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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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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
perturbationsDe
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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
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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