Tactical production planning for physical and financial flows for supply chain in a multi-site context

par Yuan Bian

Thèse de doctorat en Informatique et applications

Sous la direction de Nathalie Bostel.

Soutenue le 19-12-2017

à l'Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire , dans le cadre de École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) , en partenariat avec Systèmes Logistiques et de Production (laboratoire) , Automatique, productique et informatique (laboratoire) et de Laboratoire des sciences du numérique de Nantes (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Planification tactique de production des flux physiques et financiers d’une chaîne logistique multi-site


  • Résumé

    En période de crise financière, les entreprises ont besoin de trésorerie pour réagir efficacement aux aléas et assurer leur solvabilité. Cette thèse se situe à l’interface entre l’opérationnel et la finance pour développer des modèles de planification tactique gérant simultanément les flux physiques et financiers dans la supply chain. Le coût de financement des opérations basé sur le besoin en fond de roulement (BFR) est intégré comme un nouvel aspect financier jamais considéré dans la littérature de lot-sizing. Nous débutons par une extension du modèle EOQ considérant les coûts de financement du BFR. L’objectif est la maximisation du profit. Une quantité de production optimale est obtenue analytiquement ainsi que l’analyse de la sensibilité du modèle. De plus, les comparaisons avec le modèle EOQ et un modèle qui considère le coût du capital sont étudiées. Ensuite, un modèle basé sur un lot-sizing dynamique est établi. La propriété ZIO est démontrée et permet l’utilisation d’un algorithme en temps polynomial. Enfin un scénario multi-niveau à capacité infini est étudié avec une approche séquentielle puis centralisée. La propriété ZIO est prouvée dans ces deux cas. Des algorithmes de programmation dynamique sont utilisés pour obtenir une solution optimale. Cette thèse peut être considérée comme un premier, mais significatif, travail combinant la planification de production et la gestion du besoin en fond de roulement dans des modèles de planification tactique. Nous montrons que les aspects financiers ont un impact significatif sur les plans de production. Les cas étudiés dans cette thèse peuvent être considérés comme des sous-problèmes dans l’étude de scénario plus réalistes.


  • Résumé

    In financial crisis, companies always need free cash flow to efficiently react to any uncertainties to ensure solvency. Thus, this thesis serves as an interface between operations and finance to develop tactical production planning models for joint management of physical and financial flows in the supply chain. In these models, the financing cost of operation-based working capital requirement (WCR) is integrated as a new financial aspect never before considered in the lot-sizing literature. We first focus on extending the classic EOQ model by considering the financing cost of WCR with a profit maximization objective. The optimal analytic production quantity formula is derived as well as sensitivity analysis of this model. Moreover, a comparison with the EOQ model and with the formula which considers the cost of capital are discussed. Secondly, a dynamic lot-sizing-based, discounted cash flow model is established based on Uncapacitated lot-sizing model. The zero-inventory ordering property is proven valid for this case and a polynomial-time algorithm can thus be established. Thirdly, multi-level and infinite capacity scenario is investigated with both sequential and centralized approaches. The ZIO property is demonstrated valid in both cases. Dynamic-programming based algorithms are constructed in order to obtain an optimal solution. This thesis should be considered as a first, but significant setup of combining production planning and working capital management. It is shown the significant financial consequences of lot-sizing decision on production planning. The cases investigated in this thesis may be tackled as subproblems in the study of more realistic scenarios.


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