Thèse soutenue

Formulations mathématiques et algorithmes pour le problème d'affectation des quais du cross-dock

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Auteur / Autrice : Placide Nduwayo
Direction : Saïd HanafiChristophe Wilbaut
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 29/06/2020
Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...)
Jury : Président / Présidente : Luce Brotcorne
Examinateurs / Examinatrices : Saïd Hanafi, Christophe Wilbaut, Xavier Gandibleux, Ali Ridha Mahjoub, Igor Machado Coelho, Bernard Gendron, Sandra Ulrich Ngueveu
Rapporteur / Rapporteuse : Xavier Gandibleux, Ali Ridha Mahjoub

Résumé

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Le cross-docking est une stratégie utilisée pour optimiser les opérations à l’intérieur de l’entrepôtdans le cadre de l’optimisation de la chaine logistique . Comme pour les entrepôts traditionnels,les produits sont collectés depuis plusieurs origines de production tels que les fournisseurs,les usines, les fabricants, etc., par des camions, puis ils sont acheminés vers des plateformes appeléescross-docks. Arrivés au cross-dock, les produits sont d’abord déchargés sur des quais d’entréedu cross-dock. Ils sont ensuite triés selon leurs destinations et sont immédiatement transférés,à l’aide des matériels de manutention, vers des quais de sortie correspondants pour, quelquesfois être consolidés avec d’autres produits allant à la même destination et sont rechargés dansdes camions sortants. Contrairement aux entrepôts traditionnels où la durée de stockage desproduits est indéfinie, pour le cross-dock, ils sont déchargés et rechargés le même jour sans attendredans la zone de stockage temporaire, ou peuvent attendre moins d’un jour. Dans cettethèse, nous étudions le problème d’optimisation NP-difficile apparaissant dans le cross-dock appelé“Cross-dock Door Assignment Problem (CDAP)”. Le CDAP consiste à affecter des camionsentrants et sortants, respectivement aux quais d’entrée et de sortie du cross-dock. Le but estde minimiser le coût total de transport à l’intérieur du cross-dock. La formulation quadratiquestandard du CDAP inclut le problème d’affectation généralisée comme sous-problème. Dans cettethèse, nous effectuons une revue de littérature étendue du cross-docking. Nous nous concentronsensuite sur la modélisation mathématique du CDAP via une formulation quadratique standard,ainsi que sur la linéarisation standard de ce modèle. À partir de cette étude approfondie, nousproposons plusieurs nouveaux modèles linéaires non standard pour formuler le CDAP. Nous comparonsensuite ces modèles entre eux et ensuite avec les modèles récents de la littérature afinde déterminer le meilleur modèle linéaire. Nous proposons ensuite une Relaxation Lagrangiennepour produire de meilleures nouvelles bornes inférieures à la valeur de la solution optimale. LaRelaxation Lagrangienne est appliquée au modèle qui produit de meilleures bornes inférieuresde la relaxation continue. Le dual lagrangien est résolu par l’algorithme du sous-gradient. Lesexpérimentations montrent que les instances de grande taille ne peuvent pas être résolues parune méthode exacte en temps et ressources mémoires raisonnables. Nous proposons et implémentonsdonc deux heuristiques basées sur la recherche taboue probabiliste pour pouvoir traiterefficacement les instances de grande taille du CDAP. Pour évaluer l’efficacité de ces deux heuristiques,nous comparons leurs performances, d’abord entre elles, ensuite avec celles d’heuristiquesrécentes de la littérature. Les résultats obtenus montrent l’efficacité de nos méthodes sur des jeuxde données de la littérature