guère d’incitation à terminer une activité avant la date limite d’achèvement et il y a tout lieu d’éviter de la terminer avant la date limite d’achèvement. Par exemple, si un ingénieur termine systématiquement ses dessins plus tôt que prévu, les chefs de projet peuvent réduire le temps alloué aux activités futures. Dans ce cas, l’ingénieur risque davantage de terminer les activités futures en retard. Ainsi, de nombreuses réalisations précoces sont gaspillées parce qu’elles ne sont pas signalées. Les estimations de temps deviennent des prophéties qui se réalisent d’elles-mêmes.

Deuxièmement, la procrastination, ce qu’on appelle le « syndrome de l’étudiant », fait perdre du temps à la sécurité. Ce terme provient de la tendance des étudiants à attendre la dernière minute pour commencer à étudier en vue d’un examen ou à travailler sur un projet de semestre. Lorsque la lutte pour obtenir du temps de sécurité supplémentaire est fructueuse et qu’il y a suffisamment de temps, l’étudiant ne ressent pas l’urgence d’entreprendre immédiatement l’activité. Souvent, l’activité est retardée jusqu’à ce qu’une grande partie du temps de sécurité disponible ait été consommée. Si un problème imprévu survient alors, une course effrénée s’engage pour terminer à temps.

Troisièmement, le multitâche causé par des ressources limitées et des projets multiples entraîne des retards, des setups (mises en place) supplémentaires et une perte de concentration. Le multitâche empiète sur le temps de sécurité parce que les priorités deviennent confuses et que de multiples tâches sont souvent programmées pour être exécutées au cours de la même période. Les effets négatifs augmentent avec le nombre de projets programmés en même temps. Ajouter plus de sécurité pour tenter de résoudre le problème de conflit des ressources ne sert à rien. En fait, l’effet final peut être exactement l’inverse. L’ajout de temps de sécurité augmente la durée, ce qui augmente le nombre de projets en même temps, créant encore plus d’occasions de conflits entre les différentes tâches.

IDENTIFIER LA CHAÎNE CRITIQUE

Le conflit des ressources est souvent un problème majeur. Il se produit chaque fois qu’une ressource est programmée pour effectuer plus d’une activité en même temps. Ces conflits entraînent des retards dans la réalisation des activités et peuvent faire en sorte que des chemins non critiques deviennent critiques au fur et à mesure de l’avancement du projet, ce qui est l’une des principales causes de la révision des délais d’achèvement du projet

L’approche TOC reconnaît la gravité du problème des conflits de ressources. La définition conventionnelle du chemin critique fait référence à la plus longue séquence d’activités dépendantes dans un projet. Mais le conflit de ressources, qui peut être une source majeure de dépendance dans un projet, n’est pas formellement reconnu dans les déterminations du chemin critique. En réalité, la véritable séquence la plus longue d’activités dépendantes peut être composée d’activités sur plusieurs chemins différents, reliées par des activités réalisées par des ressources communes. Cette véritable séquence dépendante la plus longue est appelée chaîne critique. Elle décrit la séquence des activités critiques avec plus de précision que le concept traditionnel de chemin critique et constitue une meilleure estimation de la durée minimale d’achèvement du projet. La chaîne critique est le véritable déterminant de la performance du projet.

Pour illustrer ce concept, prenons le projet présenté dans la figure 2. Le chemin ADGJM nécessite 36 jours, BEHKM 44 jours et CFILM 46 jours. Ainsi, selon la méthodologie conventionnelle du chemin critique, le chemin CFILM est le chemin critique et la durée du projet est de 46 jours.

FIGURE 2 : Projet simple avec chemin critique mis en évidence

Cependant, supposons maintenant qu’il y ait un problème de conflit de ressources, par exemple les activités H et I sont réalisées par la même personne et doivent être effectuées simultanément. L’application stricte des méthodologies du chemin critique plaide en faveur de l’ordonnancement de l’activité I avant l’activité H. En conséquence, le chemin peut être achevé en 46 jours. Mais l’achèvement de l’activité H sera retardé de 16 jours, de sorte que le chemin BEHKM nécessitera 60 jours au lieu de 44 (en supposant que l’on travaille sur H pendant 2 jours avant que le travailleur ne passe à l’activité I). Toutefois, si l’activité H est programmée avant l’activité I, le chemin BEHKM nécessite 44 jours et le chemin CFILM 56 jours (l’activité I est retardée de 10 jours).

Les implications du problème de conflit des ressources sont claires. La séquence d’activités de la chaîne critique pour le projet est illustrée à la figure 3. C’est la séquence d’activités dépendantes qui définit de manière réaliste la durée minimale possible de réalisation du projet, soit 56 jours. La chaîne critique comprend des activités sur deux chemins et indique que l’activité H doit être réalisée avant l’activité I.

FIGURE 3 : Chaîne critique réaliste pour le projet de la figure 2

Dans les projets typiques comportant de nombreux chemins et de multiples cas de conflit de ressources, la chaîne critique est susceptible d’inclure des parties de plusieurs chemins. Bien que l’identification de la chaîne critique ne soit pas un élément des analyses de projet conventionnelles, elle est essentielle à l’approche TOC.

REMPLACER LE DÉLAI DE SÉCURITÉ PAR DES TAMPONS

La sagesse conventionnelle en matière de gestion de projet met l’accent sur l’achèvement dans les délais des activités individuelles, en particulier celles qui se trouvent sur le chemin critique. Cela incite à gonfler les délais d’achèvement des activités avec un temps de sécurité excessif, mais l’insertion d’un temps de sécurité supplémentaire ne fonctionne généralement pas. Les activités prennent toujours du retard et les performances du projet diminuent.

L’approche de la gestion de projet, qui consiste à protéger l’achèvement programmé des activités individuelles, n’est pas le but. Le but est plutôt d’assurer l’achèvement rapide et réussi du projet. Ainsi, l’approche élimine le temps de sécurité pour les activités individuelles. Chaque activité doit être achevée le plus rapidement possible. Une application innovante de la TOC pour la gestion de l’ordonnancement pour les processus de fabrication appelée la technique DBR (Drum-Buffert-Rope) permet de se concentrer sur la planification, le contrôle et la protection du projet.

Dans les projets, la contrainte ultime est le temps nécessaire pour achever la chaîne critique. La première directive est donc de ne pas perdre de temps à réaliser les activités de la chaîne critique. Étant donné que le plus grand gaspillage dans la chaîne critique est l’inclusion du temps de sécurité pour les activités individuelles, la seule façon de résoudre la contrainte et d’accélérer l’achèvement du projet est de supprimer le temps de sécurité des activités individuelles.

L’élimination du temps de sécurité des activités individuelles ne signifie pas que la chaîne critique n’est pas protégée. Quatre types de tampons – tampons de projet, tampons d’alimentation, tampons de ressources et tampons de contraintes – sont utilisés pour protéger la chaîne critique et l’intégrité du calendrier du projet. La mise en œuvre et la gestion efficace de ces tampons subordonnent toutes les activités individuelles au but principal, qui est d’achever la chaîne critique le plus tôt possible.

Tampon de projet

Un tampon de projet est un temps de sécurité ajouté à la fin de la chaîne critique pour protéger la date d’achèvement du projet. En supprimant le temps de sécurité des activités individuelles de la chaîne critique, on libère plus de temps qu’il n’en faut pour établir le tampon du projet. Chaque activité de la chaîne critique est lancée et achevée dès que possible. Certaines activités de la chaîne critique prendront plus de temps que leur durée médiane, tandis que d’autres en prendront moins. Les achèvements précoces doivent être signalés et compenseront au moins partiellement les retards. Les retards non compensés par les achèvements anticipés seront absorbés par le tampon du projet. En supprimant le temps de sécurité des activités, on réduit généralement la somme des temps d’achèvement en chaîne à une fraction de ce qu’elle serait autrement. Même avec le tampon de projet, la durée prévue du projet est toujours inférieure à ce qu’elle aurait été autrement.

Goldratt suggère qu’une règle conservatrice très approximative consiste à supposer que le temps de sécurité est égal à environ la moitié du temps d’achèvement d’une activité. Si nous appliquons cette règle à notre exemple, nous pouvons supprimer le délai de sécurité en réduisant de moitié les estimations de temps pour chaque activité. En utilisant les temps d’activité révisés, comme le montre la figure 4, le temps d’achèvement de la chaîne critique est ramené à 28 jours. Goldratt suggère en outre d’ajouter la moitié du temps de sécurité supprimé en tant que tampon du projet. En conséquence, puisque 28 jours de « sécurité » ont été retirés de la chaîne critique, le tampon du projet devrait être de 14 jours. Le délai d’achèvement du projet révisé qui en résulte (y compris le tampon du projet) est de 42 jours.

FIGURE 4 : Chaîne critique avec projet approprié et tampons d’alimentation

Tampon d’alimentation

Les tampons d’alimentation sont conçus pour protéger la chaîne critique des retards sur les chemins non critiques. Comme le montre la figure 4, les tampons d’alimentation sont insérés à tout endroit où une activité non critique du chemin d’alimentation fusionne avec la chaîne critique. Goldratt, qui utilise une règle empirique pour le tampon de projet, suggère que la taille du tampon d’alimentation soit égale à la moitié du temps retranché des activités du chemin d’alimentation. Par exemple, les activités C et F, qui alimentent l’activité critique I, ont été amputées de 8 jours. Pour ce faire, l’activité F doit être achevée quatre jours avant le début de l’activité I de la chaîne critique. Étant donné que l’activité I de la chaîne critique doit commencer le jour 14, la dernière activité d’alimentation, F, est programmée pour le début du jour 10 (fin du jour 9). Dans la pratique, un tampon d’alimentation fixe la date d’achèvement prévue pour la dernière activité d’alimentation non critique. Cette date détermine alors de manière unique la date de début de la première activité sur les chemins d’alimentation non critiques. Par exemple, sur notre circuit d’alimentation CF, étant donné que les activités C et F sont programmées pour durer 8 jours, l’activité C serait programmée pour commencer au début du jour 2. Un tampon d’alimentation de quatre jours signifie que les retards cumulés de quatre jours ou moins sur le chemin d’alimentation CF ne retarderont pas le début prévu de l’activité I de la chaîne critique. Si un tampon d’alimentation s’avère trop petit, le démarrage d’une activité de la chaîne peut être retardé. Toutefois, même si cela retarde la chaîne critique, le retard sera absorbé par le tampon du projet. Les tampons d’alimentation n’augmentent pas le délai d’achèvement du projet, ils le protègent.

Tampon de ressources

Les tampons de ressources sont utilisés pour garantir que les ressources prévues pour exécuter les activités de la chaîne critique seront disponibles pour commencer ces activités à temps ou, si possible, plus tôt. Les tampons de ressources peuvent être mis en œuvre de deux manières, soit sous la forme d’un appel de réveil, soit sous la forme d’une période d’inactivité programmée dans l’emploi du temps de la ressource. Lorsqu’il est utilisé comme signal d’alarme, le tampon de ressources consiste simplement à s’assurer que la ressource (ou le gestionnaire de ressources) reçoit des mises à jour régulières sur l’heure de début prévue de l’activité programmée de la chaîne critique. La ressource est ainsi préparée à démarrer dès que toutes les activités précédentes de la chaîne critique sont terminées. Pour mieux garantir la disponibilité de la ressource, il est également possible de créer un tampon de ressources sous la forme d’une période d’inactivité programmée. Ce tampon supplémentaire peut être considéré comme une sorte de capacité de protection

Lorsque toutes les conditions sont réunies, une activité de la chaîne critique peut démarrer plus tôt que prévu. Les mises à jour opportunes ou les temps morts mis de côté dans le tampon de ressources facilitent les démarrages anticipés. Ceci est important car le démarrage anticipé des activités de la chaîne critique peut soit raccourcir la chaîne critique et réduire la durée du projet, soit compenser les retards d’autres activités de la chaîne critique et maintenir le projet dans les délais. Il convient de noter que les tampons de ressources n’augmentent pas la durée d’un projet. Au contraire, les tampons de ressources contribuent à maintenir le projet dans les délais en permettant de commencer à temps ou plus tôt les activités de la chaîne critique.

Tampon de contraintes

Le problème du conflit de ressources se complique s’il existe une véritable contrainte de ressources dans un environnement de projets multiples. Dans ce cas, la contrainte de ressource peut faire des ravages dans les tentatives de synchronisation des différents projets. Si la contrainte n’est pas gérée avec soin et protégée par des tampons, le résultat final sera une capacité de contrainte gaspillée. Cela affecte négativement les dates d’achèvement des projets et réduit également le nombre de projets qui peuvent être livrés.

Pour exploiter la contrainte de ressource, celle-ci doit être soigneusement programmée en fonction des dates d’achèvement prévues pour les différents projets. Un tampon de contrainte est alors établi pour protéger l’intégrité du calendrier de contrainte. Le tampon est conçu pour garantir que toutes les activités préalables du projet sont achevées avant que la contrainte ne soit programmée pour commencer à travailler sur une activité spécifique. S’il n’y a qu’une seule contrainte dans une entreprise ayant plusieurs projets, l’ordonnancement est un exercice simple, même s’il est complexe. S’il y a plusieurs contraintes, le problème de l’ordonnancement peut devenir très complexe. Dans ce cas, un logiciel peut être nécessaire pour résoudre efficacement les problèmes de conflit de ressources.

 

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