Numro d'ordre : 2011 ISAL 0031 Anne 2011

Institut National des Sciences Appliques de Lyon

INFOMATHS : Ecole Doctorale 512 Informatique et Mathmatique de Lyon

THESE DE DOCTORAT

Optimisation combine des cots de transport et de

stockage dans un rseau logistique dyadique, multi-

produits avec demande probabiliste

Pour obtenir le grade de docteur en informatique

Spcialit productique

Par

Khaled BAHLOUL (Ingnieur en informatique)

Soutenue publiquement le 08 Avril 2011 devant la commission d'examen compose de :

Rapporteurs : Pr. Bernard Grabot (Ecole Nationale d'Ingnieurs de TARBES) Pr. Van-Dat Cung (Institut Polytechnique de GRENOBLE) Examinateurs : Pr. Pierre Baptiste (Ecole polytechnique de MONTREAL, Canada) Pr. Samir Lamouri (Ecole Nationale Suprieure des Arts et Mtier, PARIS) Dr. Naoufel Cheikhrouhou (Ecole Polytechnique Fdrale de LAUSANNE, Suisse) Directeur de thse : Pr. Jean Pierre Campagne (Institut National des Sciences Appliques de Lyon) Co-directeur de thse Dr. Armand Baboli (Institut National des Sciences Appliques de Lyon)

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Remerciements

Je tiens tout dabord remercier M. le professeur Jean-Pierre CAMPAGNE et M. Armand

BABOLI. Ce travail ne serait pas ce quil est sans leur prsence, leur disponibilit, leur gnrosit, leur

rigueur scientifique, leur enthousiasme et leurs prcieux conseils qui mont permis de travailler dans

les meilleures conditions.

Je tiens aussi remercier M. le professeur Pierre BAPTISTE pour mavoir accueilli dans son

quipe de recherche lEcole Polytechnique de Montral dans le cadre dun stage Explora-Doc. Je le

remercie pour l'intrt quil a port mon travail, pour toutes ces discussions scientifiques et autres,

qui mont permis davancer dans mes travaux, qui mont fait rflchir et qui mont inspir. Je voudrais

encore le remercier infiniment pour avoir accept dtre membre de mon jury.

Toute ma gratitude sadresse M. Bernard Grabot, Professeur, lEcole Nationale

d'Ingnieurs de TARBES et M. Van-Dat Cung, Professeur lInstitut Polytechnique de GRENOBLE,

rapporteurs, pour leur intrt port ce travail et pour leurs remarques constructives et

enrichissantes qui ont permis dobtenir cette version finale du manuscrit.

Je remercie aussi M. Samir Lamouri, Professeur lEcole Nationale Suprieure des Arts et

Mtier, PARIS et M. Naoufel Cheikhrouhou, Docteur lEcole Polytechnique Fdrale de LAUSANNE,

Suisse pour le crdit quils ont bien voulu accorder ma thse en faisant partie du jury.

Je remercie galement tous mes collgues de bureau pour lambiance chaleureuse de travail

quils maintiennent au quotidien. Une pense particulire Omar SAKKA, Rym BENBACHOUCH, Ahlem

ZAYETI et notre aimable secrtaire Nadira MATAR, qui mont tellement facilit la vie avec leur bonne

humeur, leur bonne volont et leur constante disponibilit.

Je remercie tous mes amis : Noomen, Sodki, Njib, Omar, Walid, Amin, Walf, Haytham, Dhia,

Hamza, Kaouthar, Wafa, qui mont toujours encourags et soutenus.

Merci tous ceux qui y ont cru moi.

Khaled BAHLOULKhaled BAHLOULKhaled BAHLOULKhaled BAHLOUL

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Ddicaces

Je ddie du plus profond de mon cur ce travail, mes chers parents Taoufik et Leila, mon

grand-pre Mohamed, toute ma famille proche. Cest grce leur soutien, leur patience et leur

amour que je suis l aujourdhui. Je leur suis trs reconnaissant pour les sacrifices quils ont d faire

pendant mes longues annes dtudes et dabsence.

A ma fiance Marwa, pour la patience et le soutien dont elle a fait preuve pendant toute la

dure de cette thse.

Khaled BAHLOKhaled BAHLOKhaled BAHLOKhaled BAHLOULULULUL

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Rsum

Le but de cette thse est de proposer des mthodes de gestion des approvisionnements adaptes

des contextes particuliers afin de minimiser les cots logistiques engendrs dans un rseau logistique

multi produits, multi niveaux confront une demande probabiliste.

Au cours de cette thse, nous nous sommes attachs :

- Proposer des mthodes de gestion des stocks et du transport pour des familles de produits dans

diffrents contextes :

o Une premire politique de rapprovisionnement est propose pour une famille de produits

caractrise par une demande alatoire et rptitive. Cette politique est dfinie par un

niveau de commande et par un niveau de r-compltement de stock pour chaque produit et

une priode de rapprovisionnement. Ds quun produit atteint le niveau de commande, un

rapprovisionnement de tous les produits de la famille est dclench.

o Une deuxime politique de rapprovisionnement est propose pour une famille de produits

caractrise par une demande trs alatoire et ponctuelle. Cette politique est base sur les

ruptures de stock. A chaque rupture dun produit prsent dans le stock il y a dclenchement

dun rapprovisionnement de tous les produits de la famille.

- Proposer une mthode de classification multicritres afin de constituer des groupes de produits

relevant dune politique donne, chaque classe ou famille regroupant des produits ragissant

identiquement. Cette classification des produits en familles homognes permet didentifier les

caractristiques dterminantes dans le choix des mthodes de gestion de stock et de transport.

- Analyser et comparer les performances de ces deux politiques dapprovisionnement par rapport

des politiques de rfrence, ainsi que leur sensibilit au regard de quelques paramtres

discriminants : variabilit de la demande ; cot des produits ; cot des commandes urgentes

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Abstract

The aim of this work is to propose methods of inventory management tailored to specific contexts in

order to minimize logistics costs incurred in a logistics network multi-product, multi-level faces a

probabilistic demand.

In my research work, we have focused on the following scientific key-issues:

- The proposal of methods of inventory and transportation management for products families

in different contexts

The first one is defined to solve the problems identified in a product family characterized

by a variable and repetitive demand. This policy is defined by an ordering and a

replenishment level for each product and a periodic review. As soon as a product reaches

the ordering level, replenishment of the same family products is triggered.

The second one is dedicated to a product family which is characterized by a very punctual

and variable demand. This policy is based on inventory shortages. Each shortage of a

product in store triggers replenishment of all products of the same family.

- The proposal of a multi-criteria classification method in order to select the suitable inventory

management method according to specificities of the product and the demand

- The analysis and performance comparison of the two procurement policies proposed with

standard policies, and their sensitivity with respect to some parameters discriminating:

demand variability, cost of products, cost of rush orders.

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Table de matire

Chapitre 1 : Contexte & problmatique ....................................................................... 1

1.1 Introduction ......................................................................................................................... 2

1.2 Cadre de travail ................................................................................................................... 2

1.2.1 Gestion de la chane logistique ................................................................................... 2

1.2.2 Gestion de stock .......................................................................................................... 3

1.2.3 Gestion du transport ................................................................................................... 4

1.2.4 La gestion combine des stocks et du transport ......................................................... 5

1.3 Loptimisation des cots logistiques pour un niveau de service donn.............................. 6

1.4 Solution propose ............................................................................................................... 6

1.5 Structure du mmoire ......................................................................................................... 8

1.6 Conclusion ........................................................................................................................... 9

Chapitre 2 : Etat de lart ............................................................................................ 11

2.1 Bref historique ................................................................................................................... 12

2.2 Chaine logistique ............................................................................................................... 12

2.2.1 Structure des chanes logistiques .............................................................................. 14

2.2.2 Diffrents flux dans la chaine logistique ................................................................... 15

2.2.3 Niveaux de dcision ................................................................................................... 15

2.2.4 Demande ................................................................................................................... 16

2.3 Gestion de stock ................................................................................................................ 17

2.4 Gestion de transport ......................................................................................................... 20

2.5 Optimisation des cots logistiques.................................................................................... 23

2.5.1 Dcision centralise / dcentralise ......................................................................... 23

2.5.2 Optimisation intgre des cots logistiques ............................................................. 25

2.5.3 Travaux de recherche tudis ................................................................................... 27

2.5.4 Identification des problmatiques de recherche ...................................................... 28

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2.5.5 Analyse des solutions proposes............................................................................... 30

2.6 Synthse des travaux tudis ............................................................................................ 32

2.6.1 Optimisation concentre sur les politiques de stock ................................................ 32

2.6.2 Optimisation concentre sur les politiques de transport ......................................... 33

2.6.3 Chaine logistique tudie: multi produits, multi chelons, demande ...................... 34

2.6.3.1 Mono ou multi produits ........................................................................................ 34

2.6.3.2 Deux ou plusieurs chelons ................................................................................... 35

2.6.3.3 Demande dterministe ou probabiliste ................................................................ 35

2.6.4 Mthode de rsolution .............................................................................................. 36

2.7 Gestion des ruptures de stock ........................................................................................... 36

2.8 Politique de rapprovisionnement pour une gestion multi-produit ................................. 39

2.9 Conclusion ......................................................................................................................... 42

Chapitre 3 : Optimisation combine des cots logistiques.......................................... 43

3.1 Introduction ....................................................................................................................... 44

3.2 Systme tudi .................................................................................................................. 45

3.2.1 Caractrisations des produits .................................................................................... 45

3.2.2 Hypothses ................................................................................................................ 45

3.2.3 Exigence du systme de gestion de stock et de transport ........................................ 46

3.2.4 Caractristique de la demande ................................................................................. 47

3.3 Proposition dune nouvelle politique de rapprovisionnement ....................................... 47

3.4 Calcul des paramtres S, T, s et s ................................................................................... 49

3.4.1 Calcul du niveau de recompltement S ..................................................................... 49

3.4.2 Calcul de la priode de rapprovisionnement T ....................................................... 50

3.4.3 Calcul du niveau de commande urgente s et du niveau s ...................................... 52

3.5 Fonctions de calcul des cots logistiques .......................................................................... 52

3.6 Optimisation du cot logistique total ................................................................................ 55

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3.6.1 Fonctionnement dune heuristique ........................................................................... 55

3.6.2 Position gnrale ....................................................................................................... 56

3.6.3 Principes de base ....................................................................................................... 56

3.6.4 Organigramme de la mthode heuristique ............................................................... 57

3.7 Exprimentation et validation ........................................................................................... 61

3.7.1 Comparaison par rapport la politique (R, S) ........................................................... 61

3.7.1.1 Politique (R, S) ....................................................................................................... 61

3.7.1.2 Les rgles dcisionnelles pour la politique (R, S): .................................................. 61

3.7.1.3 Intervalle de rapprovisionnement (T).................................................................. 62

3.7.1.4 Niveau de commande (S) ...................................................................................... 62

3.7.1.5 Calcul des cots logistiques ................................................................................... 63

3.7.2 Exprimentation ........................................................................................................ 63

3.8 Conclusion ......................................................................................................................... 69

Chapitre 4 : Optimisation des cots logistiques dans le cas des commandes urgentes 71

4.1 Introduction ....................................................................................................................... 72

4.2 Caractrisation du contexte dapplication ........................................................................ 72

4.3 Mthode dapprovisionnement propose ........................................................................ 73

4.3.1 Premire tape : un rapprovisionnement continu .................................................. 74

4.3.1.1 Modle agrg ....................................................................................................... 74

4.3.1.2 Dfinition des variables utilises ........................................................................... 77

4.3.2 Deuxime tape: niveaux de recompltement ......................................................... 79

4.4 Optimisation mathmatique : dtermination des niveaux optimaux de recompltement

V 83

4.4.1 Etude de la convexit: ............................................................................................... 83

4.4.2 Recherche du vecteur des niveaux de recompltement optimaux : proposition dune

heuristique doptimisation ........................................................................................................ 83

4.5 Exprimentation et discussion .......................................................................................... 87

4.5.1 Politique de rfrence: .............................................................................................. 88

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4.5.1.1 Dtermination des niveaux s et S .......................................................................... 88

4.5.1.2 Calcul des cots : ................................................................................................... 89

4.5.2 Validation................................................................................................................... 89

4.6 Conclusion ......................................................................................................................... 93

Chapitre 5 : Classification des produits en familles homognes .................................. 95

5.1 Introduction ....................................................................................................................... 96

5.2 Travaux lis la classification dans le domaine logistique................................................ 97

5.3 Fouille de donnes ............................................................................................................ 99

5.3.1 Introduction ............................................................................................................... 99

5.3.2 Mode dapprentissage ............................................................................................. 100

5.3.2.1 Critres de classification ...................................................................................... 100

5.3.2.2 Les variables quantitatives .................................................................................. 101

5.3.2.3 Classification non supervise .............................................................................. 101

5.3.2.4 Mthodes de coalescence : K-moyenne .............................................................. 102

5.3.2.5 Classification supervise ...................................................................................... 104

5.3.2.6 Arbre de dcision ................................................................................................. 104

5.3.2.7 Apprentissage supervis-actif ............................................................................. 106

5.4 Approche propose pour la classification des produits .................................................. 106

5.4.1 Critres de classification des produits ..................................................................... 108

5.4.2 Cration des classes de produit ............................................................................... 109

5.4.3 Attribution des politiques de rapprovisionnement pour chaque classe de produits

109

5.4.4 Classification automatique des produits ................................................................. 110

5.5 Cration des familles de produits .................................................................................... 111

5.6 Dploiement dun exemple ............................................................................................. 112

5.6.1 Critres de classification .......................................................................................... 112

5.6.2 Cration des classes de produits dans lexemple .................................................... 114

5.6.3 Affectation des politiques de rapprovisionnement............................................... 115

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5.6.4 Cration de larbre de dcision ............................................................................... 117

5.6.5 Cration des familles de produits dans lexemple .................................................. 118

5.7 Conclusion ....................................................................................................................... 119

Chapitre 6 : Analyse des deux politiques proposes : performance et sensibilit ...... 121

6.1 Introduction ..................................................................................................................... 122

6.2 Analyse de la politique propose dans le troisime chapitre ......................................... 122

6.2.1 Slection de la classe de produits ........................................................................... 122

6.2.2 Caractrisation de la famille de produits retenu..................................................... 123

6.2.3 Analyse par rapport au paramtre prix de produit ................................................. 123

6.2.4 Analyse par rapport aux paramtres de la demande .............................................. 125

6.2.5 Analyse par rapport au ratio : cot de commande urgente / cot commande

normale 128

6.2.6 Synthse .................................................................................................................. 129

6.3 Analyse de la politique propose dans le quatrime chapitre ........................................ 130

6.3.1 Slection de la classe de produits ........................................................................... 130

6.3.2 Slection de la famille de produits .......................................................................... 131

6.3.3 Analyse par rapport au paramtre prix de produit ........................................... 131

6.3.4 Analyse par rapport aux paramtres de la demande .............................................. 133

6.3.5 Analyse par rapport au ratio : cot de commande normale / cot de commande

urgente 135

6.3.6 Synthse .................................................................................................................. 137

6.4 Conclusion ....................................................................................................................... 138

Chapitre 7 : Conclusion gnrale ............................................................................. 139

7.1 Problmatique tudie .................................................................................................... 140

7.2 Bilan de notre approche et des rsultats obtenus .......................................................... 140

7.3 Perspectives ..................................................................................................................... 141

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Liste des figures

Figure 1 : structure du mmoire ............................................................................................................. 9

Figure 2 : structures de la chaine logistique selon (Huang, Lau et al. 2003) ......................................... 14

Figure 3 : interactions des flux dans une chaine logistique (Waters 1992) .......................................... 18

Figure 5 : reprsentation des conomies dchelle .............................................................................. 21

Figure 6 : Approximation linaire par rgression des cots de transport ............................................ 22

Figure 7 : Variation des cots de transport ........................................................................................... 47

Figure 8 : loi de probabilit ................................................................................................................... 47

Figure 9 : mode de fonctionnement de la politique de rapprovisionnement ..................................... 49

Figure 10 : heuristique propose .......................................................................................................... 59

Figure 11 : Comparaison des cots logistiques totaux .......................................................................... 67

Figure 12 : pourcentage des gains totaux ............................................................................................. 68

Figure 13 : gains raliss AVEC et SANS le mcanisme des sous-ensembles ........................................ 69

Figure 14 : interconnexion des deux tapes de la politique de rapprovisionnement ........................ 74

Figure 15 : exemple de fonctionnement avec deux produits vendus lunit ..................................... 75

Figure 16 : modle descriptif de la premire tape du politique de rapprovisionnement ................. 76

Figure 17 : fonctionnement de la politique (cas de trois produits) ....................................................... 78

Figure 18 : Organigramme de la dmarche utilise .............................................................................. 80

Figure 19 : recherche du vecteur de quantits optimales .................................................................... 87

Figure 20 : comparaison des cots logistiques totaux .......................................................................... 90

Figure 21 : Pourcentage des gains raliss par la politique propose par rapport la politique de

rfrence ............................................................................................................................................... 90

Figure 22 : Mesures de distance pour le regroupement (Babuska 1998) ............................................ 103

Figure 23 : Exemple d'un arbre de dcision (Kempowsky 2004) ......................................................... 105

Figure 24 : Les 4 phases de l'exploitation des donnes ...................................................................... 106

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Figure 25 : exemple darbre de dcision (Pichot 2006) ....................................................................... 110

Figure 26 : Les critres de classification .............................................................................................. 113

Figure 27 : Distribution des produits par rapport tous les critres .................................................. 114

Figure 28 : cration de clusters ........................................................................................................... 115

Figure 29 : Distribution des produits par rapport au critre prix ...................................................... 115

Figure 30 : Arbre de dcision ............................................................................................................... 117

Figure 31 : Paramtres statistiques sur l'efficacit de l'arbre de l'arbre de dcision ......................... 118

Figure 32: comparaison des gains pour chaque intervalle de prix de produits .................................. 124

Figure 33 : 1er cas : variation des cots logistiques ............................................................................. 125

Figure 34 : 2me cas : variation des cots logistiques ........................................................................... 126

Figure 35 : 3me cas : variation des cots logistiques ........................................................................... 126

Figure 36 : 2me cas : variation des cots logistiques ........................................................................... 127

Figure 38 : pourcentage de gain dans le cas = 2 m .......................................................................... 128

Figure 39 : comparaison des cots logistiques en variant le ratio r .................................................... 129

Figure 40 : variation de cots logistique par rapport au prix des produits ......................................... 132

Figure 41 : pourcentage des gains raliss par la politique propose en faisant varier les prix des

produits ............................................................................................................................................... 133

Figure 42 : comparaison des cots logistiques en fonction de la demande ....................................... 134

Figure 43 : pourcentage des gains obtenus en fonction de la demande ............................................ 134

Figure 44 : analyse des cots ............................................................................................................... 136

Figure 45 : pourcentage de gain .......................................................................................................... 137

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Liste des tableaux

Tableau 1 : liste des travaux tudis ..................................................................................................... 27

Tableau 2 : classification par rapport aux centres dintrt des auteurs .............................................. 29

Tableau 3 : classification par rapport aux mthodes de rsolution ...................................................... 31

Tableau 4: schma de transport ............................................................................................................ 46

Tableau 5: valeurs numriques ............................................................................................................. 64

Tableau 6 : probabilit davoir une rupture de stock pour le produit 1 (tab1) ..................................... 85

Tableau 7 : probabilit davoir et ne pas avoir rupture de stock pour un vecteur de quantit (2, 3, 13)

............................................................................................................................................................... 85

Tableau 8 : calcul des cots ................................................................................................................... 86

Tableau 9 : Esprance de cot calcul pour le vecteur V (3, 3, 13)....................................................... 86

Tableau 10 : valeurs numriques utilises ............................................................................................ 89

Tableau 11 : comparaison des quantits commandes entre la politique de rfrence et la politique

propose ................................................................................................................................................ 92

Tableau 12 : Tableau de donnes (Elghazel 2007) .............................................................................. 101

Tableau 13 : Base de donnes des produits ........................................................................................ 112

Tableau 14 : valeurs des caractristiques de la classe de produits ..................................................... 123

Tableau 15 : les moyennes des caractristiques de la famille de produits ......................................... 131

Tableau 16 : variation des taux de gain par rapport aux ratios .......................................................... 137

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Glossaire

Variables relatives au transport

C : capacit du moyen de transport

FC : cot fixe de transport

VC : cot variable de transport

L : dlai de livraison

v: type de vhicules

CFT : cot total de transport fixe

CVT : cot total de transport variable

Vt : volume total

Variables relatives la demande et aux produits

D : demande annuelle

mi : Moyenne de la demande journalire du produit i

fi,t : est la densit de probabilit de la consommation

Ecart type de la demande journalire du produit i

xT+L= prvision de la demande dans une priode de rapprovisionnement et le dlai de

rapprovisionnement, en unit

R+L= dviation standard (cart type) de la demande durant lintervalle de

rapprovisionnement major du dlai de rapprovisionnement, en unit

Pi : prix du produit i

Ui: volume du produit i

V(q) : volume de la quantit q

qi : quantit consomme du produit i

Nij : niveau de stock pour le produit i la fin de la priode j

Si : niveau de recompltement de stock du produit i

si : niveau de commande urgente pour le produit i

si : niveau de commande et de sparation des deux ensembles Psous et Psur

Variables relatives au niveau de service

Kx : coefficient de satisfaction

Tx : niveau de satisfaction

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Donnes de cot

A : cot de passation de commande

Aji : cot de passation de commande urgente dans la priode j, pour le produit i.

Hci : cot de possession de produit par an

CJPi : cot de possession journalier de stock pour un produit i

ti : taux de possession de stock du produit i

hi: cot de possession de stock du produit i

si: cot de rupture du produit i

CPC : cot total de passation de commande normale

THc : cot total de possession de stock

CRS : cot total de rupture de stock

Variables de calcul

Psous : ensemble de produits qui ont atteint leur niveau de commande

Psur : ensemble de produits qui nont pas atteint leur niveau de commande

V = (v1, v2, , vi, , vn) : les niveaux de recompltement optimaux recherchs

Q = (q1, q2, , qn) : un vecteur de recompltement possible

Pnri(t, q) : probabilit de non rupture pour le produit i au bout de t priode si le niveau de

recompltement est fix q

Pnr(t,Q) : probabilit de non rupture pour le vecteur de recompltement Q au bout de t

priodes

Pr(t, Q) : probabilit de rupture de stock pour le vecteur de recompltement Q au bout de t

priodes

nbrj : nombre de jour avant la prochaine priode

qri : quantit commande dans le cas de commande urgente

Q : quantit optimale de commande

ssi: stock de scurit

T : priode de rapprovisionnement pour une famille de produits

Tmax , Tmin , Tintr : priode de rapprovisionnement maximale, minimale et intermdiaire

j: n de priode

i: n de produits

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Chapitre 1 : Contexte & problmatique

SOMMAIRE

Chapitre 1 : Contexte & problmatique ....................................................................... 1

1.1 Introduction ......................................................................................................................... 2

1.2 Cadre de travail ................................................................................................................... 2

1.3 Loptimisation des cots logistiques pour un niveau de service donn.............................. 6

1.4 Solution propose ............................................................................................................... 6

1.5 Structure du mmoire ......................................................................................................... 8

1.6 Conclusion ........................................................................................................................... 9

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Chapitre 1 : Contexte & problmatique

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1.1 Introduction

Lobjectif de toute entreprise est de livrer des produits ses clients, en quantit demande, dans le

lieu demand, la date demande, et au moindre cot. Il est donc clair que le bon fonctionnement

dune entreprise repose essentiellement sur la matrise de ses flux physiques.

Nous nous attachons dans ce chapitre prsenter le cadre de notre travail et dfinir les grandes

lignes de notre problmatique de recherche. Dans un premier temps, nous commenons par

prsenter le cadre de travail en introduisant les mots cls de notre recherche : la gestion de la chaine

logistique, la gestion de stock, la gestion du transport, la chaine logistique multi produits, la demande

probabiliste. Comme indiqu dans le titre de la thse, notre problmatique se situe lintersection

de ces domaines, car portant sur loptimisation combine des cots de stockage et de transport dans

une chaine logistique multi produits avec une demande probabiliste.

Finalement, nous prsentons un bref aperu de notre mthodologie de rsolution.

1.2 Cadre de travail

Concevoir le systme logistique dune entreprise, et plus particulirement sa logistique de

distribution, repose sur une dfinition de la logistique dans son ensemble et des diffrentes

stratgies logistiques. Selon (Colin and Pach 1988) : Les objectifs dune logistique aval, ou de

distribution, sont multiples ; il est possible de citer la satisfaction des clients finaux, la recherche de la

profitabilit, la rduction des cots, ou encore la maximisation de la qualit de services . Dautre

part, selon (Vallin 1999) : Optimiser la logistique aval dune entreprise revient dterminer la

structure de son rseau de distribution, les systmes de gestion des stocks et des

rapprovisionnements, lacheminement des flux physiques, les procdures de travail dans les

entrepts et le traitement des commandes, entreposage, expditions et transports .

1.2.1 Gestion de la chane logistique

Dans la littrature, plusieurs dfinitions de la chane logistique ont t proposes. Parmi lesquelles,

nous slections la dfinition prsente par (Simchi-Levi and Kaminsky 2000) : Une chaine logistique

regroupe des organisations se trouvant en amont et en aval du processus productif. Celles-ci

partagent un objectif commun, celui de sengager dans un processus de cration de valeurs,

reprsent par le produit ou service livr au consommateur. La chane logistique peut donc se

concevoir dune manire gnrale comme un processus dintgration et de gestion des flux de

matriaux et de flux dinformations au travers des diffrents maillons de la chane logistique pour

rpondre et satisfaire la demande du march .

A cet gard, la gestion de la chane logistique suppose de planifier et de contrler les stocks et le

transport comme une entit unique et intgre, et ce, des fournisseurs jusquaux utilisateurs finaux.

Quatre lments doivent alors tre pris en considration :

Le niveau de service souhait par le client final,

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Le niveau des stocks sur diffrents lieux de positionnement pralablement dfinis tout au

long de la chane,

Le transport des produits entre les diffrentes entits,

Les procdures de gestion de la chane logistique en tant quentit unique.

Le processus transverse qui traite de ces quatre lments est le processus de loptimisation des cots

logistiques. Il constitue lune des premires proccupations de chaque entreprise au regard de sa

chaine logistique.

1.2.2 Gestion de stock

Daprs (Mehrabikoushki 2008) : Le stock peut reprsenter 20 40 % de lactif total dune

entreprise (Tersin 1980) . Les stocks mobilisent de l'argent et le succs ou l'chec de la gestion de

stock affecte la situation financire de lentreprise. Avoir trop de stock peut tre aussi problmatique

que des ruptures de stock. Trop de stock entrane des dpenses inutiles lies aux cots de stockage et

d'obsolescence, tandis que trop peu de stock conduit des ruptures de stock (Verwijmeren, Van Der

Vlist et al. 1996).

Le but principal de la gestion de stock est de maximiser la rentabilit d'une entreprise en minimisant

le cot de stockage tout en satisfaisant les exigences de service client (Lambert, Stock et al. 1998).

La gestion des stocks est un aspect important de la Gestion de la Chane Logistique. Il sagit de mieux

grer le stock partout dans la chane par une meilleure circulation de l'information afin damliorer le

service client, tout en offrant une plus grande varit de produits et rduisant les cots. La gestion des

flux de produits, des matires premires aux produits finis, en passant par les produits en-cours, exige

la responsabilisation des partenaires de la chane logistique pour la planification, l'acquisition, le

stockage, le mouvement et le contrle des matires et des produits finaux .

Dans ce contexte, le gestionnaire doit prendre plusieurs dcisions en prenant en compte un certain

nombre de paramtres simultanment.

La demande clientle, qui est souvent alatoire dans un contexte industriel rel, est parmi ces

paramtres grer pour mener bien ces dcisions.

En effet, la demande probabiliste oblige le fournisseur faire des prvisions en vue de satisfaire les

commandes des clients dans des dlais acceptables et avec des cots minimaux.

Nanmoins, ces prvisions peuvent conduire une incertitude sur la variation de la demande ; ce qui

est considr comme lincertitude la plus proccupante de toutes les incertitudes de la chane

logistique.

Plusieurs moyens sont mis en place pour faire face lincertitude de la demande, et viter ses

consquences. Nous pouvons citer titre dexemple lutilisation de grandes quantits de stock de

scurit. Cette dcision adopte par certaines entreprises peut provoquer des pertes conomiques

normes, et ceci pour plusieurs raisons : dune part, ces quantits stockes occasionneront des cots

de possession trs levs pour lentreprise ; dautre part, ces quantits peuvent ne pas tre

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consommes, et se retrouver ensuite primes. Cest exactement ce dont il sagit dans la plupart des

cas de produits dlais de premption courts.

Cependant, dans le contexte industriel nous devons traiter aussi des problmes dapprovisionnement

multi produits. Cest un problme qui survient dans de multiples situations : par exemple lorsquun

groupe de produits est command chez le mme fournisseur, ou lorsquun ensemble de produits est

stock dans le mme lot.

De ce fait, le problme majeur est de dterminer, face une demande dynamique, les quantits

commander pour chaque produit, avec des priodicits dfinies, afin de minimiser le cot total et

tout en faisant en sorte que la demande soit satisfaite. Lorsque des commandes des diffrents

produits sont runies dans une commande unique, tous ces produits partageront un mme cot de

commande. Ce cot de commande est compos dun cot de commande fixe par commande et dun

cot de commande fixe par ligne de commande.

La gestion des stocks et des approvisionnements dans une chane logistique multi produits prsente

plusieurs difficults. Dune part, le traitement de la totalit de ces produits peut savrer une tche

dlicate puisque nous nous retrouvons face une grande diversit de produits ; dautre part ces

produits ne prsentent pas forcment les mmes caractristiques. Ceci peut rendre la tche

complexe et aboutir des gestions non optimises en raison de la grandeur des problmes de calculs

et de traitements conduisant lintroduction dhypothses simplificatrices ou dapproximations pour

grer la diversit des produits. Ces simplifications peuvent tre lorigine dune perte de fiabilit des

mthodes de rsolution proposes.

1.2.3 Gestion du transport

Dans la thse de Labidi (Labidi 2005) plusieurs dfinitions ont t proposes, pour dfinir la chaine

logistique lauteur sappuie sur les travaux de (Lin and Shaw 1998) : La chane logistique la plus

lmentaire est constitue dun seul site assurant aussi bien la production que le stockage et la

distribution. Des rseaux plus complexes peuvent coordonner plusieurs dizaines de sites rpartis dans

diffrentes locations et peuvent aussi grer des flux physiques entre ces sites. Le terme site peut

correspondre une unit de stockage, une unit de production, une usine, un fournisseur, un centre

de distribution, un entrept ou un client .

Les flux physiques d'une chaine logistique et leur complexit sont dfinis dans les travaux de

(Beamon and Chen 2001) : La complexit de ces flux physiques (matires premires, produits finis )

dans une chane logistique sexplique en partie par leurs fortes variations et fluctuations dans les

diffrentes locations de la chane logistique .

En effet, le partage dun quipement ou la ncessit de transport par grandes quantits pour des

raisons de cot gnre des interruptions dans la circulation des flux de matires et de produits.

Certaines oprations peuvent concerner plusieurs produits simultanment, cest le cas notamment

dun rapprovisionnement multi produits. Lajustement du dbit devient alors complexe assurer

entre les diffrents flux entrant dans les stocks. Dautre part, la prsence dalas et de

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dysfonctionnements perturbent la rgularit de la circulation des flux. Le stock qui peut tre dfini

comme laccumulation dune diffrence de flux, est lun des lments dorganisation du systme de

flux.

Outre les stocks, la gestion et lacheminement de ces flux physiques reprsente lune des

problmatiques de gestion dune chaine logistique aval ou de distribution.

Dans cette thse, nous tudions la gestion des flux physiques dans une structure divergente dune

chane logistique de distribution traitant les stocks, et le transport entre plusieurs sites.

1.2.4 La gestion combine des stocks et du transport

D'un ct, l'augmentation des cots de transport et de stockage vis--vis du cot de production, et

d'un autre, la diminution des dlais de production et de livraison, incitent les entreprises donner plus

d'importance la prise en compte des cots et des contraintes lis toutes ces activits

simultanment, et ce, pour mieux grer le fonctionnement de leur chaine logistique. Le concept mme

de chane logistique a merg avec ces besoins. L'optimisation de la gestion des flux physiques et des

activits commence se faire d'une manire combine (intgre) afin de minimiser le cot total

engendr. Avec cette approche, les contraintes et les cots des activits qui sont coordonnes sont

mis dans le mme modle pour tre optimiss en une seule fois. Dans la suite du mmoire, la gestion

lie cette approche est nomme gestion combine/intgre. Cette approche est d'actualit avec le

nombre croissant de dlocalisations d'entreprises (Akbalik 2006).

L'approche intgre peut nous fournir un planning des activits un cot plus rduit qu'une

approche squentielle dans laquelle les maillons de la chane sont optimiss de manire

indpendante. Le gain obtenu avec une optimisation intgre par rapport une optimisation

squentielle est indniable lorsquil sagit de trouver un optimum global pour un problme gnral

complexe. En revanche, cette approche conduit considrer des systmes complexes, de grande

taille, avec de fortes interactions. Au niveau du processus d'optimisation, elle peut conduire des

problmes difficiles rsoudre en un temps raisonnable. Cette complexification est due

l'augmentation des contraintes prendre en compte lors d'une modlisation mathmatique, mais

aussi la configuration de la fonction objectif qui devient plus complique optimiser. Cette difficult

fait qu'il y a de plus en plus de recherches thoriques menes sur ce problme, en grande partie par

des spcialistes de recherche oprationnelle (Akbalik 2006).

Lapplication de cette approche dans le domaine logistique est assez frquente. En effet, les

entreprises doivent tester les diffrentes options de transport en termes de cots et de gains, et les

classer en fonction de la complexit de la coordination exige. Un manager peut ensuite prendre la

dcision approprie : il doit alors considrer la relation troite entre le stockage et le transport. En

effet, il sagit de trouver un compromis satisfaisant entre des stocks importants permettant de faire

des conomies au niveau du transport ; par consquent un taux de satisfaction clientle lev, ou

des stocks faibles gnrant des transports plus frquents, avec des cots plus levs et un risque plus

important en termes de rupture de stock ainsi quun taux de satisfaction moins lev.

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Notre tude se situe dans ce domaine de la recherche oprationnelle. Nous nous intressons aux

mthodes de rsolution efficaces pour rsoudre les problmes d'optimisation en gestion combines

des flux physiques (stock et transport) pour une structure divergente de chaine logistique aval, sous

diffrentes hypothses et dans le cadre d'une approche intgre.

1.3 Loptimisation des cots logistiques pour un niveau de service donn

Nous nous intressons aux mthodes de rsolution en termes de cot logistique, pour rsoudre les

problmes d'optimisation intgre de ces cots en gestion des flux physiques pour un niveau de

service donn.

Ce travail s'appuie d'une part sur les travaux raliss dans le domaine de l'optimisation de la gestion

intgre des flux physiques dans les chaines logistiques, et dautre part sur les politiques de

rapprovisionnement multi-produits. Nous considrerons l'approvisionnement simultan de

plusieurs produits regroups en familles tout au long de ce mmoire.

Nous pouvons donc positionner notre recherche au milieu de deux axes prsents dans la littrature.

Le premier est le domaine de l'optimisation des cots de la gestion intgre des stocks et de

transport dans une chane logistique, et le deuxime le problme de rapprovisionnement multi-

produits. Dans les deux cas nous considrons une demande probabiliste.

Nous nous basons au cours de cette thse sur la mthode optimisation intgre pour identifier

l'optimisation des flux physiques de la chane logistique, compose des maillons dans lesquels les

activits en question sont ralises. C'est l'optimisation lie l'approche globale, c'est--dire la

gestion intgre des cots. Les contraintes lies ces activits sont prises en compte dans le mme

modle, et la minimisation se fait sur le cot total engendr par ces activits en tenant compte dun

niveau de service donn (Akbalik 2006). Par exemple, l'optimisation intgre des activits stockage-

transport dans une structure des dpts indique que les contraintes lies ces activits sont

optimises en une seule fois, et que la sortie est un planning complet de transport et de stockage

pour un niveau de service.

Une des difficults pour mettre en uvre une telle approche en situation relle est lie au partage

du gain total obtenu ; ce qui empche souvent son utilisation dans les chaines dans lesquelles

diffrents acteurs et centres d'intrts interviennent dans la gestion des diffrents maillons (Akbalik

2006).

1.4 Solution propose

La solution propose traite essentiellement deux problmatiques : dune part, la gestion multi

produits des approvisionnements pour laquelle nous avons dvelopp la notion de familles

homognes de produits. Dautre part, la gestion des ruptures de stock pour laquelle nous avons

propos une politique de rapprovisionnement base sur les commandes urgentes.

Dans un premier temps, nous proposons une politique de rapprovisionnement pour un ensemble

de produits provenant dun mme fournisseur, quelles que soient les caractristiques de la demande

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propre chacun deux. Lobjectif est de mutualiser les approvisionnements de ces produits, leur

nombre limit ne permettant pas la constitution de familles homognes.. Ces caractristiques

dfinissent le contexte dapplication de cette mthode de rapprovisionnement. Cette politique est

caractrise par un approvisionnement priodique, un niveau de stock de scurit et un niveau de

recompltement pour chaque produit de la mme famille. Le rapprovisionnement des produits

prsents dans le stock est conditionn par un niveau de commande dfini pour chaque produit, ainsi

que les capacits des moyens de transport. Pour trouver une solution ce problme, nous nous

basons sur une mthode heuristique, afin de trouver la meilleure stratgie pour affecter les produits

commands aux moyens de transport ncessaires, tout en minimisant le cot logistique calcul

partir des fonctions de calculs de cots.

Dans un deuxime temps, nous associons une autre mthode de rapprovisionnement une

deuxime famille de produits possdant des caractristiques communes (demande alatoire et

ponctuelle, dlai de livraison nul, cots dapprovisionnement indpendants du nombre de rfrences

approvisionnes et du nombre de produits transports, utilisation de cot dapprovisionnement non

planifis urgents, ). Cette famille regroupe des produits caractriss par des critres trs

particuliers qui rendent leurs traitements complexes par des politiques classiques. Cette politique se

base sur deux principes fondamentaux qui sont (i) lapprovisionnement durgence en cas de rupture

de stock dun produit (ii) le rapprovisionnement de tous les produits de la mme famille. En effet,

un rapprovisionnement est dclench quand un produit prsent dans le stock arrive au niveau de

stock zro. De ce fait, tous les produits prsents dans le stock et qui appartiennent la mme famille

sont alors rapprovisionns. Nous allons aussi proposer une mthodologie de calcul des quantits

commandes, qui se base sur une tude de modlisation et une optimisation mathmatique, et ce,

dans le but de minimiser les cots logistiques.

Suite aux rflexions menes dans les deux chapitres prcdents, nous proposons une classification

des familles de produits qui se base sur un certain nombre de critres. Ces critres permettent de

classer les produits dans des groupes homognes et de dfinir une corrlation qui nous permet

danalyser et de traiter lensemble des produits de la mme manire ; ce qui facilite la proposition

des mthodes de rapprovisionnement multi produits.

Dans cette partie, nous avons essay de rpondre aux difficults rsultant de la gestion multi

produits de manire dfinir des familles homognes de produits en se basant sur un chantillon.

Les familles seront identifies, et par la suite, laide dun arbre de dcision, on classera

automatiquement les produits dans leurs familles adquates. Nous nous sommes bass sur une

mthode de classification qui a fait ses preuves dans le domaine de lanalyse de donnes, et plus

prcisment dans lExtraction de Connaissances partir de Donnes (ECD), rfrence sous le nom

de fouille de donnes. Nous avons projet les principes de cette mthode sur notre problme de

classification de produits pour aboutir des familles homognes de produits, et pouvoir proposer

des mthodes de gestion adquates pour chacune delles.

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1.5 Structure du mmoire

Ce mmoire de thse est organis de la manire suivante :

Le deuxime chapitre prsente une tude bibliographique sur la problmatique de recherche tudie

dans cette thse. Nous commenons par quelques dfinitions des concepts de base et des mots cls

tudis dans notre contexte. Par la suite, nous ralisons une tude sur un chantillon de soixante

articles slectionns de la littrature. Cette tude est base sur deux classifications de ces articles,

suivies par une synthse. Dans la troisime partie de ce chapitre, nous introduisons les politiques de

rapprovisionnement qui prsentent la principale solution adopte par les auteurs ainsi que les

ntres dans les deux chapitres suivants.

Le troisime chapitre prsente une nouvelle politique de rapprovisionnement ddie la rsolution

du problme de gestion combine de stock et de transport dune famille de produits, et ce, dans un

contexte particulier dfini par un ensemble de caractristiques.

Le quatrime chapitre prsente une solution pour un problme particulier de la gestion des ruptures

de stock. Cette solution est sous la forme dune deuxime politique de rapprovisionnement

consacre une autre famille de produits.

Le cinquime chapitre prsente une mthodologie de classification des produits en classes de

produits puis en familles de produits homognes susceptibles dtre gres par des politiques de

rapprovisionnement. Ce chapitre est n suite des besoins de regroupement de produits dans les

deux chapitres prcdents, afin de dfinir des politiques dans un contexte multi produits.

Le dernier chapitre prsente une valuation des performances de nos politiques de

rapprovisionnement proposes dans le troisime et quatrime chapitre. Nous nous basons sur les

rsultats de classification ralise dans le cinquime chapitre afin didentifier les familles de produits

tudies dans les deux cas. Dans cette tude, nous ralisons des exprimentations numriques et

des analyses de sensibilit par rapport aux paramtres suivants : prix de produits ,

caractristique de la demande et diffrence entre le cot de passation de commande urgente

et normale .

La Figure suivante (Figure 1) prsente larticulation gnrale de ce mmoire.

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Figure 1 : structure du mmoire

1.6 Conclusion

Nous avons prsent dans ce chapitre le contexte gnral de la thse. Nous avons introduit les

concepts de notre problmatique de recherche qui sinscrit dans le cadre de la gestion combine de

stock et de transport, adapte des contextes particuliers afin de minimiser les cots logistiques

engendrs dans un rseau logistique multi produits, multi niveaux confront une demande

probabiliste.

Par la suite, nous avons prsent notre mthodologie de rsolution du problme voqu. Cette

dmarche est compose de trois contributions faisant lobjet des trois chapitres suivants.

Finalement, nous avons expos la structure de notre mmoire en montrant linteraction entre les

diffrents chapitres dvelopps.

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Chapitre 2 : Etat de lart

SOMMAIRE

Chapitre 2 : Etat de lart ............................................................................................ 11

2.1 Bref historique ................................................................................................................... 12

2.2 Chaine logistique ............................................................................................................... 12

2.3 Gestion de stock ................................................................................................................ 17

2.4 Gestion de transport ......................................................................................................... 20

2.5 Optimisation des cots logistiques.................................................................................... 23

2.6 Synthse des travaux tudis ............................................................................................ 32

2.7 Gestion des ruptures de stock ........................................................................................... 36

2.8 Politique de rapprovisionnement pour une gestion multi-produit ................................. 39

2.9 Conclusion ......................................................................................................................... 42

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2.1 Bref historique

Dans cette section, nous prsentons un bref historique de lvolution de la logistique industrielle.

Dans les annes 1950 et 1960 les principes de la production de masse ont t gnraliss dans les

entreprises avec pour objectif de rduire les cots unitaires de production, avec un nombre limit de

produits et une faible flexibilit des procds de fabrication. Le dveloppement de nouveaux

produits tait limit et rsultaient principalement de dveloppements internes. Les oprations sur

les goulets dtranglement ou Bottleneck taient assures par la mise en place de stocks assurant

le maintien dun dbit de ligne quilibr (Farmer. 1997; Tan 2001).

Jusqu'aux annes 1970, la politique industrielle se basait sur le principe de flux pousss . En

gnral, la demande tait suprieure la production. Dans la plupart des entreprises, les

responsables de chaque domaine ou service ont tent de minimiser les cots lis leurs activits sans

se soucier de l'impact de leurs dcisions sur les autres parties de la socit (Cheaitou 2008). la fin

des annes 1970, l'augmentation de loffre a accru la concurrence entre entreprises. Il devenait donc

ncessaire de prendre en compte non seulement les activits de production, mais aussi toutes les

activits industrielles, y compris lapprovisionnement, la distribution et les autres activits qui sont

lies au processus de production.

L'objet de ce changement n'tait pas seulement de rduire les cots globaux, mais aussi d'accrotre

le niveau de service clientle. Ceci a conduit lmergence de la notion de chane logistique .

Ce domaine a t amlior aprs le dveloppement de la "science informatique", qui a permis

principalement le dveloppement des activits de Planification de la production, de Gestion des

stocks , de gestion des capacits de transport qui utilisent les techniques de recherche

oprationnelle. Au cours des dernires dcennies, ces domaines techniques de recherche

oprationnelle ont connu des amliorations trs importantes et de nouvelles pratiques sont nes

(Cheaitou 2008).

2.2 Chaine logistique

De nombreuses dfinitions ont t proposes pour la chane logistique. Dans cette partie, un certain

nombre d'entre elles sont dgages dans le but de rapprocher les points de vue des auteurs et de

mettre laccent sur les lments cls apports par chaque dfinition.

Par rapport aux vnements historiques cits prcdemment, nous prsentons quelques dfinitions

des termes logistiques en se basant sur la thse de (Akbalik 2006). Nous les prsentons dans lordre

de leur volution au cours du temps avec le besoin de changement et de la vision globale de la

chaine logistique : logistique, chane logistique, gestion des chanes logistiques, gestion intgre des

chanes logistiques qui ont volu au cours du temps avec le besoin d'une vision plus globale sur les

diffrents maillons d'une chane.

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(Riopel, Langevin et al. 2003) ont tudi cette mutation travers les titres des livres et des articles

publis sur la logistique. Dans les annes 1960 et 70 on parle de la distribution physique qui

laisse sa place au terme logistique dans les annes 70 et 80 .

(Akbari Jokaar, Frein et al. 2000) ont dfini cette phase de logistique spare par la logistique de

distribution physique reposant sur la recherche d'efficience .

(Heskett 1978) a dfini la logistique comme le processus qui englobe l'ensemble des activits qui

participe la matrise des flux physiques de produits, la coordination des ressources et des

dbouchs en cherchant obtenir un niveau de service donn au moindre cot . Comme on peut le

constater dans cette dfinition, la logistique ne concerne que les activits physiques.

ce stade, Rushton et Saw (Rushton and Saw 1992) expliquent que la logistique existe

principalement au travers d'activits comme le transport, le stockage, le conditionnement et le

traitement des commandes clients, ainsi qu'une performance oriente vers la matrise des cots des

activits de distribution (efficience managriale), et servant surtout satisfaire les exigences du

client. Cest la phase dans laquelle on recherche une suite doptimisations locales, et non une

optimisation globale. En effet chacune des activits logistiques se droule sans tenir compte des

caractristiques des autres activits logistiques .

Le terme gestion des chanes logistiques commence tre utilis vers 1990, puis avec la

croissance du nombre des multinationales et des dlocalisations des centres de production, les

gestionnaires prennent en compte la globalit des chanes dans leurs diverses dcisions. De nos jours,

nous sommes entrs dans l're de la gestion intgre ou gestion globale des chanes logistiques. Nous

pouvons remarquer que cette volution de l'intgration au cours des annes est plutt managriale.

Avec les besoins du march, de plus en plus de formes adoptent cette approche ces dernires annes

et ceci devient trs significatif aprs les annes 1990. Cependant sur le plan thorique, les recherches

sur l'intgration de deux maillons, production et stockage, avaient commenc ds la fin des annes

50. Dans l'article dAkbari Jokaar (Akbari Jokaar, Frein et al. 2002), la dfinition d'une chane

logistique est donne comme un rseau d'installations qui assure les fonctions d'approvisionnement

en matires premires, le transport de ces matires premires, la transformation de celles-ci en

composants puis en produits finis, la distribution du produit fini chez le client ainsi que le service

aprs-vente, le recyclage ou la mise au rebut des produits en fin de vie. Dans ce mme article, les

auteurs donnent des dfinitions rcentes des autres termes couramment utiliss dans ce domaine,

pour faciliter l'change des ides parmi les chercheurs (Akbalik 2006).

(Simchi-Levi, Kaminsky et al. 2003) dfinissent la gestion d'une chane logistique comme un

ensemble d'approches utilises pour intgrer les fournisseurs, les producteurs, les dpts et les

centres de distribution, pour que le produit fini soit fabriqu et distribu avec la qualit requise, dans

les dlais exigs, de faon minimiser le cot total en satisfaisant le niveau de service demand .

La dfinition que l'ASLOG (Association Franaise de la Logistique) (ASLOG 2003) propose de la

logistique est aujourd'hui la suivante : La logistique est une fonction qui a pour objet la mise

disposition au moindre cot de la quantit d'un produit, l'endroit et au moment o une demande

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existe . Par rapport dautres dfinitions, cette dfinition insiste clairement sur les flux physiques et

le contrle des cots.

2.2.1 Structure des chanes logistiques

Daprs (Galasso 2007) : La dfinition de structures de chanes logistiques refltant lensemble des

cas rels est difficile tant la varit des types de fabrications et des primtres de chanes est

grande. Dans le but de dfinir un cadre notre tude, il est indispensable de savoir les structures

typologiques usuelles retrouves dans la littrature sur lesquelles sont dveloppes les

modlisations existantes. Certains auteurs ont extrait des cas rels des typologies caractristiques

(Croom, Romano et al. 2000; Huang, Lau et al. 2003) .

Dans ce dernier travail, Huang et al. (Huang, Lau et al. 2003) dcomposent les structures typiques de chanes logistiques en : Srie ; Divergente ; Dyadique ; Convergente et Rseau . Ces structures sont prsentes en Figure 2. Dans le mme travail, une tude a t ralise pour montrer lutilit de la

connaissance de ces structures pour la modlisation des chaines logistique : Ces structures typiques

ont pour but doffrir des cadres de modlisation pour ltude des chanes logistiques et sont orientes

sur des processus spcifiques. La structure srie correspond un procd de fabrication linaire et vertical. Cette structure peut tre utilise, par exemple, pour tudier linfluence de la propagation de

linformation sur lensemble de la chane. La structure divergente permet de modliser un rseau de distribution avec pour objectif, par exemple, dtudier la localisation des sites de distribution ou leur

dimensionnement. La structure convergente reprsente un processus dassemblage dans lequel la synchronisation des flux constitue un sujet dtude. La structure rseau est la composition dune structure convergente et divergente permettant de prendre en compte des chanes logistiques plus

complexes. Enfin, la structure dyadique peut tre vue comme un cas particulier dune chane en srie limite 2 tages. Elle peut servir de base ltude de relations client/fournisseur ou donneur

dordre/sous-traitant.

Figure 2 : structures de la chaine logistique selon (Huang, Lau et al. 2003)

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Cependant, ces structures ne refltent pas vraiment des cas rels de lindustrie actuelle, cet aspect a

t voqu dans ce mme dernier travail (Huang, Lau et al. 2003): La principale critique que lon

peut faire de ces structures est quelles ne traduisent pas clairement la possibilit pour un lment

dapparatre sur plusieurs rangs de la chane. En effet, lassemblage dun produit fini peut ncessiter

aussi bien des pices lmentaires standards que des sous-ensembles complexes. Pour leur

ralisation, ces sous-ensembles vont ncessiter aussi un ensemble de pices lmentaires. Ainsi, le

fournisseur de ces pices lmentaires, sera en contact direct avec lentreprise dassemblage en fin de

chane logistique et en contact indirect par lintermdiaire du fournisseur de sous-ensembles. De

mme, dans le cadre dun rseau de distribution, une entreprise peut, dans certains cas, tre

directement en relation avec des dtaillants sans passer par un grossiste. De plus, ni les relations de

sous-traitance ni les retours de pices (chane logistique inverse) ne sont dcrits .

Dans le cadre de notre tude, nous proposons un modle positionnant lentreprise considre

comme lment central dun ensemble de fournisseurs et clients. La structure la plus proche,

adoptant une entreprise comme lment central de la chane logistique, est la structure divergente.

Cest sur la base de cette structure que nous dvelopperons, dans les chapitres 3 et 4, une

modlisation plus fine du primtre de notre tude.

2.2.2 Diffrents flux dans la chaine logistique

Daprs (Akbalik 2006) : Dans une chane logistique, on peut identifier diffrents types de flux : Flux

d'information, flux physiques, flux financiers. Les flux physiques dcrivent des matires qui circulent

entre les diffrents maillons de la chane. Ces matires peuvent tre des composants, des produits

semi-finis, des produits finis, des pices de rechange. Ces flux constituent la fonction premire d'une

chane logistique, sans lesquels les autres flux n'existeraient pas .

L'objet de notre tude est l'optimisation des flux physiques. Le but est de minimiser le cot total

engendr par les activits de stockage et de transport, en satisfaisant les demandes du client sur un

horizon donn. Nous devons dcider combien, quand et o stocker et transporter les produits. Les

cots lis chaque activit et les capacits de chaque maillon seront calculs par rapport la

demande, au nombre de priodes et au nombre dinstallation (Akbalik 2006).

2.2.3 Niveaux de dcision

Daprs (Akbalik 2006) : La gestion de la circulation des diffrents flux dans une chane logistique,

moindre cot et avec une bonne qualit de service, est assure diffrents niveaux dcisionnels. A

chaque niveau, diffrents outils d'aide la dcision sont utiliss, dont la plupart reposent sur des

outils informatiques. On distingue traditionnellement trois grands niveaux de dcision, dans de la

gestion des chanes logistiques ; mme si les frontires ne sont pas trs claires, elles sont souvent

dcoupes en fonction de la longueur des priodes sur lesquelles ces dcisions portent. Elles peuvent

tre dcrites comme les dcisions stratgiques, les dcisions tactiques et les dcisions oprationnelles.

Ces niveaux de dcisions sont dfinis dans le livre de Vallin (Vallin 2003) comme suit :

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- dcisions stratgiques : les problmes de localisation, l'ouverture et la fermeture des usines, des

dpts, le choix des fournisseurs, l'affectation des capacits aux diffrentes activits, le choix de

mode de transport, la mise en place d'un systme d'information,

- dcisions tactiques : l'affectation des clients aux dpts, l'allocation des fournisseurs aux usines,

l'allocation des produits dans les diffrents centres de production,

- dcisions oprationnelles : quand, combien, o produire, stocker, transporter, etc .

En grande partie, notre travail se situe au niveau oprationnel. Nous considrons des structures de

chane logistique fixes et nous tudions les diffrentes mthodes d'optimiser les cots de stock et de

transport afin de minimiser le cot logistique combin dans la chaine logistique, en proposant des

plannings de stock et de transport optimaux ou proche de l'optimum. Les dcisions sont donc prises

sur la quantit transporter et stocker dans les diffrents maillons de la chane, sur un horizon

donn.

2.2.4 Demande

Lincertitude et le besoin de ractivit sont troitement lis. En effet pourquoi serait-il ncessaire

davoir besoin de ragir vite en labsence dalas ? Or, nous avons vu que le manque de visibilit cre

de lincertitude sur la demande et induit des difficults prendre en compte les capacits de

ractions des autres maillons, ce qui pnalise fortement la gestion des flux.

Nous retrouvons plusieurs mthodes de traitement et de modlisation de la demande utilises dans

la littrature, nous citons ci-dessous quelques rfrences (Galasso 2007).

La notion de lincertitude est utilise dans plusieurs domaines, dans le domaine logistique cette

notion est dfinit par (Bartezzaghi and Verganti 1995): La gestion de lincertitude peut tre vue

comme un processus global dans lequel ltape primordiale constitue la bonne comprhension de ce

que sera la demande client finale . Autrement, dans le mme travail nous retrouvons cette

dfinition : Une premire forme de prise en compte de la demande incertaine est de la modliser

par une distribution de probabilits. Lutilisation de modles stochastiques constitue un champ

important de recherche. En liaison avec la planification des chanes logistiques , Srinivasa Raghavan

et Viwanadham (Srinivasa Raghavan and Viwanadham 2002) reprenant les travaux de (Angerhofer

and Angelides 2000) mettent en avant cinq techniques pour le traitement de ce type de problme :

les graphes srie-parallle, les chanes de Markov, les rseaux de files dattentes, les rseaux de

Petri et les modles de dynamique des systmes .

Dans les travaux de (Zadeh 1978; Dubois and Prade 2004), les auteurs ont propos une mthode

originale pour la modlisation de la demande : Un autre type dapproches pour la modlisation de

la demande est lutilisation de la thorie des possibilits et de la logique floue pour la propagation

dune demande incertaine tout au long dun processus de planification MRP (Grabot, Geneste et al.

2005) . Cette mthode permet dobtenir une planification des besoins et un plan de charge flous qui

peuvent aider un gestionnaire valuer la charge laquelle il sera susceptible de faire face. Fargier

et Thierry (Fargier and Thierry 2000) proposent une reprsentation de limprcision sur les

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quantits commandes propage dans le processus de planification dans le but de dterminer la

demande globale correspondant un ensemble de commandes .

Lapproche base sur lutilisation de lois de probabilits que nous adoptons par la suite permet une

modlisation plus souple. Cette mthode apporte un formalisme pour traiter des donnes imprcises

et incertaines lies la demande probabiliste.

2.3 Gestion de stock

Dans la thse de Labidi (Labidi 2005), plusieurs notions lies aux activits de lentreprise et aux

diffrentes mthodes ont t dfinies : lactivit de lentreprise, sa taille et son organisation, les

stocks existent (Waters 1992). Une production sans stock est quasi inconcevable, aux vues des

nombreuses fonctions que remplissent les stocks. La comptitivit de lentreprise peut tre

particulirement affecte par sa gestion des stocks, ce qui constitue une raison suffisante pour y

porter une grande attention. En effet, la constitution de stocks est ncessaire pour de nombreuses

raisons stratgiques et oprationnelles :

Equilibrer la relation production/consommation : les stocks jouent un rle incontournable pour

faire face une diffrence entre la cadence de consommation et la cadence de production. En

effet, il nest pas toujours possible de produire l et quand la demande se manifeste. Autrement

dit, la production et la consommation ne concident pas souvent dans le temps et lespace.

Eviter la propagation des alas: sans la prsence de stocks, un dysfonctionnement au niveau dun

seul site dans une chane logistique peut se propager tout au long de la chane. Un retard

dexcution dans un poste de travail ou un problme de transport narrtera pas immdiatement

lensemble dun processus de production sil y a des stocks prvus dans ce processus.

Pallier les incertitudes sur la demande et les prix : la demande et les prix sont souvent lis la

notion dincertitude. Constituer des stocks de scurit permet de pallier lincertitude sur la

quantit demande. Constituer un stock permet aux entreprises de bnficier de la chute des prix

sur le march ou de se prmunir contre dventuelles hausses de prix.

Lauteur montre (Figure 3) que la gestion du stock repose sur des informations internes et externes

au systme. Le gestionnaire doit connatre les caractristiques du fournisseur, de la demande, les

choix politiques de son entreprise et les variables de dcision qui sont sa disposition. Linformation

pour la gestion des approvisionnements se situe deux niveaux : le systme de gestion du stock et le

systme de tenue du stock dfinis comme suit :

Le systme de gestion du stock est lensemble des informations et des rgles de dcisions

permettant de dclencher les approvisionnements et ventuellement des livraisons qui satisfont

au mieux les objectifs adopts par lentreprise (Waters 1992).

Le systme de tenue de stock inspecte continuellement ou priodiquement les composantes de

lapprovisionnement : le niveau du stock physique, les encours ou attendus disponibles terme,

les dus (partie du stock physique faisant lobjet dengagement vis--vis du client) non

disponibles (Waters 1992).

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Figure 3 : interactions des flux dans une chaine logistique (Waters 1992)

La gestion des stocks est une activit trs importante pour les entreprises industrielles. Les

entreprises formant en chane logistique changent beaucoup dinformations en permanence

travers cette activit. Un mauvais choix de la politique de rapprovisionnement peut tre soit

lorigine de stocks inutiles ou des ruptures de stock. Dans ces deux cas, les pertes sont importantes :

un stock trs important gnre un cot de stockage et un ventuel cot dobsolescence. Un stock

faible gnre des ruptures et des retards. Une meilleure politique de gestion a pour objectifs

principaux de dfinir le niveau de stock indispensable pour faire face la consommation qui peut

suivre un processus alatoire, les quantits commander ainsi que les dlais entre deux

rapprovisionnements pour maintenir le niveau de stock souhait. Elle peut se dfinir par les

rponses quelle apporte aux deux questions de base suivantes :

Qua nd et comment approvisionner ? La rponse cette question rside en le choix de lune des trois mthodes de rapprovisionnement ci-dessous :

- Gestion de stock au point de commande : lapprovisionnement du stock est dclench lorsque le stock descend au-dessous dun niveau fix appel point de commande.

- Gestion calendaire : lapprovisionnement du stock est dclench des intervalles de temps rguliers.

- Gestion calendaire conditionnelle : lapprovisionnement du stock est dclench des intervalles de temps rguliers, mais uniquement lorsque le stock descend en dessous dun

certain seuil du point de commande.

Quelle quantit approvisionner ? Il existe deux mthodes de base qui rpondent cette question :

- Approvisionnement par quantit fixe : chaque commande porte sur la mme quantit fixe. Cest le cas notamment lorsquil y a des contraintes de conditionnement ou de transport ou des

seuils tarifaires qui impliquent un achat minimum. Ceci suppose bien videmment une

frquence dapprovisionnement variable.

FournisseursClients

Systme de production

Systme de gestion

Systme de dcision

Systme dinformation

Systme physique

Livraisons et

perturbationsDe

mand

e et pr

visio

ns,

Capacits, alas et perturbation

Informations collectes

Flux linformations

Systme de dcision

Systme dinformation

Adaptation des dcisions

Approvisionnement Fabrication Distribution

Planification

valuation des dcisions

Flux physiques Flux de dcisions Stock

Entreprise

FournisseursClients

Systme de production

Systme de gestion

Systme de dcision

Systme dinformation

Systme physique

Livraisons et

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Capacits, alas et perturbation

Informations collectes

Flux linformations

Systme de dcision

Systme dinformation

Adaptation des dcisions

Approvisionnement Fabrication Distribution

Planification

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Flux physiques Flux de dcisions Stock

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- Approvisionnement par quantit variable : lors de chaque commande, le stock thorique est mesur pour commander une quantit qui permet de re-complter ce stock.

Dans la littrature, nous retrouvons plusieurs modles prdfinies. Nous prsentons ci-dessous

quelques politiques de gestion de stocks les plus utilises en pratique :

- (s, S) : Dans cette politique, ds que le niveau du stock descend en dessous dun seuil fix s, une

commande dapprovisionnement du stock est passe immdiatement pour tenter de ramener le

niveau du stock son niveau initial S.

- (R, S) : Dans cette politique, chaque R units de temps, une commande dapprovisionnement

du stock est passe pour tenter de ramener le niveau du stock son niveau initial S.

- (R, s, S) : Dans cette politique, chaque R units de temps, le niveau du stock est contrl et sil

est en dessous dun seuil fix s, une commande dapprovisionnement du stock est passe pour

tenter de ramener le niveau du stock son niveau initial S.

- (s, Q) : Dans cette politique, ds que le niveau du stock est en dessous dun seuil fix s, une

commande dapprovisionnement dune quantit fixe Q est passe.

- (R, s, Q) : Dans cette politique, chaque R units de temps, le niveau