Message > Thèse de doctorat à Nantes. Profil "Optimisation en Génie Industriel".

  • Forum 'Emplois' - Sujet créé le 22/06/2018 par Evgeny Gurevsky (520 vues)


Le 22/06/2018 par Evgeny Gurevsky :

Sujet : Outils d'aide à la décision pour la mise en place et la configuration dynamique des lignes de production reconfigurables

Financement : Programme IRT PERFORM 2018

Profil recherché : Optimisation en Génie Industriel

Début de thèse souhaité : Septembre 2018

Équipe des encadrants

  1. Alexis Girin (Chercheur) -- IRT Jules Verne, Bouguenais -- alexis.girin@irt-jules-verne.fr
  2. Alexandre Dolgui (Professeur) -- IMT Atlantique, Nantes -- alexandre.dolgui@imt-atlantique.fr
  3. Nadjib Brahimi (Professeur Associé) -- ESC Rennes -- nadjib.brahimi@esc-rennes.com
  4. Evgeny Gurevsky (Maître de Conférences) -- Université de Nantes -- evgeny.gurevsky@univ-nantes.fr

Présentation de l'IRT Jules Verne

L'IRT Jules Verne est un centre de recherche mutualisé dédié au développement des technologies avancées de production et vise l'amélioration de la compétitivité de filières industrielles stratégiques. Le cœur d'activité de l'IRT consiste à transposer et intégrer des développements scientifiques matures ou des concepts techniques émergents dans les processus industriels liés à la production et la fabrication.

L'IRT mène ses projets de recherche en collaboration étroite avec ses partenaires industriels et collabore de façon importante avec des établissements et organismes d'enseignement supérieur et de recherche sur lesquels il s'appuie.

Descriptif du sujet de thèse

Cette thèse sera faite dans le cadre de développement d'outils d'aide à la décision pour la mise en place et la configuration des lignes de production reconfigurables. Yoram Koren de l'Université de Michigan aux Etats-Unis a été à l'origine de ce concept qui est apparu à la fin des années 90. Une ligne de production reconfigurable doit être moins chère qu'un atelier flexible pour le même type de produits, facile à maintenir et à mettre à jour. Elle doit être d'une productivité suffisante, facilement extensible, et robuste aux aléas. Il faut que de nouvelles fonctions s'y intègrent facilement. Une ligne de production reconfigurable est définie comme un système qui est créé à partir des modules prédéfinis (robots, machines, convoyeurs, postes de travail manuel, boîtes d'usinage, broches, équipements d'assemblage, etc.), pouvant être réarrangés, déplacés et remplacés rapidement et de façon fiable. Cette reconfiguration permettra d'ajouter, d'enlever ou de modifier des éléments spécifiques, la structure, la capacité des modules et la commande afin d'ajuster la production en réponse aux changements de la demande du marché ou des technologies.

Beaucoup de travaux de recherche ont été réalisés sur la définition et l'approfondissement de ce concept, le dimensionnement des systèmes reconfigurables, sur le développement des équipements reconfigurables, l'équilibrage de charge et l'ordonnancement des systèmes reconfigurables en considérant des reconfigurations possibles du processus. Néanmoins, les 2 principaux problèmes d'aide à la décision ne sont toujours pas résolus, à savoir :

  1. la définition de l'ensemble de modules d'équipements nécessaires pour la fabrication de n'importe quel produit d'une famille de produits donnée ;
  2. la reconfiguration dynamique de la ligne par le remplacement des modules et la réaffectation des opérations quand la production change.

L'ensemble des modules doit être optimisé et doit permettre de reconfigurer une telle ligne relativement facilement et au moindre coût quand on passe d'un produit à un autre ou quand le volume de fabrication change. A son tour, la reconfiguration de l'appareil de production à la demande sur la base des modules existants doit être faite au moindre coût, en temps minimum et permettant d'avoir une nouvelle configuration de la ligne adaptée au(x) nouveau(x) produit(s).

Le premier problème s'apparente au problème de partition et le deuxième à celui d'affectation et d'ordonnancement. Mais ils ont leurs spécificités dans le cadre des lignes de production reconfigurables  liées à l'utilisation conjointement de différents types d'équipements, à la multitude des gammes et des équipements possibles. Pour chaque nouvelle demande, il faut choisir une nouvelle configuration de la ligne, choisir des gammes de fabrication adaptées, les équipements et les ressources (modules) à utiliser et quelle opération est faite avec quelles ressources (humaines, robots, machines, outillages, ...) ainsi que l'ordre des opérations à faire tout en respectant des contraintes technologiques et celles liées aux équipements utilisés et, parfois, aux coordinations à effectuer entre les robots et les opérateurs, etc.

Dans la thèse, nous allons aborder ces deux problèmes majeurs décrits ci-dessus. Nous allons utiliser des techniques issues de l'optimisation mathématique comme la recherche opérationnelle et la  programmation linéaire en nombres mixtes. En fonction de la taille et de la complexité des problèmes traités, nous pouvons faire appel à des techniques de décomposition et des méta-heuristiques. Une attention particulière sera portée sur la robustesse des solutions obtenues et leur efficacité. Les résultats de la thèse seront sous forme de publications et d'implémentation d'algorithmes qui pourront être intégrés dans un système d'aide à la décision.

Le planning prévisionnel de la thèse comporte les étapes suivantes :

  1. Études de terrain et recherche des benchmarks sur ce type de problématique dans différentes industries et dans la littérature.
  2. Analyse de la littérature sur les lignes de production reconfigurables, présentation de l'état de l'art.
  3. Modélisation mathématique des problèmes de choix de modules et de reconfiguration des lignes de production, développement des algorithmes d'optimisation.
  4. Implémentation de différents modèles et algorithmes développés pendant la thèse dans un outil d'aide à la décision permettant une analyse quantitative des solutions envisagées.
  5. Test de cet outil d'aide à la décision sur des benchmarks académiques et industriels.

Le candidat(e) retenu(e) sera employé(e) par l'IRT Jules Verne, mais va également pouvoir bénéficier un bureau de travail à l'IMT Atlantique au sein de l'équipe "Systèmes Logistiques et de Production" (SLP) du Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N).      

Le candidat(e) recherché(e) devra avoir de solides compétences en programmation C, C++,  JAVA ou bien Python ainsi qu'un bon niveau en anglais écrit et oral. Il ou elle devra être titulaire d'un master en informatique, recherche opérationnelle ou génie industriel.

Le dossier de candidature est à envoyer aux

  • recrutement@irt-jules-verne.fr
  • alexis.girin@irt-jules-verne.fr
  • alexandre.dolgui@imt-atlantique.fr
  • nadjib.brahimi@esc-rennes.com
  • evgeny.gurevsky@univ-nantes.fr

Il doit contenir :

  1. CV détaillé
  2. Notes M1 et M2 (avec classement)
  3. Mémoire de fin d'études de M1
  4. Mémoire de stage M2 (si le stage est terminé)
  5. Lettre de motivation
  6. Lettres de recommandation

Références

  1. Kovalev, S., Delorme, S., Dolgui, A., Oulamara, A., 2017. Minimizing the number of stations and station activation costs for a production line. Computers & Operations Research 79, 131--139.
  2. Battaïa, O., Dolgui, A., Guschinsky. N., 2017. Integrated process planning and system configuration for mixed-model machining on rotary transfer machine. International Journal of Computer Integrated Manufacturing 30(9), 910--925.
  3. Battaïa, O., Dolgui, A., Guschinsky, N., 2017. Decision support for design of reconfigurable rotary machining systems for family part production. International Journal of Production Research 55(5), 1368--1385.
  4. Battini, D., Delorme, X. Dolgui, A., Persona, A., Sgarbossa, F., 2016. Ergonomics in assembly line balancing based on energy expenditure: A multi-objective model. International Journal of Production Research 54(3), 824--845.
  5. Battaïa, O., Brissaud, D., Dolgui, A., Guschinsky, N., 2015. Variety-oriented design of rotary production systems. CIRP Annals Manufacturing Technology 64(1), 411--414.
  6. Hazir, O., Delorme, X., Dolgui. A., 2015. A review of cost and profit oriented line design and balancing problems and solution approaches. Annual Reviews in Control 40, 14--24.
  7. Dolgui, A., Proth., J.-M., 2006. Systèmes de production modernes. Tome 1 : Conception, gestion et optimisation. Hermès Science, London, 415 pages.

 

 

 

 







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