GT2L - 14 juin 2011- Paris Dimensionnement et constitution des plannings journaliers pour un problème de transport hospitalier Virginie André, Nathalie.

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1 GT2L - 14 juin Paris Dimensionnement et constitution des plannings journaliers pour un problème de transport hospitalier Virginie André, Nathalie Grangeon, Sylvie Norre, Frédéric Philippe* LIMOS - Clermont Ferrand - UMR CNRS 6158 France *CHU Clermont-Ferrand

2 1. Présentation du problème Contexte
Centre Hospitalier Régional Universitaire de Clermont-Ferrand 3 Sites de production : Blanchisserie Pharmacie Restauration 10 Sites de consommation : Hôpitaux internes Hôpitaux externes 1 Dépôt Objectif : organiser les transports de produits entre ces sites GT2L - 14 juin Paris

3 1. Présentation du problème Contexte
Pour réaliser les transports, de nombreuses ressources sont disponibles : Ressources mobiles Contenants (armoires, rolls, chariots,…), Véhicules (grand véhicule réfrigéré, petit véhicule réfrigéré, véhicule standard ou normal), Chauffeurs avec leur propre planning de travail, Ressources fixes Quais de chargement et de déchargement, Lignes de production avec leur horaire d’ouverture, Aires de nettoyage avec leur horaire d’ouverture. GT2L - 14 juin Paris

4 1. Présentation du problème Activité de transport de contenants propres
Site de production Réseau routier Site de consommation Etapes Remplissage ATTENTE Chargement Transport ATTENTE Décharge-ment ATTENTE Consom-mation Ressources Contenant Ligne de production Véhicule Chauffeur Quai de chargement Quai de dé-chargement GT2L - 14 juin Paris

5 1. Présentation du problème Activité de transport de contenants sales
Site de consommation Réseau routier Site de production Etapes Ramassage ATTENTE Chargement Transport ATTENTE Décharge-ment ATTENTE Nettoyage Ressources Contenant Véhicule Chauffeur Quai de chargement Quai de dé-chargement Aire de nettoyage GT2L - 14 juin Paris

6 1. Présentation du problème Exemple
Hôpital B Hôpital C Hôpital A Sites de consommation 09h00 11h00 3 11h00 1 5 Pharmacie Restauration Blanchisserie Sites de production 13h00 2 4 07h00 Dépôt 07h00 10h00 Demandes de transport de contenants propres 15h00 Demandes de transport de contenants sales GT2L - 14 juin Paris

7 1. Présentation du problème Exemple
Hôpital B Hôpital C Hôpital A Sites de consommation 11:00 9:00 8:55 8:05 8:45 7:55 8:15 11:00 11:05 10:55 Pharmacie Restauration Blanchisserie Sites de production 8:25 1:00 pm 7:25 7:15 10:45 9:30 7:00 Dépôt 7:00 10:00 9:20 Tournée avec un véhicule normal 9:15 11:20 Date de début au plus tôt Date de fin au pus tard Tournée avec un véhicule réfrigéré GT2L - 14 juin Paris

8 1. Présentation du problème Plannings de travail des chauffeurs
12 possibilités pour le début du planning … … … 11h30 12h 12h30 13h 13h30 5 possibilités pour le début de la pause 8h 14h 16h 16h30 17h 18h 18h30 19h30 60 plannings possibles … … … Construction des plannings : Début de chaque planning entre 6h et 11h30 par pas de 30 minutes Début de chaque pause entre 11h30 et 13h30 par pas de 30 minutes GT2L - 14 juin Paris

9 1. Présentation du problème Hypothèses
Éléments Hypothèses Ressources Véhicules Nombre limité Capacité de 1 contenant Transport de contenants et transport à vide Contenants Chauffeurs Autorisés à changer de véhicules Lignes de production Aires de nettoyages Quais de chargement Quais de déchargement Transport Activités Connues Étapes Durées Matrice des durées de transport Connue et asymétrique Durées des étapes GT2L - 14 juin Paris

10 1. Présentation du problème Hypothèses et contraintes
Éléments Hypothèses Contraintes Ressources Véhicules Nombre limité Capacité de 1 contenant Transport de contenants et transport à vide Respect du nombre de ressources disponibles Incompatibilités entre les véhicules et les contenants Contenants Chauffeurs Autorisés à changer de véhicules 1 Planning pour chaque chauffeur divisé en deux tranches horaires Lignes de production Plannings Aires de nettoyages Quais de chargement Quais de déchargement Transport Activités Connues Contraintes de précédence Étapes Date de début au plus tôt de la 1ère étape Date de fin au plus tard de la 4ème étape Durées Matrice des durées de transport Connue et asymétrique Durées des étapes GT2L - 14 juin Paris

11 1. Présentation du problème Objectif de l’étude
L’objectif est de : Dimensionner le nombre de chauffeurs nécessaires, Déterminer pour chaque chauffeur son planning journalier, Affecter les activités aux chauffeurs, Ordonnancer les activités affectées à chaque chauffeur, de manière à minimiser le nombre de chauffeurs et réaliser l’ensemble des activités de transport tout en respectant les contraintes avec un nombre donné de ressources matérielles. GT2L - 14 juin Paris

12 2. Approche proposée Couplage Modèle mathématique-Métaheuristique-Simulation
Affectation des activités Ordonnancement des activités Phase A Données en entrée : Chauffeurs en nombre illimité et sans planning, Liste d’activités triée en fonction des dates de début au plus tôt Objectifs : Construire la demande NbMaxt, Déterminer le nombre maximum de chauffeurs Nb Objectifs : Construire NP ensembles de Plannings journaliers pour Nb Chauffeurs Minimiser l’écart entre la demande et le nombre de chauffeurs disponibles Phase B Objectifs : Affecter les activités de transport pour chaque tranche horaire, Ordonnancer ces activités, Minimiser le nombre d’activité non réalisée, les retards et les heures supplémentaires Phase C Couplage Métaheuristique-Simulation Demande en chauffeurs Nombre maximum de chauffeurs Affectation des activités Ordonnancement des activités Ensemble de plannings Modèle de simulation Modèle mathéma-tique Couplage Métaheuristique-Simulation Affectation des activités Ordonnancement des activités Ensemble de plannings Couplage Métaheuristique-Simulation Ensemble de plannings Nb = Nb - 1 GT2L - 14 juin Paris

13 2. Approche proposée Phase A : Simulation
GT2L - 14 juin Paris

14 2. Approche proposée Phase A : Simulation
Horaire de la journée 6h 6h30 7h 7h30 8h 8h30 9h 9h30 10h 10h30 11h … 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 GT2L - 14 juin Paris

15 2. Approche proposée Phase B : Modèle mathématique
Construction de NP ensembles de Plannings journaliers Données Notation nombre de périodes de 30 minutes de l’horizon de planification nombre de périodes de 30 minutes successives travaillées (pause repas incluse) ensemble des périodes auxquelles un chauffeur peut commencer son travail ensemble des périodes auxquelles un chauffeur peut prendre sa pause Variables Description GT2L - 14 juin Paris

16 2. Approche proposée Phase B : Modèle mathématique
Construction des NP Plannings journaliers Minimisation de l’écart à la demande Chaque chauffeur a un planning et réalise une seule pause Écart à la demande Besoin en chauffeurs Nombre de chauffeurs disponibles Nombre de chauffeurs en pause - + Variables binaires GT2L - 14 juin Paris

17 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation Solution initiale Recherche locale itérée Modèle de simulation Solution obtenue Solution à évaluer Critères de performances GT2L - 14 juin Paris

18 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation Données en entrée (1/2) Numéro Activités Origine Destination Date au plus tôt Type de camion Date souhaitée Prédécesseur …. 49 TCP Blanch NHE 6:30 Ca_Norm 14:30 50 TCS UCP 13:00 Ca_Frigo 25 51 GM Ca_Iso_gd 26 52 27 53 28 54 29 55 Clém 13:30 GT2L - 14 juin Paris

19 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation Données en entrée (2/2) Planning des chauffeurs Affectation des activités 1 2 6:00 12:00 11:30 14:00 52 49 50 55 53 51 54 GT2L - 14 juin Paris

20 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation Données en sortie Pour chaque activité : La date de début et de fin de chaque étape, Les numéros du contenant et du camion, Les numéros du quai de chargement et de déchargement, Le numéro de la ligne de production ou de l’aire de nettoyage, Le retard de chaque activité, Pour chaque chauffeur : Le taux d’occupation de chaque chauffeur, Le nombre d’heures supplémentaires pour chaque chauffeur, Le nombre d’activités non réalisées. GT2L - 14 juin Paris

21 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation 1 14 15 12 3 16 11 17 2 19 7 9 4 3 8 1 6 4 10 5 20 13 18 2 GT2L - 14 juin Paris

22 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation 14 15 12 3 16 11 17  8 1 6 14 15 12 3 16 11 17 14 12 3 16 11 17  8 1 6 15 GT2L - 14 juin Paris

23 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation
B A 2. Approche proposée Phase C : Couplage Métaheuristique-Simulation Avec 1 et 2 choisis en fonction de l’importance accordée aux coefficients H2() et H3(). GT2L - 14 juin Paris

24 2. Approche proposée Processus itératif
B A 2. Approche proposée Processus itératif Si des solutions admissibles sont obtenues pour un effectif donné, alors, Le nombre de chauffeurs Nb est diminué, Sinon, Le processus de résolution est interrompu. C B A GT2L - 14 juin Paris

25 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport
Activités de transports : 22 transports de repas, 37 transports de linge, 2 transports de médicaments. Résultats : Nombre de chauffeurs maximum : 10 Demande de chauffeurs sur la journée Horaire de la journée 6h 6h30 7h 7h30 8h … 13h 13h30 14h 14h30 15h 1 2 3 4 5 14 15 16 17 18 8 10 6 7 GT2L - 14 juin Paris

26 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport
B A 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport NP 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 … …. GT2L - 14 juin Paris

27 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport
B A 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport Résultats obtenus avec 50 ensembles de plannings journaliers Effectif NbSA* Retard Heures supplémentaires 10 45 2 20 1 25 40 De 10 à 20 Total 50 *NbSA : Nombre de solutions admissibles GT2L - 14 juin Paris

28 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport
B A 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport NP 06:00 06:30 07:00 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 1 2 4 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 … …. GT2L - 14 juin Paris

29 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport
B A 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport Résultats obtenus avec 50 ensembles de plannings journaliers Effectif NbSA* Retard Heures supplémentaires 9 15 8 20 13 25 De 0 à 15 3 30 De 10 à 20 2 40 1 60 70 De 5 à 15 Total 44 NbSA : Nombre de solutions admissibles GT2L - 14 juin Paris

30 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport
B A 3. Résultats Etude réalisée avec 61 activités de transport Résultats obtenus avec 50 ensembles de plannings journaliers Effectif NbSA* Retard Heures supplémentaires 8 3 De 25 à 50 20 De 40 à 75 5 25 De 30 à 85 30 De 15 à 80 40 De 45 à 115 1 60 Total 22 NbSA : Nombre de solutions admissibles GT2L - 14 juin Paris

31 4. Conclusions et perspectives
Pour l’hôpital : La méthode de résolution permet de proposer plusieurs solutions au managers; Une des solutions proposée avec 8 chauffeurs a été mise en œuvre en mars 2010; Le retour d’expérience montre que certaines livraisons présentent des retards liés à une durée de transport plus importante. GT2L - 14 juin Paris

32 4. Conclusions et perspectives
Approche innovante basée sur un chainage composé d’un modèle de simulation, d’un modèle mathématique et d’un couplage métaheuristique-simulation Notre proposition de couplage Modèle mathématique- Métaheuristique-Simulation nous permet : D’obtenir des solutions avec un nombre limité de chauffeurs, De proposer un large panel de solutions aux responsables Perspectives : Prise en compte de durées de transport variables en fonction de l’heure de la journée. GT2L - 14 juin Paris

33 Merci pour votre attention
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34 Merci pour votre attention
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35 1. Présentation du problème Exemple
Exemples de plannings : De 6h à 11h30, de 12h à 14h; De 6h30 à 12h, de 12h30 à 14h30; De 7h à 12h30, de 13h à 15h; … De 9h à 12h30, de 13h à 16h; De 11h30 à 13h30, de 14h à; Construction des plannings : Début de chaque planning entre 6h et 11h30 par pas de 30 minutes Début de chaque pause entre 11h30 et 13h30 par pas de 30 minutes GT2L - 14 juin Paris