Yulong Zhao soutiendra sa thèse intitulée « Conception et Optimisation d’un Réseau de Transport Multimodal pour Desservir un Port et son Hinterland »

jeudi 14 décembre 2017 à 13h30, dans l’amphi Besse de l’IMT-Atlantique

Jury : Nathalie Bostel (directrice thèse), Pierre Dejax (co encadrant), Eric Sanlaville (rapporteur, Université du Havre), Dominique Feillet (rapporteur, Ecole des Mines de Saint Etienne), Frédéric Semet (Centrale Lille)

Résumé :
Le transport international de conteneurs est abordé dans cette thèse avec deux composantes : le transport entre les ports maritimes et celui entre les ports et leur hinterland. Au début, nous nous concentrons sur l’optimisation du réseau de transport multimodal dans l’hinterland d’un port. Des politiques d’infrastructure et de capacité sont proposées pour améliorer le réseau multimodal et évaluées par un modèle multimodal des flux de réseau. Le modèle de flux est formulé sur les chemins, en considérant la durée de transit de chaque demande. Le modèle est résolu par l’approche de génération de colonnes en raison du nombre important de chemins à considérer. Ensuite, les relations inter-ports dans un système multi-port sont abordées, où le transport maritime est également pris en considération. Le problème de conception de l’itinéraire du navire pour la partie maritime et l’affectation des flux à l’hinterland sont traités dans un même modèle. Un modèle de conception de réseau multimodal et multiproduit est développé. Nous résolvons le modèle de conception de réseau avec une méthode basée sur la décomposition de Benders. Une étude de cas est effectuée pour le port de Shanghai en Chine, pour améliorer le transport multimodal entre le port et son hinterland. On analyse l’état du réseau de transport multimodal, puis on propose des politiques d’amélioration du transport intermodal ferroviaire. Le modèle multimodal de flux est appliqué pour évaluer les politiques proposées.

Mots- clés : optimisation, port maritime, hinterland, conteneur, transport multimodal, flux de réseau, génération de colonne, conception dans un réseau, décomposition de Benders.

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Abstract: The international container transportation is addressed in this thesis, including two components: transport among seaports and between seaports and their hinterland. At first, we focus on the optimization of the multimodal transport network within the hinterland of a maritime port. Policies about infrastructure and capacity are proposed to improve the multimodal network, and evaluated by a multimodal transport network flow assignment model. The network flow model is in path-flow formulation, considering the transit duration of each container demand. The model is solved by the column generation approach due to the huge number of path-flow variables. Then the inter-port relationship in a multi-port system is addressed, where the maritime transport is also considered. The ship itinerary design problem at maritime part and the container flow assignment at hinterland part are handled together in one model. A multimodal, multiproduct network design model is developed for the port-hinterland transport system with multiple seaports. We solve the network design model with a solution method based on the Benders decomposition. A case study is done for the port of Shanghai in China, to improve the multimdal transport between the seaport and its hinterland. The status of the multimodal port-hinterland transport network is analyzed, then policies of enhancing the railway intermodal transport are proposed. The developed multimodal multiproduct network flow model is applied to evaluate the proposed policies.

Keywords: optimization, seaport-hinterland, container transport, multimodal network, network flow, column generation, network design, Benders decomposition.

Quentin Tonneau soutiendra sa thèse intitulée « Optimisation de la logistique des déchets non dangereux »,

mardi 18 décembre 2017  à 14h, dans l’amphi Besse de l’IMT-Atlantique.

Jury : Nathalie Bostel (directrice thèse), Pierre Dejax (co encadrant), Christian Prins (rapporteur, Université de Technologie de Troyes), Philippe Lacomme (Rapporteur, Université Clermont Auvergne), Fabien Tricoire (Johannes Kepler University Linz), Olivier Péton (LS2N), Thomas Yeung (inivité, LS2N), Valérie Mülhaupt (invitée, Brangeon Services).

Résumé :
Avec plus de 345 millions de tonnes de déchets produits en France en 2012, la performance de la chaîne logistique de collecte, transport et traitement de ces produits et matériaux est devenue un enjeu économique et écologique majeur dans notre société. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’optimisation de la chaîne de collecte et transport des déchets sur le plan tactique et opérationnel. Nous modélisons dans un premier temps un nouveau problème tactique d’optimisation de flux de déchets avec sites de transfert et de traitement sur un horizon mono-périodique puis multi-périodique, afin d’exploiter un réseau logistique existant de manière optimale. Nous résolvons différentes variantes de ce problème linéaire mixte à l’aide d’un solveur. Nous étudions dans un second temps la planification opérationnelle de la collecte de conteneurs d’apport volontaire et des tournées de véhicules associées en résolvant un problème riche de tournées avec gestion d’inventaires et plateformes de vidage intermédiaires. Nous proposons un modèle d’optimisation de ce nouveau problème et le résolvons par un algorithme à voisinages larges (ALNS) dans un cadre déterministe puis stochastique, dans lequel le remplissage des conteneurs est aléatoire et plus conforme à la réalité. Nous obtenons des résultats compétitifs en évaluant notre approche sur des instances de la littérature proches de notre problème riche. En réalisant un logiciel d’optimisation à destination d’une entreprise de collecte et transport de déchets, nous améliorons également de manière significative les tournées de véhicules en application réelle.

Mots clés : recherche opérationnelle, logistique des déchets, problème de tournées avec inventaire, métaheuristique, stochastique, ALNS.

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Abstract:
With more than 345 million tons produced in France in 2012, waste supply chain management is an important economical and ecological issue for our society. In this thesis, we focus on optimizing waste supply chain on both the tactical and operational decision levels. In order to optimize an existing waste logistic network in medium term, we first solve a multimodal flow problem where products are transferred and transformed in sites of various sizes, in a mono-periodic then multi-periodic horizon. At an operational level, we study the planning and routing of vehicles used for voluntary drop-off waste container collection by solving a complex inventory routing problem with intermediate facilities. We use a large neighborhoods search metaheuristic to solve both the deterministic and stochastic approaches, where waste supply quantity is also subject to uncertainty. We obtain competitive results on instances coming from the literature on classical routing problems close to our rich case. We also develop an optimization software used by a French waste management company and significantly improve routes in a real application.

Keywords: Operation research, Waste Logistic Optimization, IRP, metaheuristics, stochastic optimization, ALNS.

Yuan Bian soutiendra sa thèse intitulée « Tactical production planning of both physical and financial flows in a multi-site context »

mercredi 19 décembre 2017 à 14h, dans l’amphi Besse de l’IMT-Atlantique.

Jury : Nathalie Bostel (directrice thèse), Safia Kedad Sidhoum (rapporteur, UMPC), Stephan Helber (rapporteur, Leibniz Universitat Hannover), Pierre Fenies (Université Paris Nanterre), Alexandre Dogui, Jean-Laurent Vivianni (Université Rennes 1), Thomas Yeung (inivité, LS2N), David Lemoine (invité, LS2N).

Résumé :
En période de crise financière, les entreprises ont besoin de trésorerie pour réagir efficacement aux aléas et assurer leur solvabilité. Cette thèse se situe à l’interface entre l’opérationnel et la finance pour développer des modèles de planification tactique gérant simultanément les flux physiques et financiers dans la supply chain. Le coût de financement des opérations basé sur le besoin en fond de roulement (BFR) est intégré comme un nouvel aspect financier jamais considéré dans la littérature de lot-sizing. Nous débutons par une extension du modèle EOQ considérant les coûts de financement du BFR. L’objectif est la maximisation du profit. Une quantité de production optimale est obtenue analytiquement ainsi que l’analyse de la sensibilité du modèle. De plus, les comparaisons avec le modèle EOQ et un modèle qui considère le coût du capital sont étudiées. Ensuite, un modèle basé sur un lot-sizing dynamique est établi. La propriété ZIO est démontrée et permet l’utilisation d’un algorithme en temps polynomial. Enfin un scénario multi-niveau à capacité infini est étudié avec une approche séquentielle puis centralisée. La propriété ZIO est prouvée dans ces deux cas. Des algorithmes de programmation dynamique sont utilisés pour obtenir une solution optimale. Cette thèse peut être considérée comme un premier, mais significatif, travail combinant la planification de production et la gestion du besoin en fond de roulement dans des modèles de planification tactique. Nous montrons que les aspects financiers ont un impact significatif sur les plans de production. Les cas étudiés dans cette thèse peuvent être considérés comme des sous-problèmes dans l’étude de scénario plus réalistes.

Mots-clés : Lot-sizing, Besoin en Fond de Roulement, Flux de trésorerie actualisés, Maximisation du profit.

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Abstract:
In financial crisis, companies always need free cash flow to efficiently react to any uncertainties to ensure solvency. Thus, this thesis serves as an interface between operations and finance to develop tactical production planning models for joint management of physical and financial flows in the supply chain. In these models, the financing cost of operation-based working capital requirement (WCR) is integrated as a new financial aspect never before considered in the lot-sizing literature. We first focus on extending the classic EOQ model by considering the financing cost of WCR with a profit maximization objective. The optimal analytic production quantity formula is derived as well as sensitivity analysis of this model. Moreover, a comparison with the EOQ model and with the formula which considers the cost of capital are discussed. Secondly, a dynamic lot-sizing-based, discounted cash flow model is established based on Uncapacitated lot-sizing model. The zero-inventory ordering property is proven valid for this case and a polynomial-time algorithm can thus be established. Thirdly, multi-level and infinite capacity scenario is investigated with both sequential and centralized approaches. The ZIO property is demonstrated valid in both cases. Dynamic-programming based algorithms are constructed in order to obtain an optimal solution. This thesis should be considered as a first, but significant setup of combining production planning and working capital management. It is shown the significant financial consequences of lot-sizing decision on production planning. The cases investigated in this thesis may be tackled as subproblems in the study of more realistic scenarios.

Keywords: Lot-sizing, Working Capital Requirement, Discounted cash flow, Profit maximization