Développement de critères d’optimisation pour la planification de tâches dans une chaîne d’assemblage aéronautique

Developping new criteria for tasks’ scheduling in an aircraft assembly line

• Auteur / Autrice : Damien Lovato
• Direction : Olga Battaïa, Romain Guillaume, Caroline Thierry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et Applications
• Date : Soutenance le 21/11/2022
• Etablissement(s) : Toulouse 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Charles Billaut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Evgeny Gurevsky
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Norre, Hind El Haouzi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation par contraintes

Ergonomie

Planification

Aéronautique

Mots clés libres

Incertitude

Replanification

Ligne d’assemblage aéronautique

Ergonomie

Programmation par contraintes

Uncertainty

Rescheduling

Aeronautic assembly line

Ergonomy

Constraint programming

Résumé

Le secteur aéronautique évolue dans un contexte de concurrence croissante (globalisation des chaînes logistiques, volatilité des marchés, pression sur les indicateurs clés de performance coûts-délais-qualité, apparition de nouveaux acteurs). La complexité des produits, des processus et des systèmes de production rend la planification des ressources dans les chaînes d’assemblage aéronautiques de plus en plus difficile tout en exigeant une meilleure réactivité face aux aléas. Cette thèse, réalisée dans le cadre du projet Per4mance, financé par l’ANR, présente des approches de planification face aux aléas lourds.Ces approches font appel à la programmation par contraintes afin d’exploiter au mieux les caractéristiques du problème industriel et permettre sa résolution dans un temps acceptable. Des outils issus de l’optimisation multicritère sont mis à contribution afin de rechercher des solutions correspondant aux priorités des décideurs.Étant donné la forte composante humaine dans les chaînes d’assemblage aéronautiques, des critères issus des méthodes ergonomiques ont été intégrés dans le processus décisionnel afin d’améliorer les conditions de travail des compagnons. Un critère exploitant la méthode RULA et prenant en compte l’équité de la distribution des tâches entre les compagnons a été développé.Enfin, les contraintes organisationnelles qui représentent les préférences des planificateurs ont été intégrées dans le modèle en utilisant l’intégrale de Choquet. Ainsi, ce modèle permet de gérer le compromis entre satisfaction de ces contraintes et la qualité de la fonction objectif.L’ensemble des approches développées ont été validées sur des instances industrielles. Ainsi cette thèse fournit un ensemble d’outils d’aide à la décision efficaces et opérationnels pour la gestion des risques économiques et ergonomiques dans les chaînes d’assemblage aéronautiques.

The aeronautical sector is evolving in a context of increasing competition (globalisation of supply chains, market volatility, pressure on key performance indicators cost-delay-quality, appearance of new players). The complexity of products, processes and production systems makes resource planning in aeronautical assembly lines more and more difficult while requiring a better reactivity to hazards. This thesis, carried out within the framework of the Per4mance project, financed by the French National Research Agency (ANR), presents approaches for planning in the face of heavy hazards.These approaches use constraint programming in order to make the best use of the characteristics of the industrial problem and to allow its resolution in an acceptable time. Tools from multicriteria optimisation are used to find solutions corresponding to the priorities of decision-makers.Given the strong human component in aeronautical assembly lines, criteria derived from ergonomic methods have been integrated into the decision-making process in order to improve the working conditions of operators. A criterion exploiting the RULA method and taking into account the fairness of the distribution of tasks between operators was developed.Finally, the organisational constraints representing the planners' preferences were integrated into the model using the Choquet integral. Thus, this model makes it possible to manage the trade-off between satisfaction of these constraints and the quality of the objective function.All the approaches developed have been validated on industrial instances. Thus, this thesis provides a set of efficient and operational decision support tools for the management of economic and ergonomic risks in aeronautical assembly lines.