Planification logistique dans le transport de pétrole brut

Logistics planning in the transportation of crude oil

• Auteur / Autrice : Qingning Shen
• Direction : Haoxun Chen, Feng Chu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optimisation et sûreté des systèmes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation dynamique

Optimisation combinatoire

Logistique (gestion)

Heuristique

Gestion des stocks

Pétrole -- Industrie et commerce

Résumé

In this thesis, an inventory routing problem in crude oil transportation in real life is studied, in which crude oil is transported from an unlimited supply center to a set of customer harbors to satisfy their dynamic demands over multiple periods. In the problem, a heterogeneous fleet of tankers consisting of tankers owned by a distributor and tankers rented from a third party logistics provider, a pipeline, multiple types of routes are considered; both inventory level and shortage level at each customer harbor are limited. The objective is to determine in each period the number of tankers of each type dispatched on each route and their loads, the number of tankers of each type rented/returned at the supply center and the quantity of crude oil flowing through the pipe-line to minimize the total logistics cost. The problem is extremely complex, few papers studied it; as the problem is difficult to be solved exactly in a reasonable time, we first formulate the problem as a mixed-integer linear program model, and then develop two optimization methods, a GRASP enhanced with an intensification strategy Path Relinking and a Lagrangian relaxation approach to find near optimal solutions of the problem. Numerical experiments demonstrate the effectiveness of the methods for solving the problem. In addition, we propose an O(T3) dynamic programming algorithm for a simplified version of the problem, in which the crude oil is delivered directly from a supply center to a single customer harbor with dynamic demand by unlimited identical tankers

Cette thèse est consacrée à l'étude de la logistique pétrolière. Le problème étudié correspond au problème combiné du transport et de la gestion des stocks étudié dans la littérature. Mais les travaux existants prennent rarement en compte l'ensemble des caractéristiques du transport maritime : flotte hétérogène, multiples modes de transport, canaux de navigation etc. Nous étudions d'abord le problème dans un contexte réel de transport pétrolier, où le distributeur dispose d'une flotte hétérogène de pétroliers et peut en louer en cas de besoin. Les routes potentielles sont multiples : voies maritimes classiques, pipelines, canaux spéciaux. Les demandes des clients peuvent être livrées en retard mais avec une pénalité. La capacité de stockage chez les clients est limitée. Les coûts de stockage, de transport fixe et variable sont considérés. Le problème consiste à déterminer le nombre de départs et de retours de chaque type de pétroliers pendant chaque période sur chaque route, les quantités et les itinéraires de livraisons pour chaque client en minimisant le coût total logistique. Ce problème NP-difficile est modélisé en programmation linéaire en nombres mixtes. Ensuite, une méthode méta heuristique basée sur GRASP et Path Relinking et une approche de relaxation lagrangienne ont été développées. Les expériences numériques montrent l'efficacité des algorithmes proposés. Enfin, nous étudions un problème théorique où le distributeur dispose d'une flotte homogène de taille illimitée de pétroliers. Un algorithme polynomial de programmation dynamique est proposé pour ce problème