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Optimisation des stratégies de fabrication et de réutilisation de l'aluminium en logistique inverse

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Kemi Yotat, Franck Eric (2017). Optimisation des stratégies de fabrication et de réutilisation de l'aluminium en logistique inverse. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le présent travail de recherche traite le problème de commande optimale stochastique d’une unité de recyclage de l’aluminium en logistique inverse. L’unité considérée est en boucle ouverte c’est-à-dire, dissociée de la ligne d’approvisionnement directe et assimilée à une machine produisant un seul type de produit (M1P1) sujette à des pannes et reparations aléatoires. L’unité est alimentée à un taux de retour constant des produits en fin de vie en aluminium et doit satisfaire une demande client à taux constant. Face à ces indisponibilités aléatoires de la machine, à la contrainte de satisfaction de la clientèle, il s’avère impératif de mettre sur pied une politique optimale de production devant permettre de suppléer à la demande client. Dans notre travail, nous considérons aussi le cas du taux de retour aléatoire afin de nous rapprocher de la réalité industrielle.

L’objectif de cette étude est de proposer une politique optimale de production qui permettra de minimiser les coûts de mise en inventaire et de pénurie. Les variables de décision sont le taux de production de l’unité ainsi que le taux d’élimination des retours collectés tandis que les variables d’états sont respectivement les niveaux d’inventaires des retours et des produits finis.

Un modèle de commande optimale stochastique du problème posé a été élaboré en utilisant les chaînes de Markov homogènes (taux de transition constant) et a conduit aux équations de type Hamilton-Jacobi Bellman. Compte tenu de l’inexistence des méthodes analytiques de résolution des équations obtenues, une méthode numérique basée sur l’approche de Kushner et Dupuis (1992) a été utilisée et nous avons obtenu une politique optimale de type seuil critique (Hedging Point Policy). Considérant le fait qu’il n’existe pas de relation fonctionnelle entre le critère de performance du modèle étudié et les variables indépendantes dans un cas général, nous avons combiné l’approche analytique à la simulation, le plan d’expériences et l’analyse de la variance (ANOVA) afin de déterminer les facteurs qui influencent la réponse de manière significative, estimer une corrélation entre la réponse et ces facteurs significatifs et de dégager les valeurs optimales des variables qui minimisent les coûts. Les résultats obtenus ont montrés que la politique de production dépend du niveau d’inventaire des retours et des produits finis disponible. Ces résultats obtenus ont été validés par une analyse de sensibilité.

Titre traduit

Optimization of strategies of manufacturing and reusing of aluminum in reverse logistics

Résumé traduit

The present work deals with the problem of optimal stochastic control of an aluminum recycling unit in reverse logistics. The unit considered is in an open loop, that is to say, dissociated from the direct supply line and assimilated to a machine producing a single type of product (M1P1) subject to random failures and repairs. The unit is fueled at a constant rate of return of end-of-life aluminum products and must satisfy a constant rate customer demand. Faced with this random unavailability of the machine, the need to satisfy the customer demand, it is imperative to set up an optimal policy of production to be able to supplement customer demand. In our work, we also consider the case of the random return rate in order to get closer to industrial reality.

The objective of this study is to propose an optimal production policy that will minimize the sum of holding and backlog costs for remanufacturing products. The decision variables are the production rate of the unit and the disposal rate of returned products. The disposal of the returned products from the recycling unit integrates the burial of the returned products, the sending of returned products to subcontracting.

The optimality conditions of the problem has been developed using homogeneous Markov chains (constant transition rate) and led to the Hamilton-Jacobi Bellman equations. Given the non-existence of the analytical methods for solving the obtained equations, a numerical method based on the approach of Kushner and Dupuis (1992) was used and we obtained an optimal Hedging Point Policy type. Considering the fact that, there is no functional relationship between the performance criterion of the model studied and the independent variables in a general case, we have combined the analytical approach with simulation, experimental plans and Analysis of variance (ANOVA) to allow us to determine the factors that influence the response significantly, to estimate a correlation between the response and these significant factors and to identify the optimal values of the variables that minimize the costs. The results obtained showed that the production policy depends on the level of inventory of returns and the finished products available. These results obtained were validated by a sensitivity analysis.

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 131-135.
Mots-clés libres: Aluminium Recyclage. Logistique inverse. Technique de la production. Commande stochastique Modèles mathématiques. Commande stochastique Méthodes de simulation. système manufacturier, commande optimale stochastique, simulation, plan d’expérience, logistique inverse en boucle ouverte, produit en fin de vie en aluminium
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Codirecteur:
Codirecteur
Songmene, Victor
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 03 juill. 2017 14:53
Dernière modification: 03 juill. 2017 14:53
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1902

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