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Mémoire de fin d’étude Pour l’obtention du diplôme de Master Filière : Génie in

Mémoire de fin d’étude Pour l’obtention du diplôme de Master Filière : Génie industriel Spécialité : Management industriel et logistique Présenté par : ILLOUL Youcef Thème Soutenu publiquement, le 13 / 09 / 2020, devant le jury composé de : M. SOUIR Mehdi M.C.A ESSA.Tlemcen Président M. BRAHAMI Mustapha Anwar M.A.A ESSA.Tlemcen Directeur de mémoire M. M. MALIKI Fouad M.C.B ESSA.Tlemcen Co- Directeur de mémoire M. BENNEKROUF Mohammed M.C.B ESSA.Tlemcen Examinateur 1 M. MEKAMCHA Khalid M.C.B UAB. Tlemcen Examinateur 2 Année universitaire : 2020/2021 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE الجـمـهـوريـة الجـزائـريـة الديـمـقـراطـيــة الشـعـبـيــة وزارة التعليـم العالـي والبحـث العلمـي المـدرسـة العليـا في العلوم التطبيقيــة -تلمسان- Réalisation d’une application pour le contrôle et l’optimisation des coûts du département Logistique Collecte de l’entreprise DDA MINISTRY OF HIGHER EDUCATION AND SCIENTIFIC RESEARCH HIGHER SCHOOL IN APPLIED SCIENCES --T L E M C E N-- Je dédie ce modeste travail : A mes chers parents A qui je dois ce que je suis A ceux qui m’ont tout donné sans rien en retour A toute ma famille Que dieu leur préserve longue vie A tous mes amis ainsi qu’à tous ceux qui me sont chers Que ce travail soit le témoignage sincère et affectueux De ma profonde reconnaissance pour tout ce que vous avez Fait pour moi. Youcef REMERCIEMENT : Avant toute personne, je remercie le bon Dieu de nous avoir prêté vie, santé et volonté pour achever ce modeste travail. Je tiens à remercier mes encadrants M. BRAHAMI Mustapha Anwar et M. MALIKI Fouad pour tout le temps qu’ils m’ont consacré, pour leur conseils précieux, pour toute leur aide \et leur appui durant la réalisation de ce travail. Je tiens à remercier, mes chers parents pour leur encouragement et soutien. J’adresse également un grand merci à M. Sahnoun M'hammed Maître de Conférences à LINEACT de Rouen, pour son aide et ses conseils précieux tout au long de ce projet. Je tiens à remercier chacun des membres du jury pour nous avoir fait l’honneur d'examiner et d’évaluer notre travail L’objectif de ce travail est de développer une application d’aide à la décision pour l’entreprise Danone Djurdjura Algérie (DDA), permettant d’améliorer et d’optimiser les tournées de véhicules des opérations de distribution ou d’approvisionnements. L’application développée et baptisée « VRP-MH » (Vehicle Routing Problem – MetaHeuristics) utilise quatre approches basées sur les métaheuristiques pour la résolution des problèmes de tournées complexes intégrant des contraintes temporelles. La conception et la spécification de l’application est accomplie à l’aide du langage de modélisation UML, tandis que l’implémentation est réalisée en utilisant le langage Java sous l’environnement Eclipse. Mots clés : Application VRP-MH, Outil d’aide à la décision, Tournée de véhicule, Métaheuristiques, UML, Java This work aims to develop a decision support application for the company Danone Djurdjura Algeria (DDA), that can improve and optimize the routes of vehicles for distribution or supply operations. The developed application is called “VRP-MH” (Vehicle Routing Problem - MetaHeuristics) uses four approaches based on metaheuristics for the resolution of complex routing problems integrating time constraints. The conception and specification of the application is made using UML modeling language, while the implementation is done using the Java language in the Eclipse environment. Keywords: VRP-MH application, decision support tool, vehicle rooting, metaheuristics, UML, Java الهدف من هذا العمل هو تطوير تطبيق دعم ا لقرار ات لشركة(DDA) Algérie Danone Djurdjura ، والذي يمكنه تحسين مسارات المركبات لعمليات التوزيع و اإلمداد. يُطلق على التطبيق اسمMH" - "VRP ( Vehicle Routing MetaHeuristics – Problem ) يعتمد على أربعة مناهج تستند على األدلة العليا لحل مشاكل التوجيه المعقدة التي تدمج القيود الزمنية. يتم تنفيذ مفهوم التطبيق ومواصفاته باستخدام لغة نمذجةUML ، بينما يتم التنفيذ باستخدام لغةa Jav في بيئة Eclipse . الكلمات الرئيسية : تطبيقMH - VRP ، أداة دعم ا لقرار ات ، توجيه المركبات ، األدلة العليا( metaheuristics ) ، UML ، Java . 5 TABLE DES MATIERE INTRODUCTION GENERALE ...................................................................................................... 8 CHAPITRE I .................................................................................................................................... 10 Introduction ........................................................................................................................................................... 11 La logistique ........................................................................................................................................................... 11 La chaîne logistique ............................................................................................................................................... 12 3.1. Gestion de la chaîne logistique ...................................................................................................................... 15 3.2. Structure générale d’une chaîne logistique .................................................................................................... 15 3.3. Niveaux de décisions dans une chaîne logistique .......................................................................................... 16 Le transport et la distribution dans la chaîne logistique .................................................................................... 17 4.1. Le problème du voyageur de commerce TSP ................................................................................................ 18 4.2. Le problème de tournées de véhicules ........................................................................................................... 18 4.3. Modélisation mathématique ........................................................................................................................... 19 4.3.1. Paramètres ............................................................................................................................................ 19 4.3.2. Variables de décision ............................................................................................................................ 19 4.3.3. Fonction objectif :................................................................................................................................. 19 4.3.4. Contraintes ............................................................................................................................................ 20 4.4. Quelques variantes du problème de tournées de véhicules ............................................................................ 21 Les méthodes de résolution du problème VRP : ................................................................................................. 24 5.1. Les méthodes exactes ..................................................................................................................................... 25 5.2. Les méthodes approchées ............................................................................................................................... 25 5.2.1. Les heuristiques .................................................................................................................................... 25 5.2.2. Les métaheuristiques ............................................................................................................................ 26 5.2.3. Les métaheuristiques à solution unique ................................................................................................ 29 5.2.4. Les métaheuristiques à population de solutions ................................................................................... 32 Conclusion .............................................................................................................................................................. 34 CHAPITRE II .................................................................................................................................. 35 Introduction ........................................................................................................................................................... 36 Problématique ........................................................................................................................................................ 36 6 Objectifs de l’application VRP-MH ..................................................................................................................... 37 Méthode de conception .......................................................................................................................................... 37 4.1. Définition d’UML (Unified Modeling Language) ......................................................................................... 37 Analyse des besoins ................................................................................................................................................ 39 5.1. Identification des acteurs ............................................................................................................................... 39 5.1.1. Définition d'un acteur : ......................................................................................................................... 39 5.2. Description textuelle des cas d’utilisations .................................................................................................... 39 5.2.1. Description textuelle du cas d’utilisation « Initialisation des données » .............................................. 40 5.2.2. Description textuelle du cas d’utilisation « Optimisation du problème de tournée » ........................... 41 Conception et implémentation de l’application VRP-MH ................................................................................. 41 6.1. Diagramme de cas d’utilisation ...................................................................................................................... 41 6.1.1. Le diagramme de cas d’utilisation associé au Logisticien/Responsable collecte ................................. 42 6.2. Diagramme de classes .................................................................................................................................... 42 6.3. Description de l’environnement de développement ....................................................................................... 45 6.3.1. Langage JAVA ..................................................................................................................................... 45 6.3.2. L’IDE Eclipse ....................................................................................................................................... 46 Démonstration de l'application VRP-MH ........................................................................................................... 46 7.1. L’interface des résultats ................................................................................................................................. 46 7.2. Exemple d’affichage des résultats par l’application VRP-MH ...................................................................... 47 7.3. Performances de l’application VRP-MH ....................................................................................................... 48 7.3.1. Jeux de donnée ..................................................................................................................................... 48 7.3.2. Réglage des paramètres des métaheuristiques utilisées ........................................................................ 49 7.3.3. Résultats obtenus .................................................................................................................................. 50 7.3.4. La validation de résultats de VRP-MH par la méthode exacte Branch & Bound : ............................... 53 CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES ................................................................... 54 REFERENCES ................................................................................................................................. 55 7 TABLE DES FIGURES Figure 1.1 : Chaine logistique d’une entreprise de production laitière ....................................................... 14 Figure 1.2 : Structure générale d’une chaîne logistique .............................................................................. 16 Figure 1.3 : Classification de méthodes d’optimisation .............................................................................. 24 Figure 1.4 : Exemples de solutions voisines dans un problème VRP [NGUEVEU. 2009] ........................ 28 Figure 1.5 : Algorithme du recuit simulé .................................................................................................... 30 Figure 1.6 : Algorithme de recherche tabou ................................................................................................ 32 Figure 1.7 : Exemples de croisement ......................................................................................................... 34 Figure 2.1 : Diagramme de cas d’utilisation associe au Logisticien/Responsable collecte ........................ 42 Figure 2.2 ; Diagramme de classes de l’application VRP-MH ................................................................... 43 Figure 2.3 : L’interface de résultats montrant la solution gloutonne après exécution du programme ........ 46 Figure 2.4 : L’interface de résultats montrant la solution de l’algorithme AG+TS .................................... 47 Figure 2.5 : Figure : Exemple d’une solution de l’algorithme RS .............................................................. 47 Figure 2.6 : Exemple d’une solution de l’algorithme AG+TS .................................................................... 48 TABLE DES TABLEAUX Tableau 2.1 : Description textuelle de cas d’utilisation « Initialisation des données » ................................. 40 Tableau 2.2 : Description textuelle de cas d’utilisation « Optimisation du problème de tournée» ............... 41 Tableau 2.4: Paramètres de l’AG adopté ....................................................................................................... 50 Tableau 2.5 : Résultats obtenus par l’application VRP-MH ......................................................................... 52 8 Introduction générale De nos jours, dans un environnement économique de plus en plus concurrentiel, l’optimisation des chaînes logistiques occupe une place importante dans la vie industrielle des entreprises. Le but étant l’amélioration de leur compétitivité en optimisant leurs performances et en réduisant leurs coûts. En effet, la chaîne logistique englobe toutes les tâches réalisées pour la production d’un service ou d’un produit, à savoir l’approvisionnement, la transformation, le stockage, et la distribution. Bien que, la chaîne logistique englobe toutes ces tâches, des études ont montré que les coûts de transport, de l’approvisionnement et de distribution constituent le tiers des coûts opérationnels d’une chaîne logistique. Par conséquent, depuis plusieurs années, un nombre croissant d’entreprises et de chercheurs constatent les bénéfices de l’optimisation de la logistique de distribution/approvisionnement et de transport, et elle est devenu un challenge majeur pour eux. Dans ce sens, l’élaboration des tournées de véhicules pour la l’approvisionnement en matières premières et la livraison les produits finis aux clients constitue l’une des activités principales de la logistique de distribution/approvisionnement et de transport. L’optimisation des activités de distribution/approvisionnement consiste à résoudre en partie les problèmes de tournées de véhicules. Le travail que nous allons présenter dans ce mémoire de Master concerne le problème d’élaboration des tournées de véhicules connu sous l’appellation VRP (Vehicle Routing Problem). Ce problème classique de l’élaboration des tournées consiste à construire des routes avec un coût minimum pour que les véhicules puissent visiter exactement une fois chaque client géographiquement distribué. Le VRP est un sous problème important dans le domaine des systèmes de distribution/approvisionnement et beaucoup d’efforts sont été consacrés en recherche sur divers aspects du VRP. L’objectif principal à travers ce projet de fin d’étude consiste uploads/Geographie/ pfe-master-v2.pdf