Aide à la planification de la chaîne logistique Toulouse, le 24 novembre 2006 François GALASSO (LGP-ENIT/LAAS-CNRS/UTM) Directeur/trice de thèse Bernard GRABOT (LGP-ENIT) Colette MERCÉ (LAAS-CNRS/INSAT)

Plan Contexte et objectifs de l’étude Modélisation du processus de planification Concepts extraits des études de cas Intégration des délais dans le processus de planification Définition du modèle et du processus de planification dynamique Cadre de Simulation Gestion de la demande et des approvisionnements Incertitude sur la demande client Besoin de réactivité Planification flexible des ordres d’achats Intégration dans le processus de planification Application Numérique Conclusion/Perspectives

Contexte Études de cas Quelques observations Essentiellement du milieu aéronautique PMEs et grandes entreprises sur différents rangs de la CL Quelques observations Propagation des décisions en point à point Ensemble de relations client-fournisseur  Échange de plans Incertitude sur la demande client  Processus de planification périodique Présence de délais (production, sous-traitance…)  Limitent la réactivité Manque d’outils d’aide à la décision pour la planification Prenant en compte l’incertitude sur la demande Ajustement charge/capacité sommaire Plus particulièrement dans le cas des PMEs spécialisées

Objectifs de cette étude Étudier et caractériser les décisions critiques pour la planification de la CL Fournir une aide à la décision pour Le processus de planification d’une entité générique d’une CL La gestion des informations transmises par les autres acteurs de la chaîne (sous-traitants, fournisseurs…) L’amélioration des relations avec ces acteurs Intégration des observations découlant des études de cas Gestion Point à Point Planification périodique Prise en compte des délais et des horizons Incertitude sur la demande

Concepts Point de vue : propagation des décisions en point à point Chaque élément reste autonome Plusieurs types de décisions Production interne avec un coût nominal Sous-traitance d’une partie de la production Ajustements de capacités Heures supplémentaires 2 ou 3-huits Ordres d’achats Gestion de plusieurs fournisseurs Sous-traitant : S Flux matière Flux d’information Composants Ordres sous-traités Produits finis Ordres d’achats Demande Fournisseurs Clients Entreprise : E Livraisons de composants Livraison de produits finis

Intégration des délais Délai d’Anticipation (DA) C’est le délai nécessaire pour préparer l’application d’une décision Un délai d’anticipation est associé à chaque type de décision Délai d’obtention (L) Décrit le délai nécessaire pour la réalisation effective d’une décision Ces délais sont cumulatifs Il est nécessaire d’avoir une visibilité suffisante sur la demande t=0 1 2 3 4 5 6 7 Horizon des ordres de fabrication 50 τ Délai d’Anticipation = 2 périodes t=0 1 2 3 4 5 6 7 L=4 Horizon des ordres de fabrication τ 50

Processus de planification à horizon glissant Horizon de planification HP (= 6) et périodicité PP (= 2) Délai d’anticipation DA (= 3) se traduit par un Horizon Gelé HG 1er Horizon de planification : T = 6 Horizon de décision libre 1er Horizon Gelé 1er pas de planification : τ = 1, HP={1..6} HG={1..3} PP t=1 2 3 4 5 6 7 Décisions reportées Horizon de décision libre 2ème pas de planification : τ = 3, HP={3..8} HG{3..5} t=1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2ème Horizon Gelé 2ème Horizon de planification : T = 6

Modèle de planification Résolution périodique en minimisant un coût global Modèle linéaire en variables mixtes Variables de décisions Production interne ou sous-traitée Achats à plusieurs fournisseurs Utilisation d’heures supplémentaires Variables binaires pour introduire une capacité spécifique  2 ou 3-huit ; recrutement d’intérimaires etc… Caractéristiques du modèle Intègre : nomenclatures, contraintes de capacité et de sous-traitance, équation de stocks, délais de production Des contraintes additionnelles sont nécessaires pour garantir la cohérence des décisions entre deux étapes de planification

Cadre de simulation Simulation du processus de planification à horizon glissant Modélisation de l’acquisition dynamique de la demande Résolution du modèle de planification à chaque pas de planification Construction de l’historique des décisions et de l’état de la production Prise en compte des demandes sur le nouvel horizon de planification Permet de générer le plan réellement implémenté à la fin du processus de simulation (concaténation des décisions gelées à chaque pas de planification) Possibilité de simuler, d’évaluer et de comparer différents paramétrages (délais, horizons, coûts, etc.)

Incertitude sur la demande client Horizon de planification 2 sous horizons Horizon Ferme sur lequel la demande est connue et certaine Horizon Flexible sur lequel la demande peut évoluer entre deux bornes  La valeur finale de la demande n’est pas connue Partage des risques Dans l’horizon ferme Le client assume les conséquences des valeurs données dans HF Dans l’horizon flexible L’entreprise doit satisfaire toutes valeurs de la demande entre les bornes Le client assume le risque pris à transmettre une valeur hors des bornes t=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Horizon de Demande Flexible (HFlx) Horizon Ferme (HF)

Évolution dynamique de la demande Horizon de planification Time Quantités Horizon Flexible Horizon Ferme τ Horizon Flexible Horizon Ferme Quantités Horizon précédent (à τ) Horizon Ferme à τ+PP Horizon Flexible temps τ’ = τ+PP

Intégration de la demande flexible dans la planification Définir une « image » de la demande client Élaborer une demande déterministe à partir de la demande flexible On définit des « stratégies de planification » Exemples caractéristiques de stratégies : Myope : pas d’intégration des prévisions Optimiste : intégration de la borne supérieure Moyenne : intégration de la moyenne des bornes Pessimiste : intégration de la borne inférieure Évaluation de ces stratégies par rapport à un contexte donné : Demande moyenne Demande minimale, maximale…

Besoin de réactivité L’entreprise est soumise à la demande flexible de son client Les décisions d’approvisionnement sont soumises à des délais d’anticipation fixés par les fournisseurs : Délai d’anticipation  Horizon gelé Décisions gelées Le fournisseur peut demander un délai d’anticipation assez long Problème pour l’entreprise :  Établir des approvisionnements fermes, sur un horizon long, basés sur des demandes flexibles Une association horizon ferme/flexible est définie pour chaque fournisseur Traduit l’engagement de l’entreprise vis-à-vis de son fournisseur

Planification flexible des ordres d ’achats Réduction de l’horizon gelé Introduction d’un horizon flexible Approvisionnements sur l’horizon flexible variables entre deux bornes Affermissement progressif des approvisionnements flexibles Horizon Fournisseur Flexible (HFFlx) Horizon Ferme Fournisseur (HFF) Horizon Libre t=0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1er pas de planification PP 2ème pas de planification 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Appros. affermis Appros flexibles (bornes) Appros libres

Intégration dans le processus de planification Introduction de nouvelles contraintes Les longueurs relatives des horizons constituent un levier pour la définition d’un compromis Plusieurs scénarios peuvent être définis en tenant compte des coûts d’achats des composants: Horizon ferme du fournisseur long compensé par des coûts d’appros faibles Horizon ferme plus court avec des coûts d’appros plus élevés … Le cadre de simulation permet d’évaluer l’impact des différents scénarios D’identifier les gains potentiels liés à l’amélioration de la réactivité De supporter des négociations entre entreprise et fournisseurs

Application numérique : gestion de la demande client Objectifs Évaluer l’impact sur les coûts de l’application d’une stratégie Comparer les différentes stratégies Fournir une aide à la décision sur la meilleure stratégie applicable Caractéristiques de l’exemple 1 produit fini 2 composants 2 fournisseurs par composant 3 profils de demande Flexibilité sur la demande : +/-20%

Demande pour la simulation

Besoin de visibilité : évaluation sur demande moyenne

Choix d’une stratégie Gain obtenus par l’utilisation des stratégies selon différents contextes Application d’un critère d’aide à la décision  Maximiser le gain minimum de chaque stratégie (critère de Wald)  Choix de la stratégie Moyenne Demande Minimale Moyenne Maximale Stratégie Plan de Référence 144 672 177 683 207 915 Stratégie Optimiste 143 604 177 207 195 210 Stratégie Moyenne 144 415 175 237 174 017 Stratégie Pessimiste 169 855 136 566

Application numérique : gestion de la réactivité Objectifs Évaluer l’intérêt d’avoir recours à plusieurs fournisseurs Évaluer les coûts de plusieurs scénarios introduisant plus ou moins de réactivité au niveau des fournisseurs Mettre en avant les gains qui pourront supporter des actions d’améliorations Caractéristiques de l’exemple 1 produit fini 2 composants 2 fournisseurs par composant Profil prévisionnel constant (positionné sur la capacité interne) Demande réelle aléatoire (loi uniforme centrée sur la prévision avec une variation maximale de +/-30%)

Définition de l’exemple Configuration des 2 fournisseurs étudiée :  Fournisseur 1 moins cher que Fournisseur 2  Fournisseur 1 moins réactif que Fournisseur 2 Scénarios étudiés (fonction des longueurs d’horizon) Fournisseur 1 Fournisseur 2 Horizon Ferme Horizon Flexible Scénario 1 6 4 Scénario 2 3 2 Scénario 3

Valorisation de la réactivité des fournisseurs Scénario n°1 Scénario n°2 Cas n°1 Cas n°2 Cas n°3 HFF/HFFlx 6/0 3/3 3/0 Achats Frs 1 69,6 72,5 73,3 Achats Frs 2 4,3 0,8 Stock 75,8 75,2 73,9 Coût final 19779 17210 14440 Scénario n°3 Récapitulatif

Conclusion Approche développée à partir d’un contexte aéronautique Quelques concepts ont été étendus à d’autres secteurs (semi-conducteurs) Focalisée sur un processus d’assemblage Modèle de planification générique Intégrant les caractéristiques principales des chaînes logistiques (délais, coûts, multiproduit, multicomposant, différents sites etc…) Gestion de la flexibilité avec clients et fournisseurs Propose une formalisation de la réactivité liée à chaque décision Plusieurs utilisations sont possibles Proposition d’un ensemble de décisions à chaque pas de planification (quantités produites, approvisionnées etc…) Simulation d’un processus dynamique de planification par résolution itérative du modèle Comparaisons des plusieurs scénarios introduisant des réactivités différentes pour les fournisseurs Évaluation possible des gains liés à une amélioration de la réactivité Évaluation possible de l’augmentation du chiffre d’affaire fournisseur lié au gain de réactivité

Perspectives Extension de l’application Étude de l’influence des paramètres temporels (PP, HF…) sur les coûts Définir et évaluer d’autres profils de demandes Introduction de données issues d’un cas réel Accroître les capacités du modèle Interface graphique Gestion plus précise de la capacité Utilisation de la théorie des possibilités …