Planification du transport dans un réseau hybride clients-succursales

La livraison de marchandises est en enjeu important dans le développement des économies actuelles (Transport Canada, 2019). La demande pour le transport de marchandises ne cesse d'augmenter et le transport routier reste le moyen de transport le plus flexible afin de satisfaire cette demande. Néanmoins, le transport routier est responsable de 20,3% des émissions de gaz à effet de serre (GES) (Statistiques Canada, 2017) et les entreprises doivent s'adapter pour maintenir leur compétitivité tout en prenant en compte les externalités négatives liées à leurs opérations. Ce mémoire se concentre sur la planification du transport pour une société dont une partie des opérations consiste en la distribution de produits au Québec. Le réseau de distribution de l'entreprise est composé de succursales et de clients privés. La planification proposée se base sur l'étude de scénarios opérationnels basés sur différents paramètres (seuil de commande des clients, quantités commandées et fréquence de livraison notamment). L'ensemble de ce mémoire est divisé en plusieurs aspects. Le premier aspect couvert est la préparation de la base de données et des fichiers de traitement pour la création des tournées. Deuxièmement, un plan d'expérience complet sur 216 expériences est mis en place et les résultats obtenus sont présentés. Le plan d'expérience prend en compte des paramètres environnementaux (nombre de clients privés ou de succursales à livrer) et opérationnels (seuil de demande, quantité à livrer ainsi que la fréquence de livraison). Afin de pouvoir comparer les différents jeux de paramètres, des mesures de performance sont mises en place (marge de profit liée à la livraison, quantité de GES et distance totale parcourue). Les résultats obtenus par l'analyse des résultats du plan d'expérience démontrent que l'importance relative des paramètres opérationnels varie selon l'objectif poursuivi. Dans le cas où le planificateur cherche à minimiser la distance parcourue par la flotte de camions, aucun des paramètres opérationnels étudié ne démontre d'importance significative. Cependant l'étude de la composition des instances pour lesquelles la distance est minimisée retourne un profil de client distinct (seuil de commande compris entre 1400 et 1800 $), notamment composé d'un équilibre en succursales et clients privés, avec des tournées de véhicules marquées par un faible kilométrage (inférieures à 200 km) mais une haute densité de livraison. Dans le cas où l'objectif est de maximiser la marge de profit liée à la livraison, le paramètre prépondérant obtenu est la fréquence de livraison. On retire aussi de cette analyse que les clients qui maximisent la marge de profit de l'entreprise sont majoritairement situés dans des centres urbains et qu'il est préférable que ceux-ci présentent une fréquence de livraison moyenne plutôt que haute. En conclusion, plusieurs scénarios opérationnels sont développés afin d'aider à la prise de décisions. Le mémoire se conclut sur les limitations rencontrées par les outils mis en place et la méthodologie appliquée au long de cette étude.

Abstract

Freight transportation has an important role to play in the growth of the economy (Transports Canada, 2019). Demand for freight transport continues to increase and freight transport by road remains the most flexible to satisfy this demand. Nevertheless, road transportation accounts for 20.3% of greenhouse gas (GHG) emissions (Statistics Canada, 2017) and companies must adapt to maintain their competitiveness while considering the negative externalities associated with their operations. This study focuses on transportation planning for a company whose operations include the distribution of products in the province of Quebec. The company's distribution network is composed of branches and private customers. The proposed planning is based on the study of operational scenarios based on different parameters (in particular: customer order threshold, order quantities and delivery frequency). The first aspect covered in the preparation of the database and processing files for the creation of tours. Then, a comprehensive design of experiment covering 216 experiments is implemented. The design of experiment takes into account parameters linked to the environment of the study (number of private and branch customers to deserve for example) and operational parameters (demand threshold, quantity to be delivered and delivery frequency). In order to be able to compare the different sets of parameters, some performance measures are considered, such as the total distance travelled, GHG emissions and the delivery profit margin. The results obtained by analysing the design of experiment show that the relative importance of the operational parameters varies according to the objective pursued. Where the planner seeks to minimize the distance travelled by the fleet, none of the operational parameters studied demonstrate a significant importance. However, the study of the composition of instances for which the distance is minimized yields a distinct customer profile. Branches and private clients are balanced inside the tour and those are marked a low mileage but a high delivery density. In the case for which the objective is to maximise the profit margin related to delivery, the overriding parameter obtained is the delivery frequency. This analysis also shows that customers who maximise the company's profit margin are mostly located in urban centers and that those with a medium frequency are preferable to those with a high delivery frequency. In conclusion, several operational scenarios are developed to help the decision makers. This study concludes with the limitations encountered by the different tools implemented and the methodologies applied.