Optimization of the scheduling strategy using meta-heuristics approach in the context of cellular manufacturing with multiples products

Résumé

La planification de la production est au coeur du système de planification et de contrôle. Parmi les solutions les plus intéressantes on trouve la fabrication cellulaire (Cellular Manufacturing Systems CMS). Le CMS est un système structurel basé sur la théorie des groupes. Son concept présente plusieurs avantages, notamment la réduction du temps total d’exécution et du temps d'écoulement. La planification de la fabrication cellulaire est un problème d'optimisation NPdifficile. Selon la taille du problème, le nombre de machines et le nombre de pièces, le temps de calcul nécessaire pour obtenir la solution optimale augmente de façon exponentielle. Pour résoudre les problèmes d'optimisation de ce type, les algorithmes métaheuristiques sont jugés les meilleures pour obtenir des bonnes solutions dans un temps raisonnable. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle méthodologie pour optimiser la séquence des pièces dans chaque cellule de fabrication, y compris les articles exceptionnels. Cette technique est basée sur l'algorithme RC-Filter. La méthodologie proposée a permis de minimiser le temps requis. Elle a été validée à l'aide de treize problèmes tirés de la littérature. Les résultats ont été comparés à ceux fournis par le Grand Déluge étendu. Comme la fabrication cellulaire est un système structuré basé sur le concept de groupe, il a plusieurs avantages comme la réduction du temps de production. Le problème de l'optimisation étant classé NP-difficile, le temps de calcul augmente exponentiellement avec la taille du problème. L'utilisation des algorithmes métaheuristiques est une excellente solution pour la résolution dans un temps raisonnable. Dans ce travail, nous avons proposé une nouvelle approche hybride pour optimiser la séquence des pièces dans chaque cellule ainsi que les éléments exceptionnels. La méthodologie hybride proposée est basée sur l'algorithme RC-Filter et l'algorithme Extended Great Deluge. L'outil proposé est utilisé pour optimiser la séquence des pièces y compris les éléments exceptionnels dans chaque cellule afin de minimiser le temps total d’exécution. L'approche proposée a été validée en utilisant 13 problèmes et les résultats ont été comparés à ceux fournis par d'autres algorithmes. Un environnement de fabrication cellulaire est généralement l'environnement le plus efficace en termes de minimisation du temps total d’exécution, du temps de passage et de la manutention. Par contre, dans la plupart des cas, un environnement de production cellulaire nécessite l'exécution d'éléments exceptionnels. Cette tâche génère de nombreux retards et mouvements intercellulaires. Ce problème est considéré comme un défi important à résoudre afin d'atteindre non seulement le temps d’exécution minimum, mais aussi les mouvements intercellulaires. Dans ce travail, une méthodologie a été proposée, appelée l'algorithme métaheuristique de recuit simulé, afin d'obtenir la meilleure séquence de pièces, qui permet d'obtenir le temps d’exécution minimum. Ce travail a été divisé en deux étapes et chaque étape contient deux parties: Dans la première partie de la première étape, nous avons utilisé le recuit simulé pour trouver la meilleure séquence d'éléments exceptionnels sans changer l'architecture de la cellule. C'est une étape d'optimisation comme un problème des ateliers à cheminements multiples (Job Shop), car il y avait beaucoup de mouvement intercellulaire. Dans la deuxième partie, nous avons optimisé la séquence dans chaque cellule. Pour réduire les mouvements intercellulaires, nous avons utilisé un environnement cellulaire dynamique. Dans la deuxième étape de ce travail, nous avons utilisé une cellule de fabrication dynamique. Cette étape comporte deux parties. Dans la première partie, de snouvelles cellules ont été conçues en utilisant uniquement des éléments exceptionnels. De même, les machines utilisées pour fabriquer les éléments exceptionnels ont été transférées dans d'autres cellules. Au cours de la première partie, les éléments exceptionnels ont été fabriqués à partir d'une architecture de cellule spécifique. Le but de cette partie était de donner le minimum de mouvements et de manipulations intercellulaires. La deuxième partie de cette étape consistait à sauvegarder la configuration des cellules d'origine et les séquences de pièces ont été optimisées dans chacune d'elles. L'optimisation des séquences de pièces a été réalisée à l'aide de l'algorithme de recuit simulé. Mots clés : fabrication cellulaire, algorithme méta-heuristique, temps total d’exécution, éléments exceptionnels.

Date	28 juin 2021
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Thien-My Dao (Directeur(-trice))