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Commande des systèmes manufacturiers non-fiables en intégrant des aspects environnementaux

Ben Salem, Ali (2014). Commande des systèmes manufacturiers non-fiables en intégrant des aspects environnementaux. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans les dernières années, l’intégration de la dimension environnementale a attiré beaucoup d’attention, et la sensibilisation du public envers les préoccupations environnementales a augmenté. Au niveau des pays, le Protocole de Kyoto (1997), signé par 37 pays industrialisés et les Membres de l'Union Européenne (UE), a encouragé ces pays à réduire leurs émissions du gaz à effet de serre (GES) (Toptal, 2014). L’industrie manufacturière est aussi concernée par cette évolution au niveau de la considération des émissions nuisibles à l’environnement dans le processus de fabrication. À titre d’exemple, selon le gouvernement du Québec, pour l’année 2010, le secteur industriel arrivait en deuxième place (après le secteur de transport) en termes d’émission de gaz à effet de serre (GES) avec 32,9% des émissions total de la province. Ainsi, les décideurs se doivent de développer les meilleures pratiques de gestion environnementale sans perdre de vue l’aspect économique. Dans ce contexte, on s’intéresse dans ce mémoire à l’étude de la problématique d’intégration de l’aspect environnementale dans la gestion de systèmes manufacturiers sous l’approche de commande optimale stochastique. En pratique, le domaine manufacturier est caractérisé par un comportement très dynamique à cause des différents aspects à tenir en compte simultanément (production, maintenance, qualité, …) en plus des évènements aléatoires (panne, réparation, délai de livraison…). Dans ce projet de recherche, nous avons abordé le problème de contrôle des systèmes manufacturiers non- fiables en considérant la protection de l’environnement dans les décisions stratégiques de l’entreprise.

Dans la première partie de ce mémoire, nous étudions un système manufacturier non-fiable qui génère des émissions dans l’environnement. Il est alors question de développer une nouvelle politique de commande rétroactive qui tient compte des émissions dans la décision de production afin de minimiser le coût total et réduire le bilan d’émission. En plus des coûts de stockage et de pénurie, nous avons considéré un coût d’émission sous l’approche de plafond d’émission.

Dans la deuxième partie, on intègre le contrôle de la maintenance en plus de la production dans un contexte de dégradation de l’équipement. L’originalité de ce travail est au niveau de la relation établie entre la dégradation de la machine et les émissions générées. Une étude comparative de plusieurs politiques de commande de la production et de la maintenance (overhaul et maintenance préventive) est menée afin d’étudier l’interaction entre les trois aspects (production, maintenance et émission).

Dans la dernière partie, on s’intéresse à l’étude du problème de contrôle de la production et des émissions dans un contexte de sous-traitance. L’objectif est de mesurer l’efficacité du recourt à un sous-traitant pour améliorer la stratégie environnementale de l’entreprise et réduire les coûts d’émission. L'effet des caractéristiques du sous-traitant (disponibilité, délai de livraison, coût) sur la décision de sous-traitance et de production est étudié. Ainsi, des outils d’aide à la décision pour la sélection du sous-traitant sont proposés.

Vu la complexité des problèmes étudiés et les limites des méthodes analytiques, on propose, dans ce projet de recherche, une approche de résolution expérimentale combinant la simulation, le plan d’expérimental et la méthodologie de surface de réponse.

En résumé, ce mémoire amène une contribution à plusieurs égards dans le contexte de la commande des systèmes manufacturiers non- fiables. En effet, nous avons abordé l’intégration de l’aspect environnemental dans la gestion des systèmes manufacturiers à plusieurs dimensions (production, maintenance, sous-traitance).

Titre traduit

Control of unreliable manufacturing systems by integrating environmental aspects

Résumé traduit

In the recent years, the integration of environmental dimension has attracted much attention and public awareness about environmental concerns has increased. At the country level, the Kyoto Protocol (1997), signed by 37 industrialized countries and the members of the European Union (EU), has encouraged those countries to reduce their greenhouse gas (GHG) emissions (Toptal, 2014). The manufacturing industry is also affected by this change in the consideration of the environment. For example, according to the Government of Quebec, for 2010, the industrial sector was the second (after the transport sector) in terms of greenhouse gas emissions (GHG) with 32.9 % of total emissions in the province. Thus, deciders must develop the best environmental management practices without losing sight of the economic aspect. In this context, in this master's thesis, we focus on the problem of integration of environmental aspects in the management of manufacturing systems under stochastic optimal control approach. In practice, the manufacturing domain is characterized by a very dynamic behavior due to the different aspects to be taken into account simultaneously (production, maintenance, quality ...) in addition to the random events (failure, repair activities, degradation ...). In this research, we addressed the problem of unreliable manufacturing systems control by considering the environment protection and control in the strategic decisions of the company.

In the first part, we study an unreliable manufacturing system that generates emissions into the environment. In addition to inventory and backlog costs, we considered an emission cost under the emissions cap approach. We focus then on developing a new retroactive control policy that takes into account emissions in the production decision in order to minimize the total cost and reduce the emission balance.

In the second part, we integrate the maintenance in addition to production control in the context of equipment degradation. The originality of this work is at the Relationship developed between the degradation of the machine and the emission generated. A comparative study of different production and maintenance control policies is conducted to study the interaction between the three aspects (production, maintenance and emission).

In the last part, we addressed the problem of control of production and emissions in the context of out-sourcing. The objective is to measure the effectiveness of the use of subcontracting to improve the environmental strategy of the company. The effect of subcontractor characteristics (availability, delivery time and cost) on subcontracting and production planning is analysed and a decision support tools are proposed.

Given the complexity of the problems studied and the limits of the analytical methods, we proposed to use an experimental resolution approach combining simulation, experimental design and response surface methodology (RSM).

In summary, this paper brings a contribution in several respects in the context of unreliable manufacturing systems control. Indeed, we addressed the integration of environmental aspect in the management of manufacturing systems to more than one dimension (production, maintenance, subcontracting).

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire par articles présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la production automatisée" Comprend des réréfences bibliographies.
Mots-clés libres: Industrie manufacturière Aspect de l'environnement. Fabrication Automatisation. Commande stochastique. manufacturier, non-fiable, système, émission, production, maintenance, environnement, sous-traitance, politique à seuil critique, approche expérimentale de résolution
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Gharbi, Ali
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Hajji, Adnène
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt: 30 oct. 2014 15:57
Dernière modification: 30 oct. 2014 15:57
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1372

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