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Contrôle dynamique du routage au sein d’un -cross dock par champs de π
potentiel
Yves SALLEZ, Thierry BERGER, Thérèse BONTE, Cyrille PACH, Damien TRENTESAUX
Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, France
Laboratoire TEMPO, Equipe Production Services Informations
CIGI 2013 – La Rochelle
Plan de la présentation
Introduction au concept d’Internet Physique Problématique d’un -cross dockπ
Proposition d’une architecture de contrôle Description de l’approche de routage utilisée à base de
champs de potentiel
Présentation du cas d’étude
Etude en simulation (Plate-forme SMA Netlogo)
Conclusion & Perspectives
2IMS'13 - Sao Paulo
3CIGI 2013 – La Rochelle
Concept d’Internet Physique
Nouveau paradigme : métaphore de l’Internet informationnel
www.physicalinternetinitiative.org/
Trois défis :
Économique : meilleures performances Environnemental : réduction de l’impact environnemental
associé aux transports des marchandises Sociétal : amélioration de la qualité de vie des différents
acteurs
4CIGI 2013 – La Rochelle
Concept d’Internet Physique
Encapsulation du fret via des conteneurs standardisés
Réseau de -π Cross-docks
5CIGI 2013 – La Rochelle
π-Cross-dock
Docks
Docks
Réseau flexible de-convoyeursπ
Exemple de π-Cross-dock (Meller et al., 2012)
6CIGI 2013 – La Rochelle
Cross-dock / Problématiques
Problématiques (Boysen et Fliedner, 2010; Van Belle et al., 2012)
Stratégique (Ex : Positionnement des cross-dock) Tactique (Ex : Attribution de docks selon les destinations) Opérationnel
Au niveau opérationnel : Allocation des camions aux docks de chargement /
déchargement Routage / stockage temporaire au sein du cross-dock
7CIGI 2013 – La Rochelle
Cross-dock / Perturbations Les perturbations externes (Yan et Tang, 2009)
Fluctuation du volume de fret
Incertitudes sur les temps d’arrivée
Les perturbations internes (Sathasivan, 2011)
Incertitude sur la durée des processus au niveau des docks
Perturbations sur les ressources de transitique
Propagation des perturbations au sein du cross-dock (Exemple : retard sur les flux en sortie)
8CIGI 2013 – La Rochelle
Architecture de contrôle
Niveauphysique
Niveauphysique
Contrôlelocal
Contrôlelocal
Contrôle global
Contrôlelocal
Niveauphysique
ENTITE ACTIVE i ENTITE ACTIVE NENTITE ACTIVE 1
Contrôlehiérarchique
Légende : Contrôlehétérarchique
Architecture de contrôle hybride
Chaque entité (camion, -π container…) peut être
contrôlée localement sous l’influence totale ou partielle d’un contrôle global
Exemple Contrôle global : Affectation
des camions aux docks Contrôle local : Routage des -π containers
9CIGI 2013 – La Rochelle
Approche de routage Choix d’une approche distribuée et réactive capable de :
gérer les incertitudes au niveau du flux entrant
prendre en charge les perturbations internes
Extension des travaux précédents de l’équipe :
Champs de potentiel pour l’allocation et le routage dans le domaine Manufacturier (Zbib et al. 2012, Pach et al. 2012)
Produits « actifs » (Sallez et al. 2010, Sallez et al. 2012)
où les produits jouent un rôle “actif” dans le processus décisionnel
CIGI 2013 – La Rochelle
Champs de potentiel
R1
Champ de Potentiel S1
Champ de Potentiel S1
Champ dePotentiel S2
Champ dePotentiel S2
Champ depotentiel S3
Champ depotentiel S3
(S1)(S2)
NiveauPhysique
NiveauPhysique
R2
R3
(S1, S3)
N1 Navette
R1, R2, R3 Resources
S1, S2, S3 Services
10
? les ressources émettent des champs de potentiels selon les services fournis
La navette “active” remonte le gradient du champ de potentiel vers la ressource choisie
Chaque navette “active” a une liste de services à
obtenir et sélectionne le service courant
Les ressources offrent des services avec une éventuelle
redondance
L’attractivité initiale diminue avec la distance séparant la ressource et la navette
Réseau de convoyage
Liste de services
S1
S2
S3
11CIGI 2013 – La Rochelle
Cas d’étude
R2
R1
R3R4R5
R6
EntréeE
SortieS
Vers les autres zones du -π cross-dock
File d’attente
Dock
Navette
Nœuddivergent
S1
S2
S2S3
S1
S4
Etude d’une zone de chargement 6 docks de chargement
4 destinations (S1, S2, S3, S4)
12CIGI 2013 – La Rochelle
Cas d’étude
Ressource r
Navette en cours de traitement
File d’attente de capacité Qr
-conteneur π
Vers la destination d
Détail d’un dock de chargement
Zonetampon
Respect de l’ordre dedéchargement des
-conteneurs π
13CIGI 2013 – La Rochelle
Outil de simulation / Netlogo
Navettesimulée
Etat descargaisons
PanneRessource
14CIGI 2013 – La Rochelle
SimulationScénario n°1
Objectif : Tester la capacité de l’approche à faire face à différents niveaux de charge de la zone étudiée.
3 taux de charge : Séquence NN Listes de services associées aux navettes
1 5 [L1-L2-L3-L4-L5]
2 10 [L1-L2-L3-L4-L5-L6-L7-L8-L9-L10]
3 20 [L1-L2-L3-L4-L5-L6-L7-L8-L9-L10
L1-L2-L3-L4-L5-L6-L7-L8-L9-L10]
Liste Services Liste Services
L1 S3-S2-S1-S1 L2 S1-S2-S4-S3
L3 S1-S1-S3-S2 L4 S3-S3-S1-S4
L5 S1-S2-S2-S2 L6 S3-S2-S1-S4
L7 S1-S3-S2-S4 L8 S3-S2-S4-S3
L9 S2-S1-S3-S4 L10 S3-S2-S4-S4
15CIGI 2013 – La Rochelle
Simulation Résultats pour le scénario n°1 / séquence n°2
16CIGI 2013 – La Rochelle
Résultats pour le scénario n°1 / séquence n°3
Simulation
17CIGI 2013 – La Rochelle
SimulationScénario n°2
Objectif : Tester la capacité de l’approche à faire face à des perturbations au niveau des ressources de chargement
Une interruption de service de durée 100 secondes est introduite à la date T=50 secondes après le début de la séquence n°2 sur la ressource R2
R1
R2
R3R4
Les champs de potentiels ne sont plus émis par la ressource R2
Interruption deservice
Entrée
18CIGI 2013 – La Rochelle
Résultats de simulation Résultats pour le scénario n°2 / séquence n°2
Changement d’allocation de R2 vers R6
PANNE
19CIGI 2013 – La Rochelle
Entrée R1
R2
R3R4
SimulationScénario n°3
Objectif : Tester la capacité de l’approche à faire face à des perturbations au niveau du système de convoyage
A la date T=50 secondes après le début de la séquence n°2, le raccourci reliant l’entrée de la zone à la ressource R4 est coupé pour une opération de maintenance.
Les champs de potentiels ne sont plus propagés sur le tronçon
Opération demaintenance
20CIGI 2013 – La Rochelle
SimulationScénario n°3
Entrée R1
R2
R3R4
Entrée R1
R2
R3R4
- Allongement du temps de traitement passant de 345 s à 361 s- Répartition des -π conteneurs sur les docks relativement inchangée
21CIGI 2013 – La Rochelle
Implémentation réelle
EeepcMini
Conteneur
Shuttle
Produit passif : Mini conteneur
Shuttle: Capacité de transport
Eeepc: Capacité de traitement
Conteneur « actif »
IMS'13 - Sao Paulo
capte et traite des champs de potentiel gère en local l’allocation et le routage
peut réagir rapidement aux perturbations
22CIGI 2013 – La Rochelle
Conclusion
Architecture de contrôle hybride d’un d’un -cross dockπ
Approche de routage dynamique à base de champs de potentiel
Evaluation des performances via une étude de simulation
Perspectives:
Développement de l’architecture de contrôle proposée
Etude du concept de container “actif” et analyse de la myopie associée
Projet en coopération avec : B. Montreuil (Université Laval) E. Ballot (Ecole des mines de Paris)
23CIGI 2013 – La Rochelle
Merci pour votre attention !
IMS'13 - Sao Paulo