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ORDONNANCEMENT EN ATELIERS SPÉCIALISÉS Ordonnancement = détermination conjointe des dates d’exécution d’un ensemble d’opéra- tions et des ressources mobilisées dans cette exécution Pb général dans chaîne logistique (LP, appro/prod synchrone, industries de process, projet) Solutions performance/survie Contexte : E commandes ou OF pour produire q i 1de la reférence i / CT, découpage temporel fin Système Productif en AS, job shop, atelier à cheminements multiples) pb NP dur utilisation d’heuristiques & qq algo de solution exacte (pb simples) ATELIER TOURS ATELIER FOURS ATELIER FRAISEUSES ATELIER ASSEMBLAGE ATELIER PEINTURE Produit A Produit A Produit B Produit B

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  • ORDONNANCEMENT EN ATELIERS SPCIALISS

    Ordonnancement = dtermination conjointe des dates dexcution dun ensemble dopra-tions et des ressources mobilises dans cette excution

    Pb gnral dans chane logistique (LP, appro/prod synchrone, industries de process, projet) Solutions performance/survie Contexte :

    E commandes ou OF pour produire qi 1de la refrence i / CT, dcoupage temporel fin Systme Productif en AS, job shop, atelier cheminements multiples)

    pb NP dur utilisation dheuristiques & qq algo de solution exacte (pb simples)

    ATELIER TOURS ATELIER FOURS

    ATELIER FRAISEUSES ATELIER ASSEMBLAGE

    ATELIER PEINTURE

    Produit A

    Produit A

    Produit B

    Produit B

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Terminologie Tches (= job = OF projet) E oprations ordre li par gamme CP (machine, atelier); une pration est ralise par un CP premption = possibilit dinterrompre une opration pour en passer une autre avant de la

    reprendre plus tard ( problmes premptifs) Cas particulier des ateliers cheminement unique (flow shop) o possibilit tij = 0

    Exemple de pb de FS et de solution

    OF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Machine A 10 12 10 8 0 11 7 6 8 14

    Machine B 9 14 17 10 0 12 14 13 0 0

    Machine C 13 11 13 12 13 8 14 15 11 13

    Machine D 14 17 14 14 15 12 0 8 17 11

    Machine E 22 8 13 15 10 19 0 17 11 14

    Centre de prod. 1 Centre de prod. 2 Centre de prod. j Centre de prod. m-1 Centre de prod. m

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Atelier cheminements libres (open shop): ordre quelconque

    Cadre danalyse

    Problme

    Statique Dynamique

    UniversCertain

    Alatoire

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    SECTION I INTRODUCTION AUX MODLES STATIQUES DORDONNANCEMENT

    I-1 Modles statiques Cas des cots de lancement indpendants de lordonnancement retenu

    I-1.1 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention dun seul centre de production

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de production

    I-1.3 Ordonnancement de 2 tches ncessitant lintervention de m centres de production

    I-1.4 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production

    I-1.5 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production(cheminement libre open shop)

    I-1.6 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production (ordre depassage quelconque)

    I-2 Modles statiques: cas du cot de lancement total variable avec lordonnancement retenu

    I-3 Tentative de caractrisation de lapproche statique

    SECTION II LAPPROCHE ALATOIRE DYNAMIQUE

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    SECTION I INTRODUCTION AUX MODLES STATIQUES DORDONNANCEMENT

    I-1 Modles statiques Cas des cots de lancement indpendants de lordonnancement retenu

    Hypothses communes implicites: ordre intangible, temps de transport et de lancement nuls,temps opratoires certains, pas de recouvrement

    I-1.1 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention dun seul centrede production

    Dure dexcution des tches indpendant de lordonnancement critres dvaluation ordo Pb intressant: goulot dtranglement

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.1.1 Lordonnancement suivant la rgle du temps opratoire minimum (rgle TOM)

    I-1.1.1.1 Exemple introductif Exemple.

    Solution possible:

    I-1.1.1.2 Graphique de Gantt

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Tche programme j 3 4 1 5 2

    Temps dexcution Tj 80 200 50 30 150

    Date Aj de fin de la tche j 80 280 330 360 510

    Temps(minutes)100 200 300 400

    3 4 1 5 2

    Mac

    hine

    80 280 330 360 510

    A

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Graphique de Gantt = Diagramme de Gantt = technique de visualisation utilisation moyensproductifs et/ou de lavancement de lexcution de tches (Gantt, 1917; prtres gyptiens)

    Conventions

    Ralisation Dpassement de quantits produites

    Dpassement de temps

    Conventions : Z (aucun travail excut), A (excutant absent), M (manque de matirepremire), R (rparation).

    x

    dbut dsignation fin prvision

    ralisation

    programm de la tche programme

    x

    x y

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.1.1.3 La rgle TOM

    Dans exemple: ordonnancements possibles

    Date dachvement

    Date moyenne dachvement

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Tche programme j 3 4 1 5 2

    = 312Temps dexcution Tj 80 200 50 30 150

    Date Aj de fin de la tche j 80 280 330 360 510

    5!

    Aj Thh 1=

    j

    =A

    A

    A15--- AJ

    J 1=

    5

    80 280 330 360 510+ + + +5------------------------------------------------------------------- 312= = =

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Gnralisatiion A 1n--- Aj

    j 1=

    n

    1n--- Tkk 1=

    j

    j 1=

    n

    1n--- n j 1+( )Tjj 1=

    n

    = = =

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rgle dordonnancement TOM (SPT rule, SOT rule) minimise A

    ApplicationTche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Tche programme 5Tj 30

    Aj 30

    T1 T2 Tj Tj 1+ Tn

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rgle dordonnancement TOM (SPT rule, SOT rule) minimise A

    ApplicationTche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2

    Tche programme 5 1Tj 30 50

    Aj 30 80

    T1 T2 Tj Tj 1+ Tn

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rgle dordonnancement TOM (SPT rule, SOT rule) minimise A

    ApplicationTche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3

    Tche programme 5 1 3Tj 30 50 80

    Aj 30 80 160

    T1 T2 Tj Tj 1+ Tn

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rgle dordonnancement TOM (SPT rule, SOT rule) minimise A

    ApplicationTche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4

    Tche programme 5 1 3 2Tj 30 50 80 150

    Aj 30 80 160 310

    T1 T2 Tj Tj 1+ Tn

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rgle dordonnancement TOM (SPT rule, SOT rule) minimise A

    ApplicationTche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Tche programme 5 1 3 2 4Tj 30 50 80 150 200

    Aj 30 80 160 310 510 = 218

    T1 T2 Tj Tj 1+ Tn

    A

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rgle dordonnancement TOM (SPT rule, SOT rule) minimise A

    Application

    Remarques: priorit varie en sens inverse de valeur du critre (cest gnral) TOM V(A) mini (ici 174,06 contre 139,05 ordonnancement initial) TOM minimise retard algbrique moyen: retard algbrique (Tj dj) retard vrai Max(0, Tj dj) attente dune tche se dfinit comme lintervalle de temps sparant larrive dune tche

    dans le systme, du dbut de son excution Si arrives dynamiques et premption: TOM minimise A

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti (en centime dheure) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Tche programme 5 1 3 2 4

    Tj 30 50 80 150 200

    Aj 30 80 160 310 510 = 218

    T1 T2 Tj Tj 1+ Tn

    A

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.1.2 La rgle TOM pondr Importance (marge financire) Pondration ui (ui 1) traduisant priorit accorde i Temps dattente moyen pondr minimis par rgle TOM pondr

    (rgle de Smith)

    A1n--- ujAj

    j 1=

    n

    =T1u1------

    T2u2------ Tj

    uj-----

    Tj 1+uj 1+----------- Tn

    un------

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Exemple

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti 50 150 80 200 30

    Pondration ui 1 2 1 2 3

    ti/ui 50 75 80 100 10

    Ordre de passage de la tche i 2 3 4 5 1

    Ordre de passage j

    Tche programme

    Th uhTh uh

    Th uhh 1=

    j

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Exemple

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti 50 150 80 200 30

    Pondration ui 1 2 1 2 3

    ti/ui 50 75 80 100 10

    Ordre de passage de la tche i 1

    Ordre de passage j 1

    Tche programme 5

    10

    90

    90

    Th uhTh uh

    Th uhh 1=

    j

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Exemple

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti 50 150 80 200 30

    Pondration ui 1 2 1 2 3

    ti/ui 50 75 80 100 10

    Ordre de passage de la tche i 2 1

    Ordre de passage j 1 2

    Tche programme 5 1

    10 50

    90 50

    90 140

    Th uhTh uh

    Th uhh 1=

    j

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Exemple

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti 50 150 80 200 30

    Pondration ui 1 2 1 2 3

    ti/ui 50 75 80 100 10

    Ordre de passage de la tche i 2 3 1

    Ordre de passage j 1 2 3

    Tche programme 5 1 2

    10 50 75

    90 50 300

    90 140 440

    Th uhTh uh

    Th uhh 1=

    j

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Exemple

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti 50 150 80 200 30

    Pondration ui 1 2 1 2 3

    ti/ui 50 75 80 100 10

    Ordre de passage de la tche i 2 3 4 5 1

    Ordre de passage j 1 2 3 4

    Tche programme 5 1 2 3

    10 50 75 80

    90 50 300 80

    90 140 440 520

    Th uhTh uh

    Th uhh 1=

    j

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Exemple

    Tche i 1 2 3 4 5

    Temps opratoire ti 50 150 80 200 30

    Pondration ui 1 2 1 2 3

    ti/ui 50 75 80 100 10

    Ordre de passage de la tche i 2 3 4 5 1

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Tche programme 5 1 2 3 4

    10 50 75 80 100

    90 50 300 80 400

    90 140 440 520 920 = 422

    Th uhTh uh

    Th uhh 1=

    j

    A

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.1.3 Ordonnancement suivant la rgle de la date de livraison minimale Introduction de dates de livraison.

    Consquences de TOM sur retards vrais

    Minimisation du retard vrai maximum est minimis par rgle de Jackson ordonnanant pardates de livraison

    Tche i 1 2 3 4 5

    Date de livraison di souhaite (en centime dheures) 100 300 410 400 200

    Temps opratoire ti (en centime dheures) 50 150 80 200 30

    Marge di ti 50 150 330 200 170

    Ordre de passage j (rgle TOM) 1 2 3 4 5

    Retard minimal: 0Retard maximal: 110

    Retard moyen: 24

    Tche programme 5 1 3 2 4

    Aj 30 80 160 310 510

    Date de livraison dj souhaite 200 100 410 300 400

    Retard vrai: max (0, Aj dj) 0 0 0 10 110

    d1 d2 dj dj 1+ dn

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Application.

    Tche i 1 2 3 4 5

    Date de livraison di souhaite (en centime dheures) 100 300 410 400 200

    Temps opratoire ti (en centime dheures) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1

    Date de livraison dj souhaite 100

    Tche programme 1

    Temps opratoire Tj 50

    Aj 50

    Retard vrai maximal 0

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Application.

    Tche i 1 2 3 4 5

    Date de livraison di souhaite (en centime dheures) 100 300 410 400 200

    Temps opratoire ti (en centime dheures) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2

    Date de livraison dj souhaite 100 200

    Tche programme 1 5

    Temps opratoire Tj 50 30

    Aj 50 80

    Retard vrai maximal 0 0

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Application.

    Tche i 1 2 3 4 5

    Date de livraison di souhaite (en centime dheures) 100 300 410 400 200

    Temps opratoire ti (en centime dheures) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3

    Date de livraison dj souhaite 100 200 300

    Tche programme 1 5 2

    Temps opratoire Tj 50 30 150

    Aj 50 80 230

    Retard vrai maximal 0 0 0

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Application.

    Tche i 1 2 3 4 5

    Date de livraison di souhaite (en centime dheures) 100 300 410 400 200

    Temps opratoire ti (en centime dheures) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4

    Date de livraison dj souhaite 100 200 300 400

    Tche programme 1 5 2 4

    Temps opratoire Tj 50 30 150 200

    Aj 50 80 230 430

    Retard vrai maximal 0 0 0 30

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Application.

    Remarque: rgle de Jackson minimise retard max mais pas le retard moyen (ici plus faibleavec TOM); pas de rgle simple pour y parvenir (ici l - 5 - 2 - 3 - 4)

    Si arrive dynamique et premption: mme proprit

    Tche i 1 2 3 4 5

    Date de livraison di souhaite (en centime dheures) 100 300 410 400 200

    Temps opratoire ti (en centime dheures) 50 150 80 200 30

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Retard minimal: 0Retard maximal: 100

    Retard moyen: 26

    Date de livraison dj souhaite 100 200 300 400 410

    Tche programme 1 5 2 4 3

    Temps opratoire Tj 50 30 150 200 80

    Aj 50 80 230 430 510

    Retard vrai maximal 0 0 0 30 100

    A 260= 183 74,=

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.1.4 Ordonnancement suivant la rgle de la marge minimale Ordonnancement par valeurs croissantes de marges (di ti) maximise le retard le plus faible

    possible

    I-1.1.5 Modlisation gnrale par la PLN

    Ordre de passage j 1 2 3 4 5

    Retard minimal: 0Retard maximal: 100Retard moyen: 32

    dj Tj 50 150 170 200 330

    Tche programme 1 2 5 4 3

    Temps dexcution Tj 50 150 30 200 80

    Aj 50 200 230 430 510

    dj 100 300 200 400 410

    Retard vrai maximal 0 0 30 30 100

    d1 T1 d2 T2 dj Tj dj 1+ Tj 1+ dn Tn

    A 284=

    165 6,=

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 5 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 5 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 5 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 5 4 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres deproduction

    Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmer

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 5 4 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2 tches ncessitant lintervention de 2 centres de production Seul critre repris: minimisation du temps total dexcution de tous les travaux

    I-1.2.1 Cas du mme ordre de passage sur les centres de production A et B Pb de flow shop 2 centres de production Exemple

    Algorithme de Johnson tape 1: Chercher i dont tij (avec j = A ou B) est minimum tape 2:

    Si j = A placer i la premire place disponible Si j = B placer i la dernire place disponible

    tape 3: Supprimer i des tches restant programmerSolution optimale 5 1 3 4 2

    Numro de la tche i 1 2 3 4 5

    tiA 50 150 80 200 30

    tiB 60 50 150 70 200

    Rang 2 5 3 4 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Temps(minutes)100 200 300 400

    3

    415 23

    415 2

    500

    30 80 160 230 290 360 440 560510

    z

    A

    B

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.2.2 Cas de la non-unicit de lordre de passage sur les centres de production A et B Algorithme de Jackson

    partition en 4 de lensemble initial {A}: toutes les tches ne ncessitant que lintervention de A {B} toutes les tches ne ncessitant que lintervention de B {AB} toutes les tches passant par A puis B {BA} toutes les tches passant par B puis A

    ordonnancement optimal algorithme de Johnson sur {AB} squence 1 algorithme de Johnson sur {BA} squence 2 ordre quelconque sur {A} squence 3 ordre quelconque sur {B} squence 4 Sur le centre A squences 1 puis 3 puis 2 Sur le centre B squences 2 puis 4 puis 1

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.3 Ordonnancement de 2 tches ncessitant lintervention de m centres deproduction

    Tche

    1 2

    TO rang TO rang

    A 1 4 2 1

    B 2 2 3 2

    C 4 5 3 3

    D 4 1 1 4

    E 3 3 2 5

    14

    C10

    A9E

    6B4

    D

    0 A B 5 C 8D E2 9 11

    0

    t=5

    t=12

    t=10

    t=7

    t=15

    Tche 2

    Tche 1

    p

    t=9

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.4 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres deproduction

    I-1.4.1 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 3 centres deproduction (ordre identique de passage)

    Application algorithme Johnson sur A-B-C si ou sur pb fictif machine virtuelle regroupant A et B tiAB = tiA + tiB machine virtuelle regroupant A et C tiAB = tiC + tiB

    Max tiB( )i Min tiA( )i Max tiB( )i Min tiC( )i

    Tche i tiA tiB tiC

    1 7 1 6

    2 4 3 2

    3 3 2 4

    4 8 2 1

    5 5 1 3

    min tiA = 3 max tiB = 3 min tiC = 1

    Tche i tiAB tiBC

    1 8 72 7 53 5 64 10 35 6 4

    B domin par A (mais pas par C)

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Soluttion

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.4.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres deproduction (ordre identique de passage)

    I-1.4.2.1 Le modle de base

    (n!)m ordonnancements possibles Algorithme CDS

    exemple 5 CP (A E)

    rsolution des 4 problmes suivants:

    Temps dexcution en 1/10me dheure

    Tche i tiA tiB tiC tiD

    1 50 43 15 4

    2 89 99 95 77

    3 7 47 20 98

    4 8 64 12 94

    5 61 19 65 14

    6 1 80 66 78

    A{ } E{ } AB{ } DE{ } ABC{ } CDE{ } ABCD{ } BCDE{ };;;

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.4.2.2 Prise en compte des temps de montage / dmontage dpendants de lordre de passagedes tches

    Pour mmoire

    I-1.4.2.3 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production (ordre identique de passage sans attente)

    Pour mmoire

    I-1.4.2.4 Le flow shop hybride

    Pour mmoire

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.5 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres deproduction (cheminement libre open shop)

    Pour mmoire

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-1.6 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres deproduction (ordre de passage quelconque)

    Aucun rsultat analytique Dmarche heuristique si goulot dtranglement : piloter le systme en sappuyant sur un ordonnancement dfini pour ce goulot Exemple

    Principe: dtermination du goulot / machine fictive avant / machine fictive aprs; hyp impli-cite de capacit infinie avant et aprs goulot

    Goulot: A (5+3+4+0+4=16); B (0+5+3+5+0=13); C(7+10+8+6+15=46); D(9+4+0+4+7=24) Amont: cumul travail date darrive (au + tt) dans goulot Aval: dte de livraison cumul travail aval = dates de livraison (au + tard) goulot tches nutilisant le goulot: fusion avec amont ou traites part

    1 2 3 4 5

    Machine dure Machine dure Machine dure Machine dure Machine dure

    A 5 A 3 C 8 B 5 D 7C 7 B 5 A 4 D 4 C 15D 9 C 10 B 3 C 6 A 4- - D 4 - - B 7 - -

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Application

    Rsolution ordo sur goulot (simple embeded one-resource problem) ici rgle TOM dynamique. en T = 0: chargement de la tche 3 immdiatement disponible (dure 8);. en T = 5: arrive de la tche 1 (dure 7);. en T = 7: arrive de la tche 5 (dure 15);. en T = 8: fin de la tche 3, libration de la machine C; arrive de 2 (dure 10); chargement de 1 (en

    application de la rgle TOM, les tches 1 et 5 tant candidates);. en T = 9: arrive de 4 (dure 6);. en T = 15: fin de la tche 1, libration de la machine C; chargement de la tche 4 (en application de

    la rgle TOM, les tches 4 et 5 tant candidates);. en T = 21: fin de 4, libration de la machine C; chargement de la tche 2 (en application de la rgle

    TOM, les tches 2 et 5 tant candidates);. en T = 31: fin de la tche 2, libration de la machine C; chargement de la tche 5 (candidat unique);. en T = 46: fin de la tche 5

    Date de dbut dans goulot = date de livraison de lamont et date de sorte du goulot = datedarrive de laval / rgles de priorit locales utilises en amont et aval (S/OPN)

    Tche 1 Tche 2 Tche 3 Tche 4 Tche 5

    Machine dure Machine dure Machine dure Machine dure Machine dure

    Avant C 5 Avant C 8 Avant C 0 Avant C 9 Avant C 7C 7 C 10 C 8 C 6 C 15

    Aprs C 9 Aprs C 4 Aprs C 7 Aprs C 7 Aprs C 4

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Rsultat5040302010

    1-1

    4-1B

    C

    D

    A

    3-1

    5-1

    2-1

    2-2

    1-2

    4-2

    11

    5

    5

    8

    15

    13

    8

    12

    3-2

    8

    7

    3-2

    16

    21

    4-321 28

    4-4

    1-3

    15 24

    2-4

    31 35

    5-2

    31 46

    5-3

    46 50

    2-3

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-2 Modles statiques: cas du cot de lancement total variable avec lordonnancement retenu

    Pour mmoire

    I-2.1 Prsentation de lalgorithme de Little, Marty, Sweeney & KarelPour mmoire

    I-2.2 Remarques complmentairesPour mmoire

    I-2.2.1 Dtermination empirique de la tournePour mmoire

    I-2.2.2 Dtermination optimale de tournes multiplesPour mmoire

    I-2.2.3 Problme stochastique du voyageur de commercePour mmoire

    I-2.2.4 Complexit des problmes concretsPour mmoire

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    I-3 Tentative de caractrisation de lapproche statiquePour mmoire

    I-3.1 Critre doptimisationPour mmoire

    I-3.2 Liste des hypothses dcrivant le systme productifPour mmoire

    I-3.3 Mthodes de rsolutionPour mmoire

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    SECTION II LAPPROCHE ALATOIRE DYNAMIQUE

    Variables alatoires de caractristiques stables recherche comportement systme (variablesdtat caractriasant rgime de croisire) rsultant ensemble de rgles de dcision

    II-1 Lapproche par la thorie des files dattente Caractristiques:

    Arrives alatoires des tches dans SP SP = un ou plusieurs postes de travail, fonctionnant en parallle ou en srie Loi de service pour chaque poste de travail Discipline de file dattente Rsultats analytiques = E(variable dtat) caractrisant rgime stationnaire.

    Peu de rsultats (configuration trs simple)

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    II-2 Lapproche simulatoire Monte-Carlo pour obtenir info pour systmes complexes, ventuellement perturbs Utilis partir des annes 60 (cot acceptable) / trentaine de simulateurs disponibles

    II-2.1 La simulation de systmes rels Recherche de rgles de dcision gnrales (tables de dcision) ou contingente (pb spcifique) Supriorit de rgle: contingente, attention gnralisations abusives

    II-2.2 La simulation de systmes fictifs Hypothses prcises: nombre de CP, gammes, dures, arrrives, lotissement, temps de trans-

    fert, perturbations

    II-2.2.1 Le cas des ateliers spcialiss indpendants Conway, Maxwell et Miller: jeu de 8700 tches, SP 9 C, 25 rgles de priorit myope), arri-

    ves, gammes Temps dAchvement Moyen A: adapt (E(), arrives non simultanes) Principales rgles de priorit testes

    RANDOM (pour talonnage) PAPS Premier-Arriv, Premier-Servi (FCFS); performances moyennes voisines de RANDOM TOM Temps Opratoire Minimum (SPT) LWKR, Least Work Remaining

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    S/OPN = quotient de la marge (= temps restant avant la livraison, diminu du cumul destemps opratoires restant raliser) par le nombre doprations restant excuter

    WINQ (pour Work in Next Queue); priorit = S TO tches en attente + ventuellement TOrsiduel de tche en cours)

    valuation dynamique; ne repose pas sur mme SI (rgles myopes) Exemple : machine A se librant linstant t = 90, charge de travail rsiduelle + en attente

    F=65, G=100, K=0

    Rsultats TOMa; Winq a ou b; marge b (170 37 90 = 43; a=80; c=139; d=51) S/OPN d

    Tches

    Temps opratoire

    sur la machine A

    Opration suivante Cumul de tous les temps opratoires

    restant excuter linstant t = 90

    Date de livraison

    demande

    Nombre doprations

    restant excuter

    excuter sur la machine

    temps opratoire

    a 10 K 22 100 t = 270 4

    b 20 K 10 37 t = 170 3

    c 17 F 9 41 t = 270 2

    d 15 G 4 29 t = 170 4

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    Comparaison des rgles.

    Remarques:- Robustesse de TOM si erreur 10%- Partage en urgent et non urgent: performance correcte si < 30% urgent- TOM retarde oprations longues ( bascule priodique sur PEPS)- Si pas trop engorg: S/OPT sinon TOM

    II-2.2.2 Cas dune dpendance entre les centres de production Performances contingente:

    indpendance en proba des gammes / pas de structure arborescente des CP polyvalence baisse prdominence de TOM)

    Rgles RANDOM FCFS TOM (SPT) LWKR WINQ SOPN

    Nombre moyen instan-tan de tches en attente

    dans le systme59,42 58,87 23,25 47,52 40,43

    Donnes non dis-ponibles

    Temps dachvement total dune tche

    x 74,70 74,43 34,02Donnes

    non disponibles

    66,10

    Donnes non dis-ponibles

    41,06 53,65 16,31

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    SECTION III PERSPECTIVES ACTUELLES DE LORDONNANCEMENT EN ATELIERS SPCIALISS

    Ici SP en ateliers spcialiss, en lots de fabrication, ou en lignes dassemblage et/ou de fabri-cation

    Ordo reste proccupation (prod la commande) mme si appro/prod synchrone et JAT Importance de lI en procdures (SIAD) sousestime par manque de modlisation pralable

    et qualit SI mais aussi parceque flexibilit physique prvilgie SIAD ordo + mobilisation ponctuelle de ressources ? valuation co globale des alternatives

    III-1 Les approches possibles

    III-1.1 Exemple introductifVoir Donnes du problme

    III-1.2 Les solutions possibles

    III-1.2.1 Placement progressif dordres de fabricationVoir Placement progressif

    III-1.2.2 Placement chronologiquement progressif doprations excutablesVoir Placement chronologique

  • Ordonnancement en ateliers spcialiss

    III-2 Dfinition dun Systme Interactif dAide la Dcision de Lancement(SIADL)

    Pour mmoire

    Section I Introduction aux modles statiques dordonnancementI-1 Modles statiques - Cas des cots de lancement indpendants de lordonnancement retenuI-1.1 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention dun seul centre de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.3 Ordonnancement de 2 tches ncessitant lintervention de m centres de productionI-1.4 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de productionI-1.5 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production (cheminement libre - open shop)I-1.6 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production (ordre de passage quelconque)

    I-2 Modles statiques : cas du cot de lancement total variable avec lordonnancement retenuI-3 Tentative de caractrisation de lapproche statique

    Section II Lapproche alatoire dynamiqueSection I Introduction aux modles statiques dordonnancementI-1 Modles statiques - Cas des cots de lancement indpendants de lordonnancement retenuI-1.1 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention dun seul centre de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.2 tches ncessitant lintervention de 2 centres de productionI-1.3 Ordonnancement de 2 tches ncessitant lintervention de m centres de productionI-1.4 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de productionI-1.5 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production (cheminement libre - open shop)I-1.6 Ordonnancement de n tches ncessitant lintervention de m centres de production (ordre de passage quelconque)

    I-2 Modles statiques : cas du cot de lancement total variable avec lordonnancement retenuI-2.1 Prsentation de lalgorithme de Little, Marty, Sweeney & KarelI-2.2 Remarques complmentaires

    I-3 Tentative de caractrisation de lapproche statiqueI-3.1 Critre doptimisationI-3.2 Liste des hypothses dcrivant le systme productifI-3.3 Mthodes de rsolution

    Section II Lapproche alatoire dynamiqueII-1 Lapproche par la thorie des files dattenteII-2 Lapproche simulatoireII-2.1 La simulation de systmes relsII-2.2 La simulation de systmes fictifs

    Section III Perspectives actuelles de lordonnancement en ateliers spcialissIII-1 Les approches possiblesIII-1.1 Exemple introductifIII-1.2 Les solutions possibles

    III-2 Dfinition dun Systme Interactif dAide la Dcision de Lancement (SIADL)

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