Une approche basée sur l'optimisation pour la planification simultanée de multi projets et réseaux logistique : application aux projets de la rénovation de bâtiments

An optimization-based framework for concurrent planning of multiple projects and supply chain : application on building thermal renovation projects

• Auteur / Autrice : Shadan Gholizadeh Tayyar
• Direction : Jacques Lamothe, Lionel Dupont
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Industriel
• Date : Soutenance le 12/05/2017
• Etablissement(s) : Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Systèmes (Toulouse ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche Génie industriel (Albi) - Centre Génie Industriel / CGI
• Jury : Président / Présidente : Samir Lamouri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Lamothe, Lionel Dupont, Séverine Durieux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Raul Poler, Stéphane Dauzère-Pérès

Mots clés

Mots clés contrôlés

Logistique (gestion)

Systèmes d'aide à la décision

Gestion de projets

Optimisation combinatoire

Mots clés libres

Optimisation combinatoire

Planification de multi projets

Planification de chaîne logistique

Algorithme génétique

Rénovation énergétique de bâtiments

Combinatorial optimization

Resource and time constrained multi-project scheduling problem

Closed-loop supply chain planning

Genetic algorithm

Building energy efficiency

Résumé

Le contexte d’application de cette recherche a été le projet CRIBA. CRIBA vise à industrialiser une solution intégrée de rénovation et d’isolation de grands bâtiments. De ce fait, une part importante de la valeur ajoutée est transférée des chantiers de rénovation vers des usines de fabrications devant être synchronisées avec les chantiers. La planification est l'une des étapes importantes de la gestion de projets. S’adaptant à une organisation, elle vise une réalisation optimale en considérant les facteurs de temps, coût, qualité ainsi que l’affectation efficace des ressources. Cette affectation est d’autant plus complexe lorsqu’un ensemble de projets se partagent les ressources, renouvelables ou non renouvelables. L'objectif global de notre étude est de développer un outil d’aide à la décision pour un décideur visant à planifier plusieurs projets en intégrant l'allocation des ressources renouvelables, et la planification des flux de ressources non-renouvelables vers ces projets. Dans ce cadre, les ressources non renouvelables telles que les machines et la main-d'œuvre ont une disponibilité initiale limitée sur les chantiers. Cependant, nous supposons que des quantités limitées supplémentaires peuvent être achetées. En outre, nous prenons en compte la volonté des coordinateurs des projets pour l’approvisionnement des chantiers en juste à temps (just in time), en particulier pour les ressources peu demandées, encombrantes et à forte valeur. Ceci oblige à étendre le cadre du modèle de la planification des projets en incluant la planification de la chaîne logistique qui approvisionne les ressources non renouvelables des chantiers. Enfin, pour répondre au besoin d’outils décisionnels responsables sur le plan environnemental, le modèle prévoit le transport et le recyclage des déchets des chantiers dans les centres appropriés. Un modèle linéaire mixte du problème est ainsi posé. Puisqu’il rentre dans la classe des modèles d'optimisation NP-durs, une double résolution est proposée. D’abord à l’aide d’un solveur puis une méta-heuristique basée sur un algorithme génétique. De plus, pour faciliter l'utilisation du modèle par des utilisateurs peu familiers avec la recherche opérationnelle, un système d'aide à la décision basé sur une application web a été développé. L’ensemble de ces contributions ont été évaluées sur des jeux de test issus du projet CRIBA.

The application context of the current study is on a CRIBA project. The CRIBA aims to industrialize an integrated solution for the insulation and thermal renovation of building complexes in France. As a result, a significant part of the added value is transferred from the renovation sites to the manufacturing centers, making both synchronized. Planning is one of the important steps in project management. Depending on the different viewpoints of organizations, successful planning for projects can be achieved by performing to optimality within the time, cost, quality factors as well as the efficient assignment of resources. Planning for the allocation of resources becomes more complex when a set of projects is sharing renewable and non-renewable resources. The global objective of the study is to develop a decision-making tool for decision-makers to plan multiple projects by integrating the allocation of the renewable resources and planning the flow of non-renewable resources to the project worksites. In this context, non-renewable resources such as equipment and labor have a limited initial availability at the construction sites. Nevertheless, we assume that additional limited amounts can be added to the projects. In addition, we take into account the interest of the project coordinators in supplying the non-renewable resources in a just-in-time manner to the projects, especially for low-demand resources with a high price. This requires extending the framework of the project planning by including the planning of the supply chain which is responsible. Finally, in order to meet the requirements for environmentally responsible decision-making, the model envisages the transportation and recycling of waste from project sites to appropriate centers. A mixed integer linear model of the problem is proposed. Since it falls within the class of NP-hard optimization models, a double resolution is targeted: first, using a solver and then a metaheuristic based on the genetic algorithm. In addition, in order to facilitate the use of the model by users unfamiliar with operational research, a web-based decision-making support system has been developed. All the contributions are evaluated in a set of case studies from the CRIBA project.