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Intégration de la dynamique de l'humain dans la planification de la production d'un système manufacturier

Samba, Ness Gracia (2017). Intégration de la dynamique de l'humain dans la planification de la production d'un système manufacturier. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette étude traite le problème de planification conjointe de la production et de la maintenance corrective dans un système de production manufacturière sujet à des pannes et réparations aléatoires. Le but de cette recherche est de mettre en place une politique conjointe pour contrôler la production et la maintenance corrective d’un système manufacturier en considérant l’humain dans les activités de réparation de la machine. Le critère de performance considéré dans ce travail est le coût total de production. Ce coût est constitué des coûts de mise en inventaire, de rupture de stock et de maintenance corrective. La demande des produits finis est déterministe et définie par un taux constant.

Les modèles proposés représentent une extension du modèle classique d’Akella et Kumar (1986) appliqué sur un système constitué d’une machine produisant un seul type de produit (M1P1). En effet, les modèles développés au cours de cette étude prennent en considération la dégradation de la performance (augmentation du temps de réparation) dans le processus de planification de la production et de la maintenance corrective. L’approche proposée est basée sur la commande optimale stochastique appliquée à un système de production modélisé par un processus markovien à temps continu et à états discrets. Le principe du maximum en programmation dynamique est utilisé par un coût actualisé sur un horizon infini.

Les conditions d’optimum obtenues sont décrites par des équations aux dérivées partielles couplées sous la forme d’équations d’Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB). Ces équations étant difficiles à résoudre, nous proposons une résolution numérique en utilisant l’approche de Kushner. Cette résolution numérique nous a permis de déterminer les lois de commande conjointe (taux de production de la machine et du remplacement du technicien de réparation) du système de production considéré. Une analyse détaillée des résultats obtenus et une analyse de sensibilité ont permis de décrire le plan de production (outil d’aide à la décision) et de valider les modèles proposés pour différents scénarios associés à la dégradation de la performance du technicien de réparation.

Titre traduit

Integration of the human's performance in the planning of the production and the maintenance of a manufacturing system

Résumé traduit

This study addresses the issue of joint planning of production and corrective maintenance in a manufacturing system subject to random failures and repairs. The purpose of this research is to develop a joint policy to control production and corrective maintenance of a manufacturing system by taking in account of the human in the machine repair activities. The performance criteria considered in this work is the total cost of production. This cost consists of inventory and commissioning costs, stock-out and corrective maintenance. The demand for finished products is deterministic and defined by a constant rate.

The models developed in this study are an extension of the classical model of Akella and Kumar (1986) applied to a system consisting of a machine producing one type of product (M1P1). In fact, those models consider the degradation of the repair technician’s performance (increased repair time) in the planning process of the production and corrective maintenance. The proposed approach is based on stochastic optimal control applied to a production system modelled by a Markov process continuous-time dynamic programming is used by a discounted cost over an infinite horizon.

The optimum conditions obtained are described by partial differential equations coupled in the form of the Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equations. These equations are difficult to solve. Therefore, we propose a numerical solution using the approach of Kushner. This numerical solution has allowed us to identify joint control laws (production rate of the machine and replacing the repair technician) considered the production system. A detailed analysis of the results and sensitivity analysis provided a description of the production plan (support tool for decision) and to validate the proposed models for different scenarios associated with degradation of the performance of the repair technician.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Bibliographie : pages 111-113.
Mots-clés libres: Production Planification Modèles mathématiques. Entretien prédictif. Industrie manufacturière. Commande stochastique. Ingénierie des systèmes Coût. humain, politique, augmentation du temps de réparation, commande optimale, maintenance corrective, système manufacturier, processus stochastiques
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 20 avr. 2017 17:46
Dernière modification: 20 avr. 2017 17:46
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1868

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