Ordonnancement sur les machines à traitement par batches et contraintes de compatibilité

Scheduling batching machines with compatibility constraints

• Auteur / Autrice : Adrien Bellanger
• Direction : Marie-Claude Portmann, Ammar Oulamara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 23/11/2009
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications
• Jury : Président / Présidente : Christian Prins
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Claude Portmann, Ammar Oulamara, Christian Prins, Pierre Lopez, Bernard Penz, Jean-Charles Billaut, Emmanuel Jeannot, Francis Sourd
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Lopez, Bernard Penz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Procédés de fabrication

Traitement par lots (informatique)

Ordonnancement (gestion)

Mots clés libres

Ordonnancement

Compatibilité

Flowshop hybride

Batch

Scheduling

Hybrid flowshop

Graph compatibility

Batching machines

Résumé

Dans cette thèse, nous avons traité les problèmes d'ordonnancement d'ateliers de type flowshop hybride à deux étages avec machines à traitement par batches sur le second étage et compatibilité entre les tâches.Les durées opératoires des tâches sont données par des intervalles, et les tâches sont dites compatibles si elles partagent une même durée d'exécution. Pour le problème de minimisation de la date de fin d'ordonnancement de ce type d'atelier, nous avons développé 6 heuristiques à performances garanties. D'après les expériences réalisées, ces heuristiques sont efficaces sur de grandes instances. Pour les petites instances, nous avons présenté deux méthodes exactes de type procédures par séparation évaluation qui permettent de résoudre des instances de 20 tâches. Nous avons également développé un schéma d'approximation polynomial (PTAS) utilisable lorsque les durées d'exécution sur le premier étage sont identiques. En complément de ces travaux, nous avons également étudié d’autres problèmes de minimisation de critères réguliers sur une machine à traitement par batches. Nous avons développé des algorithmes de programmation dynamiques pseudo-polynomiaux pour les problèmes de minimisation de la somme des dates de fin d'exécution et pour les problèmes avec dates de fin souhaitées. Afin de compléter ces résultats de complexité, nous avons montré la NP-complétude des problèmes avec dates de fin souhaitées

This thesis deals with 2-stages hybrid flowshop scheduling problems with batching machines on the second stage and compatibility constraints. The processing times of tasks are given by intervals and tasks are compatible if they share a same second stage processing time. We developped 6 heuristics with worth-case analysis for the makespan minimization problem. The experimental results show that these heuristics give good schedules with an average gap of 1\% on 200 task instances. For small instances, we presented 2 exact methods, Branch \& Bounds, which solves up to 20 task instances. For the particular case with identical processing times on first stage and uniform processing time intervals we developped a Polynomial Time Approximation Scheme (PTAS). The second part of this thesis deal with scheduling problems on one batching machine with infinite capacity and regular criteria minimization. We developped pseudo-polynomial dynamic programming algorithm for minimization total completion time, maximal lateness and total tardiness. Finally we show the NP-completeness of problems with due dates