Nouvelles méthodes pour les problèmes d'ordonnancement cyclique

par Touria Chafqane Ben Rahhou

Thèse de doctorat en Génie industriel

Sous la direction de Laurent Houssin.

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les travaux de recherche concernant l'ordonnancement mobilisent un nombre important de chercheurs. Cette forte émulation est principalement due au large panorama des problématiques d'ordonnancement. Parmi elles, le problème d'atelier à cheminement multiple, communément appelé " Job-Shop ", tient une place particulièrement prépondérante tant ce problème est rencontré dans le milieu industriel. De nombreux sujets de recherche, en France et à l'étranger, sont issue de cette problématique. Les problèmes de Job-Shop peuvent souvent être simplifiés en les considérant comme des problèmes cycliques. L'ordonnancement des tâches devient ainsi cyclique et son objectif est d'organiser les activités de production en répétant un cycle de base que l'on a optimisé. De nombreux paramètres entrent en jeu dans l'optimisation du cycle de base tels que la période du cycle choisie, l'ordre des opérations élémentaires pour réaliser un travail, la durée de ces opérations, le nombre de produits à réaliser par cycle, etc. Plusieurs approches ont été utilisées pour résoudre ce problème. Parmi elles, nous pouvons citer l'approche par réseaux de Petri et plus particulièrement par graphes d'événements temporisés, l'approche par les graphes, l'approche par la programmation linéaire et l'approche par la théorie des tas. L'approche par les graphes permet une représentation graphique du problème sous forme d'un graphe où les noeuds représentent les différentes opérations et où les arcs illustrent les contraintes du problème d'ordonnancement cyclique, un tel problème admet une solution réalisable si, et seulement si, le graphe associé est consistant. Cette propriété de consistance d'un problème d'ordonnancement cyclique et de son graphe permet d'élaguer l'arbre de recherche de la procédure de séparation et d'évaluation proposée pour cette approche. Concernant l'approche par la théorie des tas, le sous-problème de l'évaluation d'une solution peut être résolu aisément avec l'aide de la théorie des tas. En effet, en traduisant le problème dans une structure mathématique adaptée, l'évaluation du taux de production du cycle revient au calcul d'une valeur propre d'un produit de matrices dans lequel chacune des matrices représente une opération élémentaire. Cette propriété s'avère particulièrement intéressante dans le cas de l'évaluation successive d'un grand nombre d'ordonnancement. En outre, la théorie des tas permet une représentation très intuitive d'un ordonnancement, puisque celui-ci s'illustre comme un empilement de plusieurs briques (en fait, un " tas " de briques) dont le contour supérieur correspond aux dates de fin des dernières opérations des machines.

  • Titre traduit

    Synthesis algorithms for cyclic sheduling problems


  • Résumé

    Research on scheduling has been mobilizing a large number of researchers, this is mainly due to the broad range of application of scheduling problems, among them, there is the problem of tracking multiple workshops, commonly called "JobShop". JobShop problems can often be simplified by considering them as cyclic problems. The tasks scheduling becomes cyclic and its purpose is to organize the production activities by repeating a basic cycle that has been optimized. Many parameters are involved in the optimization of the basic cycle such as the period of the cycle chosen, the order of operations to perform basic work, the duration of these operations, the number of outputs per cycle, etc. Several approaches have been used to solve this problem, among which the approach by Petri nets, especially in timed event graphs, graph approach, linear programming approach and heap of pieces approach. The graph approach allows a graphical representation of the problem as a graph where the nodes represent the different operations and where the arcs illustrate constraints. A cyclic scheduling problem has a feasible solution if and only if it is consistent. This consistency property of a cyclic scheduling problem and its associated graph allows to prune the search tree of the branch-bound procedure proposed for this approach. In the heap of pieces approach, the sub-problem of evaluating a solution can be easily solved. Indeed, by translating the problem into an appropriate mathematical structure, finding the cycle time is equivalent to the calculation of an eigenvalue of a product of matrices where each matrix represents an elementary operation. This property is particularly significant in the case of successive sets of evaluation of many schedules. In addition, the theory allows an intuitive representation of scheduling, since it is illustrated as a stack of several blocks. Several cycles will be symbolized by the stack of piles.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (non paginé)
  • Annexes : Bibliogr. (6 p.)

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2013 TOU3 0334
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