Optimizing process planning, layout, and scheduling problems, in the RMS context
Optimisation des problèmes de planification des processus, d'implantation d'atelier et d'ordonnancement, dans le contexte RMS
Résumé
Reconfigurable Manufacturing Systems (RMS) have emerged as a strategic response to the dynamic and uncertain market conditions driven by the increasing demand for mass-customized products. Companies are focusing on cost-effective approaches to provide a diverse product variety efficiently. The effective production in RMS, aimed at lowering costs, is intricately connected to process planning and layout problems. These optimization problems are interdependent and might benefit from an integrated approach to increase the RMS performance, including its efficiency. This study emphasizes the importance of integrating process planning, layout, and scheduling problems by proposing and analyzing different models, including sequential, partially sequential, and integrated approaches, to optimize resource allocation and scheduling for RMS. The objective here is to minimize the system’s total costs, encompassing production, material handling, machine reconfiguration, layout reconfiguration, and tardiness. To tackle this challenge, this research work started with developing three exact solution methods and assessing their computation time for small instances. Due to the complexity of the problem, especially for larger instances, we introduced a genetic algorithm adapted to our specific problem. Additionally, we incorporated into the genetic algorithm a local search technique also adapted to our problem to enhance results. Finally, a case study was introduced to extend our investigation. While most of the work on Reconfigurable Manufacturing Systems (RMS) typically focuses on the production or assembly of products, we developed a case study to demonstrate that the flexibility of these systems is also well-suited for disassembly problems. This emphasis on disassembly directly influences the life cycle of products, highlighting that RMS can play a pivotal role in addressing environmental concerns. This underscores the idea that RMS can contribute to environmental sustainability, not only by optimizing gas and waste emissions (as shown in several works) but also by actively participating in a circular economy.
Les systèmes de production reconfigurables (RMS) sont apparus comme une réponse stratégique aux marchés dynamiques et incertains, motivés par la demande croissante de produits personnalisés en masse. Les entreprises se concentrent stratégiquement sur des approches rentables pour fournir efficacement une grande variété de produits. La production dans les RMS, visant à réduire les coûts, est étroitement liée aux problèmes de planification des processus et d’implantation d’atelier. Ce travail de thèse souligne l’importance de l’intégration des problèmes de planification des processus, d’implantation d’atelier et d’ordonnancement en proposant et en analysant différents modèles, y compris des approches séquentielles, partiellement séquentielles et intégrée, afin d’optimiser l’allocation des ressources et l’ordonnancement pour les RMS. L’objectif ici est de minimiser les coûts totaux du système, englobant les coûts de production, de transport, de reconfiguration de machines, de reconfiguration d’atelier et des pénalités de retards. Pour relever ce défi, notre travail a commencé par le développement de trois méthodes de résolution exactes, en évaluant leur temps de calcul pour de petites instances. En raison de la complexité du problème, notamment pour les instances plus grandes, nous avons introduit un algorithme génétique adapté à notre problème. De plus, nous avons incorporé à l’algorithme génétique une technique de recherche locale également adaptée à notre problème pour améliorer encore les résultats. Enfin, une étude de cas a été introduite pour étendre notre recherche. Alors que la majorité des travaux sur les systèmes de production reconfigurables se concentrent généralement sur la production ou l’assemblage de produits, nous avons développé une étude de cas pour démontrer que la flexibilité de ces systèmes est également bien adaptée aux problèmes de démontage de produits pour la remanufacture. Le démontage influence directement le cycle de vie des produits, soulignant que le RMS peut jouer un rôle central dans la réponse aux préoccupations environnementales. Cela souligne également l’idée selon laquelle RMS peut contribuer à la durabilité environnementale, non seulement en optimisant les émissions de gaz et de déchets (comme le montrent plusieurs travaux), mais également en participant activement à une économie circulaire.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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