Balancement de ligne et assignation de tâches aux employés : modèle mathématique et application au domaine aéronautique

Depuis de nombreuses années, le balancement des lignes d'assemblage et la gestion des ressources humaines sont étudiés par la communauté scientifique. Les chercheurs développent de plus en plus de modèles mathématiques permettant de résoudre des problèmes de plus en plus complexes dans des domaines très variés. Cependant, le projet qui suit porte sur un domaine peu étudié du fait de ses particularités industrielles. Il est vrai que les lignes d'assemblage comme celle de finition intérieure dans l'aéronautique ne se comportent pas comme les lignes d'assemblage traditionnelles. Le faible volume de production est, entre autres, un critère démarquant ce type de ligne. Ce mémoire va présenter un algorithme permettant d'assigner des tâches à des postes, mais également, un modèle mathématique assignant ces tâches à des employés spécifiques. Ces deux assignations se font sous les contraintes principales de précédence et de compétence de la main-d'oeuvre. En effet, l'industrie aéronautique a besoin de main-d'oeuvre très qualifiée dans des spécialités précises, n'importe quel employé ne peut exécuter toutes les tâches qui permettront de mener à bien le projet. Lors de l'élaboration du modèle, un plan d'expérience a été développé afin de voir s'il était robuste et permettait de résoudre des problèmes de taille industrielle. Des facteurs variables ont donc été utilisés afin de couvrir au maximum la réalité industrielle, parmi eux se retrouve le nombre de spécialités sur un même poste de travail, les types d'antécédence et la durée élémentaire des tâches. L'exemple proposé par la suite a été élaboré grâce aux données industrielles fournies par une entreprise de la région. L'objectif à atteindre a été d'organiser au mieux les postes de travail en minimisant le nombre d'employés total du fait des coûts importants que cette main-d'oeuvre très qualifiée engendre. La résolution du modèle mathématique s'est faite de façon exacte ce qui a engendré des limitations sur la taille des problèmes pouvant être résolus dans un temps raisonnable.

Abstract

Since many years, assembly line balancing and human resources management are studied by scientists. Researchers develop, in various contexts, more and more mathematics models to solve more and more complex problems. However, the following project deals with a part less studied due to its industrial constraints. Assembly lines like interior fittings in aerospace industry are admittedly quite different than traditional ones. The low volume of production is, as example, a criterion which makes them different. This memoir will present an algorithm that assigns tasks to stations and a mathematic model that assigns tasks to a specific employee. Both assignments are under two major constraints: precedence and competency. Indeed, the aerospace industry needs to have really qualified employees in specific specialities. All the employees do not have the skills to complete all tasks that are necessary to succeed in fulfilling the project. When the model was developed, an experiment plan has been drawn up to test it and see if it can solve industrial problems. Some variables were used to cover as well as possible the industrial reality. Among them, we can find the number of competencies on a station, the kind of precedence and the task time. The proposed example has been developed thanks to industrial data given by a regional company. The objective was to organize stations in minimizing as well as possible the total number of employees. Indeed, they are very expensive because of their competencies. The mathematic model was solved in an exact method, which generated some limitations on the size of the problems that have to be solved in a moderate time.