Contribution à l'ordonnancement des ateliers de traitement de surface avec deux robots

Contribution to Hoist Schelduling Problems with two transport resources

• Auteur / Autrice : Samah Kharrat
• Direction : Taïcir Loukil, Marie-Ange Manier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance le 13/12/2012
• Etablissement(s) : Belfort-Montbéliard en cotutelle avec Faculté des Sciences Economiques et des Gestion de Sfax
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IRTES. SET
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Ayadi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Taïcir Loukil, Marie-Ange Manier, Mohamed Ayadi, Kamoun Hichem, Philippe Lacomme, Talel Ladhari
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Kamoun Hichem, Philippe Lacomme, Talel Ladhari

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitements de surface

Robots industriels

Ordonnancement (gestion)

Mots clés libres

Atelier de traitement de surface

Hoist Scheduling Problem

Ordonnancement cyclique et dynamique

Contraintes de transport

, Programmation Linéaire Mixte

Heuristiques

Electroplating facilities

Cyclic and Dynamic Hoist Scheduling Problems

Transportation constraints

Mixed Integer Linear Programming

Heuristics

Résumé

Dans cette thèse, nous nous intéressons principalement à l’étude du fonctionnement cyclique mono-produit des ateliers de traitement de surface. Notre contribution porte sur le problème d’ordonnancement associé connu dans la littérature sous le nom Cyclic Hoist Scheduling Problem (CHSP). L’objet de cette thèse est de proposer des méthodes efficaces pour la résolution des problèmes de traitement de surface dans le cas où les produits à traiter sont du même type. Nous traitons en particulier le cas où le nombre des robots présents sur la ligne est égal à deux, ce qui augmente le nombre des contraintes du problème, sachant que dans le cas mono robot, ce problème a été prouvé NP-Complet. Pour cela, nous proposons une méthode qui combine deux heuristiques et un programme linéaire mixte. Cette méthode permet notamment d’affecter les mouvements de transport à l’un des deux robots tout en gérant les risques de collision entre eux, lorsque la gamme opératoire des produits à traiter suit l’implantation des cuves.Par la suite, nous proposons une extension du modèle au cas de lignes complexes. Enfin, nous étudions le cas d’un fonctionnement mixte, pour lequel il est nécessaire de traiter dans une même installation des produits différents et des rafales de produits identiques. Dans ces conditions, la solution la plus intéressante pour les industriels est de pouvoir alterner des modes de production dynamiques et cycliques. Pour cela, nous proposons une méthode efficace permettant de résoudre le problème d’ordonnancement associé à la phase transitoire relative à ce type de fonctionnement. Elle consiste en particulier à chercher les dates d’entrée au plus tôt des produits. La principale difficulté identifiée consiste ici à passer du mode dynamique au mode cyclique, c’est-à-dire à rejoindre un cycle à partir d’une solution courante donnée, en supposant que ce cycle est connu à priori. Les méthodes élaborées dans les divers cas traités sont validées par des tests sur des benchmarks de la littérature.

In this thesis, our interest is focused on the Cyclic Hoist Scheduling Problem (CHSP) in automated electroplating lines. The aim of this study is to propose an algorithm to solve the two-hoists cyclic scheduling problem. This one consists in finding a repetitive sequence of hoists’ moves, while avoiding collision between the hoists which share a common track. The objective is to minimize the period of this repetitive cycle for single part-type production. This problem was proved to be NP-complete for lines with a single hoist. The fact that two hoists are available on the line increases the number of constraints of the problem. Then we propose a solving method combining two heuristics and a Mixed Integer Linear Program. It enables us to solve both assignment and sequencing problems, while considering spatial constraints related to hoist’moves.Subsequently, we propose an extension of the model which is adapted to complex lines. Finally, our interest is focused on solving a HSP for which it is necessary to treat in the same facility a batch of various products and a batch of identical products. Under these conditions, the most interesting solution for manufacturers is to be able to alternate the production of two batches. For this goal, we propose an efficient method to solve the scheduling problem associated. Finally, our proposed methods are validated by experimentations based on benchmarks from the literature.