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SYS829 : Modélisation des systèmes de production Cours d’introduction – HIVER 2

SYS829 : Modélisation des systèmes de production Cours d’introduction – HIVER 2022 Cours: En ligne (ZOOM) Mardi 18h00-21h30 Labs: A-1432 Jeudi 18h00-21h00 TP: En ligne (ZOOM) Jeudi 18h00-21h00 Professeur : Jean-Pierre KENNÉ Bureau : A-1820 (514-396-8549) SYS829 : Modélisation des systèmes de production Objectifs du cours Décrire les différents environnements manufacturiers, leurs composants et leur évolution dans les systèmes de production à flux continu, en atelier et cellulaire; Développer les modèles qui décrivent la dynamique de différents types de système de production; Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 2 Flux continus (RAPPEL) Les exemples les plus caractéristiques de production en continu sont des produits comme: le sucre, le pétrole, le ciment, l'acier en coulée continue. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 3 Flux continus (RAPPEL) Ce type de flux de production a généralement les caractéristiques suivantes : Produit unique ou quasi, implantation des machines de façon linéaire, peu de flexibilité, Très bon équilibrage de la capacité des machines peu ou pas d'en cours, investissement important et forte automatisation. On retrouve des caractéristiques identiques pour des produits fabriqués en grande série tels que roulements à billes, embouteillage d'eau minérale. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 4 Production en discontinu (RAPPEL) Utilisée pour des quantités relativement faibles et pour des produits variés. Les exemples sont: Les industries de confection, les industries mécaniques Ce type de flux de production a généralement les caractéristiques suivantes : implantation des machines par fonction, grande flexibilité car les machines ne sont pas spécifiques, équilibrage de la capacité des machines difficile d'où l'apparition d'en cours. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 5 Flux continu vs discontinu (récapitulatif) 6 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Objectifs du cours Établir les conditions d’optimum des problèmes formulés et définir les structures des politiques optimales; Introduction à l’intégration de la simulation et les plans d’expériences dans la modélisation et la commande des systèmes de production complexes; Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 7 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Méthodes pédagogiques Cours magistraux (3 heures) • Analyse des performances • Commande optimale • Simulation et plans d’expériences • Conception des réseaux logistiques et de production Projet de résolution d’un cas pratique dans l’industrie manufacturière Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 8 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Méthodes pédagogiques Discussions en classe relatives aux différents concepts présentés, Devoirs à domicile; Travaux pratiques et laboratoires; Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 9 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Principales références [1] Askin R. G. et Standridge C. R., Modeling and analysis of manufacturing systems, John Wiley & sons, 1993. [2] Altiok Tayfur, Performance Analysis of Manufacturing Systems, Springer Series in Operations Research, 1997. [3] Ross S. M., Introduction to probabilities models, 5e édition, Academic Press, 1993. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 10 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Principales références [4] Myers R. H. et Montgomery D. C., Response Surface Methodology : Process and Product Optimization Using Designed Experiments, Wiley & sons, 1995. [5] Montgomery D. C., Design and Analysis of Experiments, Wiley & sons, 1997. [6] Pritsker, A.A.B. et O'reilly J.J. (1999) Simulation with Visual SLAM and Awesim, 2e édition, John Wiley & Sons, N.Y. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 11 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Principales références [7] Banks, J., Carson J.S., Nelson, B.L. and Nicol, D.M. (2001) Discrete Event System Simulation, 3e édition, Prentice‐Hall. [8] Law, A.M. and W.D. Kelton (2000), Simulation. Modeling and Analysis, 3e éd. McGraw‐Hill. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 12 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Principales références [9] Kelton, W. David et al. (2009); Simulation with Arena, 5e édition, McGraw Hill. [10] Rossetti, Manuel D. (2009); Simulation Modeling and Arena, John Wiley & Sons. Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 13 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Évaluation Points d’évaluation Pondération Devoirs no 1, 2 & 3 30 % Projet de session 30 % Travail synthèse 40 % Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 14 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des cours [1] Présentation du cours, notions générales sur la modélisation, théorie des probabilités et analyse des performances – 11 janvier 2022 [2] Programmation dynamique et modèles déterministes d’optimisation des systèmes de production – 18 janvier 2022 [3] Processus stochastiques et chaînes de Markov (Réf. Gershwin et Ross) – 25 janvier 2022 [4] Modèles stochastiques de planification de la production et de la maintenance des systèmes de production – machines en parallèle (chapitre 8) – 1er février 2022 Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 15 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des cours [5] Modèles stochastiques de planification de la production et de la maintenance des systèmes de production – machines en parallèle (chapitre 9) – 8 février 2022 [6] Modèles stochastiques de planification de la production et de la maintenance des lignes de production (chapitres 3 et 4) – 15 février 2022 [7] Méthodes et algorithmes numériques en commande optimale stochastique – 22 février 2022 Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 16 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des cours [8] Introduction aux systèmes logistiques intégrant les systèmes de productions (chaîne logistique : approvisionnements, production, distribution), gestion des approvisionnements et de stocks – 8 mars 2022 [9] Les enjeux de l’économie circulaire en production manufacturière (Conférencier invité – Mr. Daniel Normandin, Directeur du CERIEC (Centre d'études et de recherches intersectorielles en économie circulaire) – 15 mars 2022 Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 17 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des cours [10] Chaînes d’approvisionnement en boucle fermée et problèmes de logistique inverse en production. Mise en course et ordonnancement en systèmes manufacturiers (chapitres 10 et 11) – 22 mars 2022 [11] Files d’attente et introduction aux modèles de simulation (définitions, avance du temps et principe de la simulation à événements discrets, principaux blocs) et exemples – 29 mars 2022 Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 18 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des cours [12] Analyse des performances des systèmes de production et logiciel de simulation Arena (conférencier invité – Mr. Jean-François Boulet, HATCH Canada) – 5 avril 2022 [13] Introduction aux plans d’expérience et à la méthodologie des surfaces de réponse, commande des systèmes de production (logiciel d’analyse statistique et d’optimisation) – 12 avril 2021 Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 19 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des travaux dirigés Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 20 Séance et description TD1. Techniques d’optimisation (rappels 1 & 2) TD2. Techniques d’optimisation (rappels 3 & 4) TD2. Travaux dirigés (exercices en programmation dynamique déterministe) TD4. Travaux dirigés (modélisation des systèmes logistiques de production, logistique inverse) Lab1. Familiarisation avec Matlab (M1P1 – une machine produisant un type de pièces) SYS829 : Modélisation des systèmes de production Calendrier détaillé des travaux dirigés Cours_1A SYS829 (J.-P. Kenné) 21 Séance et description TD5. Présentation du projet de session. TD6. Approche de Kushner en commande stochastique Lab2.Familiarisation avec les méthodes numériques et algorithme de résolution des équations d’HJB Lab3.Support pour le projet de session. SYS829 : Modélisation des systèmes de production Jean-Pierre Kenné Ph.D en génie mécanique en 1997. Directeur de projets jusqu’en 2000. Professeur au département de génie mécanique depuis 2000. MEC628, MEC546, MEC788, MEC754 SYS825, SYS829, SYS862, DGA1005 Directeur département MEC 2011-2015 SYS829 (J.-P. Kenné) 22 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Jean-Pierre Kenné Planification de la production Planification de la maintenance Systèmes de production flexibles; méthodes numériques Approche hiérarchisée Lois de commande optimale SYS829 (J.-P. Kenné) 23 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Flexible Manufacturing Systems (FMS) Productivité - Diversité - Automatisation Modules flexibles et Unités flexibles Lignes de production flexible Optimisation, modélisation et complexité Approche combinée (analytique, simulation, DOE) SYS829 (J.-P. Kenné) 24 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Notions générales sur la modélisation FMS Conditions d’optimum Modélisation Commande optimale Optimisation Inventaire SYS829 (J.-P. Kenné) 25 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Commande optimale Maximiser les profits Satisfaire les clients Planifier la production Maintenir les équipements Problème d’optimisation complexe – Phénomènes aléatoires – Large dimension du problème SYS829 (J.-P. Kenné) 26 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Méthodes numériques FMS Stratégie stochastique Solution numériques HJB Maintenance corrective Maintenance Préventive Pannes des machines Demandes aléatoires Conditions d’optimum Méthodes numériques Équations discrétisées 27 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Politiques à seuil critique (Hedging point policy) temps stock X stock Âge X A SYS829 (J.-P. Kenné) 28 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Politique de maintenance préventive age stock X B A Contrôle du taux de transition du mode opérationnel au mode entretien préventif SYS829 (J.-P. Kenné) 29 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Politique de maintenance corrective Contrôle du taux de transition du mode panne au mode opérationnel temps stock X Y SYS829 (J.-P. Kenné) 30 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Paramètres de la loi de commande des FMS X Niveau inventaire A Neuve vs vieille B Maintenance préventive Y Maintenance corrective SYS829 (J.-P. Kenné) 31 SYS829 : Modélisation des systèmes de production Approche heuristique FMS Approche hiérarchisée X, A, B, Y Modèle de simulation Design expérimental Surface de réponse X*, A*, B*, Y* SYS829 (J.-P. Kenné) 32 SYS829 : uploads/Industriel/ sys829-cours-1a-h2022.pdf