Optimisation de plans de palettisation hétérogène

Optimization of heterogeneous palletization plans

• Auteur / Autrice : Alexandre Le Jean
• Direction : Nadia Brauner, Olivier Briant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et informatique
• Date : Soutenance le 20/09/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences pour la conception, l'optimisation et la production (Grenoble)
• Partenaire(s) de recherche : Financement : CIFRE
• Jury : Président / Présidente : Bernard Penz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Péton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Clautiaux, Aziz Moukrim

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plan d'expérience

Recherche opérationnelle

Palettes (manutention)

Mots clés libres

Hétérogène

Optimisation

Palettisation

Optimization

Heterogeneous

Palletization

Résumé

L'entreprise Fives Syleps doit résoudre quotidiennement un problème de recherche opérationnelle pour le bon fonctionnement de plateformes logistiques de grandes et moyennes surfaces. Il s'agit d'un problème de placement d'objets sur une palette en bois avec de nombreuses contraintes assurant entre autres que les objets ne chutent pas. Ce problème se distingue de ceux connus de la littérature par différentes particularités industrielles qui n'ont jamais été traitées. Une de ces particularités est l'existence d'objets en forme de pyramides tronquées, ce qui a une incidence sur les contraintes assurant que les objets ne chutent pas. Une autre particularité est l'existence d'une fonction d'évaluation du risque de chute d'objets lors de la construction de la palette, risque qu'il faut minimiser en plus de maximiser le volume placé. Cette thèse présente une nouvelle méthode de résolution dédiée à ce problème.La méthode de résolution proposée dans cette thèse est décomposée en plusieurs étapes.Nous proposons dans une première étape l'utilisation de méthodes de la littérature, comme la méthode de génération de colonnes, pour construire une première solution qui sera ensuite complétée par la deuxième étape.Cette première solution est constituée uniquement de "couches" d'objets, ce qui d'après l'expérience du métier constitue une solution faisant un très bon usage de l'espace dédié aux objets placés.Pour la deuxième étape plaçant les objets restants, nous faisons usage d'heuristiques connues de la littérature associées à une nouvelle contrainte assurant que les objets ne chutent pas. Cette nouvelle contrainte est moins restrictive que celles de la littérature et permet de bien meilleures solutions lorsqu'il y a des objets en formes de pyramides tronquées. Une méthode de post-optimisation est ensuite appliquée à la solution obtenue pour améliorer la valeur de la fonction évaluant le risque de chute.Les résultats obtenus par cette méthode sont d'abord comparés avec la littérature, puis avec ceux obtenus par un logiciel commercial que l'entreprise utilise actuellement pour résoudre le problème.

The company Fives Syleps has to solvea daily operational research problem for the proper functioning of logistic platforms of large and medium-sizedof large and medium-sized stores.It is a problem of placing objects on a wooden pallet with many constraints ensuring, among others, that the objects do not fall.This problem differs from those known in the literature bydifferent industrial peculiarities that have never been treated. One of these particularities is the existence of objects in the shape oftruncated pyramids, which has an impact on the constraints ensuring that the objectsdo not fall down. Another particularity is the existence of a function to evaluate the risk of falling objectsof objects during the construction of the pallet, a risk that must be minimized in addition to maximize the volume placed. This thesis presents a new resolution method dedicated to this problem.The resolution method proposed in this thesis is decomposed in several steps.In a first step, we propose the use of literature methods, such as the column generation method, to build a first solution which will be completed in a second step.This first solution is only composed of "layers" of objects, which, according to the experience of the profession, is a solution making a very good use of the spacededicated to the placed objects.For the second step placing the remaining objects, we useheuristics known from the literature associated with a new constraintensuring that the objects do not fall down. This new constraint is lessrestrictive than those in the literature and allows much better solutions when there aretruncated pyramid shaped objects. A method ofpost-optimization method is then applied to the obtained solution to improve the value of thefunction evaluating the risk of falling.The results obtained by this method are first compared with the literature, then with those obtained by a commercial software that the company currently uses toto solve the problem.