A game theory approach for the collaborative planning of production and transportation activities in the supply chain

par Yiting Wang

Thèse de doctorat en Automatique, Productique, Signal et Image, Ingénierie cognitique

Sous la direction de Rémy Dupas et de Jean-Christophe Deschamps.

Le président du jury était Jacques Lamothe.

Le jury était composé de Rémy Dupas, Jean-Christophe Deschamps, Jacques Lamothe, Bernard Archimède.

Les rapporteurs étaient Jacques Lamothe, Bernard Archimède.

  • Titre traduit

    Une approche basée sur la théorie des jeux pour la planification collaborative des activités de production et de transport dans la chaîne logistique


  • Résumé

    L’étude de la planification entre partenaires coopérant au sein d’une chaine logistique au niveau tactique fait l’objet de cette thèse. Le présent travail se focalise plus particulièrement sur la coordination des processus de planification des activités de transport et de production, autour d’une nouvelle approche fondée sur la théorie des jeux. Deux situations de coopération sont considérées, selon le caractère homogène ou hétérogène des partenaires ; ainsi une première étude est menée sur un ensemble d’opérateurs de transport pour ensuite être étendue à la relation entre l’entreprise manufacturière et les transporteurs qui travaillent avec elle. L’expérimentation s’appuie sur des modèles mathématiques en programmation linéaire pour simuler les processus de planification des différents groupes de partenaires (également appelés coalitions), un protocole de coopération utilisant certaines propriétés liées à la théorie des jeux et sur une répartition équitable des gains / coûts telle que préconisée par la valeur de Shapley. Les modèles et l’ensemble du protocole sont appliqués à deux cas d’étude basés sur des jeux de données réalistes.


  • Résumé

    This thesis focuses on the collaboration between partners inside supply chain at the tactical level of planning. This work aims to develop a new approach based on game theory to solve the problem of coordinating processes concerned by production and transportation planning decision making. Two types of coalitions cooperative games are implemented according to the nature of partners: the cooperation between homogeneous partners concerns multiple transport operators while the other case is more on the relationships between heterogeneous partners including one manufacturer and multiple transport operators. The coordination is supported by mathematical models implemented in linear programming which simulate the planning process within the various possible pools of partners, also called “coalitions”. These models are used in a gains/costs sharing protocol between the partners which is based on the Shapley value. Some basic properties are checked in order to verify if the cooperation is valid. The models and the protocol are assessed on theoretical test cases based on realistic data sets.


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