Optimisation séquentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique

Optimisation séquentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz ROADEF, 3 mars 2011

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Plan

Contexte industriel • Entreprise logistique • 100 000 m² de plateforme • ~100 employés • 3 équipes multi-clients • Objectif: aide à la décision pour créer • Planning hebdomadaire • Emploi du temps par tâche • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Lundi Mardi 8h-16h 8h-15h 9h-17h 9h-17h 8h-18h 8h-17h 8h00 8h15 Filmage Récep Contrôle Récep Prep Cariste Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Réception soumise à aléas Commandes au fil de l’eau Polycompétence Modulation 35h / sem sur l’année Intérim Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Contexte industriel (2) • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives

Contexte industriel (3) • Temps de travail : • Par jour: 4 heures min, 10 heures max • Par semaine: 44 heures max • Temps de pause • Autres facteurs à prendre en compte: • Compétences, disponibilité • Équité, pénibilité • Capacités engins • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Revue de littérature (1) • Baumelt et al. 2010An evolutionary algorithm in a multistage approach for an employee rostering problem with a high diversity of shifts. Chiarandini et al.2000 • Solving employee timetabling problems with flexible workload using tabu search. Solution approchée • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives ‘Day scheduling’ (hebdo / mensuel) • Relaxation • Recherche locale • ‘Intra-dayscheduling’ • (quotidien) • Recherche locale Güenther & Nissen, 2010 A comparison of three heuristics on a practical case of sub-daily staff scheduling. Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Revue de littérature (2) • Yunes, 2005 • Hybrid Column Generation Approaches for Urban Transit Crew Management Problems. Barnhart & Cohn, 2004 • Airline Schedule Planning: Accomplishments and Opportunities. Solution optimale • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives ‘Day scheduling’ (hebdo / mensuel) • Graphe biparti • Génération de colonnes • ‘Intra-dayscheduling’ • (quotidien) • Problème de flot max • Brucker & Qu, 2010 • Network flow models for Intraday scheduling problems. Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Revue de littérature (3) Approchée Optimale • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives ‘Day scheduling’ (hebdo / mensuel) • Graphe biparti • Génération de colonnes • Relaxation • Recherche locale • Solution • Proche de l’optimal • Day + intra-dayscheduling • Adaptée au contexte logistique • ‘Intra-dayscheduling’ • (quotidien) • Recherche locale • Problème de flot max

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Principe Day scheduling Planning hebdo Intraday Planning du jour Affectation des tâches pour la journée Précision au ¼ d’heure • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives • Heures de début et fin par employé • Une à deux semaines Modifications, mises à jour

Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Principe Planning hebdo Planning du jour Affectation aux postes ¼ d’heure • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives • Nombre d’heures • Jour • Heures de début et fin par employé • Une à deux semaines • Horaires exacts • Heure & plage horaire Étape 1 Étape 2 Étape 3 E. travaille 8 heures jeudi E. travaille de 9h à 17h jeudi E. est en prép. de 9h à 11h15, au filmage de 11h à 12h …

Modélisation • Programmes linéaires en variables entières et mixtes • Ensembles : • D jours • H heures • S shifts • I intervalles • E employés • T tâches • P profils intérimaires • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives « 8h-14h » « 9h-16h »… ¼ d’heure Manutentionnaire, cariste… Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Données & variables / étape 1 Wtd Wtdh Wth • Volume de travail • Compétences • Disponibilité • Intérimaires • Nb d’heures • Présence • Heures intérim • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Cet Cet Aed Ppt Etape 1 (Jour) Etape 2 (Heure) Etape 3 (Intervalle) nedt, Xedt ped hdtp, nIp Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Données & variables / étape 2 Wtd Wtdh Wth • Volume de travail • Définition des shifts • Nombre d’heures • Affectation des employés aux shifts • Détail par tâche • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • PrincipeEntrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Cet Zsh Cet Aed n’edt Ppt n’edt Etape 1 (Jour) Etape 2 (Heure) Etape 3 (Intervalle) nedt nedt Xedt Xeds ped Yedht hdtp hdtp , nIp Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Données & variables / étape 3 Wtd Wtdh Wth • Volume de travail • Compétence • Disponibilité • Affectation des tâches • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Cet Cet Zsh Aed n’edt Ppt Aei Etape 1 (Jour) Etape2(Heure) Etape 3 (Intervalle) nedt nedt , Xedt Xeds Xeds ped Xeti Yedht hdtp , nIp hdtp Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Fonctions objectif Situations à minimiser : Importance relative des pénalités Influence forte sur la solution Paramétrage fin nécessaire Planning hebdo Planning du jour Under/over staffing Compétence <5/5 Dépassement capacité engins Changement de tâche Temps/poste dépassé • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives a2 b3 a1 • Embauche d’intérimaire • Compétence <5/5 • Non-équité • Absence imprévue • Tps pénibilité /poste dépassé • Under/over staffing • Dépassement capacité engins • Erreur par rapport à l’étape 1 g3 b2 b1 a3 d2 d3 g2 g1 e3 d1 e1 m3 Étape 3/intervalle Étape 1/jour Étape 2/heure

Détail étape 1 • Contraintes légales • Couverture du besoin • Rapports entre les variables • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives 10

Détail étape 1 • Pénalités • Entiers positifs • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Anne-Laure Ladier, GülgünAlpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Mise en œuvre • Données industrielles • Conversion avec Microsoft Excel • Taille des instances • 5 jours • 12 tâches • 15 employés • 5 profils intérimaires • Tests • IBM ILOG CPLEX optimization Studio v.12.2 • Pentium @ 2.10GHz / 4.00Go RAM. • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • MéthodeRésultats • Conclusion et perspectives

Résultats • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode Résultats • Conclusion et perspectives Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

Conclusion • Approche séquentielle pour la création d’emplois du temps • Nouvelle pour le contexte logistique • Résolution « proche de l’optimal » en temps raisonnable • Perspectives • Tests sur plus d’instances (limites, comparaison) • Évaluation de la qualité de la solution • Introduction • Contexte • Revue littérature • Modélisation PLVEM • Principe Entrées/sorties • Fonction objectif • Détail étape 1 • Mise en œuvre • Méthode & résultats • Conclusion et perspectives Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011

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Anne-Laure Ladier, Gülgün Alpan, Bernard Penz | 3 mars 2011 Annexe / PL étape 1

Optimisation séquentielle des emplois du temps dans une plateforme logistique