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Thèse de doctorat de l’UTT Guillermo CAMPOS CIRO Développement de méthodes d’or

Thèse de doctorat de l’UTT Guillermo CAMPOS CIRO Développement de méthodes d’ordonnancement efficaces et appliquées dans un système de production mécanique Spécialité : Optimisation et Sûreté des Systèmes 2015TROY0035 Année 2015 THESE pour l’obtention du grade de DOCTEUR de l’UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE TROYES Spécialité : OPTIMISATION ET SURETE DES SYSTEMES présentée et soutenue par Guillermo CAMPOS CIRO le 3 décembre 2015 Développement de méthodes d'ordonnancement efficaces et appliquées dans un système de production mécanique JURY M. A. MOUKRIM PROFESSEUR DES UNIVERSITES Président M. S. DAUZÈRE-PÉRÈS PROFESSEUR ENSM SAINT-ETIENNE Rapporteur M. F. DUGARDIN MAITRE DE CONFERENCES Directeur de thèse M. A. EL MOUDNI PROFESSEUR DES UNIVERSITES Examinateur M. N. REZG PROFESSEUR DES UNIVERSITES Rapporteur M. F. YALAOUI PROFESSEUR DES UNIVERSITES Directeur de thèse Personnalités invitées M. L. AMODEO PROFESSEUR DES UNIVERSITES M. R. KELLY CHEF D'ENTREPRISE NORELEM ii Remerciements Les travaux présentés dans cette thèse ont été réalisés dans le cadre d'un projet thèse CIFRE entre l'Université de Technologie de Troyes (UTT) et la société NORELEM SAS à Fontaine Les Grès, sous les meilleurs auspices et sous l'encadrement de mes directeurs de thèse : Farouk YALAOUI et Frédéric DUGARDIN et le chef d'entreprise : Russell KELLY. Je tiens à leur exprimer toute ma gratitude pour avoir accepté de diriger ma thèse. Je les remercie in niment pour leur soutien, leur disponibilité, leurs encouragements ainsi que pour m'avoir guider autant au niveau scienti que qu'humain. Je remercie également Mme Maïté CLEVY, ingénieure projet de NORELEM, pour toute sa participation dans le développement de cette thèse et pour m'avoir aidé et soutenu pendant ces trois années, nous avons travaillé très bien en équipe. J'exprime aussi toute ma gratitude à David MESSANT, chef d'atelier, pour sa disponibilité et excellente disposition pour travailler en équipe, à Marie-José ARAUJO, Fabien COUDRAT, Linda LOPEZ, Jerôme ROUSSELOT et Damien DUBOIS pour la bonne ambiance du travail et leur amabilité, et nalement à toute la grande famille NORELEM qui m'a accueilli de la meilleure façon en facilitant mon travail. J'exprime toute ma reconnaissance aux membres du jury qui me font l'honneur de par- ticiper à l'évaluation de cette thèse : Monsieur Stéphane DAUZÈRE-PÉRÈS, Professeur à l'École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne et à Monsieur Nidhal REZG, Pro- fesseur à l'Université de Lorraine en leur qualités de rapporteurs, à Monsieur Abdellah EL- MOUDNI, Professeur à l'Université de Technologie de Belfort-Montbeliard et à Monsieur Aziz MOUKRIM, Professeur à l'Université de Technologie de Compiègne en leur qualité d'examinateurs. Je tiens à remercier mes collègues de l'UTT qui m'ont soutenu pendant ce temps et en particulier à Juan Carlos RIVERA, Andrés BERNATE, Elyn SOLANO, Jorge VICTO- RIA, Andrés GUTIERREZ, Marie-Helene MAI, Julien AUTOURI, Matthieu LE BERRE, Birôme BA, Syrine AIT, Slim DAOUD et tous les autres membres du LOSI. Je remercie Yassine OUAZENE, Julie RUBASZEWSKI et Xixi WANG pour la bonne ambiance du bu- iii iv reau ainsi que pour leur sens de l'humeur. Je remercie également tous les autres colombiens de l'UTT. J'exprime aussi toute ma gratitude à Véronique BANSE et Bernadette ANDRE pour l'excellent service et la gentillesse au secrétariat du pôle ROSAS ainsi qu'aux membres de l'Ecole doctorale, et particulièrement à Pascale DENIS, Isabelle LECLERCQ et Thèrese KAZARIAN pour l'amabilité et l'aide prêtée dans les procédures administratives de l'école. En n, il n'y a pas de mots su sants pour exprimer mes sentiments de remerciement à ma famille en Colombie, à ma mère Gloria pour m'encourager et me soutenir toujours, à mon père Guillermo pour me conseiller et motiver, et à mon frère Ricardo pour son soutien inconditionnel. A mes grand-parents, à tous mes oncles, tantes et cousins et à mes amis en Colombie, merci beaucoup pour m'avoir soutenu pendant ces années de thèse. Merci énormément à Adriana pour son positivisme et sa compagnie pendant tous les moments de la thèse. Table des matières Introduction générale 1 1 Introduction : Contexte de recherche 5 1.1 Optimisation d'un atelier de production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.1 Ordonnancement : dé nitions et notations . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.2 Les indicateurs de performance des méthodes de résolution . . . . . . 8 1.2 Contexte industriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.1 L'entreprise Norelem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.2 Sa mission, ses services et ses produits . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.3 Analyse de l'existant - état des lieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3 Ordonnancement d'un atelier de type open shop . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 État de l'art 21 2.1 Problèmes d'ordonnancement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2 Ordonnancement de type open shop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.3 Les méthodes de résolution exactes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3.1 La programmation mathématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.3.2 Les méthodes de séparation et évaluation . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4 Les méthodes approchées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.4.1 Les algorithmes génétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.2 Les colonies de fourmis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.4.3 Les recherches locales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 v vi Table des matières 2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3 Ordonnancement d'Open shop Mono-objectif : méthodes exactes 41 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2 Présentation du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2.1 Modélisation mathématique : contraintes de ressources humaines . . . 44 3.2.2 Modélisation mathématique : contraintes de ressources humaines et d'outillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Méthodes de résolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.4 Expérimentations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4.1 Génération des instances numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4.2 Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uploads/Geographie/ guillermo-campos-ciro-2015troy0035.pdf