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La Recherche Opérationnelle en France La Recherche Opérationnelle en France Qu’

La Recherche Opérationnelle en France La Recherche Opérationnelle en France Qu’est-ce que la Recherche Opérationnelle ? La recherche opérationnelle est une approche quantitative permettant de produire de meilleures décisions. Elle fournit des outils pour rationaliser, simuler et optimiser l’architecture et le fonctionnement des systèmes industriels et économiques. Elle propose des modèles pour analyser des situations complexes et permet aux décideurs de faire des choix efficaces et robustes. La recherche opérationnelle est une discipline exploitant ce qu’il y a de plus opérationnel dans les mathématiques, l’économie et l’informatique. Elle est en prise directe avec l’industrie et joue un rôle-clé dans le maintien de la compétitivité. Ses apports sont visibles partout : de l’organisation des lignes de production d’automobiles à la planification des missions spatiales, de l’optimisation des portefeuilles bancaires à l’aide au séquençage de l’ADN, mais aussi dans la vie de tous les jours pour le recyclage des déchets, l’organisation des ramassages scolaires, les emplois du temps des infirmières ou la couverture satellite des téléphones portables… Ce livre est une contribution collective de praticiens et de chercheurs de ce domaine varié et passionnant. © ROADEF 2011 www.roadef.org Prix : 7 euros La Recherche Opérationnelle en France La science du management quantitatif © Copyright ROADEF 2011 www.roadef.org Version OCTOBRE 2011 La couverture utilise des images sous licence Creative Commons CC-by-sa. Tous les dessins de l'ouvrage sont soumis à cette même licence (auteur: Lionel Lagarde). Les droits des autres illustrations appartiennent aux sociétés citées dans les articles. Ont contribué à la réalisation de cet ouvrage... ...le Bureau de la ROADEF 2010-2011(*) et : Lætitia ANDRIEU, Jérôme QUENU, Fabrice CHAUVET (EDF-DER) Thierry BENOIST (BOUYGUES e-LAB) Jean-Charles BILLAUT (Université de Tours, LI, Tours) Florence BOUTEMY, Michele QUATTRONE (AIR LIQUIDE) Jean-Christophe CULIOLI (coordinateur de l'ouvrage), Julien PEYRIEUX (AIR FRANCE) Luc DECHAMP (SFR) Guillaume ERBS, Slawomir PIETRASZ, Anna ROBERT (GDF SUEZ) Emmanuel GUERE (GOOGLE) Nabil GUERINIK (ORACLE) Bernard LEMARIÉ (LA POSTE) Christophe LACOTE, Sylvain CATHEBRAS, Renaud LEPERE (ALMA) Denis MONTAUT, Laurent PAJOU (EURODECISION) Alain NGUYEN (RENAULT) Adam OUOROU, Pascal CHAMBREUIL, Marc BOULLÉ, Eric GOURDIN (ORANGE LABS) Eric PINSON (IMA/UCO, OPTILOGISTIC) Arnaud RENAUD (ARTELYS) Sylvain SÉCHERRE (Armée de Terre, DSRO) Francis SOURD (SNCF, I&R) Alain TRAZZI (COSYTEC) Jean-Philippe VIAL, Frédéric BABONNEAU (ORDECSYS) Ce livre blanc est une œuvre collective réalisée sous l’égide de la ROADEF, Société Française de Recherche Opérationnelle et d'Aide à la Décision, par des rédacteurs indépendants issus du monde universitaire et du monde industriel. Le point de vue adopté est descriptif et militant, non pour défendre telle ou telle école de pensée, mais pour faire mieux connaître l’ampleur du gisement d’innovation et d'efficacité que pourrait procurer une meilleure utilisation des ressources françaises en recherche opérationnelle. Ce livre ne juge pas, ne compare pas. Il expose, suggère et, espérons-le, donne envie aux lecteurs d’en savoir plus, d’agir et de décider. *Francis SOURD, SNCF I&R ; Denis MONTAUT, EURODECISION ; Nadia BRAUNER, Univ. J. Fourier, Grenoble ; Christelle JUSSIEN-GUÉRET, IRCCyN - École des Mines de Nantes ; Nathalie SAUER, Univ. de Metz ; François VANDERBECK, Univ. Bordeaux 1. 2 La Recherche Opérationnelle AVANT-PROPOS, JEAN-PAUL HAMON, AMADEUS ..............................5 INTRODUCTION...................................................................................7 LA RECHERCHE OPÉRATIONNELLE DANS LES ENTREPRISES ................13 COMMENT LES INDUSTRIELS S'ORGANISENT.....................................17 EDF..................................................................................................................................19 GDF SUEZ .......................................................................................................................21 FRANCE TELECOM ..........................................................................................................23 GOOGLE..........................................................................................................................25 LA POSTE.........................................................................................................................26 RENAULT ........................................................................................................................27 BOUYGUES .....................................................................................................................29 La SNCF ..........................................................................................................................31 AIR FRANCE ....................................................................................................................33 SFR .................................................................................................................................35 AIR LIQUIDE....................................................................................................................37 D'INCONTESTABLES RÉUSSITES .........................................................40 ÉNERGIE.......................................................................................................42 EDF – Apogée Lissage....................................................................................................42 ARTELYS – Energy Planner..............................................................................................44 GDF SUEZ – PANDA TRIO : comment investir sur les réseaux gaziers ? ........................46 GDF SUEZ – Opti-ATM (Accès au Terminal Méthanier)..................................................50 LOGISTIQUE..................................................................................................54 ARMÉE DE TERRE – GENEFORCE....................................................................................54 EURODECISION – LP-SUPPLYCHAIN................................................................................58 LA POSTE ........................................................................................................................62 AIR LIQUIDE – ODRAL.....................................................................................................69 TELECOMMUNICATIONS – MEDIAS..............................................................71 ORANGE LABS – Dimensionnement et design optimisés des réseaux radiomobiles...71 ORANGE LABS – KHIOPS.................................................................................................76 SFR – Dimensionnement du réseau ADSL.....................................................................79 BOUYGUES – TF1 – Revenue Management..................................................................81 COSYTEC – Télévision Suisse Romande..........................................................................83 INDUSTRIE MANUFACTURIERE.....................................................................87 ALMA ............................................................................................................................87 RENAULT .....................................................................................................................91 3 CONSTRUCTION............................................................................................97 BOUYGUES - COLAS – Maintenance d’un réseau routier...............................................97 TRANSPORTS................................................................................................99 AIR FRANCE – ARCHIPEL.................................................................................................99 AIR FRANCE – ORA Plus................................................................................................101 SNCF - PRESTO..............................................................................................................102 SNCF – SIOUCS..............................................................................................................104 SOCIÉTÉS DE CONSEIL ET EDITEURS DE LOGICIELS............................107 ALMA ........................................................................................................................108 AMADEUS ..................................................................................................................109 ARTELYS........................................................................................................................110 EURODECISION.............................................................................................................112 OPTILOGISTIC ...............................................................................................................114 ORDECSYS .................................................................................................................116 COSYTEC.......................................................................................................................118 ILOG (IBM) ...................................................................................................................119 FICO et ARTELYS...........................................................................................................122 ORACLE ........................................................................................................................125 POUR ALLER PLUS LOIN …...............................................................128 ANNEXES.........................................................................................130 ENSEIGNEMENT ET RECHERCHE…...............................................................130 SOCIÉTÉS CITÉES.........................................................................................135 La ROADEF .................................................................................................136 4 AVANT-PROPOS, Jean-Paul HAMON, AMADEUS AVANT-PROPOS, Jean-Paul HAMON, AMADEUS La recherche opérationnelle est une discipline scientifique dont l’utilité et les champs d’exploitation n’ont fait que croître au fil des décennies, aidée en cela par les progrès dans les mathématiques et les techniques d’optimisation, ainsi que par l’explosion des possibilités offertes par les technologies de l’information. Le transport aérien est une illustration parfaite de l’importance stratégique de la recherche opérationnelle. La RO a été au cœur de la révolution des compagnies aériennes dans les vingt dernières années, en particulier en introduisant des approches sophistiquées d’adaptation des prix à la demande, sans lesquelles elles n’auraient pas pu mettre en œuvre les transformations nécessaires à leur compétitivité et à leur survie. La RO est utilisée dans bien d’autres domaines que le transport, comme en témoignent les exemples cités dans ce livre. Elle mériterait pourtant d’être diffusée plus largement chez l’ensemble des industriels. Faire de la RO, ce n’est pas simplement résoudre un problème combinatoire dans un sous-ensemble d’une entreprise, c’est aussi fournir aux décideurs des outils quantitatifs de leur activité. La RO doit devenir plus encore le partenaire privilégié du dirigeant et des contrôleurs de gestion, ainsi que des services à valeur ajoutée de l’entreprise. 5 Ce livre montre donc d’une façon éclatante qu’il existe un courant de renouveau de la RO en France et cela ne peut être que bénéfique à la compétitivité de nos entreprises. Les conditions sont réunies pour qu’on aille plus loin encore, car nous bénéficions d’une formation de plus en plus performante et proche de l’industrie, et les jeunes talents devraient être attirés par ces nouvelles perspectives. Les décideurs de la vie publique ont leur rôle à jouer pour encourager une plus large utilisation du management quantitatif dans le tissu industriel français. Nul doute que ce livre riche en exemples d’applications de la RO contribuera à ce nouvel élan. Jean-Paul HAMON Executive Vice President, Development AMADEUS 6 INTRODUCTION INTRODUCTION La recherche opérationnelle (RO) peut se définir comme la mise en œuvre de méthodes scientifiques, essentiellement mathématiques, en vue de prendre la meilleure décision possible. Établir plus précisément quand entre en jeu la recherche opérationnelle dans un processus de prise de décision est une tâche plus difficile. En effet, l’expert en recherche opérationnelle exploite des connaissances provenant de sources particulièrement variées qu’on peut classer en trois grandes catégories : les mathématiques appliquées, l’informatique et les modèles métiers. Sous le terme de « mathématiques appliquées », nous regroupons les méthodes qui constituent la boîte à outils de notre expert. La programmation linéaire, en variables réelles ou entières, est intimement liée à l’histoire de la recherche opérationnelle puisque c’est à la suite de la création de la première méthode de résolution efficace de programmation linéaire, à savoir l’algorithme du simplexe en 1947, que s’est développée la RO. Elle consiste à minimiser (ou maximiser) une fonction linéaire sous des contraintes également linéaires, ce qui, en pratique, permet de modéliser un grand nombre de situations. Aux côtés de la programmation linéaire figure la théorie des graphes qui offre également des possibilités de modélisation très riches (plus courts chemins, flux de transports…). Ainsi, les graphes sont très fréquemment utilisés pour représenter un réseau mais leur utilisation dépasse largement le seul cadre de ces problèmes (le graphe de précédence en ordonnancement est un exemple parmi d’autres). La programmation linéaire et les principaux algorithmes de graphes sont souvent enseignés dans les parcours mathématiques ou informatiques des universités et grandes écoles. Ils sont souvent complétés par d’autres notions théoriques comme la théorie de la complexité qui permet d’avoir une meilleure compréhension des problèmes qui peuvent être résolus efficacement. 7 Au-delà de ces concepts de base, de nombreuses autres techniques sont régulièrement utilisées par l’expert en RO, la plupart d’entre elles faisant l’objet de recherches actives. Ainsi, la programmation mathématique englobe les différentes généralisations de la programmation linéaire (fonction ou contraintes non linéaires, multi-objectif, stochastique, dimension infinie…). Figure 1 : Le « Bin Packing » ou comment utiliser le moins de boîtes possibles pour y loger des objets. Le calcul informatique est nécessaire pour résoudre pratiquement, c’est-à-dire numériquement, les problèmes posés. Ainsi, la notion de temps de calcul est centrale dans le développement et la mise au point d’un algorithme de RO. Nous avons à ce titre déjà mentionné la théorie de la complexité. Cette dernière définit la classe des problèmes NP-difficiles à laquelle appartiennent la plupart des problèmes pratiques de la RO. Comme il semble peu probable de pouvoir résoudre efficacement ces problèmes de manière exacte, les informaticiens ont développé un grand nombre de méthodes permettant d’obtenir, en des temps de calcul raisonnables, de bonnes solutions à ces problèmes. Beaucoup de ces méthodes sont génériques même si, dans la plupart des cas, un travail conséquent est nécessaire pour mettre en œuvre de manière performante une uploads/Science et Technologie/ livre-blanc 1 .pdf