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Centre National de la Recherche Scientifique Institut National Polytechnique de Grenoble Université Joseph Fourier Laboratoire G-SCOP 46, av Félix Viallet.

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1 Centre National de la Recherche Scientifique Institut National Polytechnique de Grenoble Université Joseph Fourier Laboratoire G-SCOP 46, av Félix Viallet Grenoble Cedex Planification des opérations de cross-docking Anne-Laure Ladier Sous la direction de Gülgün Alpan Prix Jeune Chercheur ROADEF 2014

2 Des défis logistiques Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Livrer plus vite, moins cher: tendre les flux? 2 /25

3 Cross-docking Moins de 24h de stockage temporaire Mise à quai Déchargement Scan Transfert Chargement Départ Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 3 /25 1 couleur = 1 destination

4 Etat des lieux Littérature 125 articles (Très) petit nombre de portes Fonction objectif variées Industrie 10 entreprises portes Points les plus critiques Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Durée totale, retard max, total stocké, stock max, coups de fourche, mvts de camions, congestion… Ressources internes Ponctualité des camions Ressources internes Ponctualité des camions Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 4 /25

5 Problématique Proposer un outil daide à la décision pour le pilotage des opérations de cross-docking: Incluant la gestion des ressources humaines (planning du personnel) Robuste aux retards de camions (propager le moins possible les perturbations) Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 5 /25

6 Vue densemble Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF /25 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion données Respecter les contraintes légales, déquité, les compétences… Assurer un transbordement efficace

7 Planning du personnel Outil en production chez un prestataire logistique base de données module de prévision interface de gestion Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Ladier, Alpan, Penz. Joint employee weekly timetabling and daily rostering: a decision-aid tool for a logistics platform. European Journal of Operations Research, 234 (1), , Avril MILP1 MILP2 MILP3 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 7 /25

8 Vue densemble Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF /25 MILP1 MILP2 MILP3 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion données ?

9 Planification des opérations Système de réservation: Minimiser Insatisfaction des transporteurs Nombre de palettes mises en stock Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 ? 10h-12h 6h-8h 9h-12h 6h-7h 6h-9h 11h-12h 7h-10h Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 9 /25

10 Programme linéaire Variables de décision Nombre dunités transférées dun point à un autre (stock inclus) Fenêtre de présence pour les camions Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 IP min ( pénalité sur les fenêtres de tps en entrée + pénalité sur les fenêtres de tps en sortie + nb palettes mises en stock) Conservation du flot (par destination) Nb camions présents nb portes Les camions sortants partent pleinsCapacité de transfert Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 10 /25

11 Heuristiques Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 H1H1 H2 (IP1) fixe le planning des camions dentrée (IP2) fixe le planning des camions sortants (IP) à planning dentrée fixé (IP) à planning de sortie fixé Ladier, Alpan, Scheduling truck arrivals and departures in a cross dock: earliness, tardiness and storage policies. International Conference on Industrial Engineering and Systems Management, octobre Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 11/25

12 Heuristiques Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 H1H1 H2 Ladier, Alpan, Scheduling truck arrivals and departures in a cross dock: earliness, tardiness and storage policies. International Conference on Industrial Engineering and Systems Management, octobre Tabu (IP1) fixe le planning des camions dentrée (IP) à planning dentrée fixé H1 (IP2) fixe le planning des camions sortants (IP) à planning dentrée fixé H2 Choix aléatoire du planning entrée/sortie (IP) à plan entrée/sortie fixé Tabu Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 12/25

13 Résultats Ecart à loptimal 6% Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 IP H1H1 H2 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 13 /25

14 Questions de recherche Pertinence de ce modèle au niveau métier? Comment le planning est-il affecté par des événements imprévus? Comment évaluer sa robustesse? Que changer dans les modèles pour les rendre plus robuste? Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 IP H1H1 H2 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 14 /25

15 modèle de simulation FlexSim © Modèle de simulation Mettre en œuvre le planning + ajouter des imprévus Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 IP H1H1 H2 Heure darrivée des camions Temps de transfert des palettes Temps de décharge- ment Ladier, Greenwood, Alpan, Hales. Issues in the Complementary use of simulation and optimization modeling. Cahiers Leibniz n°211, Janvier Ex: 20% de camions en retard distribution exponentielle de paramètre =10 min Ex: distr. triangulaire c v =0.1min Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 15 /25

16 Mesure de la perturbation: Nombre de palettes en stock Déviation sur lheure de mise à quai Déviation sur le temps passé à quai Indicateur de robustesse: Valeur de tq 10% de cas hors-limites Mesurer la robustesse Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Heure darrivée des camions Temps de transfert des palettes Temps de décharge- ment Temps de décharge- ment Valeur déterministe % hors-limite Ladier, Alpan, Greenwood. Robustness evaluation of an IP-based cross-docking schedule using discrete-event simulation. Industrial and Systems Engineering Research Conference, Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 16 /25

17 Des modèles + robustes? Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF /25 Recherche tabou Méthodes de résolution Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion Minimax R1 Min objectif dans le pire cas Optimisation robuste Approche générique Planification de projets Approche spécifique Tâches critiques Camions critiques Min R2 Min espérance de la déviation entre réalisé et attendu …

18 Des modèles + robustes? Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF /25 Recherche tabou Résolution avec (IP) ou (H1)/(H2) Post-traitement du résultat d(IP) ou (H1)/(H2) Méthodes de résolution Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion Min nb de camions à quai en moyenne D3 Min nb portes utilisées à chaque période D4 Min nb de camions critiques D5 Insérer buffers de longueurs égales T1 Insérer buffers long. prop à nb successeurs T2 Min écart-type des longueurs de buffer T3 Max pondérée des longueurs de buffer T4 Planification de projets Approche spécifique Tâches critiques Camions critiques Redondance des ressources Portes Redondance temporelle Périodes tampon

19 Exemple de variante robuste 1. Résoudre (IP) valeurs 2. Résoudre le nouveau PL: Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Min nb de camions critiques Nb camions critiques Nb camions arrivant à la période h Nb camions présents aux portes à h-1 Nb de portes Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 19 /25 … autres contraintes de (IP)

20 Des modèles + robustes? Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF /25 Recherche tabou Résolution avec (IP) ou (H1)/(H2) Post-traitement du résultat d(IP) ou (H1)/(H2) Méthodes de résolution Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion Minimax R1 Min objectif dans le pire cas Planification de projets Approche spécifique Tâches critiques Camions critiques Optimisation robuste Approche générique Redondance des ressources Portes Redondance temporelle Périodes tampon Min nb de camions à quai en moyenne D3 Min nb portes utilisées à chaque période D4 Min nb de camions critiques D5 Insérer buffers de longueurs égales T1 Insérer buffers long. prop à nb successeurs T2 Min écart-type des longueurs de buffer T3 Max pondérée des longueurs de buffer T4 Min R2 Min espérance de la déviation entre réalisé et attendu …

21 Résultats Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 21 /25 Redondance des ressources Optimisation robuste. Redondance temporelle Lorsquon fait varier: (D3) (D4) (D5) (R1) (R2) (T1) (T2) (T3) (T4) Minimax Min - Très peu damélioration sur lheure darrivée - Dégradation importante des autres critères => Inclure de nouveaux scénarios dans le modèle

22 Résultats Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 22 /25 Redondance des ressources Optimisation robuste. Redondance temporelle Lorsquon fait varier: (D3) (D4) (D5) (R1) (R2) (T1) (T2) (T3) (T4) Insérer buffers de longueurs égales Insérer buffers longueur prop à nb successeurs Insérer buffers longueur prop à nb successeurs - Post-traitement: plus simple à mettre en œuvre et plus efficace que certaines résolutions PL - Longueur des buffers à insérer dépend de la source de variabilité Max pondérée des longueurs de buffer Min écart-type des longueurs de buffer

23 Redondance des ressources Résultats Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 23 /25 Optimisation robuste. Lorsquon fait varier: (D3) (D4) (D5) (R1) (R2) (T1) (T2) (T3) (T4) Prévoir des portes redondantes est une bonne façon dassurer la robustesse du planning Min nb de camions à quai en moyenne Redondance temporelle Min nb portes utilisées à chaque période Min nb de camions critiques

24 Conclusion Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 MILP1 MILP2 MILP3 IP* H1H1 H2 Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion 24 /25

25 Conclusion Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF /25 Identifier les problématiques doptimisation en cross-docking pertinentes pour lindustrie actuelle Démarche de RO: Modélisation métier Résolution Validation Traiter de façon intégrée les décisions opérationnelles identifiées comme clés Valider la pertinence du modèle au niveau métier en intégrant lincertain Contexte Planning du personnel Planning des camions Planning robuste pour les camions Conclusion

26 Centre National de la Recherche Scientifique Institut National Polytechnique de Grenoble Université Joseph Fourier Laboratoire G-SCOP 46, av Félix Viallet Grenoble Cedex Merci pour votre attention! Questions?

27 Annexes IP* Vidéo de la simulation Diagramme de flux Algo de transfert de palettes Résultats / temps de transfert Résultats / arrivée des camions Planning des employés: principe Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF

28 IP* Data Decision variables Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF

29 IP* Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF

30 Démonstration Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF

31 Diagramme de flux Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF

32 Algo de transfert de palettes Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF

33 Résultats / temps de transfert Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Temps de transfert stochastique 33

34 Résultats / arrivée des camions Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Arrivée des camions en avance / en retard, suivant une loi exponentielle de paramètre Ici: 60% en retard, 33% à lheure, 7% en avance 34

35 Résultats / arrivée des camions Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Arrivée des camions en avance / en retard, suivant une loi exponentielle de paramètre 35

36 Planning des employés: principe Planning hebdoPlanning du jour Affectation aux postes ¼ dheure Nombre dheures Jour Horaires exacts Heure & plage horaire Étape 1Étape 2Étape 3 Heures de début et fin par employé Une à deux semaines E. travaille 8 heures jeudi E. travaille de 9h à 17h jeudi E. est en prép. de 9h à 11h15, au filmage de 11h à 12h … Anne-Laure Ladier | Planification des opérations de cross-docking | ROADEF 2014 Multi-objectif avec pondérations 36


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