Multi-criteria Analysis of Internal Cross-docking Operations

Cette étude vise à améliorer la performance environnementale et logistique des opérations de manutention dans un centre de transbordement (soit cross-dock). L'évaluation des opérations internes considère ainsi plusieurs mesures de performance, d'où s'explique la désignation multicritère. L'installation étudiée appartient à une organisation qui fournit des services de transport en charge partielle (LTL), desservant un vaste réseau d'approvisionnement. À l'intérieur du centre de transbordement, toute la manutention est accomplie par des caristes en utilisant des chariots élévateurs à gaz naturel comprimé (GNC). Premièrement, une revue de littérature a été complétée dans l'intention de déterminer une façon systématique de caractériser et d'étudier des centres de transbordement. En conséquence, une grille de caractérisation fondée sur six critères a été développée pour décrire qualitativement une installation de transbordement. Quoi que la plupart des études en transbordement optent pour des modèles de recherche opérationnelle, la recherche scientifique propose que les modèles de simulation à évènements discrets soient aussi des outils appropriés et propices pour l'analyse de ce type d'installation - malgré leur faible popularité dans le domaine. À la suite de ces repères, un modèle de simulation par agents a été développé pour cette étude, inspiré par des modèles existants d'entreposage, ainsi que par des techniques de modélisation traditionnelles adaptées au milieu industriel. Également, une analyse de l'état initial des opérations de transbordement fut complétée avec l'intention de définir les limites du modèle, ses entrants et les interactions entre ses agents. Finalement, une validation statistique du modèle de simulation fut effectuée afin de déterminer le nombre approprié de réplications. Ensuite, le modèle final fut utilisé pour l'expérimentation des différentes stratégies d'affectation des portes du centre de transbordement. Ces expériences avaient deux variables de réponse : la consommation de GNC (en mètres cubiques) et la distance couverte par la flotte de chariots élévateurs (en pieds). De plus, les émissions équivalentes de CO2 furent aussi calculées (en kilogrammes équivalents de CO2). Quant aux facteurs expérimentaux, les expériences se basent sur des variations dans l'affectation des portes de l'installation aux activités de manutention (chargement, déchargement) et aux zones de distribution. Dans d'autres termes, chaque expérience est axée sur une combinaison unique d'affectation des portes, désignée comme solution d'affectation. Puisqu'une quantité incommensurable de solutions sont possibles, une heuristique fut créée dans le but de générer des solutions d'affection d'après la distance minimale entre les portes et les flots de palettes par zones d'origine et de destination. En outre, des affectations aléatoires et un scénario sans aucune affectation furent aussi considérés. Les résultats expérimentaux confirment que des changements dans l'affectation de portes peuvent réduire la consommation totale de combustible et les déplacements des appareils de manutention, ainsi que les émissions de CO2. En outre, cette étude met en évidence que l'empreinte environnementale des installations de distribution n'est point négligeable. L'approche multicritère et notamment la perspective environnementale deviennent ainsi pertinentes aux études en logistique interne. Or, une recherche plus approfondie serait nécessaire afin d'évaluer l'impact de l'affectation de portes dans tout le système de transbordement, au-delà des murs de l'installation. Sommaire des résultats Distance (ft) GNC (m3) CO2 (kg éq.) Scénario sans aucune affectation 531 663 745 1 432 Performance initiale 514 656 702 1 349 Meilleure solution d'affectation 489 673 626 1 203

Abstract

The performance of internal material handling operations in an existing cross-docking facility is sought to be improved from both a logistic and environmental perspective. The facility studied consists of a transportation terminal serving a vast less-than-truckload (LTL) chain. Inside the cross-dock, all material handling is performed by forklifts fuelled by compressed natural gas (CNG). A review of the state of the art is conducted, from which a cross-dock characterization approach is outlined. Similarly, the literature reveals that discrete-event simulation, while generally under-looked, is an appropriate tool for the study of such transportation facilities. Accordingly, an agent-based simulation (ABM) model is developed in order to study the cross-dock. The model is influenced by existing warehousing models, as well as by traditional discrete-event modelling in an industrial setting. Moreover, a comprehensive analysis of the current state of operations was completed in order to define model boundaries, inputs and agent interactions. Then, the model was used to conduct experiments based on distinct door-assignment strategies, having CNG consumption and forklift distance as response variables. The generation of door assignments, conversely, was achieved by a heuristic based on the minimum distance between dock doors and pallet flow. The experimental results indicate that such door assignments do lead to a reduction in both response variables. Further study is, howbeit, required to assess the full impact of door assignments in the system, beyond internal boundaries.