Optimisation de l’approvisionnement en vieux papiers par la simulation à base d’agents

RÉSUMÉ : La gestion de la chaîne d’approvisionnement est un savoir-faire essentiel à la réussite des entreprises. Cela demande de plus en plus de précision, d’adaptation et de flexibilité. S’imbriquant dans ce contexte complexe et évolutif, ce mémoire propose d'utiliser un modèle de simulation à base d'agents pour étudier la performance de différentes politiques d'approvisionnement et de production dans l'industrie du vieux papier. Développé en partenariat avec un grand producteur de pâte à papier recyclée en Amérique du Nord, le modèle de simulation détaille un producteur de pâte recyclée et ses fournisseurs de vieux papiers. Plus précisément, il émule le comportement de gestionnaires et de processus de production et d'approvisionnement. Suivant l’objectif d’optimiser la stratégie d'approvisionnement de l’entreprise partenaire tout en respectant sa stratégie de production, une série d’expériences composée de diverses politiques d’achat et opérationnelles a été conduite. La principale conclusion portant sur la flexibilité de la production semble indiquer que cette dernière a un impact négatif sur les coûts, l'inventaire et la qualité. Il est possible de réduire partiellement ces effets avec l'introduction d’une politique de contrats flexibles, mais son effet est limité. Une stratégie plus efficace pour réduire les coûts est de réduire la cadence planifiée au minimum requis pour répondre à la demande. Enfin, un inventaire cible élevé permet de réduire les coûts d'achat, mais sa performance globale dépend des coûts d'entreposage.----------ABSTRACT : The coordination of procurement and production activities is an essential part of business success. It requires accurate information and flexibility to adapt to complex and constantly changing business conditions. In this general context, this paper proposes to use an agent-based simulation model to study and analyze the performance of various procurement and production policies in the waste paper industry, between a recycled pulp producer and its waste paper suppliers. A detailed simulation model developed in partnership with a large recycled pulp producer in North America was developed in order to emulate the managers' behaviour and the production and procurement processes. A series of experiments was carried out in order to optimize of the procurement and production policies, in several productions contexts. Results show that production flexibility has a negative impact on costs, inventory and quality. However, it is possible to partially reduce these issues with the introduction of flexible contracts, although only a limited effect has been observed in our experiments. A more significant strategy to improve costs consists in reducing production rate to the minimum required to meet demand

An argumentation model for deliberation in heterogeneous multiagent systems

Nas últimas décadas, a perceção da sociedade sobre os impactos negativos dos transportes na qualidade de vida e no meio ambiente tem vindo a aumentar. Para poder satisfazer as necessidades de transporte de uma região, os planificadores têm de desenhar infraestruturas de transporte eficientes, tendo em consideração fatores ambientais, sociais, económicos e legais. Esta tarefa é altamente complexa e suscetível a erros devido ao grande número de questões a ter em conta, relacionadas com áreas de conhecimento muito distintas. O ideal seria que os planificadores fossem sempre assistidos por bons sistemas de apoio à decisão para que pudessem descobrir eficazmente as melhores soluções em cada situação. Este princípio aplica-se a muitos outros problemas de \textit{design} complexos.Este projeto de dissertação tem como objetivo desenvolver um modelo de argumentação para deliberação em sistemas multiagente heterogéneos. O modelo deverá ser suficientemente genérico para que possa ser adaptado facilmente a outros domínios de aplicação, facilitando assim a construção de sistemas de apoio à decisão baseados em agentes argumentativos. Tais agentes são especialistas em diferentes áreas de conhecimento, e colaboram na procura de soluções que otimizem o desempenho do sistema, respeitando os diferentes parâmetros de qualidade valorizados por cada um. Esta abordagem deverá ser especialmente útil quando os problemas a resolver forem demasiado complexos para aplicar algoritmos de otimização tradicionais. Mais ainda, os utilizadores beneficiarão da argumentação como mecanismo de justificação para as decisões propostas pelo sistema.Diversos conceitos-chave relativos aos processos de tomada de decisão e diálogos de deliberação são utilizados como referência para o desenvolvimento do modelo, que está divido em três componentes principais: uma framework de argumentação abstrata para deliberação; um conjunto de critérios de escolha de decisões para indivíduos e grupos, baseados em argumentos aceites, prioridades entre objetivos e conceitos da teoria da escolha social; e um protocolo de comunicação que permite aos agentes interagir e tirar partido da teoria relativa às componentes anteriores, possibilitando a integração de técnicas inovadoras, tais como simulação, de modo a aproveitar em completo as capacidades analíticas dos agentes. O domínio de aplicação utilizado para demonstrar as aptidões do modelo será o das redes de transporte urbanas.The perception of the society about the negative impact of transportation on quality of life and on the environment has greatly increased over the last few decades. To be capable of satisfying the transportation requirements of a region, planners must design efficient transit facilities while respecting environmental, social, economic and legal factors. This task is highly complex and error-prone due to the overwhelming number of issues to take into account, pertaining to widely different areas of expertise. Ideally, planners should be assisted by good decision support systems to efficiently discover the best solutions in each situation. This principle applies to many other complex design problems. The aim of this thesis project is to develop an argumentation model for deliberation in heterogeneous multiagent systems. The model shall be generic enough to be easily adaptable to different application contexts, facilitating the construction of decision support systems based on argumentative agents. Such agents specialize in different areas of knowledge, and collaborate in search of solutions that optimize the performance of the system while respecting the different quality parameters valued by each other. This approach should be particularly useful when the problems to solve are too complex to employ traditional optimization algorithms. Additionally, users will benefit from argumentation-based justifications for the system's suggestions.Several key concepts pertaining to decision-making processes and deliberation dialogues are used as reference for the development of the model, which is split into three major components: an abstract argumentation framework for deliberation; a set of criteria for choosing decisions for individuals and groups, based on accepted arguments, priorities between goals and concepts from social choice theory; and a communication protocol enabling agents to interact and exploit the theory in connection with the previous components, allowing integration of innovating techniques, such as simulation, in order to take full advantage of the agents' analytical abilities. The application domain used for demonstrating the model's capabilities is that of urban transportation networks

Modelo de simulação baseado agentes para o estudo da influência de planos de processos alternativos na programação da produção em sistemas de manufatura com layout funcional

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaO presente trabalho trata do problema da execução das funções de planejamento de processo e seqüenciamento da produção de forma integrada ou paralela, ao invés da abordagem tradicional e seqüencial. É esta nova forma de execução que se apresenta como o campo ideal para o emprego de planos de processos alternativos, buscando melhorias nas métricas do seqüenciamento, isto porque planos de processos pré-fixados contribuem, via de regra, para um desbalanceamento no carregamento de máquina, criando gargalos produtivos, além de gerar conflitos de seqüenciamento quando da alocação das máquinas. O contexto apresentado foi motivador para o desenvolvimento deste trabalho, através do qual busca-se responder questões relativas à (a) como os planos de processos alternativos, gerados durante o planejamento dinâmico, podem influenciar no seqüênciamento da produção, sob a ótica das diferentes flexibilidades a serem consideradas no planejamento do processo; (b) como representar estas flexibilidades de forma adequada em um modelo de simulação; (c) quais as métricas que devem ser adotadas para a medição da performance do seqüênciamento da produção; e (d) qual o tipo de layout a ser considerado como alvo deste tipo de correlação? São estas, entre outras, as questões que levam ao objetivo traçado para este trabalho de pesquisa, que é: Propor, implementar e validar um modelo de simulação baseado em uma sociedade multiagentes, que permita o estudo da correlação entre planos de processo alternativos, representados sob a forma de diferentes flexibilidades, e o seqüênciamento da produção em um ambiente de layout funcional. Para alcançar este objetivo foi definida uma sociedade baseada em agentes; criados protocolos de negociação e re-negociação que permitem aos agentes cooperar e coordenar suas ações; e finalmente foi desenvolvido e validado um protótipo de simulação para a integração entre planos de processos alternativos e o seqüenciamento da produção aderente às normas de padronização internacionais. Os objetivos descritos foram atingidos, com o modelo de simulação proposto permitindo a combinação entre quatro diferentes tipos de flexibilidades nos planos de processo: (a) de seqüência; (b) de operações; (c) de processo; e (d) de máquina. Além disto, o modelo ainda permite o uso de precedências entre as operações. Finalmente foi desenvolvimento uma extensão do modelo proposto, baseado em sistemas especialistas, que através da sugestão do roteamento inicial das peças, pode ser usado para minimizar a variabilidade do modelo