Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Équilibrage de ligne de désassemblage“

L'intérêt porté au désassemblage est lié aux notions de recyclage et de récupération des composants et de la matière des produits manufacturés en fin de vie. La plupart des recherches dans le domaine du désassemblage sont concentrées sur la planification du processus et sur la représentation des gammes de désassemblage. Face au manque de travaux en commande en temps réel des systèmes de désassemblage nous avons proposé une solution visant l'optimisation du processus de désassemblage par une nouvelle approche de conduite des systèmes de désassemblage. La définition des équations de l'ordonnancement du désassemblage en temps réel garantie le réalisme du problème et nous assure l'originalité de l'approche. Une architecture de système de commande est proposée. Les interfaces de commande sont conçues sous l'environnement Visual C++ 6.0. Elles intègrent une analyse de l'équilibrage de la ligne et un module d'aide à la décision.

Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la conception des lignes de désassemblageen contexte incertain. Une ligne de désassemblage consiste en unesuccession de postes de travail où les tâches sont exécutées séquentiellement au niveau de chaque poste. La conception d'un tel système, de revalorisationdes produits en fin de vie, peut être ramenée à un problème d'optimisation combinatoire.Ce dernier cherche à obtenir une configuration permettant d'optimiser certains objectifs enrespectant des contraintes techniques, économiques et écologiques.Dans un premier temps, nous décrivons les activités principales de la revalorisation des produitsen fin de vie, en particulier le désassemblage. Puis, après présentation des travaux de la littératureportant sur la prise en compte des incertitudes des durées opératoires lors de la conception des lignesde production, nous nous focalisons sur l'étude des incertitudes des durées opératoires des tâches de désassemblage.Ainsi, nous présentons trois modélisations principales avec leurs approches de résolution.La première s'intéresse à la minimisation des arrêts de la ligne causés par les incertitudes des durées des opérationsde désassemblage. La deuxième cherche à garantir un niveau opérationnel de la ligne lié à sa cadence de fonctionnement.Le but de la troisième modélisation est l'intégration des problématiques de conception des ligneset de séquencement des tâches de désassemblage. Enfin, les performances des méthodes de résolutionproposées sont présentées en analysant les résultats d'optimisation sur un ensemble d'instances de taille industrielle
This thesis is dedicated to the problem of disassembly line design in uncertain context. A disassembly linecan be represented as a succession of workstations where tasks are performed sequentially at each workstation.The design of such a product recovery system can be reduced to a combinatorial optimization problem which seeksa line configuration that optimizes certain objectives under technical, economical and environmental constraints.We begin by describing the principal product recovery activities especially disassembly. Then, after a literaturereview on the design of production lines under uncertainty of task processing times, we focus our study on the consideration of the disassembly task time uncertainties. Hence, we present three main models as well as the associatedsolution approaches. The first one is interested in minimizing the line stoppages caused by the task processing timeuncertainties. The second one seeks to guarantee an operational level closely related with the line speed. The goal of thethird model is to integrate the line design and sequencing problems. At last, the performances of the proposed solutionapproaches are presented by analyzing the optimization results on a set of instances of industrial size

Le désassemblage des produits en fin de vie (EOL) dans la remanufacturation a attiré une attention considérable ces dernières années en raison de ses avantages en matière d'économie de ressources non renouvelables, de protection de l'environnement et de promotion de la croissance économique. Dans la littérature existante, 1) la plupart des problèmes stochastiques d'équilibrage de la ligne de désassemblage supposent que les distributions de probabilité des paramètres incertains soient connues ; 2) la majorité des problèmes d'équilibrage de la ligne de désassemblage se concentrent sur un seul produit ; 3) peu de travaux portent sur les problèmes de conception de la chaîne logistique inversée (RSC) liés à l'équilibrage de la ligne de désassemblage. En réalité, plusieurs RSC liées au désassemblage de produits EOL existent dans les industries de la remanufacturation, telles que l'automobile, les téléphones mobiles, etc. Pour combler ces lacunes dans la littérature, trois nouveaux problèmes liés à l'équilibrage de la ligne de désassemblage sont étudiés dans cette thèse.Tout d'abord, une DLBP à produit unique avec des informations partielles sur les temps de traitement des tâches est étudiée, où seules la moyenne, la borne inférieure et la borne supérieure des temps de traitement des tâches sont connues. L'objectif est de minimiser le coût de désassemblage. Pour le problème étudié, un modèle conjoint à contraintes de probabilités est proposé. Ensuite, une nouvelle formulation sans distribution et une formulation basée sur une approximation de programme de cônes de second ordre sont construites en fonction des propriétés du problème. Les résultats expérimentaux sur 7 instances de référence et sur 81 instances générées aléatoirement montrent l'efficacité de l'approche proposée.Deuxièmement, une nouve DLBP stochastique multi-produits avec un temps de traitement de tâche incertain est abordée, où seules la moyenne, l'écart type et la limite supérieure des temps de tâche sont disponibles. L'objectif est de minimiser le coût de désassemblage. Pour le problème, un modèle conjoint à contraintes de probabilités est formulé. Ensuite, sur la base de l'analyse du problème, le modèle conjoint à contraintes de probabilités est approximativement transformé en un modèle sans distribution. Ensuite, plusieurs inégalités valides et une méthode exacte de coupe et de résolution sont conçues pour résoudre efficacement le problème. Les résultats des expériences sur un exemple illustratif et sur 490 instances générées aléatoirement démontrent les bonnes performances du modèle proposé, des inégalités valides et de la méthode de résolution.Enfin, un nouveau problème de conception de la RSC lié à l'équilibrage de la ligne de désassemblage multi-produits est étudié, où l'approvisionnement en produits EOL, la demande en composants et les temps de traitement des tâches sont supposés incertains. Les objectifs sont de maximiser le profit attendu et de minimiser simultanément les émissions de dioxyde de carbone. Pour le problème, un modèle bi-objectif de programmation stochastique à deux étapes et non linéaire est formulé, et approximativement transformé en un modèle sans distribution linéaire en fonction des propriétés du problème. Ensuite, une méthode basée sur des contraintes epsilon-construites est proposée, dans laquelle une décomposition de Benders améliorée est conçue pour résoudre les problèmes transformés à objectif unique. Des expériences numériques comprenant une étude de cas et sur 200 instances générées aléatoirement sont menées pour évaluer les performances des méthodes proposées. De plus, une analyse de sensibilité est réalisée pour tirer des enseignements en matière de gestion
End-of-Life (EOL) products disassembly in remanufacturing has received extensive attention in recent years owing to their advantages in saving non-renewable resources, protecting the environment and promoting economic growth. In the existing literature, 1) most of stochastic disassembly line balancing problems assume that the probability distributions of uncertain parameters are known; 2) majority of disassembly line balancing problems focus on single product; 3) few works study the disassembly line balancing related reverse supply chain (RSC) design problems. In reality, multiple EOL products disassembly related RSC exist in remanufacturing industries, such as automobile, mobile phone, etc. To bring these research gaps, three new disassembly line balancing related problems are investigated in this thesis.Firstly, a single product disassembly line balancing problem (DLBP) with partial information of task processing times is studied, where only the mean, lower and upper bounds of task processing times are known. The objective is to minimize the disassembly cost. For the studied problem, a joint chance-constrained model is proposed. Then, a new distribution-free formulation and a second-order cone program approximation-based formulation are constructed based on problem properties. Experimental results on 7 benchmark instances and 81 randomly generated instances show the effectiveness and efficiency of the proposed approach.Secondly, a new stochastic multi-product DLBP with uncertain task processing time is addressed, where only the mean, standard deviation and upper bound of task times are available. The objective is to minimize the disassembly cost. For the problem, a joint chance-constrained model is formulated. Then, based on problem analysis, the joint chance-constrained model is approximately transformed into a distribution-free model. Subsequently, several valid inequalities and an exact lifted cut-and-solve method are designed to efficiently solve the problem. Experiments results on an illustrative example and 490 randomly generated instances demonstrate the good performances of the proposed model, valid inequalities and solution method.Finally, a novel multi-product disassembly line balancing related RSC design problem is investigated, where EOL products supply, components demand and task processing times are assumed to be uncertain. The objectives are to maximize the expected profit and minimize carbon dioxide emissions, simultaneously. For the problem, a bi-objective nonlinear two-stage stochastic programming model is formulated and approximately transformed to a linear distribution-free model based on problem properties. Then, an exact epsilon-constrained based method is proposed, in which an improved Benders decomposition is designed to solve the transformed single objective problems. Numerical experiments including one case study and 200 randomly generated instances are conducted to evaluate the performance of proposed methods. Moreover, sensitivity analysis is made to draw managerial insights

Dans nos travaux, nous travaillons sur le problème de l’équilibrage de la ligne d’assemblage (ALBP). C’est un problème d’optimisation combinatoire qui permet de définir la répartition des opérations et leur affectation aux stations qui constituent la ligne d’assemblage tout en respectant différentes contraintes de façon à optimiser un critère d’efficacité donné. Deux types de problèmes sont définis d’après l’objectif à minimiser. Le problème de type I (SALBP-1) minimise le nombre de stations sous un temps de cycle donné. Et le problème de type II (SALBP-2) minimise le temps de cycle déterminé par le temps de station le plus grand avec un nombre donné de stations. Nous considérons dans nos travaux uniquement des problèmes de type II. Nous proposons d’abord une méthode pour déterminer la borne inférieure du temps de cycle qui assure de respecter le nombre donné de stations. Cette méthode combine la relaxation lagrangienne et la génération de colonnes. La relaxation lagrangienne est utilisée pour relaxer les contraintes de précédence. Le problème lagrangien de la relaxation lagrangienne est résolu par la génération de colonnes. Ensuite, nous proposons un heuristique pour résoudre les problèmes SALBP-2. L’heuristique proposé se compose de deux phases. Dans la première phase, une solution initiale est produite par un heuristique basé sur un poids correspondant à la position des opérations et d'un certain seuil défini selon les poids pour chaque station. La solution est ensuite améliorée par un procédé de transfert et d’échange dans la deuxième phase. Enfin, les méta-heuristiques sont utilisés pour résoudre le problème déterministe ainsi que le problème stochastique. Ainsi deux méthodes basées sur la génération sont utilisées : l’algorithme de electromagnetism-like mechanism (EM) et l’estimation de distribution (ED). Les résultats de simulation sont comparés avec ceux du recuit simulé (SA). De part sa meilleure performance, EM est choisi pour équilibrer les lignes stochastiques qui considèrent les temps des opérationsomme aléatoires. Dans ce cas, les temps de cycle sont minimisés de façon à assurer que la fiabilité de la ligne est supérieure à une valeur donnée. EM est aussi utilisé pour résoudre les problèmes de type multi-objectif avec minimisation du temps de cycle et maximisation de la fiabilité de la ligne en déterminant un ensemble de solutions Pareto-optimales
Our work considers the problem of balancing the assembly line (ALBP). This is a combinatorial optimization problem which consists in assigning operations to stations of the assembly line while respecting various constraints in order to optimize a criterion of efficiency. Two types of problems are defined, based on the objective to minimize. The type I problem (SALBP-1) minimizes the number of stations in a given cycle time. And the problem of type II (SALBP-2) minimizes the cycle time given by the largest time station with a given number of stations. Problems of type II are only considered in our work. Firstly, a method for determining the lower bound of the cycle time which respects the number of stations is determined. This method combines the Lagrangian relaxation and the columns generation method. The Lagrangian relaxation is used to relax the constraints of precedence. The problem of the Lagrangian relaxation is given by the columns generation. Then, a new heuristic is proposed for solving the SALBP-2 problem. This heuristic consists of two steps. In the first step, an initial solution is produced by an heuristic based on a weight corresponding to the position of operations and a threshold defined for each station. The, in the second step, the solution is improved by a process of transfer and exchange. Finally, meta-heuristics are used to solve deterministic and stochastic problems.Two main meta-heuristics are considered: the electromagnetism-like mechanism algorithm (EM) and the estimated distribution (ED). The performance of our method is confirmed via simulation and it is compared with simulated annealing (SA). Due to its better performance, EM was chosen to balance the stochastic lines with random operation times. In this case, the cycle time is minimized under constraint of the reliability of the line which must be greater than a given value. EM is also used to solve multi-objective problems such as minimizing the cycle time and maximizing the reliability of the line by determining a set of Pareto-optimal solutions

Lorsqu’on s’intéresse à une usine de production d’automobiles on découvre que l’atelier de montage est constitué d’un ensemble de stations disposées de manière séquentielle et connectées entre eux par un convoyeur automatique. Une unité de produit parcourt la ligne dans un seul sens et visite toutes les stations pendant une période limitée. Cette unité subit un ensemble d’opérations effectuées par des opérateurs (faible robotisation). Le problème important à résoudre dans l’atelier est l’affectation des opérations aux stations. Il s’agit de ne pas avoir une station plus chargée qu’un autre ; c’est ce que l’on appelle le problème d’équilibrage de ligne de montage. L’objectif de cette thèse est d’apporter les meilleures solutions au ce problème. Nous nous intéressons au cas d’une usine d’automobiles située en Syrie. Il s’agit de résoudre ce problème pour objectif de diminuer les coûts de production. Notre problématique centrale porte donc sur la détermination d’une configuration associée au coût minimal. Pour ce faire nous nous posons la question des méthodes d’optimisation à utiliser. Deux algorithmes issus de la recherche opérationnelle sont proposés. Le premier est une méthode exacte basée sur la programmation dynamique et le deuxième est un algorithme heuristique basé sur l’algorithme ‘glouton’. En appliquant ces algorithmes aux données de l’usine syrienne Hmisho nous trouvons que le deuxième algorithme donne de bon résultat relativement à la minimisation des coûts de production
Having a closer look at an automobile manufacturing plant, we find that the assembly line consists of many stations arranged sequentially. A product unit runs through the line in one direction and visits all stations that are interconnected by an automatic conveyor. This unit is subject to a series of operations carried out by operators for a limited time. During this period the operators should carry out all the required operations assigned to this station (less automation). The important issue to be addressed in the workshop is assigning operations along an assembly line in a way that no station is loaded more than the others. This issue is known as: the assembly line balancing problem. The objective of this thesis is to provide an optimal solution to this problem. Our study discusses the case of a manufacturing plant located in Syria. The study tries to solve the assembly line balancing problem with an objective of reducing production costs. Therefore, our key issue deals with determining a configuration associated with the minimum costs including the examination of optimization methods to be used. Two algorithms of operational research are proposed. The first is an exact method based on dynamic programming and the second is a heuristic algorithm based on the “Greedy” algorithm. By applying these algorithms to data of the “Hmisho Syrian plant” we find that the second algorithm gives better results with respect to the minimization of the production costs

L’assemblage des constituants sur la voiture est la principale activité d’une usine terminale automobile. Cette activité d’assemblage génère tout un ensemble de tâches indispensables au bon fonctionnement d’une usine terminale. Elle nécessite une gestion performante des flux internes d’approvisionnements et notamment l’acheminement des pièces des zones de stockage en usine vers le bord de ligne où elles seront montées sur les véhicules. L’objectif de cette thèse CIFRE est de créer des outils d’aide à la décision pour l’équilibrage logistique. Nous avons ainsi modélisé l’activité d’un opérateur logistique pris indépendamment des autres opérateurs, simulé les déplacements des opérateurs dans les allées d’un atelier de montage, mis en place des indicateurs de performances pour évaluer la faisabilité et la difficulté de tenir un poste logistique, évalué la perte de temps due à des encombrements dans les allées de l’atelier, et optimisé la répartition des références entre les différents opérateurs logistiques engagés. Nous sommes capables, grâce à la simulation de prédire quelles seront les performances d’un équilibrage logistique donné, et plus précisément les postes à problèmes avant la mise en place de ce dernier sur le terrain. Nous avons aussi développé un outil d’optimisation permettant la création automatique d’un équilibrage logistique
The assembly of the components on the car is the main activity of an automobile final factory. This activity of assembly generates a whole of essential tasks to the good performance of a final factory. It requires a powerful management of internal flows of supplies and in particular the routing of the parts from the warehouse toward the line where they will be assembled on the vehicles. The transport of these parts is ensured by logistic manpower. A crucial point of the internal logistics is the logistic balancing, that is the affectation between the logistic operators of the references to be delivered to the assembly line. The objective of this thesis is to create tools of decision-making aid for logistic balancing. We modelled the activity of a logistic operator taken independently of the other operators, simulated displacements of the operators in the alleys of an assembly workshop, proposed indicators of performances to evaluate the feasibility and the difficulty in holding a logistic station, evaluated the waste of time due to obstructions in the alleys of the workshop, and optimized the distribution of the references between the various logistic operators. We are able thanks to simulation to predict the performances of a given logistic balancing, and more precisely which will be the logistic stations with problems before the installation of this one in the workshop. We also provided an optimization tool which helps the person in charge of the logistic manpower to establish its balancing automaticaly

Une vue d'ensemble des problèmes et des méthodes pour la conception des lignesd'assemblage et d'usinage est donnée. Un nouveau problème d'affectation de la main-d’œuvrepour une ligne d'assemblage multi-produit cadencée avec un objectif de minimiser lenombre d'opérateurs est étudié. Diverses relations de priorité entre les opérations et lesdifférentes fonctions définissant les temps d'opérations, en fonction du nombre d'opérateurssont considérés. Un nouveau problème d'optimisation multiobjectif pour une ligne d'usinagemono-produit est formulé. Plusieurs méthodes exactes et heuristiques et leursimplémentations informatiques pour les deux problèmes sont développées par l'auteur. Unmodule logiciel d'aide à la décision pour résoudre ces problèmes est développé et implémentédans un environnement d'un nouveau PLM d'IBM dans le cadre du projet européen amePLM.Ce module est testé sur un exemple réel de conception d'une ligne de montage des moteurschez Mercedes Benz en Allemagne
An overview of existing problems and methods for the design of assembly and transfer lines is given. A new workforce assignment problem for a paced multi-product assembly line with a goal of minimizing the number of workers is studied. Various precedence relations between operations and functions of operation processing times dependent on the number of workers areconsidered. A new problem of multi-objective optimization for a single product transfer line is solved. Several exact and heuristic methods and their computer implementations for both problems are developed by the author. An application of developed approaches to solving a real production problem relevant to the European project amePLM is demonstrated

Cette thèse contribue à l'évaluation et l'optimisation de l'ergonomie dans la phase de conception des systèmes de production. Une mauvaise ergonomie physique dans les systèmes de production se traduit par une productivité plus faible et des blessures des opérateurs, et augmente les coûts pour les entreprises. L'objectif principal de ce travail est de proposer des méthodes d'optimisation pour la conception de systèmes de production, tenant compte à la fois de l'ergonomie, de la productivité et des coûts. Ce travail se concentre sur la conception préliminaire des lignes d'assemblage. L'enjeu est de fournir aux décideurs des méthodes d'optimisation pour la prise en compte de l'ergonomie, tout en satisfaisant toutes les contraintes technologiques et économiques. Les problèmes combinatoires considérés sont les problèmes d'équilibrage de lignes d'assemblage et de sélection des équipements. Nous avons considéré un modèle quantitatif d'ergonomie basé sur des équations de fatigue et de récupération tirées de la littérature. Nous avons proposé une linéarisation permettant de définir un programme linéaire en variables entières pour ce problème et des méthodes de résolution optimale et approchée. Nous avons également proposé une généralisation de l'approche, avec un modèle multi-objectif optimisant le coût et l'ergonomie. Nous avons développé un algorithme multi-objectif pour sa résolution. Sur la base des modèles et des algorithmes d'optimisation proposés, nous avons défini une méthodologie pour la conception de lignes d'assemblage avec l'optimisation de l'ergonomie dès la phase de conception. Cette méthodologie a été appliquée avec succès dans deux cas industriels
This thesis contributes to the research stream of evaluation and optimization of ergonomics in the design phase of manufacturing systems. Poor physical ergonomics in manufacturing systems results in lower productivity, lower motivation, injuries, and increases costs for companies. The main objective of this work is the proposition of optimization methods for manufacturing systems design, with the joint consideration of ergonomics, productivity, and cost. This work focuses on the preliminary design of assembly lines. The challenge is to provide decision-makers with optimization methods to take ergonomics into account while satisfying all technological and economic constraints. The combinatorial problems considered are the assembly line balancing problem and the selection of equipment. We considered a quantitative model of ergonomics based on fatigue and recovery equations taken from the literature. In addition to the combinatorial nature of problems dealt with, the main scientific challenge stems from the non-linear nature of the ergonomics model. We proposed a linearization allowing defining an integer linear program, we developed optimal and approximate resolution approaches. Besides, we proposed a generalization of the approach, with a multi-objective model optimizing cost and ergonomics. We developed a multi-objective algorithm for its resolution.Based on the proposed models and optimization algorithms, we have defined a methodology for the design of assembly lines with the optimization of ergonomics from the design phase. This methodology has been successfully applied to industrial cases