La résolution du problème de formation de cellules dans un contexte multicritère

Les techniques de groupement technologique sont aujourd’hui utilisées dans de nombreux ateliers de fabrication; elles consistent à décomposer les systèmes industriels en sous-systèmes ou cellules constitués de pièces et de machines. Trouver le groupement technologique le plus efficace est formulé en recherche opérationnelle comme un problème de formation de cellules. La résolution de ce problème permet de tirer plusieurs avantages tels que la réduction des stocks et la simplification de la programmation. Plusieurs critères peuvent être définis au niveau des contraintes du problème tel que le flot intercellulaire,l’équilibrage de charges intracellulaires, les coûts de sous-traitance, les coûts de duplication des machines, etc. Le problème de formation de cellules est un problème d'optimisation NP-difficile. Par conséquent les méthodes exactes ne peuvent être utilisées pour résoudre des problèmes de grande dimension dans un délai raisonnable. Par contre des méthodes heuristiques peuvent générer des solutions de qualité inférieure, mais dans un temps d’exécution raisonnable. Dans ce mémoire, nous considérons ce problème dans un contexte bi-objectif spécifié en termes d’un facteur d’autonomie et de l’équilibre de charge entre les cellules. Nous présentons trois types de méthodes métaheuristiques pour sa résolution et nous comparons numériquement ces métaheuristiques. De plus, pour des problèmes de petite dimension qui peuvent être résolus de façon exacte avec CPLEX, nous vérifions que ces métaheuristiques génèrent des solutions optimales.Group technology techniques are now widely used in many manufacturing systems. Those techniques aim to decompose industrial systems into subsystems or cells of parts and machines. The problem of finding the most effectivegroup technology is formulated in operations research as the Cell Formation Problem. Several criteria can be used to specify the optimal solution such as flood intercellular, intracellular load balancing, etc. Solving this problem leads to several advantages such as reducing inventory and simplifying programming. The Cell Formation Problem is an NP-hard problem; therefore, exact methods cannot be used to solve large problems within a reasonabletime, whereas heuristics can generate solutions of lower quality, but in a reasonable execution time. We suggest in this work, three different metaheuristics to solve the cell formation problem having two objectives functions: cell autonomy and load balancing between the cells.We compare numerically these metaheuristics. Furthermore, for problems of smaller dimension that can be solved exactly with CPLEX, we verify that the metaheuristics can reach the optimal value

Bi-Level Mathematical Modelling and Heuristics for Cellular Manufacturing Facility Layout Problem

In this thesis, a bi-level mixed-integer non-linear programming continuous model has been, developed for both intra-cell and inter-cell layout design sequentially. Facilities are assumed unequal sizes, and operation sequences and part demands are considered. The model includes overlap elimination, aisle, and block constraints. Since the model is nonlinear, the model has been linearized and solved exact. However, the facility layout problem is NP-hard; hence, novel heuristics and a meta-heuristic have been designed and implemented to solve the problem in a similar manner- both at intra- and inter-cellular levels. A real case study from the metal cutting inserts industry has been used where multiple families of inserts have been formed each with its distinguished master plan. C++ has been used for implementation of the algorithms. For mathematical programming, the model is being solved by the Xpress optimization tool using a branch-and-bound method to illustrate the performance of the model