LEAN THINKING

A Little Bit of History

Une courte historique

1800 1900 2000

Royal Navy, Maudslay/BrunelProduction linesStandardisation

F.W.TaylorScientific

Management

Henry FordAssembly Lines

Sakichi ToyodaCreation of  

Toyota

Training WithinIndustry

Job InstructionJob ImprovementJob Relations DemingJuran

ReengineeringIdentification waste

Quality tools(pareto, SPC)

ShiegoShingo

Taiichi Ohno Ishikawa

Weaknesses of batch productionPull Flow, U‐shaped cells, Poka yoke, 

Quality Circles

SchonbergerJapanese

ManufacturingTechniques(1982)

GoldrattThe Goal(1984)

Womack/JonesThe Machine That Changed the World

(1990), Lean Thinking (1996)

Lean is not new but is based on more than two centuries of manufacturing improvement!

Main Concepts

Objectives of VA/Waste analysis Improve the organization’s efficiency by targeting and reducing waste and non‐value added activities Enable positioning closer to the customer request thereby ensuring its satisfaction 

Approach

5 Streamline NVA 

4 Reduce / eliminate Waste

3Categorise the activities (VA / NVA / Waste)  from the customer’s viewpoint

2 Break it down into  distinct activities

1 Identify /map the process

Value Adding Activities

The customer is willing to pay for this activity because it provides value

Activities that transform resources into finished products, services or information.

Value Adding Activities

The customer is willing to pay for this activity because it provides value

Activities that transform resources into finished products, services or information.

Value added activities “Necessary’’ Non Value Adding

Activities that must be maintained to support other value added activities

Or activities necessary for other unavoidable reasons.

“Necessary’’ Non Value Adding

Activities that must be maintained to support other value added activities

Or activities necessary for other unavoidable reasons.

Necessary but non‐value added activities

Non‐Value Adding (Waste)

Activities that consume time, resources or space, but bring no value to the customer.

Non‐Value Adding (Waste)

Activities that consume time, resources or space, but bring no value to the customer.

Waste

AFT

ER

BEF

OR

E

Cycle time

Definition :Value Added (VA) is time spent or activities that contribute directly to the satisfaction of the customer requirement.

Reduced lead‐time and cost, time for additional VA

Value added

Unavoidable non VA

Waste

Unexploited skills

Defects and Errors

(Unnecessary) Motion

(Unnecessary) Transport

Waiting timeOver‐processingInventoryOverproduction

1 2 3 4 5 6 7 8

Tim Wood

Overproduction waste is caused by: Production by pushed flow Large batch size The absolute necessity to occupy time Local objectives Lack of customer focus Lack of visibility of available stock Poor management of priorities

Some examples by sector:

Production

Batch size higher than demandProduction undertaken to increase the "profitability" of the department

Logistics

Actions undertaken before receiving the orders Moving a volume of stock greater than the future consumption

Principles :

«Overproduction » consists of producing a good or service before it is necessary.

Finance

Redundancy in the production and return of various indicators and reporting Duplicate data entry Level of detail greater than necessary in the accounting

Transport results in waste because: It increases the cycle time It consumes resources It takes up circulation space unnecessarily  It increases the work‐in‐process It Increases the risks of breakage

Transport waste is caused by: A poorly designed production process or workshop A break in the production flow (e.g. outsourcing) Overproduction, which requires storage in a reserved area 

Some examples by sector :

Production

Poorly designed workshop Storage areas far away from workstations Lack of visibility of the production flow 

Logistics

Poorly defined preparation Poor layout of storage areasWarehouses too far from the activity centre (distanced from the customers)

“Unnecessary transport" concerns all movements of goods that do not bring value added to the customer.

Unnecessary transport is problematic, because it consumes resources and increases the risk of breakage or damage.

Principles :

Finance

Paperwork that needs monitoring, signatures and inter‐departmental approval  A complex approval system for purchasing invoices

Inventory results in waste because: The value of the stock is immobilized The cost of the area occupied The increased risk of obsolete and defective units It reduces the number of references that can be stored It hides more fundamental problems

Inventory waste is caused by: A lack of reliability of sales forecasts A poorly sequenced production schedule  Overproduction Production managed by pushed flow  A lack of supplier reliability Some examples by sector :

Production

Stock of finished goods without customer orders Stock of semi‐finished products or components greater than necessary

Logistics

Stock of a product greater than the order commitments Inventory after bad sales forecasts or poor management of logistics variants

Administration

Orders waiting to be processed Bills awaiting payment Stacks of files to be processed

“Inventory" comes from thewastes of overproduction and waiting time. 

Inventory has the peculiarity of compensating for more fundamental problems. Beyond immobilized funds, inventory prevents the resolution of problems by obscuring them.

Principles :

Motion wastes caused by: A poorly designed workstation A lack of training for operators who do not know where to find what they needMisplaced tools A poorly replenished stock

Some examples by sector :

Production

Finding tools to make a change in series Urgent replenishment of the workstations with materials because they are almost out of stock  Distance of machines for one operator

Logistics

Shared equipment (carts, printers...) away from the work area Stock shortage of consumables in the work area (labellers, pallets...)

Administration

Poor office layout Physical validation when an online validation would be sufficient Centralised photocopiers

Principles :Unlike the transport waste, which refers to goods, unnecessary motion relates to the movement of people.

Any movement that does not bring added value to the process is considered a waste.

Over‐processing results in waste because: It consumes resources unnecessarilyIt generates additional variability of the process It can reduce the life expectancy of a product (an engine that runs too fast, a lamp which is too bright...)

Oveer‐processing waste is caused by: Bad habits "I've always done it like this!” A misunderstanding of the process by the operator A poor definition of customer requirements Lack of innovation, improvement, or questioning of the existing process A standard that has become obsoleteSome examples by sector :

Production

Exceeding the technical specifications required by the customerProliferation of quality inspections

Logistics

Reconditioning, handling… Over‐packaging Quality control to identify errors in preparation of orders

Over‐processing is a process that is more complex than it should be, where the customer may have to pay for a level of quality or complexity that does not match their requirements. 

Principles :

IT

Development of features not required by the user An oversized workstation with respect to user needs Overestimating the need for security

Defects results in waste because: The cost of materials  The need for quality inspections The costs of reprocessing  The return of defective goods The loss of production capacity

Wastes caused by: A poorly defined standard The absence of Poka Yoke (mistake‐proofing) Poor operator training  A lack of reliability (or an error of setting) of a machineSome examples by sector :

Production

Operator errors Defective machines Scrap at setup Ineffective plans / instructions

Logistics

Product inversionMissing products Error in picking Supplier errors

Service

Data input errorMissing information for file processingMisprint in a commercial document Incorrect allocations

Principles :Anything that is not well done the first time is considered a waste.

Errors and defects are wastes which generate additional costs for inspections, reprocessing, customer dissatisfaction, cost of returned goods ...

Waiting results in waste because:Disruptions to production Congestion when trying to catch up The lengthening of cycle‐time The loss of capacity

Waiting waste is caused by: Supply disruption A lack of versatility and flexibility of the operatorsMachine breakdowns Poor production planningMismanagement of the resource capacity constraints

Principles :Waiting time applies to both product and people.

Any form of unsynchronised flow can cause waiting time.

Some examples by sector :

Production

Stopping a machineWaiting on replenishmentWaiting for production planning Pending availability of a shared resource

Logistics

Pending replenishment by a forklift operatorWaiting to load the carrierWaiting for a truck Downtime of compuer system

Service

Participation in a never‐ending meeting Waiting for information to complete a transaction or close accountsWaiting on approval from a superior  Document approval circuit too long

Unexploited skills

Inventory

Overproduction

Motion

Waiting time

Transport

Obsolete

Immobilization of funds

Profitability

Payment delays

Delivery delays 

Over‐processingOver‐quality 

DefectsOpportunity

Rarity

Customer satisfaction

Waste Undesirable effect Impact on income

‐

+

Definition :The 5 Lean Principles are aimed at clearly specifying value in order to line up all the activities for a specific process along a value stream and to make the value flow smoothly at the pull of the customer in pursuit of perfection.

5Continually work to remove waste and achieve perfectionPerfection is unattainable but is the motor for continuous improvement

4

3

2

1Understand what the customer perceives as value.• Who is your customer?• What value do you provide to your customer?

Identify all the steps within the value stream that deliver a product or serviceFlow through the process can be visualised through the use of Value Stream Mapping. The aim is to continuously improve the ratio of VA / NVA

Remove all the barriers and interruptions that restrict the flow of a product or serviceThe objective is for products, services, and information to flow without delays, detours, undertaking unnecessary activities and incurring faults..

Only supply a product or service when it is demanded or pulled by a customerA Pull System links value stream processes,and therefore the production or provision of a product or service, to actual customer demand rather than a predicted customer requirement

Value

What is a Value Stream?

A value stream is all the activities, both value‐added and non‐value‐added required to bring a product or service from 

concept to launch and from order to delivery.

It includes all the steps involved in providing a product or service from initial concept until the customer pays for the 

product or service.

The value stream is made up of all functions and stakeholders who need to work in harmony to provide the 

product/service.

A Value Stream can be composed of a number of processes

Process Efficiency = Value Adding Time / Total Time

Application Typical Cycle Efficiency

World Class Cycle Efficiency

Machining 1% 20%

Fabrication 10% 25%

Assembly 15% 35%

Continuous Manufacturing 30% 80%

Business Processes –Transactional 10% 50%

Business Processes –Creative/Cognitive 5% 25%

Process Efficiency can be increased by identifyng and eliminatingthe non value adding time, or the « Wastes »

Looking at processes…...

What you think it is... What it actually is... What it could be...

What are some of the tools that help us do this?

Lean Tools and Methods

7 Complete with further data collection as required

6Highlight the waste and potential areas of improvement

5Compute value added time and waiting time between operations

1  Mapping existing streams :

4Map the process using the VSM techniques and standards

3Gather data on timing, batch size, efficiency for each step of the process

2At the  Gemba, analyze flows of product and information

1 Gather together a multidisciplinary team

6 Select solutions and develop action plan

5 Brainstorm and prioritise solutions

2  Plan future or “ideal” flows

4Conduct necessary investigations and data collection

3 Identify likely causes of waste and means of verification

2Develop a ‘future state’ of what the target looks like (5 Lean Principles)

1 Gather the team together again

Usage :Building a VSM allows for an analysis of the value stream and highlights wastes. A VSM can be used in two steps:

This method may be reused at will!

VSM is a continuous improvement tool which increasesmastery of Lean

OrderOrder

CompanyCompanyCustomerCustomer

3

Available Stock

Fax or EDI

Orderrelease Preparation Dispatch

M/ses

Capture

= 1 = 7 = ND

I

150 orders / day 100 orders/day

90 orders/day

90 orders/day

½ day 1-30 day 1 day 1-2 day

3 min ~ 5 min ~10 min

Order

Shipping

Customer Service

System Info

I I I

~ 7 min

5

4 Compute the Takt Time

Deal with bottlenecks and balance the loads

Definition :In German, Takt means “rate.” Takt time represents the rate of production needed in order to meet customer demand on‐time. It is used as a basis to smooth and monitor production, and to improve the balance of the production lines.

Benefits:Respecting Takt Time makes it possible to produce with minimal waste, stocks and operating costs. It gives the manufacturing tempo to follow. Takt Time can be used to directly check the “health” of product flow and to enforce reactivity during problem‐solving and process improvement

Methodology:

3 Calculate productive time on the one hand, customer demand on the other.

2 Observe, then identify the bottleneck

1 Target the production line to improve

This calculation is only valid if the demand remains relatively constant

CompanyCompany

Delay between two good units

Steps in the process

Time

1       2        3       4       5       6       7       8       9

Takt Time Constraints Bottleneck

Takt Time = Total available manufacturing time

Customer Demand (volume)

“1 bottleneck hour lost = 1 hour of production over the whole process 

lost”

1 – Takt Time2 – Bottleneck = Longest operation in the process3 – Constraint = Any operation longer than the Takt Time that hinders the fulfilment of the customer’s demand (in volume)

Benefits: Limits production to customer demand Limits wastes as well as work‐in‐process and stock levels Reduces lead‐time for products Optimize use of resources

Definition:Transformation of a push flow into a pull flow is a very important step of a Lean project. The transformations radically change how planning, production and management of incidents occurring during a process are handled. This step aims at going from a production by batches to an order‐prompted production. 

7 Level the load according to customer demand

6 Implement the pull flow through Kanban, supply the workstations

Example Approach

5 Reorganize the floor into cells according to the “target” map

4 Study the balance of workstations in regards to Takt Time

3Analyze the setup, the modes of planning, product movement, stocks…

2Map the existing value flows and compute Takt Time

1 Stabilize performance and define standards

Definition:Kanban is a tool for managing supply between two workstations. It limits the upstream production to match the downstream needs through a pulled flow system. Kanban is useful for a regular production. Its main goal is to eliminate waste through limiting in‐process stocks and resolving problem causing breaks in flow and  stocks. 

Benefits : Reduces and stabilizes in‐process material stocks

Improves delivery capacity = Reactivity & Flexibility

Improves transparency

Economical = does not need heavy investment...

Principles: Pulled flow system          the customer  triggers the demand Only manufacture and deliver if there is a Kanban card. Re‐evaluate the dimensions of the Kanban according to the evolution of demand

Methodology:

5 Implement and adjust

4 Calculate the number of Kanban cards

3Determine the supermarket stocks according to consumption

2Determine the number of units per container = 1 Kanbancard

1Select the flow to manage with Kanban

Methodology:

6 Correct differences and implement continuous improvement

5 Train the teams in work cells and start production

4 Reduce batch sizes

3 Select implantation types and storage locations

2 Balance workstations by reorganizing tasks 

1 Stabilize quality performance, lead time and operations time

Definition:The optimization of work cells requires the reorganization of workstations in such a way as to obtain compact production lines in the form of cells.

Benefits: Reduces lead time Identifies quality issues earlier Ensures better visibility of flow

Favourable conditions: Producing relatively similar families of products  Having a stable production time base and reliable capacity data  Owning equipment and tools in good working conditions  Setting up qualified operators  Planning a balanced workload

Line Shapes :

Visibility Permutation

Assembling 2 process ends

Structural constraints

Definition :SMED : Faster changeover system. It aims at systematically reducing preparation time and adjustment time during a changeover

Benefits : Improving productivity through limitations in stops for changeovers, without damaging the quality of the setup Optimization of use of resources (better synchronization of jobs, elimination of superfluous operations, improved installation of machinery, improved flexibility, reorganization of stocks and tools)

Principle :Changeover Time is the unproductive period of time during which operators reconfigure equipment.  SMED analyses this series of tasks and identifies possible sources of improvement in order to shorten this  period.

Methodology :

Shorten external tasks Standardise storing and cleaning procedures (5S) & track setup defects  on a daily basis.

Shorten internal tasks Improve organization of tasks (example: working in parallel)Make carrying‐out of these tasks easier (example: fast screw guns, rolling tool carts…)

Convert internal into external

The goal is to reduce internal tasks to the bare necessities.

Separate internal and external tasks

Internal Tasks = need to stop the equipment (e.g.: tool assembly) External Tasks = while the equipment is running (e.g. : preparation of tools to assemble)

Analyse operations Observe the changeover and make a list of tasks and a map of movements.

Definition :5S is a systematic approach aimed at improving cleanliness and order in the work environment. It can be applied in offices as well as in production areas.

Benefits : Elimination of waste of time looking for tools and equipment Improved security: ground markings, a place for each and  everything Improved efficiency: identification and management of problems made easier Reduction, even elimination of failures: by detecting sources of dirtiness and contamination Freeing up of needlessly used space Provision of better working conditions by maintaining a pleasant work environment

Methodology :SORT

Definition : OEE is an indicator used to monitor the rate of utilisation of equipment It is a measure of the efficiency of a production line. 

Benefits :Identification and breakdown of waste in production into different categories upon which improvement actions can be put in place.

Principles : Defined as : OEE = Useful Time / Required Time (or Value‐Added / Total Time) Useful Time = time during which the machine produces good units at its normal rate (number of good units * cycle time).  One can improve the OEE by different methods (SMED, TPM, 5S, just‐in‐time, Self‐Checking and Self‐Maintenance, Ergonomics...). 

Methodology :

Sustainability Ensure continuing improved performance Formalize the new standards

Optimisation Implement the action plan and eliminate problems Deploy necessary tools

Data Analysis Frequency analysis Time analysis

Capturing production data

Simplify the measurement Limit constraints for data capture

Preparationof the 

measurement

Inform and educate staff Establish a list of causes of machine downtime

Usage :

Identify  possible areas of improvement

Workshop shutdown

Cleaning, idle time, training, meetings, breaks...

Failures, adjustments, missing staff, changeovers…

Rate differences

Non quality

RTUT OEE

OTUT OPR

TTUT ERR

Definition:TPM: Total Productive Maintenance  Methodology for continuous improvement of equipment availability (Productive time) by treating causes of stoppage in a pre‐emptive way        close link with OEE monitoring.

Benefits :Eliminates wastes due to:

breakdowns teething problems equipment lag time

Reduces changeover time using the SMED method.

Reduces maintenance costs and improves the lifetime of equipment.

Principles :TPM is built on 4 main pillars: elimination of major problems  self maintenance planned maintenance  organization of equipment operation

Methodology:

5 Train teams for self‐maintenance & Launch self‐maintenance campaigns

4 Define self‐maintenance standards & Schedule planned maintenance

3 Clean up & Identify critical equipment systems

2 Eliminate causes of loss and define new standards

1 List & Analyze losses

LEAN IS NOT A TOOLBOX

• Lean organizations are learning organizations, Lean is a culture, not only a set of techniques

• Lean culture needs to be implemented as a “whole system” and sub systems of the work flow also include:

▫ Motivation and incentive systems

▫ Training systems

▫ Organization and management levels

▫ Improvement processes

• Lean is a culture and all cultures are complex

Lean Culture

• Developing a lean culture requires strong top management commitment and leadership

• It involves:

▫ creating a vision

▫ chartering pilot and kaizen teams

▫ monitoring the results and modifying the whole process as it proceeds

Developing a Lean Culture

Sustaining a Lean Culture

Paramount to sustainability is to keep in minds that Lean is a journey, not a destination.

The real benefits come form a sustained effort over years, not weeks or months.

Definition:Kaizen comes from two Japanese words:Kai (which means “change”) and  Zen (which means “good”)

“continuous improvement”. Philosophy with the goal of elimination of waste through setting up simple, low cost improvements,  daily and at every level of the company. 

Tools:Kaizen uses the whole spectrum of classic analysis and problem solving tools.

PDCA,5S,Five Whys,Poka‐yoke,SMED,TPM,Kanban,…

Conditions for success: Everyone takes a part in continuous improvement Simple and accessible guides and proceduresMotivational measures (reward system, staff satisfaction…)  Active participation from top management in order to implement the methodology

Kaizen is not a method on its own, but a group state of mind which lives though everyone’s involvement

Benefits :Approach based on common sense and the motivation of employees. 

Analyze problems and solve them for good

Put in place a series of permanent techniques and methods allowing the process to be made more reliable

Make better use of the existing resources without changing them.= progressively improve without looking for breakthrough improvements 

Want to know more?

• “The Goal”, Eli Goldratt (1984)– Written as a novel ‐ can be read in an evening. Should be  compulsory for everyone who works 

in manufacturing.

• “Kaizen”, Masaaki Imai (1986),– Insight into the Japanese culture from a Japanese.

• “The Machine that Changed the World”, Womack, Jones & Roos (1990)– The book that blew the lid off the West v. Japan debate. It’s all about cars but is full of ideas.

• “Lean Thinking”, Womack and Jones, (1996)– The sequel, more down‐to‐earth after six years of Lean Thinking

• “The Gold Mine”, Michael and Freddy Ballé (2005)– A must‐read for production managers, written by a French father and son!

• “Toyota Way / Toyota Way Fieldbook” (2006)– A high‐level ‘how‐to’ for Lean implementation

• “The Lean Toolbox”,  John Bicheno (2009)– Quick reference that covers all the main Lean tools

Peter Klym Management / Lean Business FranceOperational Excellence Consultancy and Training

Peter Klym

• UK‐born, currently based near Toulouse in the south‐west of France

• Works both directly with customers or on a subcontractor basis

• Available for assignments in France and internationally

• 30 years of experience in both industries and service sectors

• Consultant since 2008

Websites : www.leanbusiness.frhttp://international.leanbusiness.fr

Email : peter.klym@leanbusiness.fr

Téléphone : +33 6 84 52 77 70