Tactical and operational planning of sustainable supply chains : a study in the frozen food industry

Geramianfar, Ramin (2019). Tactical and operational planning of sustainable supply chains : a study in the frozen food industry. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Nowadays, the management in the food sector is facing dynamics and complexity in supply chains more than ever. Managers need to figure out new sustainability issues in their company in order to gain a competitive advantage. Planning and design of a food supply chain are associated with an integrated and complicated decision-making process. To design and evaluate the performance of a food supply chain, different criteria and conflicting objectives must be integrated. Besides, the decisions need to be taken at different levels (strategic, tactical and operation) and stages (supplier, manufacturing, distribution, and transportation).

Furthermore, the sector has been considered as the second biggest emitter of greenhouse gases after energy, and it requires cutting the emissions from its growth. Not to mention that food supply chains are heavily associated with social structures since many players and agents are involved in this system. However, there have been few attempts to optimize economic, environmental and social concerns simultaneously, especially in food supply chains. Incorporating sustainability dimensions into decision making and finding a trade-off between objectives are challenging. This is even more challenging when a supply chain deals with issues related to perishability and seasonality. Therefore, a decision support tool that can consider all these aspects is required.

In this thesis, the aim is to propose a novel and more realistic approach to design sustainable supply chains. The primary objective of this thesis is to develop an integrated tactical-operational planning model for sustainable supply chains. First, we provide a supply chain model to support the tactical planning that integrates the three dimensions of sustainability: total cost, GHG emissions, and social responsibilities. Secondly, we extend our model in order to ensure a more realistic representation of the supply chain considered in this research by proposing a multi-objective optimization model. A solution methodology is developed to cope with multiple conflicting objectives in reasonable solution time. In addition, the operation of a supply chain network is simulated using a discrete-event simulation model to analyze the supply chain network configuration obtained from the tactical planning model. The tactical optimization model can get insights on the best network configuration which combined with the operational simulation model helps realize the practicability of a given configuration and sustainable strategy. Eventually, this study propose an integrated approach to validate the decisions made at the tactical planning level and ensure the feasibility of sustainability goals in both planning levels. This work gives researchers and practitioners insights on how to design/redesign a sustainable supply chain and evaluate supply chain performance in order to achieve sustainability goals.

Titre traduit

Planification tactique et opérationnelle de la chaîne d'approvisionnement durable pour l'industrie agroalimentaire

Résumé traduit

De nos jours, la gestion du secteur alimentaire fait face à une chaîne d'approvisionnement dynamique et complexe plus que jamais. Les gestionnaires doivent trouver de nouveaux enjeux de durabilité dans leur entreprise afin de rester compétitifs et de répondre à ces changements. La planification et la conception d'une chaîne d'approvisionnement alimentaire sont associées à un processus décisionnel intégré et complexe. Pour concevoir et évaluer la performance d'une chaîne d'approvisionnement alimentaire, différents critères et objectifs contradictoires doivent être intégrés. En outre, les décisions doivent être prises à des moments différents (stratégique, tactique et opérationnel) et des niveaux (fournisseur, fabrication, distribution et transport). En outre, ce secteur a été considéré comme le deuxième plus grand émetteur de gaz à effet de serre après l'énergie et il nécessite de réduire les émissions de sa croissance. Sans oublier que les chaînes d'approvisionnement alimentaire sont fortement associées aux structures sociales puisque de nombreux acteurs et agents sont impliqués dans ce système. Cependant, il y a eu peu de tentatives d'optimisation simultanée des préoccupations économiques, environnementales et sociales, en particulier dans les chaînes d'approvisionnement alimentaire. Intégrer les dimensions de la durabilité dans le processus de prise de décision et trouver un compromis entre les aspects de la durabilité sont difficile. Ceci est encore plus difficile lorsqu'une chaîne d'approvisionnement traite des problèmes liés à la périssabilité, à la saisonnalité. Par conséquent, un outil d'aide à la décision capable de prendre en compte tous ces aspects est exigeant.

Dans cette thèse, nous visons à proposer une approche nouvelle et plus réaliste pour concevoir des chaînes d'approvisionnement durables. L'objectif principal de cette thèse est de developer un outil d'aide à la décision pour la conception et la planification de la chaîne d'approvisionnement durable, en réalisant un réseau de chaîne d'approvisionnement rentable, respectueux de l'environnement et social. Premièrement, nous fournissons un modèle de chaîne d'approvisionnement pour soutenir la planification tactique qui intègre les trois objectifs de durabilité: le coût total, les émissions de GHG et les responsabilités sociales. Deuxièmement, nous étendons notre modèle afin d'assurer une représentation plus réaliste de la chaîne d'approvisionnement considérée dans cette recherche en proposant un modèle d'optimisation multi-critères. Une méthodologie de solution est développée pour faire face à plusieurs objectifs contradictoires à un temps de solution raisonnable. Finalement, nous développons une approche intégrée pour valider les décisions prises au niveau de la planification tactique et assurer la faisabilité des objectifs de durabilité. Une combinaison d'outils de simulation et d'optimisation sera utilisée pour résoudre ce problème. Ce travail donne aux chercheurs et aux praticiens des idées sur la façon de concevoir / redessiner une chaîne d'approvisionnement durable et d'évaluer la performance de la chaîne d'approvisionnement afin d'atteindre les objectifs de durabilité.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for the degree of doctor of philosophy". Comprend des références bibliographiques (pages 151-164).
Mots-clés libres:	planification de la chaîne d'approvisionnement, durabilité, industrie alimentaire, performance de la chaîne d'approvisionnement, simulation-optimisation hybride, prise de décision
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Chaabane, Amin
Codirecteur:	Codirecteur Bloemhof-Ruwaard, Jacqueline
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	14 mars 2019 20:36
Dernière modification:	14 mars 2019 20:36
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2236

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