Design for Flexibility in the Forest Biorefinery Supply Chain

Le climat d'affaires de industrie papetière nord américaine et européenne change présentement. La baisse de la demande, la volatilité des prix, l'augmentation de la compétition pour l'accès aux matières premières et le contrôle du marché, ainsi que des couts énergétiques passablement élevés poussent les entreprises forestières à rechercher de nouveaux modèles d'affaires afin d'être plus compétitives sur le long terme. Une des alternatives pour ces entreprises est de se tourner vers le secteur émergent de la bioéconomie et du bioraffinage. Possédant déjà un système d'utilité, un réseau d'approvisionnement de matières premières, un réseau de distribution de produits ainsi qu'un savoir-faire technique ouvrant la porte à de nombreuses possibilités d'intégration massique et énergétique, l'industrie forestière possède plusieurs avantages compétitifs pouvant améliorer la performance économique de l'implantation du bioraffinage. Plusieurs stratégies différentes peuvent être adoptées pour implanter des activités de bioraffinage au sein d'une entreprise. Par contre, en raison des risques technologiques et des risques de marché associés aux nouveaux procédés et produits, et le manque en capital des entreprises forestières, l'implantation du bioraffinage devrait être effectuée par phase. Des outils d'analyse appropriés sont toutefois requis afin d'identifier les stratégies possibles et les phases d'implantation. Puisque la chaine logistique (SC) d'une entreprise est critique pour la compétitivité à long terme des bioraffineries, un outil d'analyse de la SC peut donc jouer un rôle clé pour une transformation d'entreprise réussie. Une analyse de la SC calcule le bénéfice pour l'ensemble de la chaine logistique et prend en compte les différents contributeurs de couts qui sont typiquement ignorés dans les analyses économiques, tel que les couts d'inventaire, de transition, etc. Elle peut aussi être utilisée pour prendre en considération la volatilité du marché, et détermine comment la flexibilité inhérente d'un système de production peut être exploitée pour atténuer les risques et maximiser le profit. À cet effet, une analyse de la SC peut aussi être utilisée pour cibler le niveau de flexibilité souhaité d'un système afin d'atténuer les risques de volatilité du marché. De plus, cette analyse offre une meilleure compréhension des couts et de la rentabilité d'une stratégie d'implantation donnée. Ainsi, une analyse de la SC peut être utilisée à deux fins différentes : v • Pour la prise de décision au niveau de conception, et plus précisément, pour cibler le niveau de flexibilité d'un procédé de fabrication, • Pour comparer différentes stratégies pouvant être poursuivies par une entreprise, en évaluant leur performance selon différentes conditions de marché. L'objectif de cette recherche est d'illustrer une telle méthodologie de conception, soit une méthodologie qui cible un niveau de flexibilité manufacturière préférable à avoir, qui aide à concevoir le réseau de la SC, et qui permet d'évaluer différentes stratégies de bioraffinage pour transformer une entreprise forestière. Cette méthodologie est démontrée en utilisant une étude de cas qui inclut deux options de produits/procédé, dont des procédés thermochimiques et biochimiques, et plusieurs stratégies d'implantation à implanter au fil du temps. Le point d'ancrage de cette méthodologie est basé sur les principes de gestion de la chaine logistique centrée sur les marges. Plutôt que d'appliquer une approche traditionnelle centrée sur la production, où la gestion de la capacité des équipements et la minimisation des couts de production prime, une approche centrée sur les marges vise plutôt à maximiser le profit. Pour ce faire, tous les couts encourus au long de la SC doivent être considérés de façon intégrée. De même, le potentiel de flexibilité au sein de la SC, particulièrement au niveau de la production, doit être exploité pour maximiser le profit. Une formulation mathématique d'optimisation est développée pour représenter une telle mentalité. Selon cette dernière, une méthodologie de conception est proposée afin d'aider le processus de prise de décision stratégique reliée au design de la chaine logistique du bioraffinage. Cette méthodologie est alimentée par d'autres méthodologies qui identifient un ensemble d'options de procédés/produits prometteurs. Elle comprend quatre étapes principales : 1. La définition des alternatives de procédés représentant différents potentiels de flexibilité, 2. La définition d'options de réseau de SC, en tenant compte des caractéristiques des alternatives de procédés, de même que les politiques, les forces et les faiblesses de l'entreprise étudiant ces alternatives procédés/produits, 3. Le ciblage d'un degré de flexibilité manufacturière et d'un réseau de SC associé, 4. L'analyse de stratégies d'implantation des alternatives procédés/produits retenues vi Un ensemble d'indicateurs de performance représentant la rentabilité de la SC, la robustesse et la flexibilité des différentes options de bioraffinage est utilisé pour évaluer la performance de stratégies de bioraffinage selon différents scénarios de marchés. Les résultats montrent que lorsque la flexibilité d'un système est améliorée, le profit augmente. Cependant, cela ne mène pas nécessairement à une amélioration de la rentabilité. Pour que la rentabilité d'un système flexible augmente, les investissements supplémentaires déboursés pour augmenter le degré de flexibilité doivent être compensés par une amélioration au niveau des profits. Ainsi, pour certains cas, la rentabilité augmente avec la flexibilité du procédé, et dans certains cas non. De plus, la robustesse d'une option est directement liée à sa flexibilité. Plus le degré de flexibilité augmente, plus le système devient robuste envers la volatilité du marché. De même, les résultats montrent l'importance de l'analyse de la SC lors de la prise de décision reliée à la conception. Ils illustrent le fait qu'un changement dans le degré de flexibilité manufacturière d'un procédé affecte directement les opportunités de l'entreprise. Ainsi, des stratégies de marché et des degrés de flexibilité différents impliquent une configuration de réseau de SC et une stratégie de gestion spécifiques. Il devrait donc y avoir une intégration entre la conception de procédés et la conception du réseau de la SC. Il est aussi montré que les produits chimiques à valeur ajoutée sont prometteurs pour le succès futur du bioraffinage. Les options de procédés fabriquant ces derniers obtiennent une rentabilité en termes de taux de retour interne considérablement plus élevée que les options fabriquant des produits de commodités.