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Commande optimale stochastique appliquée à la maintenance des systèmes de production

Nkuidjeu Njike, Achille (2011). Commande optimale stochastique appliquée à la maintenance des systèmes de production. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Cette thèse traite des problèmes de commande optimale des systèmes de production sujets aux produits non conformes et rejetés. Trois modèles optimaux ont été développés :

1. L’un basé sur la connaissance des taux de rejets à différents états de l’actif de production;
2. L’autre basé sur le contrôle en temps réel des produits non conformes; et
3. Le dernier basé sur la récupération des produits non conformes et réutilisé au même titre que la principale matière première.

Dans la première phase de cette thèse, un premier modèle optimal développé permet de considérer le cycle de vie réel de l’ensemble des actifs du système de production en dénombrant les différents niveaux opérationnels du système; cette décomposition du système en plusieurs modes opérationnels permet d’utiliser l’état présent des quantités rejetées afin de mettre sur pied un modèle optimal tenant compte de la combinaison de l’âge de l’actif et des erreurs humaines. Le taux de rejet caractérise ce regroupement des défaillances en un seul facteur; Son utilisation dans le modèle optimale permet d’avoir des olitiques optimales et réalistes de production et de maintenance à moindre coût.

Pour la deuxième phase de cette thèse, un contrôle en temps réel des quantités de rejets durant le fonctionnement du système de production a permis de mettre sur pied un modèle optimal de production de maintenance préventive et corrective dans lequel les quantités rejetées servent de rétroaction contrairement à la majorité des politiques optimales de production et de maintenance, qui avaient pour principale rétroaction l’âge des actifs de production. Cette considération a permis de mettre sur pied des politiques optimales de production et de maintenance à moindre coût comparées à celles tenant compte seulement de l’âge.

Dans la dernière phase de cette recherche, en contrôlant les quantités non conformes (rejets), une réintégration de ces rejets dans le système de production, a permis de mettre sur pied un modèle optimal de production et de logistique inverse qui permet de réduire considérablement les demandes de matières premières rares et chères, d’appliquer la maintenance opportuniste, d’effectuer la maintenance préventive bien qu’il y ait rupture d’inventaire, afin d’assurer la disponibilité des actifs et de réduire les coûts.

Les modèles développés dans cette thèse permettent de contrôler non seulement l’âge des actifs, mais aussi leur mauvaise utilisation due aux erreurs humaines. Ils s’adaptent bien dans des industries où la main d’oeuvre est précaire et où le taux de roulement est très élevé et occasionne la baisse de disponibilité des actifs.

Résumé traduit

This thesis examines problems relating to the optimal planning of production systems subject to non-conforming and rejected products. Three optimal models are developed:
1. The first is based on knowledge of rejection rates at different productive asset states;
2. The second is based on the real-time control of non-conforming products, and
3. The last is based on the recovery of non-conforming products that are reused, much the same as the main raw material.

In the first phase of this thesis, the first optimal model developed allows us to take into account the actual life cycle of all production system assets by counting the different operational levels of the system; thus breaking the system down into several modes of operation allows the current quantity of rejected products to be used to establish an optimal model which takes into account a combination of the asset age and human error due to the operations. The reject rate combines this group of failures into a single factor; using it in the model leads to cost-effective optimal and realistic production and maintenance policies.

For the second phase of this thesis, a real-time control of the amounts of rejects seen during the production system operation allow us to establish an optimal preventive and corrective maintenance and production system; in which the rejected quantities serve as feedback, unlike most optimal production and maintenance systems, where productive asset age serves as the primary feedback. This consideration allows the establishment of cost-effective optimal production and maintenance policies, as compared to those developed taking into account just the age.

In the last phase of this research, while controlling non-conforming quantities (rejects), reintegrating the rejects into the production system allows the establishment of an inverse optimal production and logistics system making it possible to significantly bring down demand for rare and expensive raw materials, apply opportunistic maintenance, carry out preventive maintenance, even where there is a disruption in inventory, in order to ensure that assets remain available and costs are reduced.

The models developed in this thesis allow not only the control of asset age, but also their improper use, which invariably leads to human error. They are easily adaptable to industries with a precarious labor force, and where the turnover rate is very high, and leads to reduced assets availability.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie" Bibliogr. : f. [182]-187.
Mots-clés libres: Entretien. Production, Technique de la. Théorie de la commande. Commande stochastique. Qualité des produits. Recyclage (Déchets, etc.) Programmation stochastique. Analyse numérique. Maintenance, Système de recyclage, Programmation dynamique stochastique, Méthodes numériques.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Kenné, Jean-Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Pellerin, Robert
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 20 janv. 2012 17:29
Dernière modification: 27 févr. 2017 22:34
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/944

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