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UNIVERSITE CATHOLIQUE DE LOUVAIN

LOUVAIN SCHOOL OF MANAGEMENT

Promoteur : Philippe Chevalier

Mémoire-projet présenté par Renaud Courtois en vue de l'obtention du titre de

Master 120 crédits en Ingénieur de Gestion

Optimisation conjointe du stock cyclique et du

mécanique

Année académique 2015-2016

I

AVANT-PROPOS

Je tenais sincèrement à remercier :

Mes parents pour leur soutien moral et logistique sans failles.

La sociĠtĠ Caterpillar Belgium SA pour m'aǀoir accueilli pendant prğs de 4 mois et plus

particulièrement mon maître de stage, Philip Wils, pour m'aǀoir accompagnĠ tout au long du

stage, pour sa disponibilité, son dévouement et sa volonté de me transmettre un maximum de

connaissances. Je souhaite également remercier Emmanuel Goffaux pour avoir sacrifié de

Mon promoteur, Philippe Chevalier, pour ses conseils, sa disponibilité et sa réactivité envers mes

sollicitations. II.

TABLE DES MATIÈRES

LISTE DES FIGURES .................................................................................................................................. V

LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................................. VI

LISTE DES ABRÉVIATIONS .................................................................................................................... VIII

INTRODUCTION GÉNÉRALE .................................................................................................................... 1

PARTIE 1 : DE LA GESTION DES STOCKS À LA DÉTERMINATION DU STOCK DE SÉCURITÉ ................... 2

INTRODUCTION ........................................................................................................................ 3

CHAPITRE 1 : LA GESTION DES STOCKS ...................................................................................... 4

Section 1.1 : Les stocks, une source de coûts ................................................................................. 4

1.1.1 Charges liées au bâtiment .................................................................................................. 4

1.1.2 Frais d'assurance ................................................................................................................ 5

1.1.3 Frais de personnel .............................................................................................................. 5

1.1.4 Dégradation ....................................................................................................................... 5

1.1.5 Obsolescence ..................................................................................................................... 5

Section 1.2 : Définition .................................................................................................................... 6

1.2.1 Le stock cyclique ................................................................................................................ 6

1.2.2 Le stock d'anticipation ....................................................................................................... 6

1.2.3 Le stock de sécurité ............................................................................................................ 7

1.2.4 Le stock excédentaire ........................................................................................................ 7

CHAPITRE 2 : DÉTERMINATION ACTUELLE DU STOCK DE SÉCURITÉ ............................................. 8

Section 2.1 : Variabilité de la demande .......................................................................................... 9

Section 2.2 : Variabilité du temps de réponse .............................................................................. 10

CHAPITRE 3 : CRITIQUES ET PROPOSITIONS ............................................................................. 11

Section 3.1 : Prise en compte de la variabilité de la quantité livrée (QL) ..................................... 11

Section 3.2 : Les coûts comme critère de décision ....................................................................... 12

3.2.2 Coûts de non satisfaction de la demande (CNSD) ........................................................... 14

Section 3.3 : Limites de la méthode .............................................................................................. 17

3.3.1 Normalité des distributions ............................................................................................. 17

3.3.2 Optimisation manuelle impossible .................................................................................. 18

CHAPITRE 4 ͗ DVELOPPEMENT D'UN OUTIL D'AIDE LA DCISION ......................................... 19

Section 4.1 ͗ Fonctionnement de l'outil ........................................................................................ 19

4.1.1 Enregistrement des paramètres ...................................................................................... 19

III.

4.1.3 Calcul du coût de transport unitaire ................................................................................ 21

4.1.4 Détermination du stock de sécurité................................................................................. 21

4.1.5 Tableau récapitulatif ........................................................................................................ 22

Section 4.2 ͗ Edžemple d'utilisation ................................................................................................ 24

Section 4.3 : Analyse de sensibilité ............................................................................................... 26

PARTIE 2 : LE CAS DE CATERPILLAR BELGIUM SA ................................................................................ 29

INTRODUCTION ...................................................................................................................... 30

CHAPITRE 5 : CONTEXTUALISATION ........................................................................................ 31

Section 5.1 ͗ PrĠsentation de l'entreprise .................................................................................... 31

Section 5.2 : Crise de la demande ................................................................................................. 33

Section 5.3 : Description du problème ......................................................................................... 34

CHAPITRE 6 : DEFINE .............................................................................................................. 35

Section 6.1 : Sérialisation de la marchandise................................................................................ 35

Section 6.2 : Systğme d'information ............................................................................................. 35

6.2.1 Première déduction ......................................................................................................... 37

6.2.2 Deuxième déduction ........................................................................................................ 38

CHAPITRE 7 : MEASURE .......................................................................................................... 39

Section 7.1 : Valeur globale du pre-POL financier......................................................................... 39

Section 7.2 : Composition du pre-POL financier ........................................................................... 40

Section 7.3 : Prise en compte des éléments non sérialisés du Pareto.......................................... 41

7.3.1 Illustration du concept de la file d'attente ...................................................................... 41

7.3.2 Actualisation du classement des contributeurs du pre-POL financier ............................. 42

CHAPITRE 8 : ANALYZE ............................................................................................................ 43

Section 8.1 : Gestion des stocks .................................................................................................... 43

8.1.1 Prévisions ......................................................................................................................... 43

8.1.2 Material Requirement Planning (MRP) ............................................................................ 44

8.1.3 Les planificateurs de matériels (Material planners ou PM) ............................................. 45

8.1.4 Les composants pull ......................................................................................................... 45

Section 8.2 : Maximisation de la disponibilité .............................................................................. 46

Section 8.3 : Pas de prise en compte du coût de transport .......................................................... 47

Section 8.4 : Performance de certaines lignes de sous-assemblage ............................................ 47

Section 8.5 : Longueur de la partie " pre-POL ͩ de la ligne d'assemblage ................................... 47

CHAPITRE 9 : IMPROVE ........................................................................................................... 48

Section 9.1 : Préambule ................................................................................................................ 48

Section 9.2 : Détermination du stock de sécurité et prise en compte du coût de transport ....... 49

IV.

9.2.1 Estimation des paramètres .............................................................................................. 49

9.2.2 Calcul de la solution optimale .......................................................................................... 50

9.2.3 Compilation des résultats ................................................................................................ 54

9.2.4 ProgressiǀitĠ de la rĠduction d'inǀentaire ....................................................................... 55

Section 9.3 : Rapatriement des composants du fournisseur 21 vers le 22 ................................... 57

Section 9.4 : Transport aérien des composants du fournisseur 33 .............................................. 59

Section 9.5 : Rapatriement des composants du fournisseur 33 vers le 31 ................................... 59

Section 9.6 : Centralisation de la production des composants de la famille 3 ............................. 60

Section 9.7 : Compression des lignes de sous-assemblage .......................................................... 61

Section 9.9 : Environnement macro-économique ........................................................................ 62

CHAPITRE 10 : CONTROL ......................................................................................................... 63

Section 10.1 : Actualisation des données ..................................................................................... 63

Section 10.2 : Suivi des résultats ................................................................................................... 63

10.2.1 Pareto des potentiels de rĠduction d'inǀentaire ........................................................... 64

10.2.2 ǀolution de l'inǀentaire ................................................................................................ 65

CHAPITRE 11 : RÉSULTATS OBTENUS ....................................................................................... 66

CHAPITRE 12 : OBSTACLES RENCONTRÉS ................................................................................. 68

Section 12.1 : Manque de coordination........................................................................................ 68

12.1.1 Au sein de Caterpillar Belgium ....................................................................................... 68

Section 12.2 : Accès aux données ................................................................................................. 69

12.2.1 Vision fragmentĠe de l'entreprise ................................................................................. 69

12.2.2 MultiplicitĠ et dĠsuĠtude des systğmes d'information ................................................. 69

CHAPITRE 13 : RECOMMANDATIONS FINALES ......................................................................... 71

CONCLUSION GÉNÉRALE ...................................................................................................................... 73

BIBLIOGRAPHIE ..................................................................................................................................... 74

V.

LISTE DES FIGURES

00stock de sécurité ........................................................................................................................ 13

02Figure 3.2 : Illustration de la dépendance du nombre de périodes de danger en fonction de la

00quantité de commande pour une QC de 10 unités. .................................................................. 15

03Figure 3.3 : Comparaison de la distribution de la production journalière de chargeuses sur

00normale ...................................................................................................................................... 17

04Figure 4.1 ͗ Capture d'Ġcran des paramğtres nĠcessaires ă la dĠtermination conjointe du stock

00cyclique et du stock de sécurité ................................................................................................. 20

00transport unitaire en fonction de la charge en kg. .................................................................... 24

06Figure 4.3 ͗ Capture d'Ġcran de l'Edžcel pour la dĠtermination de la YC combinĠe des deudž

07Figure 5.1 : Organisation hiérarchique simplifiée du groupe Caterpillar Inc. ............................ 31

08Figure 6.1 ͗ ReprĠsentation simplifiĠe de la ligne d'assemblage des chargeuses sur roues ..... 37

09Figure 7.1 : Évolution du pre-POL financier de janvier à décembre 2015 avec la valeur du pre-

00POL financier du dernier jour ouvrable du mois de décembre 2015 comme base 100. ........... 39

10Figure 7.2 : Composition du pre-POL financier au 30 mars 2016 .............................................. 40

11Figure 7.3 ͗ Illustration du concept de la file d'attente des diffĠrents composants en fonction

00de leur localisation sur la ligne d'assemblage (LA). L'ordre et le nombre de postes représentés

00ne correspondent pas à la réalité. ............................................................................................. 41

12Figure 10.1 : Classement des composants par potentiel de réduction de valeur ..................... 64

13Figure 10.2 ͗ ǀolution de la ǀaleur d'un composant en comparaison du minimum et du

00maximum autorisés ................................................................................................................... 65

VI.

LISTE DES TABLEAUX

0

01Tableau 2.1 : Décomposition du temps de réapprovisionnement .............................................. 9

03Tableau 4.2 : Calcul du coût de transport unitaire .................................................................... 21

04Tableau 4.3 : Détermination du stock de sécurité optimal ....................................................... 22

05Tableau 4.4 : Détermination conjointe de la QC et du SS.......................................................... 23

06Tableau 4.5 : Affichage de la solution optimale ........................................................................ 23

07Tableau 4.6 ͗ Compilation des donnĠes de l'edžemple du fabricant de cuǀes ă mazout ........... 24

08Tableau 4.7 ͗ Comparaison de l'impact de la ǀariabilitĠ du temps de rĠapproǀisionnement et

00de la demande sur le stock de sécurité optimal pour les tôles de type 1 ................................. 27

09Tableau 4.8 ͗ Comparaison de l'impact de la ǀariabilitĠ du temps de rĠapproǀisionnement et

00de la demande sur le stock de sécurité optimal pour les tôles de type 2 ................................. 27

10Tableau 6.1 : Rapport journalier de PPCAR en base 100. .......................................................... 36

11Tableau 7.1 ͗ Valeur des diffĠrentes familles de composants sĠlectionnĠs pour l'analyse aǀec

00comme base 100 la valeur du pre-POL financier de fin décembre 2015 .................................. 42

12Tableau 8.1 ͗ Edžemple de fonctionnement d'MRP .................................................................... 44

13Tableau 8.2 ͗ Edžemple de fonctionnement d'MRP .................................................................... 44

14Tableau 9.1 : QC et SS optimaux en nombre de jours de couverture de la demande pour les

00composants du fournisseur 11 .................................................................................................. 51

15Tableau 9.2 : QC et SS optimaux en nombre de jours de couverture de la demande pour les

00composants du fournisseur 21 .................................................................................................. 52

16Tableau 9.3 : QC et SS optimaux en nombre de jours de couverture de la demande pour les

00composants du fournisseur 31 .................................................................................................. 53

17Tableau 9.4 : Comparaison de la situation actuelle et de la situation recommandée. Les coûts

00de transport ont ĠtĠ ajustĠs au ǀolume de production de l'annĠe 2015. ................................. 54

VII.

18Tableau 9.5 ͗ Edžemple de rĠduction progressiǀe de l'inǀentaire .............................................. 56

19Tableau 9.6 : Évaluation de la rentabilité du rapatriement des composants du fournisseur 21

00vers le fournisseur 22. ................................................................................................................ 57

20Tableau 9.7 : Évaluation de la rentabilité du rapatriement des composants du fournisseur 21

00ǀers le fournisseur 22 pour une chute de la demande de yE de l'ordre de 50й ...................... 58

21Tableau 9.8 : Évaluation de la rentabilité du rapatriement des composants du fournisseur 21

00ǀers le fournisseur 22 pour une chute de la demande de yE de l'ordre de 75й ...................... 58

22Tableau 9.9 : Évaluation de la rentabilité du transport aérien des composants du fournisseur

0033 ............................................................................................................................................... 59

23Tableau 9.10 : Évaluation de la rentabilité du rapatriement des composants du fournisseur 33

00vers le fournisseur 31 ................................................................................................................. 59

24Tableau 9.11 : Évaluation de la rentabilité de la centralisation de la production des

00composants de la famille 3 vers le fournisseur 31 .................................................................... 60

25Tableau 11.1 ͗ Valeur actualisĠe nette de l'ensemble des recommandations du chapitre 9 ... 66

VIII.

LISTE DES ABRÉVIATIONS

00BNRTS : Built Not Ready To Ship

00CAU : Coût d'Achat Unitaire

00CNSD : Coûts de Non Satisfaction de la Demande

00CSC : Coûts du Stock Cyclique

00CSS : Coûts du Stock de Sécurité

00CT : Coûts de Transport

00CTU : Coût de Transport Unitaire

00FL : Finishing Line

00JO : Jours Ouvrés

00MIB : Minimum Inventory Buffer

00ML : Main Line

00MOQ : Minimum Order Quantity

00MRP : Material Requirement Planning

00MWL : Medium Wheel Loader

00NS : Niveau de Service

00OPACC : Operationnal Profit After Capital Charges

00PA : Post Assembly

00PM : Planificateurs de Matériel

00PPF : Pre-Pol Financier

00PPP : Pre-Pol Physique

00QC : Quantité de Commande

00SNB : Started Not Built

00SS : Stock de Sécurité

00TR : Temps de Réapprovisionnement

00VAN : Valeur Actualisée Nette

1.

INTRODUCTION GÉNÉRALE

spontanément ǀenue l'idĠe d'une mĠthode de dĠtermination du stock de sĠcuritĠ. Dans un

tendance à détenir un stock suffisamment important que pour éviter une rupture Maxime Du camp dans son ouvrage le Crépuscule, propos du soir : " Mieux vaut en avoir trop que pas assez » (Du Camp, 1898, p. 157). Cette maxime m'a toujours interpellĠ car entre ces

manières de rĠpondre ă l'objectif plus large du stage de fin d'Ġtude, ă saǀoir la diminution de

la portion la plus volumineuse de l'inǀentaire.

La premiğre partie de ce mĠmoire traite de la recherche littĠraire d'une mĠthode efficace de la

existantes pour ensuite proposer une méthode originale permettant de répondre à certaines

lacunes de la méthode la plus répandue. Cette nouǀelle mĠthode est accompagnĠe d'un outil

développé sous Excel 2013 permettant d'effectuer les nombreuses opĠrations de maniğre

automatique. Cet outil était très important pour moi étant donné que je voulais que ma

être aisément utilisée par les praticiens.

La seconde partie sera le lieu du test de l'efficacitĠ en milieu concret de cette nouvelle méthode.

de son évolution. Celui-ci aǀait pour objectif plus global de diminuer l'inǀentaire quelle que soit

sa nature. Nous présenterons nos recommandations afin de diminuer cet inventaire que ce soit fût une source d'inspiration pour mener le projet de bout en bout tout en gardant une grande 2.

PARTIE 1 : DE LA GESTION DES STOCKS

À LA DÉTERMINATION DU STOCK DE

SÉCURITÉ

3.

entreprises. Ce chapitre tentera également de définir les différents types de stock selon leur

origine.

Dans le second chapitre, nous tenterons de présenter les méthodes actuelles de détermination

du stock de sécurité en s'attardant sur la mĠthode de dĠtermination du stock de sécurité la plus

répandue ă l'heure actuelle. Nous parlerons également des hypothèses et des lacunes de cette

méthode.

nouvelle méthode de détermination du stock de sécurité mais dont les bases sont identiques.

Les lacunes et les limites qui persistent seront également évoquées.

de sensibilitĠ afin d'identifier les paramğtres ayant l'influence la plus importante sur le stock de

sécurité optimal.

INTRODUCTION

4.

Section 1.1 : Les stocks, une source de coûts

Longtemps laissĠe au second plan, la gestion des stocks reǀġt aujourd'hui une importance

capitale. Lorsque le cycle de vie du produit arrive à maturité ou en phase de déclin, les

entreprises éprouvent de plus en plus de difficultés à se démarquer de la compétition (Johnson

et al, 2011). Dès lors, elles ne se font plus seulement concurrence sur le produit en lui-même mais davantage sur le prix de vente de celui-ci. Elles partent donc à la chasse à la moindre

dĠpense afin d'ġtre capable d'offrir au client un produit meilleur marché que celui du

concurrent. Cette chasse aux coûts touche non seulement les charges directes imputables à la

production ou à la commercialisation du produit mais également toutes les autres charges

Les entreprises ont pris conscience du potentiel caché derrière la gestion des stocks. En effet,

stocks ͗ rembourser le capital empruntĠ ou l'inǀestir dans des actifs productifs (Groleau, 2015).

En plus du manque à gagner constitutif à cette immobilisation de capital, un inventaire

important peut également engendrer un certain nombre de dépenses supplémentaires toutes

1.1.1 Charges liées au bâtiment

Tout comme l'inǀentaire, les bątiments et le matĠriel indispensables pour entreposer la

marchandise constituent une immobilisation de capital. Ces bâtiments nécessitent parfois d'ġtre

chauffés, climatisés et éclairés que ce soit pour la conservation du produit, par exemple la

nourriture ou les plantes, ou pour les conditions de traǀail des ouǀriers. L'entretien de ceux-ci

nécessite des produits consommables (détergents, carburant, électricité) mais également de la

CHAPITRE 1 : LA GESTION DES STOCKS

5.

1.1.2 Frais d'assurance

La plupart des entreprises ont recours à des assurances qui concernent non seulement le stock

mais Ġgalement le bątiment. Ces assurances sont proportionnelles ă la ǀaleur de l'inǀentaire en

ce qui concerne les assurances du stock et au volume en ce qui concerne les bâtiments. Dans les

1.1.3 Frais de personnel

magasiniers. En effet, plus l'inǀentaire est important, plus il occupe un espace important. Les caristes et les magasiniers doivent effectuer des déplacements plus importants, ce qui nuit à

leur productivité. Il sera peut-ġtre nĠcessaire d'engager de nouǀelles personnes afin de pallier à

cette sous-efficacité.

1.1.4 Dégradation

Un inventaire important implique un taux de rotation faible et par conséquent, un inventaire stocké longtemps avant de disparaître. Durant ce laps de temps, de nombreux produits peuvent

se dégrader pour plusieurs raisons : péremption, poussière, rouille, rayons UV. Le risque

d'endommager le produit en le heurtant est également plus élevé.

1.1.5 Obsolescence

Yu'elle soit fortuite ou programmĠe, l'obsolescence touche de nombreudž secteurs. Les

principaudž secteurs touchĠs par l'obsolescence programmée sont les secteurs électronique et

par une réduction du prix de vente.

Les autres secteurs ne sont pas ă l'abri d'un tel problğme. En effet, l'Ġmergence de nouǀelles

lois, principalement en matière de pollution ou de santé, peuvent à tout moment rendre

inutilisables certains produits. 6.

Section 1.2 : Définition

fournisseur, soit le consommateur ou encore les deux à la fois pour une même chaîne de valeur.

Cette asynchronie peut proǀenir d'une diffĠrence de productiǀitĠ ou d'un dĠcalage temporel.

Ces marchandises peuvent prendre la forme de matières premières, de produits semi-finis ou encore de produits finis. Cette discordance peut avoir plusieurs origines regroupées en quatre excédentaire.

1.2.1 Le stock cyclique

présence de coûts fixes ou semi-ǀariables comme le temps de traitement d'une commande, les

coûts de transport, le temps de setup. Les coûts semi-variables sont des coûts fixes qui

augmentent par palier comme la masse salariale qui est constante pour de légères la charge de travail est trop importante.

Pour la production en grand volume, le phénomène de spécialisation peut apparaître. Plus un

Le stock cyclique oscille entre 0 et la quantité qui est commandée au fournisseur ou la taille du

lot de production.

1.2.2 Le stock d'anticipation

Les machines doivent subir des maintenances, ce qui les rend indisponibles pour une certaine

durĠe. Il est donc nĠcessaire d'anticiper cette maintenance en prĠǀoyant un stock suffisamment

7. Pour les produits dont la valeur est la plus volatile comme les métaux ou encore les produits

pétroliers, un comportement de spéculation pourrait être intéressant afin de profiter de

l'aubaine.

1.2.3 Le stock de sécurité

Contrairement au stock d'anticipation, le stock de sĠcuritĠ a pour but de se prĠmunir d'un cette probabilité se manifeste. Si la manifestation de la demande a lieu après le moment où la décision de commander ou de

également détenir un stock de sécurité au cas où la demande subirait une hausse persistante, le

Un problğme d'approvisionnement peut se manifester sous deux formes : problème temporel et

marchandise peut contenir un défaut de fabrication, elle peut avoir été endommagée durant le

1.2.4 Le stock excédentaire

pertinente. Son origine peut à la fois être interne et externe. Elle peut être interne et provenir

d'erreurs de production, de commande ou de prĠǀisions. Mais elle peut Ġgalement ġtre edžterne

stock, dans une situation idéale, devrait se rapprocher de zéro. 8.

Il existe, aujourd'hui, quelques tentatiǀes d'Ġlaboration de mĠthodes de détermination du stock

de sécurité. Certaines sont grossières et peu fiables, comme la méthode préconisée par Graham

(1987) qui fixe son stock de sécurité comme étant égal à la demande pendant la moitié du

temps de réapprovisionnement. Par exemple, pour une demande journalière de 10 unités et un

temps de réapprovisionnement de 50 jours, le stock de sécurité selon cette méthode est de 250

unités peu importe les caractéristiques de la situation. La méthode la plus couramment utilisée et notamment décrite par (Bowersox & Closs, 1995), (King, 2011) ou encore (Simchi-Levi et al., 2003) est la méthode basée sur une approche par laquotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

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