Conception d'entrepôt : sélection des équipements de manutention et d'entreposage

L'entreposage est une activité nécessaire tout au long du cycle de vie d'un produit. Il est entreposé plusieurs fois dans la chaîne logistique sous forme de matières premières. Il est ensuite entreposé durant le processus de fabrication sous différentes formes (pièce, sous-ensemble, produit fini). Il est finalement entreposé en tant que produit fini chez les intervenants de distribution (grossistes, détaillants, etc.) avant d'être livré chez le consommateur. Le produit séjourne durant une bonne partie de sa vie dans les entrepôts sous toutes ses formes. Les coûts logistiques pèsent sur les entreprises. Ils peuvent être réduits en améliorant par exemple le processus de sélection des équipements logistiques. Il n'est pas toujours nécessaire de disposer d'équipements de manutention et d'entreposage coûteux et hautement automatisés. Selon la littérature du domaine, les concepteurs d'entrepôt et d'usine ont besoin d'outils d'aide à la décision pour choisir l'équipement convenable. L'équipement convenable désigne l'équipement le plus approprié à une opération spécifique de manutention ou d'entreposage de charges. Il possède les caractéristiques techniques requises et respecte les contraintes d'exploitation et d'environnement tout en étant rentable. Une revue de littérature regroupant 74 articles publiés entre 1985 et 2017 et traitant la sélection des équipements de manutention et d'entreposage est réalisée. Elle porte sur cinq différents aspects : buts ou problèmes abordés dans la sélection des équipements de manutention et d'entreposage; données d'entrée; méthodes de sélection; applications des solutions proposées; et validation des propositions. Elle a permis de mettre en évidence ce qui est accompli dans ce domaine jusqu'à aujourd'hui et élaborer des recommandations de recherche. À partir de ces recommandations, différentes contributions sont faites dans cette thèse. Une large collecte de données sur les systèmes d'entreposage destinés aux charges palettisées a été faite pour réaliser leurs fiches techniques. Un système d'entreposage est un équipement d'entreposage couplé à un équipement de manutention. Une validation de ces fiches techniques par l'entreprise Équipement BONI a été obtenue. Une méthodologie de sélection des systèmes d'entreposage destinés aux charges palettisées est proposée. Une extraction automatique de règles de sélection des systèmes desdits systèmes d'entreposage destinés aux charges palettisées est réalisée. Une méthodologie de sélection des équipements d'entreposage destinés aux petites charges est aussi proposée. Finalement, une évaluation du processus de sélection des équipements de manutention et d'entreposage dans un contexte 4.0 est réalisée. Différentes techniques et méthodes ont été adaptées pour réaliser ces contributions. Le raisonnement en logique floue est adopté afin de contourner le problème d'incertitude et d'imprécision des données. Les techniques et méthodes d'intelligence artificielle sont exploitées telles que le système basé sur la connaissance de la famille des systèmes experts et l'algorithme de classification de type apprentissage machine C4.5. Les méthodes d'aide à la décision multicritère à savoir FTOPSIS et AHP sont aussi adaptées aux différents problèmes. Les propositions de cette thèse sont pour la plupart des premiers essais dans ce domaine. Les défauts de la charge palettisée sont tenus compte lors de la sélection des systèmes d'entreposage destinés aux charges palettisées aux côtés des autres critères pour la première fois dans la littérature. Les défauts de la charge palettisée sont : défauts de construction; défauts de forme; défauts d'occupation de la surface de la palette; autres types de défauts; défauts d'emballage des colis et état de la palette. L'application des techniques d'exploration de données (Data mining) au problème de sélection des systèmes d'entreposage destinés aux charges palettisées est aussi une première tentative. La contextualisation de la sélection des équipements de manutention et d'entreposage dans l'ère de la quatrième révolution industrielle indique l'aspect évolutif des problèmes logistiques. Les travaux de cette thèse pourront servir d'inspiration à d'autres efforts de recherche pour contribuer davantage à améliorer les outils d'aide à la décision destinés aux concepteurs d'entrepôt et d'usine. Une mise à jour continue des bases de données est nécessaire afin d'intégrer les avancements technologiques. Les méthodologies de sélection proposées pourraient être programmées en langage informatique afin d'automatiser les processus.

Abstract

Warehousing is a necessary activity throughout the life cycle of a product. The product is warehoused as a raw material at the supplier or at different locations during the supply chain. It is then warehoused during the production process in various forms (part, sub-assembly, finished product). It is finally warehoused as a finished product in different locations (wholesalers, retailers, etc.) before being delivered to the consumer. The product stays in warehouses during a considerable part of its life. Logistics costs represent a significant percentage of a manufactured product's total cost. To reduce costs, savings in logistics equipment could be found. This is possible with an efficient equipment selection. Costly, highly automated material handling equipment or warehousing equipment is not always necessary. According to the literature of the field, warehouse or plant designers need decision aid tools to better select suitable equipment. Suitable equipment refers to the most appropriate equipment for a material handling or warehousing operation, and it possesses the required technical characteristics and respects the operation and environmental constraints while being cost effective. A literature review including a selection of 74 papers published between 1985 and 2017 and addressing the material handling equipment selection is realized. It covers five different aspects: aims or issues addressed in the selection of material handling and warehousing equipment; input data; methods for selecting; applications of proposed solutions; and validation of proposals. It enabled us to know what has been done up to now in this field and make further research suggestions. Based on these suggestions, different contributions are made in this thesis. A widespread collection of data on warehousing systems designed for palletized loads is made to elaborate their technical data sheets. A warehousing system is a warehousing equipment coupled with material handling equipment. These technical data sheets have been validated by Equipment BONI Inc. A methodology for the selection of warehousing systems designed for palletized loads is proposed. Rules for the selection of warehousing systems designed for palletized loads are automatically extracted. A methodology for the selection of warehousing equipment designed for small loads is proposed. Finally, an evaluation of the selection process of material handling and warehousing equipment in a 4.0 environment is realized.