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Modélisation dun atelier de forge par un Job-Shop flexible Anthony Caumond Phillippe Lacomme Nikolay TchernevRéunion Bermudes du 27/09/02.

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1 Modélisation dun atelier de forge par un Job-Shop flexible Anthony Caumond Phillippe Lacomme Nikolay TchernevRéunion Bermudes du 27/09/02

2 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T2 Lentreprise Latelier de forge Le problème à résoudre La démarche de modélisation Le problème théorique Les modèles Une approche doptimisation Plan de lexposé

3 Lentreprise : Le marché Le processus de fabrication

4 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T4 Fabrication dalliages de fer –super alliages, alliages rapides,... Clients –aérospatiale, armement, énergie, automobile, outillage, médical, construction mécanique Lentreprisemarché

5 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T5 Lentrepriseprocessus de fabrication

6 Latelier de forge Contexte Schéma physique Différents types de flux Unité de flux

7 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T7 Latelier de forge Contexte planification au plus tard à capacité infinie planification opérationnelle

8 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T8 Latelier de forgeSchéma physique

9 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T9 Latelier de forge Les différents types de flux Flux type Flow-Shop hybride

10 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T10 Latelier de forge Les différents types de flux Retour sur létage 1

11 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T11 Latelier de forge Les différents types de flux Changement de ressource sur létage 2

12 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T12 Le modèleUnité de flux Job Gamme Opération Lot de type 2 Pièce Lot de type 1 Machine étage 2 Liste de machines étage 1

13 Le problème à résoudre Problèmes théoriques sous-jacents Lien entre les problèmes Contraintes But

14 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T14 Le problème à résoudreProblèmes théoriques sous jacent Problèmes de planification –Ordonnancer les jobs –Planifier les opérations –Constituer les lots à létage 1 –Affecter les lots aux machines –Affecter les gammes aux jobs –Ranger les pièces des lots dans les machines (Bin Packing)

15 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T15 Le problème à résoudreLien entre les problèmes

16 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T16 Le problème à résoudre Contraintes Ordonnancer les jobs –contraintes temporelles (entre les jobs) –dates de début de traitement au plus tôt ou imposées Planifier les opérations –changement doutil étage 1 et 2 –contraintes de regroupement à létage 2 –« durée de traitement» comprise dans un intervalle donné (Etage 1) –lintervalle dépend des pièces affectées au lot

17 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T17 Le problème à résoudre Contraintes Constitution de lots –compatibilité des pièces dans les lots –lots prédéfinis (lots étage 2 et certains lots étage 1) –l'intersection des intervalles des temps de traitement des pièces est non nulle Affectation lot/machine étage 2 (gamme / job) Affectation lot / machine étage 1 –plages douverture des machines –contrainte entre le lot et la machine –contrainte entre les pièces du lot et la machine

18 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T18 Le problème à résoudreBut Créer un outil dAide à la Décision pour –la planification de latelier En vue de : –prendre en compte les aléas de fonctionnement –augmenter lhorizon de planification –formaliser le savoir-faire Contrainte sur loutil: –un outil 'rapide' –un outil mode interactif

19 Le modèle Schéma du modèle Hypothèses simplificatrices Démarche de modélisation

20 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T20 Le modèleSchéma du modèle

21 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T21 Le modèleDémarche de modélisation Etape 1. Approche fonctionnelle SADT Etape 2. Validation du modèle SADT Etape 3. Extraction des données Etape 4. Approche Objets Etape 5. Modèle mathématique

22 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T22 Le modèleHypothèses simplificatrices l'étage 2 est l'étage goulet l'étage 1 de capacité suffisante par rapport à l'étage 2 Optimisation avec capacité infinie à l'étage 1

23 Lapproche doptimisation Le couplage triple : principe Le couplage triple : application Principe de lheuristique Déroulement dun exemple Extensions

24 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T24 Lapproche doptimisationLe couplage triple: principe Module doptimisation Module d'évaluation Etat courant Décision de gestion Ordonnancement Evaluation Règles de gestion Planification

25 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T25 Lapproche doptimisationLe couplage triple: application Module doptimisation Module d'évaluation Règles de gestion R0: Calcul des dates des opérations en fonction de lordonnancement Métaheuristique sur lordonnancement des pièces

26 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T26 Lapproche doptimisation Principe de lheuristique Placer les jobs en respectant l'ordonnancement –placer les opérations au plus tôt –ne pas remettre en cause les jobs précédents dans l'ordonnancement But : construire un échéancier valide dopérations Données dentrée : ordonnancement des jobs Données de sortie : affectation job/gamme, date de début des opérations

27 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T27 Lapproche doptimisation Déroulement dun exemple

28 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T28 Lapproche doptimisation Déroulement dun exemple

29 Réunion BERMUDES du 27/09/02 T29 HeuristiqueExtensions Extension 1: Changement doutil ajouter le temps de changement doutil aux temps de traitement Extension 2 : Prise en compte de plusieurs machines dupliquer les échéanciers Extension 3 : Affectation gamme / job meilleure solution locale

30 Résultats: Taille de résultats itérations Jeu de données généré aléatoirement Jeu de données réel Nombre dOF Temps de calcul Dernière amélioration milliers ditérations Makespan Tx dutilisation % Machine Machine Machine

31 Conclusion Modélisation complète du système –Formalisation de la connaissance (SADT, modèle objet,...) –Validation des modèles Proposition doutils et de méthodes doptimisation Conception dun outil dAide à la Décision


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