Contrôle de la production et de la maintenance des systèmes industriels non fiables pour les produits périssables

Résumé

Le travail présenté dans ce mémoire vise à traiter le problème relatif à la commande optimale. Il fait rapport à un système manufacturier non fiable et complexe. D’une part, le système de production étudié est sujet à des temps de pannes et réparations aléatoires. D’autre part, la famille de produits fabriqués est de nature périssable possédant une durée de vie limitée et aléatoire. Ce projet porte alors sur la détermination des politiques de commande de production et de la maintenance pour les produits périssables. Il s’agit de développer des politiques de commande qui intègrent les différents aspects du système tout en optimisant ses paramètres. En premier lieu, compte tenu de l'équilibre important qui doit avoir lieu entre les coûts de rupture de stock d’une part et les coûts de possession et de rejet du stock d’autre part, l’objectif est de proposer une politique de commande de production appropriée qui minimise le coût total en respectant la contrainte de la satisfaction de la demande. En plus, les durées de vie des produits périssables prises dans les modèles étudiés sont considérées à la fois fixes et aléatoires. Ce type d'hypothèses est considéré consistant, car il permettra d'examiner plusieurs cas de systèmes industriels et de voir l’effet de la variabilité de la durée de vie sur le comportement du système. En outre, les systèmes manufacturiers font face à plusieurs facteurs qui peuvent engendrer la détérioration des machines et l’augmentation des taux de pannes. Dans ce contexte, ils visent à maximiser leurs disponibilités et minimiser l’occurrence des pannes en exécutant des interventions de maintenance préventive. Cette tâche devient plus critique si la détérioration de la machine a un impact sur la durée de vie des produits fabriqués. L’objectif est alors de développer une politique de contrôle de la maintenance qui tient compte de toutes les interactions qui peuvent exister dans le système. D’une part, la première partie de ce mémoire porte sur la détermination d’une politique de commande de production optimale spécifique aux systèmes manufacturiers non fiables produisant des produits périssables ayant des durées de vies aléatoires. D’autre part, les stratégies de la maintenance préventive sont introduites dans la deuxième partie pour étudier comment mieux synchroniser les activités de production et les interventions de maintenance afin d’améliorer la disponibilité de la machine tout en intégrant la nature des produits périssables. Dans cette deuxième partie, nous nous intéressons à étudier l’effet de la dégradation de la machine sur la durée de vie des produits et comment cette relation peut influencer la politique combinée de maintenance et de production. Afin de résoudre les problèmes considérés, nous présentons tout d'abord une solution analytique qui sert à déterminer une politique de commande de la production pour un système manufacturier non fiable sujet aux pannes. Les conditions d'optimalité sous la forme d'équations de Hamilton – Jacobi – Bellman (HJB) sont développées. Ensuite, en résolvant numériquement les équations HJB, la politique de production est établie. Par la suite, en raison de la complexité du système traité et des limites des modèles analytiques, nous adoptons une approche expérimentale basée sur la simulation comme outil d’optimisation des paramètres de décision. Cette dernière intègre la méthodologie de surface de réponse, les plans d’expérience et les analyses de sensibilité. Des exemples numériques des modèles développés ont été établis pour évaluer la performance du système et confirmer la robustesse et la pertinence de l’approche utilisée. Cette approche expérimentale est aussi adaptée dans la deuxième partie du mémoire pour optimiser les paramètres de la politique combinée de maintenance et de production.

Date	1 sept. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ali Gharbi (Directeur(-trice)) & Jean-Pierre Kenné (Codirecteur(-trice))