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Optimisation Multiobjectif pout la conception de ligne de production reconfigurable Projet de Recherche Bibliogrphique

Ralisation : Encadr par :

Gabriel TAIANI Xavier DELORME

Gabriel Taiani

Master GI 2009-2010

Sommaire I. Introduction .........................................................................................................................................3 II. Prsentation de la problmatique...............................................................................................5 II.1. Systmes de production......................................................................................................................... 5 II.2. Les RMS........................................................................................................................................................ 6 II.2.1. Dfinitions ............................................................................................................................................................... 6 II.2.1. Classes de critres................................................................................................................................................ 7 II.3. Objectifs....................................................................................................................................................... 8 II.4. Loptimisation multiobjectif................................................................................................................. 8 II.4.1. Principe dun problme multiobjectif ......................................................................................................... 9 II.4.2. Classification des mthodes.......................................................................................................................... 11 III. Optimisation des RMS ................................................................................................................. 13 III.1. Etat de lart des approches doptimisation employes ............................................................13 III.2. Choix dune approche..........................................................................................................................14 IV. Conclusion ....................................................................................................................................... 16 V. References......................................................................................................................................... 17

OPTIMISATION MULTIOBJECTIF POUT LA CONCEPTION DE LIGNE DE PRODUCTION RECONFIGURABLE 2

Gabriel Taiani

Master GI 2009-2010

I. IntroductionTout comme les marchs ont volus, les entreprises et leurs systmes de production ont subis de grande transformation dans leur modle de conception. En effet aprs guerre les marchs conomiques, suivaient un modle o la demande tait plus forte que loffre, assurant la prennit de toutes les entreprises existantes. Aujourdhui loffre est plus importante que la demande et pour ce dmarquer de la concurrence, les entreprises cherchent apporter de meilleurs rponses leurs clients, ne cessant de faire voluer leurs produits, ou tentent de conqurir de nous marchs. La consquence pour une bonne partie dentre elles est de subir de fortes variations en volumes ou types de produits. Leur survie tient galement dans leur capacit ragir de nouvelles demandes et maitriser leurs couts de production. Parmi ces derniers est pris en compte le cout des investissements en quipements de production, qui est rapport au produit. Ces investissements sont raliss pour un amortissement allant gnralement de dix vingt ans. Dans ce contexte ou les chelles de temps entre la frquence de changement des marchs et la dure damortissement des matriels, les entreprises se sont retrouves devant une problmatique important : Comment concevoir un systme de production assurant que les investissements que je ralise aujourdhui, appropris ma production actuelle, soient galement adapts et juste adapt mes besoins pour ma production de demain ? A cela une rponse introduite par Koren en 99 t propose, portant sur la possibilit quun quipement puisse sadapter et tre reconfigur du point de vu de ses capacits ou de ses interactions ou positionnement par rapport aux quipements qui lui sont associs. Face ce paradigme, de nouvelles problmatiques mergent dans la mise en uvre physique de ce type dquipement. Il nest plus suffisant de dvelopper une conception minimisant le cout final des produits raliss, mais il est galement ncessaire de prendre en considration lvolutivit de lquipement lui mme ou vis vis de ceux lui tant associs, comme sa capacit de production chacune de ses configurations. Dans de nombreuses autres problmatiques lies leurs activits, les entreprises ont adoptes lutilisation doutils daide la dcision pour leur pilotage. Parmi eux les outils de recherche oprationnelle sont souvent mise en uvre afin dvaluer les solutions envisageables parmi un ensemble possible, rpondant au contraintes fixes. On retrouve communment lutilisation de la recherche oprationnelle pour de la planification ou de lordonnancement de production ou encore de lorganisation de tourn de vhicule. Les plus simples de ces outils cherche optimiser un seul objectif, quand dautres sattachent en prendre plusieurs en considration dun mme coup. Nous lavons voqu prcdemment, dans le cas d'quipements pouvant tre reconfigurs, il est ncessaire de considrer plusieurs objectifs simultanment afin de s'assurer de leur efficacit et rentabilit. Il est alors lgitime dvaluer la possibilit dutiliser les mthodes doptimisation multiobjectif dans les problmes de conception de systme de production reconfigurable. Au travers dune revue de travaux de recherche, nous dfinirons donc ce que sont les systmes de production reconfigurables et dterminerons un ensemble de paramtres le plus susceptible de caractriser ces systmes. Nous valuerons dans un second temps, les types et prceptes des mthodes doptimisation multiobjectif existantes. OPTIMISATION MULTIOBJECTIF POUT LA CONCEPTION DE LIGNE DE PRODUCTION RECONFIGURABLE 3

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Dans un troisime temps, nous verrons comment ont dj t trait les problmatiques de conception de ligne de production reconfigurable. Quels critres ont servis dobjectif dans le cadre doptimisation monobjectif. Comment a t trait la problmatique de la multitude dobjectifs caractrisant un systme de production reconfigurable. Reste-t-il des lments de la conception pour lesquels la recherche na trouver que peu ou pas de rponse Enfin nous tenterons de dterminer les possibilits de rponse ces problmatiques, quoffres loptimisation multiobjectif.

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II. Prsentation de la problmatiqueII.1. Systmes de production.

Nous lavons voqu lors de lintroduction, au fil des sicles passs, les entreprises manufacturires non eu de cesse de sadapter au mieux aux attentes de leurs clients. Ainsi lorganisation et les principes de conception des systmes de production ont suivis ces transformations. La production de masse a vu lmergence et lapoge des lignes ddies, conues pour la production dun seul type de produit ou des variantes proches. Ces lignes bases sur le principe de la division dune activit en tches lmentaires, ont pour principales avantages leur grande capacit et donc un cot de revient unitaire du produit relativement faible. Cependant ces lignes ont un inconvnient majeur, leur manque de flexibilit et dvolutivit en ce qui concerne pour exemple le taux de production. Nanmoins ces lignes servent encore de rfrence, car elles constituent une forme dorganisation de base qui rassemble un ensemble de problmes lis leur optimisation, que lon retrouve dans la conception de chacun des types de lignes existants. Dans le cas des ces lignes ddis, il est commun dutiliser les mthodes doptimisation car il est assez facile didentifier le critre optimiser (minimiser le cot unitaire). Ce principe ntant cependant plus adapt la volatilit des marchs et des entreprises toujours en mutation, est apparu le concept des lignes modulaires, et parmi elles les lignes bases sur les systmes flexibles (FMS, pour Flexible Manufacturing Systems). Ces lignes reposent sur la technicit des quipements qui la composent, afin de permettre lusinage dun grand nombre de type de produit appartenant la mme famille et de faire face leurs ventuelles volutions. Dans [MU+02] lauteur identifie la fragmentation des marchs (en taille et en temps), et le raccourcissement des cycles de production, du notamment la globalisation de lconomie, la saturation des marchs et la rapidit des avancs technologiques des process de fabrication. Ces lignes sont particulirement adapts ce contexte, lorsque lentreprise adopte une production multiproduit, cest dire lorsquelle doit faire face de nombreux et frquent changement de srie entre les produits dune mme famille. Notons quune dfinition dune famille de produits pourrait tre: ensemble des produits ayant des dimensions proches et des caractristiques gomtriques similaires, ainsi que les mmes classes de tolrances. Ainsi pour suivre les volutions des produits et palier aux changements de srie, les fabricants sont amenaient intgrer le plus de fonctionnalits possible, puisque ne pouvant prdire les spcificits dusinage ncessaire venir. [Bel07] On voit alors rapidement lun des dsavantages de ce type de systme, le cot des quipements, pour des capacits souvent ramenes au superflue, quune tude [MU+02] met en exergue. Dans cette mme publication, il est constat la ncessit dune meilleure qualit des produits moindre cout, et la rponse aux changements du march en temps opportun comme levier donnant lavantage