10 ème Congrès International de Génie Industriel CIGI13 EIGSI La Rochelle, 12-14 juin 2013 N. H....
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10 ème Congrès International de Génie Industriel CIGI13 EIGSI La Rochelle, 12-14 juin 2013 IMPACT DES CONTRAINTES LOGISTIQUES SUR L’ÉCHÉANCIER DE PROJETS DE GRANDE ENVERGURE N. H. Takodjou Kengne, R. Pellerin, N. Perrier 1
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2013 IMPACT DES
CONTRAINTES LOGISTIQUES
SUR L’ÉCHÉANCIER
DE PROJETS DE GRANDE
ENVERGURE
N. H. Takodjou Kengne, R. Pellerin, N. Perrier
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CHAIRE DE RECHERCHE JARISLOWSKY/SNC-LAVALIN EN GESTION DE PROJETS INTERNATIONAUX
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Équipe Un professeur titulaire, une associée de recherche, 2
étudiants au doctorat, 6 étudiants à la maîtrise et une stagiaire
Collaborateurs industriels SNC-Lavalin, Montréal Collaborateurs scientifiques :
Pierre Baptiste, École Polytechnique Mario Bourgault, École Polytechnique Michel Gamache, École Polytechnique Rémy Glardon, EPFL Lausanne Alain Hait, SupAéro Adnène Hajji, Université Laval Samir Lamouri, Arts et Métiers Patrice Leclaire, Supméca Pierre-Majorique Léger, HEC Montréal Nadine Meskens, UCL Mons Peter Nielsen, Aalborg
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CHAIRE DE RECHERCHE JARISLOWSKY/SNC-LAVALIN EN GESTION DE PROJETS INTERNATIONAUX
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Objectifs
Étudier les enjeux de la planification des projets internationaux en partenariat avec la Fondation Jarislowsky et la firme SNC-Lavalin
Trouver les meilleures façons de planifier et de contrôler les projets d’ingénierie marqués d’une grande complexité
Axes de recherche
Axe 1 – Planification de projets internationaux
Axe 2 – Ordonnancement de projets internationaux
Axe 3 – Suivi et ré-ordonnancement de projets internationaux
Axe 4 – Systèmes d’information en planification de projets
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PLAN
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1. Travaux antérieurs
2. Modèles Livraison possible à chaque période et
capacité limitée des canaux de livraison Livraison impossible à certaines périodes Nombre maximal de livraisons par période
3. Méthode de résolution
4. Tests et résultats
5. Conclusion
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ORDONNANCEMENT DE PROJETS AVEC CONTRAINTES DE MATÉRIEL ET DE RESSOURCES ET DATES DE LIVRAISON
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Objectif Étudier l’impact des contraintes logistiques
sur l’échéancier de projets de grande envergure:
Modéliser différentes politiques de livraison sous la forme d’un problème de RCPSP;
Fournir des résultats d’étalonnage pour des problèmes de petites tailles; et
Proposer des approches de résolution adaptées au contexte de grands projets d’ingénierie.
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1. TRAVAUX ANTÉRIEURS
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Aménagement du site Gestion des conflits de l’espace de stockage
Gestion de l’approvisionnement
Algorithmes génétiques
Elbeltagi et al. (2001) Mawdesley et al. (2002) Tam et al. (2002)Zouein et al. (2002) Osman et al. (2003) Jang (2004)
Colonies de fourmisNing et al. (2010)
SimulationTaghaddos et al.
(2010)
Visualisation statiqueCheng et O’Connor (1996) Jacobus (1997)Riley et Sanvido (1997)Akinci et al. (2002a)
Simulation 4DGuo (2002)Akinci et al. (2002b) Winch et North (2006)Bjornfot et Jongeling (2007)Haque et Rahman (2009)Marx et Markus (2011)
Méthode améliorativeZouein et Tommelein (2001)
Algorithmes génétiquesDawood et Sriprasert (2006)Mallasi (2009)
Juste-à-temps Bertelsen (1995)Pheng et Chuan (2001)Polat et al. (2007)
Stock tamponBallard et Howell (1998)Horman et Thomas (2005)Ng et al. (2009)
Approches proactivesCaron et al. (1998)Ala-Risku et Kärkkäinen (2006)
Recherche localeQuilliot et Toussaint (2012)
Algorithmes génétiquesGeorgy et Basily (2008)
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CONSTATS
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Contraintes de livraison et de stockage peu abordées dans la littérature en gestion de projet selon l’angle de la planification.
Les contraintes logistiques sont traitées indépendamment des contraintes de ressources et de façon réactive.
Ces contraintes sont de plus en plus préoccupantes et marquantes pour les gestionnaires de grands ouvrages d’ingénierie.
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PLAN1. Travaux antérieurs
RCPSP Gestion de l’espace de construction et de l’approvisionnement
2. Modèles Livraison possible à chaque période et capacité limitée des
canaux de livraison Livraison impossible à certaines périodes Nombre maximal de livraisons par période
3. Méthode de résolution
4. Tests et résultats
5. Conclusion
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2. MODÈLES
3 politiques : 3 modèles1) livraison possible à chaque période et capacité
limitée des canaux de livraison2) livraison impossible à certaines périodes 3) nombre maximal de livraisons par période
Hypothèses Chaque fournisseur peut livrer plusieurs types de
matériaux Unités d’un même type livrées par le même
fournisseur Contraintes d’entreposage exprimées en surface (
unités de volume)
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MODÈLE 1 : LIVRAISON POSSIBLE À CHAQUE PÉRIODE ET CAPACITÉ LIMITÉE DES CANAUX DE LIVRAISON
Politique d’approvisionnement : Matériaux requis pour une activité : livrés à
la date de début de l’activité espace de stockage limité hypothèse : espace d’entreposage occupé par
les matériaux du début jusqu’à la fin de l’activité
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Quantité de matériel utilisé par l’activité
Période de livraison
Utilisation de la zone de stockage
PériodeDébut de l’activité Fin de l’activité
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MODÈLE RCPSP DE BASE (PRITSKER ET
AL., 1969)
Minimiser (1)
sous les contraintes
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)11
1
1,1
n
n
LS
ESt tntxZ
i
LS
ES i
LS
ES j pxx i
i
j
j ,, ijJi ,
Ji
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w hihii
Rxr ,, TtHh ,
1
0 , 0iES
ix
lim
1 , 0T
LS ii
x
Tt tix 1,
1,0, tix
Ji
Ji
Ji
TtJi ,
tant tte à l'insité i débusi l'activ0 sinontix ,
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MODÈLE 1 : LIVRAISON POSSIBLE À CHAQUE PÉRIODE ET CAPACITÉ LIMITÉE DES CANAUX DE LIVRAISON
Contraintes logistiques supplémentaires :
(8)
(9)
(10)
(11)
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te ton à la dane livraiseffectue unisseur f si le four0 sinontfy ,
Ji Mm
t
w aiammii
Sxs ,,, TtAa ,
Ji Mm
ftifmmi
ftf CxlsCy lim,,,lim,1 FfTt ,
Ji Mm tftifmmi yxls ,,,, FfTt ,
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MODÈLE 2 : LIVRAISON IMPOSSIBLE À CERTAINES PÉRIODES
Exemple : régions du grand Nord période de dégel impraticabilité des routes
Contraintes d’entreposage
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Figure 1. Utilisation de la zone de stockage pour une activité débutant à une période où la livraison est permise
Figure 2. Utilisation de la zone de stockage pour une activité débutant à une période où la livraison est interdite
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MODÈLE 2 : LIVRAISON IMPOSSIBLE À CERTAINES PÉRIODES
Contraintes logistiques supplémentaires :
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
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Ff Ji Mm w aifmammitf
iSxls
1
,,,,,
TtAa ,
1
lim,,,lim,,1 tf
t Ji Mm
ftifmmi
ftf CxlsCy
fLTtFf \,
1
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t Ji Mm tftifmmi yxls
1,0, tfyTtFf ,
fLTtFf \,
Ji Wt Mm tifmmif
xls 0,,, Ff
0, tfy fLTtFf ,
Lf Ensemble des dates où la livraison est impossible pour le fournisseur ff,t Prochaine date de livraison possible du fournisseur f à partir de la date actuelle tWf Ensemble des périodes avant la première livraison du fournisseur f
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MODÈLE 3 : NOMBRE MAXIMAL DE LIVRAISONS PAR PÉRIODE
Politique d’approvisionnement : contraintes de la seconde politique nombre maximal de livraisons par période
Contraintes logistiques supplémentaires contraintes (12)(17) et (18)
(18)
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Ff ttf Dy , Tt
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PLAN1. Travaux antérieurs
RCPSP Gestion de l’espace de construction et de l’approvisionnement
2. Modèles Livraison possible à chaque période et capacité limitée des
canaux de livraison Livraison impossible à certaines périodes Nombre maximal de livraisons par période
3. Méthode de résolution
4. Tests et résultats
5. Conclusion
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3. MÉTHODE DE RÉSOLUTION Méthode exacte (Piveteau et al., 2011) basée sur la méthode
de Séparation et d’Évaluation Progressive. La méthodecomprend deux phases : 1) recherche d’une solution admissible au PLNE; 2) amélioration de la valeur de cette solution.
Dans cette approche, une coupe introduite dans le PLNE force la valeur de la solution à être au moins plus grande ou égale à une borne inférieure qui est réduite progressivement à chaque itération jusqu’à la détection d’un critère d’arrêt.
AMPL CPLEX (version 12.4.0.0) Temps de résolution limite : 7200 sec. AMD Athlon 64 X2 Dual Core Porcessor 4200+, 2.20 GHz, 3 Go de
RAM
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Itération k :
Itération k + 1 : Cas 1 – solution optimale
Itération k + 1 : Cas 2 – solution optimale
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ZPLNE = optimum = optimum global
Zone de recherche
Zone à vérifier
Zone rejetée
3. MÉTHODE DE RÉSOLUTION
ZLP
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3. MÉTHODE DE RÉSOLUTIONItération k + 1 : Cas 3 - temps limite atteint
Itération k + 1 : Cas 4 – temps limite atteint
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Zone de recherche
Zone à vérifier
Zone rejetée
laisser plus de temps pour la résolution
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3. TESTS Instances de PSPLib
4 réseaux de 30 activités entreposage : 5 niveaux de sévérité livraison : 3 niveaux de sévérité 60 instances
Paramètres : network complexity : nc = 1.8 resource factor : RF = 0.5 resource strength : RC = 0,5 nombre moyen de types de matériaux requis par activité :
RFN = 0.5 surface maximale d’entreposage :
RSN1 = 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 capacité des canaux de livraison :
RSN2 = 0.3 0.5 0.720
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3. RÉSULTATS Exemplaire J3022_5
Livraison
Entreposage Modèle 1 Modèle 2 Modèle 3
RSN2 RSN1 Z BI T Z BI T Z BI T
0.3
0.1 68* - 5666 73 72 7200 76* - 2246
0.3 58* - 236 64* - 119 64* - 54
0.5 54* - 72 59* - 42 63* - 127
0.7 52* - 33 54* - 55 58* - 130
0.9 52* - 34 55* - 39 59* - 28
0.5
0.1 80 79 7200 85 84 7200 83* - 4054
0.3 57* - 1298 63* - 996 65* - 765
0.5 56* - 244 60* - 47 63* - 50
0.7 53* - 29 54* - 34 58* - 32
0.9 54* - 37 58* - 41 59* - 25
0.7
0.1 72 71 7200 77 76 7200 79 78 7200
0.3 60 59 7200 66 65 7200 69* - 4173
0.5 52* - 32 58* - 26 59* - 25
0.7 55* - 389 58* - 802 62* - 132
0.9 52* - 42 56* - 83 59* - 34
21
* solution optimale
sévé
rité
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3. RÉSULTATS
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Exemplaire J3025_8
Livraison
Entreposage Modèle 1 Modèle 2 Modèle 3
RSN2 RSN1 Z BI T Z BI T Z BI T
0.3
0.1 95 94 7200 96 95 7200 90 89 7200
0.3 80 79 7200 79 78 7200 81 80 7200
0.5 72 71 7200 79 78 7200 76 75 7200
0.7 76 75 7200 72 71 7200 74 73 7200
0.9 74 73 7200 74 73 7200 74* - 7200
0.5
0.1 88 87 7200 89 88 7200 94 93 7200
0.3 71 70 7200 74 73 7200 76 75 7200
0.5 69 68 7200 73 72 7200 74 73 7200
0.7 72 71 7200 74 73 7200 75 74 7200
0.9 77 76 7200 69 68 7200 73 72 7200
0.7
0.1 105 104 7200 97 96 7200 102 101 7200
0.3 71 70 7200 73 72 7200 79 78 7200
0.5 73 72 7200 80 79 7200 76 75 7200
0.7
0.9 72 71 7200 74 73 7200 76 75 7200* solution optimale
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4. CONCLUSION Contribution
modèles intégrant les contraintes de ressources et logistiques
approche de résolution prometteuse mais qui ne permet pas une convergence rapide vers la solution optimale pour des projets fortement contraints ou de grande taille.
Travaux futursheuristiques pour résoudre des problèmes
réels avec temps de calcul raisonnable.
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REMERCIEMENTS Chaire de recherche Jarislowsky/SNC-
Lavalin en gestion de projets internationaux
Conseil de recherche en sciences naturelles et en génie du Canada
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