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Manufacturing strategies integrating production and replenishment in a closed-loop supply chain

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Hajabedi, Samaneh (2020). Manufacturing strategies integrating production and replenishment in a closed-loop supply chain. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

This study addresses the production planning and control (PPC) problem within a manufacturing-remanufacturing system, in which demand can be satisfied by either manufacturing of new products or remanufacturing of returned ones. This system can be observed in many industries sectors (e.g. aeronautic and automobile remanufacturing industries). The manufacturing system produces one type of product and is subjected to random failures and repairs.

Given the high variability in decision-making of the considered supply chain, an experimental approach based on simulation modeling, experimental design and response surface methodology has been used. This approach allowed us to reproduce the dynamic behavior of the supply chain, to determine the optimal values of control parameters and carry out deep sensitivity analysis.

In the first part of this thesis, we have studied the case where manufacturing and remanufacturing machines dedicated to the separate facilities, after receiving returned products manufacturer may apply different quality inspections strategies. Each delivered lot of returned products contains a fixed fraction of non conforming items. The main objective of this system is to determine the best joint integrated control quality combing manufacturing and remanufacturing and control of returned based on the quality. We compare the results related to each strategy. Our results show that a single sampling plan is the best strategy and guarantees a better performance of the supply chain. This work shows the importance of coordinating quality control decision at the reception with the production and supply activities.

In the second part, that is the policy of joint supplier selection, production and replenishment control policies of an unreliable hybrid manufacturing-remanufacturing system, a common facility dedicated to manufacturing and remanufacturing activities, and instead of considering one supplier for buying returned products, we consider multiple suppliers with different characteristics. In this system we are going to determine the best control policy but at this time with consideration of multiple supplier and switching policy. To find an optimal solution, a combination of simulation and optimization techniques has been adopted. The results related to the numerical examples and sensitivity analysis show a considerable cost saving will occur in cases that we have multiple suppliers for selecting compared with the situation that a single supplier has a monopoly in providing the returned products.

Our research contributes the control policy to provide a more effective interaction between manufacturing, remanufacturing, control quality and the effect of supplier selection to make more saving. Moreover, some numerical examples are conducted as illustration, and extensive sensitivity analyses are presented to confirm the robustness of the approach and effectiveness of the resulted control policies. Our approach creates the possibility of having a better viewpoint about the behavior of stochastic manufacturing-remanufacturing systems. In addition, it is straight forward to apply our approach in the operational level.

Titre traduit

Politiques de commande de production intégrant dans la fabrication, la remise à neuf et l’approvisionnement pour une chaîne d'approvisionnement en boucle fermée

Résumé traduit

Cette étude traite le problème de planification et de contrôle de la production pour un système de fabrication-remise à neuf où la demande peut être satisfaite soit par la fabrication de nouveaux produits soit par la remise à neuf des produits d’occasion (produits retournés). Il représente un problème commun dans plusieurs industries comme l'électronique, l'aéronautique et l'automobile. Le système étudié, qui produit un seul type de produits finis, est soumis à des pannes et des réparations aléatoires.

Étant donnée la variabilité élevée relative à la prise de décision dans la chaîne d'approvisionnement étudiée, une approche expérimentale basée sur la simulation, les plans d’expériences et la méthodologie de surface de réponse a été utilisée. Cette approche nous a permis de reproduire le comportement dynamique de la chaîne d'approvisionnement, de déterminer les valeurs optimales des paramètres de commande et d'effectuer des analyses de sensibilité approfondies.

Dans la première partie de ce mémoire, nous étudions le cas où la fabrication et la remise à neuf sont dédiées à des installations distinctes. Dans ce cas, le décideur peut appliquer trois différentes stratégies d'inspection de qualité lors de la réception des produits retournés. Une analyse comparative de ces stratégies est ainsi effectuée. L’objectif principal est de déterminer la politique de commande la plus économique, intégrant simultanément la fabrication, la remise à neuf et le contrôle de la qualité des produits retournés. Nos résultats montrent qu'un plan d'échantillonnage est la meilleure stratégie de contrôle de la qualité et garantit une meilleure performance économique de la chaîne d'approvisionnement. Ce travail montre également l'importance de coordonner la décision de contrôle de la qualité à la réception avec les activités de production et d'approvisionnement.

Dans la deuxième partie, nous considérons une installation commune qui partage les activités de fabrication et de remise à neuf. De plus, plusieurs fournisseurs sont considérés pour l'achat des produits retournés. Dans ce système, nous visons à déterminer la meilleure politique de commande de fabrication, de remise à neuf et de sélection du fournisseur en termes de coûts. Ainsi, une approche combinant la simulation et des techniques d'optimisation a été adoptée. Les résultats de l’exemple numérique et de l'analyse de sensibilité considérés montrent qu'une économie de coûts considérable est obtenue lorsque plusieurs fournisseurs sont utilisés par rapport à la situation où un seul fournisseur a le monopole de distribuer les produits retournés.

Cette étude souligne l’importance de coordonner les activités de la fabrication, de la remise à neuf et du contrôle de la qualité des produits retournés ainsi que l'effet de la politique de sélection des fournisseurs afin de réaliser plus d'économies. De plus, elle apporte des contributions intéressantes au domaine du contrôle stochastique des systèmes de fabrication remise à neuf et permet une meilleure compréhension du comportement de cette classe de systèmes. Des exemples numériques et des analyses de sensibilité approfondies sont considérés dans le but de confirmer la validité des politiques de commande proposées et la robustesse de l’approche de résolution utilisée qui bien adaptée aux besoins des décideurs.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfilment of the Master’s degree with thesis in system engineering. Comprends des références bibliographiques pages (123-129).
Mots-clés libres: chaîne d'approvisionnement, plan d’échantillonnage, contrôle optimal stochastique, simulation, méthodologie de surface de réponse, coordination
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Gharbi, Ali
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt: 15 déc. 2020 15:10
Dernière modification: 15 déc. 2020 15:10
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2620

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