Dimensionnement et constitution des plannings journaliers p - PowerPoint Presentation

Slide1

Dimensionnement et constitution des plannings journaliers pour un problème de transport hospitalier

Virginie André, Nathalie Grangeon, Sylvie Norre, Frédéric Philippe*LIMOS - Clermont Ferrand - UMR CNRS 6158 France*CHU Clermont-Ferrand

GT2L - 14 juin 2011- ParisSlide2

1. Présentation du problèmeContexte

GT2L - 14 juin 2011- Paris

2

Centre Hospitalier Régional Universitaire de Clermont-Ferrand3 Sites de production :

BlanchisseriePharmacie

Restauration

10

Sites de consommation :

Hôpitaux internes

Hôpitaux externes

1 Dépôt

Objectif

: organiser les transports de produits entre ces sitesSlide3

1. Présentation du problèmeContexte

GT2L - 14 juin 2011- Paris

3

Pour réaliser les transports, de nombreuses ressources sont disponibles :Ressources mobiles

Contenants (armoires, rolls, chariots,…),Véhicules (grand véhicule réfrigéré, petit véhicule réfrigéré, véhicule standard ou normal),

C

hauffeurs avec leur propre planning de travail,

Ressources fixes

Quais de chargement et de déchargement,

Lignes de production avec leur horaire d’ouverture,

Aires de

nettoyage avec

leur horaire

d’ouverture.Slide4

Réseau routier

1. Présentation du problèmeActivité de transport de contenants propres

GT2L - 14 juin 2011- Paris

4

ATTENTE

ATTENTE

ATTENTE

Site de consommation

Site de production

Remplissage

Contenant

Chargement

Transport

Consom-mation

Décharge-ment

Ligne de production

Véhicule

Chauffeur

Quai de chargement

Quai de

dé-chargement

Etapes

RessourcesSlide5

Réseau routier

1. Présentation du problèmeActivité de transport de contenants sales

GT2L - 14 juin 2011- Paris

5

ATTENTE

ATTENTE

Décharge-ment

Site de production

Site de consommation

Contenant

Transport

Nettoyage

Aire de nettoyage

Véhicule

Chauffeur

Quai de chargement

Quai de

dé-chargement

Etapes

ATTENTE

Ressources

Ramassage

ChargementSlide6

1. Présentation du problèmeExemple

GT2L - 14 juin 2011- Paris

6

11h00

07h00

10h00

09h00

11h00

2

4

1

5

3

Hôpital B

Hôpital C

Hôpital A

Sites de consommation

Pharmacie

Restauration

Blanchisserie

Sites de production

Dépôt

13h00

Demandes de transport de contenants propres

Demandes de transport de contenants sales

07h00

15h00Slide7

1. Présentation du problèmeExemple

GT2L - 14 juin 2011- Paris

7

11:00

7:00

10:00

9:00

11:00

1:00 pm

Tournée avec un véhicule normal

Hôpital B

Hôpital C

Hôpital A

Dépôt

Date de début au plus tôt

Date de fin au pus tard

Tournée avec un véhicule réfrigéré

7:00

7:25

7:55

8:15

7:15

8:05

8:25

8:45

8:55

9:15

9:20

9:30

10:55

10:45

11:05

11:20

Pharmacie

Restauration

Blanchisserie

Sites de production

Sites de consommationSlide8

1. Présentation du problèmePlannings de travail des chauffeurs

GT2L - 14 juin 2011- Paris

8

6h

11h30

12h30

12h

13h

13h30

11h30

10h30

8

h

8h30

9

h

10h

…

…

…

14h

19h30

18h30

16h

16h30

17h

18h

…

…

…

Construction des plannings :

Début de chaque planning entre 6h et 11h30 par pas de 30 minutes

Début de chaque pause entre 11h30 et 13h30 par pas de 30 minutes

12 possibilités

pour le début du planning

5 possibilités

pour le début de la pause

60 plannings possibles

8hSlide9

1. Présentation du problèmeHypothèses

GT2L - 14 juin 2011- Paris

9

Éléments

Hypothèses

Ressources

Véhicules

Nombre limité

Capacité

de 1 contenant

Transport de contenants et transport à vide

Contenants

Nombre limité

Chauffeurs

Nombre limité

Autorisés

à changer de véhicules

Lignes de production

Nombre limité

Aires de nettoyages

Quais de chargement

Nombre limité

Quais de déchargement

Transport

Activités

Connues

Étapes

Connues

DuréesMatrice des durées de transport

Connue et asymétriqueDurées des étapes

ConnuesSlide10

1. Présentation du problèmeHypothèses et contraintes

GT2L - 14 juin 2011- Paris

10

Éléments

Hypothèses

Contraintes

Ressources

Véhicules

Nombre limité

Capacité

de 1 contenant

Transport de contenants et transport à vide

Respect du

nombre de ressources disponibles

Incompatibilités

entre les véhicules et les contenants

Contenants

Nombre limité

Chauffeurs

Nombre limité

Autorisés

à changer de véhicules

1 Planning

pour chaque chauffeur divisé en deux tranches horaires

Lignes de production

Nombre limité

Plannings

Aires de nettoyages

Quais de chargementNombre limité

Quais de déchargement

Transport ActivitésConnues

Contraintes de précédence

ÉtapesConnuesDate de début au plus tôt de la 1ère

étape Date de fin au plus tard de la 4ème étapeDurées

Matrice des durées de transportConnue et asymétrique

Durées des étapes

ConnuesSlide11

1. Présentation du problèmeObjectif de l’étude

GT2L - 14 juin 2011- Paris

11

L’objectif est de :Dimensionner le nombre de chauffeurs nécessaires,

Déterminer pour chaque chauffeur son planning journalier,

Affecter

les activités aux chauffeurs,

Ordonnancer

les activités affectées à chaque chauffeur,

de manière à

minimiser le nombre de chauffeurs

et réaliser l’ensemble des activités de transport tout en respectant les contraintes avec un nombre donné de ressources matérielles.Slide12

Objectifs :

Affecter les activités de transport pour chaque tranche horaire,Ordonnancer ces activités,

Minimiser le nombre d’activité non réalisée, les retards et les heures supplémentaires

Affectation des activités

Ordonnancement des activités

Objectifs :

Construire NP ensembles de Plannings journaliers pour Nb Chauffeurs

Minimiser l’écart entre la demande et le nombre de chauffeurs disponibles

Données en entrée :

Chauffeurs en nombre illimité et sans planning,

Liste d’activités triée en fonction des dates de début au plus tôt

Objectifs :

Construire la demande

NbMax

t

,

Déterminer le nombre maximum de chauffeurs Nb

2. Approche proposée

Couplage Modèle mathématique-Métaheuristique-Simulation

GT2L - 14 juin 2011- Paris

12

Phase A

Phase B

Phase C

Nb = Nb - 1

Couplage Métaheuristique-Simulation

Ensemble de plannings

Affectation des activités

Ordonnancement des activités

Couplage Métaheuristique-Simulation

Ensemble de plannings

Affectation des activités

Ordonnancement des activités

Couplage Métaheuristique-Simulation

Ensemble de plannings

Modèle

mathéma-tique

Demande en chauffeurs

Nombre maximum de chauffeurs

Modèle de simulationSlide13

2. Approche proposéePhase A : Simulation

GT2L - 14 juin 2011- Paris

13

ASlide14

2. Approche proposéePhase A : Simulation

GT2L - 14 juin 2011- Paris

14

Horaire de la journée

6h

6h30

7h

7h30

8h

8h30

9h

9h30

10h

10h30

11h

…

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

…

3

4

4

4

4

3

3

3

3

7

4

…

ASlide15

2. Approche proposéePhase B : Modèle mathématique

GT2L - 14 juin 2011- Paris

15

Variables

Description

Données

Notation

nombre de périodes

de

30

minutes de l’horizon de planification

nombre de périodes

de

30

minutes successives

travaillées (pause repas incluse)

ensemble des périodes auxquelles un chauffeur peut commencer son travail

ensemble des périodes auxquelles un chauffeur peut prendre sa pause

Construction de NP ensembles de Plannings journaliers

B

ASlide16

2. Approche proposée

Phase B : Modèle mathématiqueGT2L - 14 juin 2011- Paris

16

Minimisation de l’écart à la demande

Chaque chauffeur a un planning et réalise une seule pause

Variables binaires

Écart à la demande

Besoin en chauffeurs

Nombre de chauffeurs disponibles

Nombre de chauffeurs en pause

-

+

Construction des NP Plannings journaliers

B

ASlide17

2. Approche proposéePhase C : Couplage Métaheuristique-Simulation

GT2L - 14 juin 2011- Paris

17

Recherche locale itérée

Modèle de simulation

Solution à évaluer

Critères de performances

Solution initiale

Solution obtenue

C

C

C

B

ASlide18

2. Approche proposéePhase C : Couplage Métaheuristique-Simulation

18

Données en entrée (1/2)

Numéro

Activités

Origine

Destination

Date au plus tôt

Type de camion

Date souhaitée

Prédécesseur

….

….

….

….

….

….

….

….

49

TCP

Blanch

NHE

6:30

Ca_Norm

14:30

50

TCS

NHEUCP

13:00Ca_Frigo

2551TCSGMUCP

13:00Ca_Iso_gd

2652TCSGM

UCP13:00Ca_Iso_gd

2753TCS

NHEUCP13:00

Ca_Frigo28

54TCSGM

UCP13:00Ca_Iso_gd

2955

TCSClém

Blanch13:30

Ca_Norm

….

….

….

….

….

….

….

….

GT2L - 14 juin 2011- Paris

C

C

C

B

ASlide19

2. Approche proposéePhase C : Couplage Métaheuristique-Simulation

19

Données en entrée (2/2)Planning des chauffeurs

Affectation des activités

1

2

6:00

12:00

11:30

14:00

52

49

50

55

53

51

54

GT2L - 14 juin 2011- Paris

C

C

C

B

ASlide20

2. Approche proposéePhase C : Couplage Métaheuristique-Simulation

20

Données en sortiePour chaque activité

:La date de début et de fin de chaque étape,

Les numéros du contenant et du camion,Les numéros du quai de chargement et de déchargement,

Le numéro de la ligne de production ou de l’aire de nettoyage,

Le retard de chaque

activité,

Pour chaque

chauffeur

:

Le taux d’occupation de chaque chauffeur,

Le nombre d’heures supplémentaires pour chaque chauffeur,

Le nombre d’activités non réalisées

.

GT2L - 14 juin 2011- Paris

C

C

C

B

ASlide21

2. Approche proposéePhase C : Couplage Métaheuristique-Simulation

21



1

14

15

12

3

16

11

17



2

19

7

9

4

GT2L - 14 juin 2011- Paris



3

8

1

6



4

10

5

20

13

18

2

C

C

C

B

ASlide22

2. Approche proposéePhase C : Couplage Métaheuristique-Simulation

22



GT2L - 14 juin 2011- Paris

8

1

6

14

15

12

3

16

11

17



8

1

6

14

15

12

3

16

11

17

15

C

C

C

B

A

14

12

3

16

11

17Slide23

2. Approche proposée

Phase C : Couplage Métaheuristique-SimulationGT2L - 14 juin 2011- Paris

23

Avec

1 et



2

choisis en fonction de l’importance accordée aux coefficients

H2(



)

et

H3(



)

.

C

C

C

B

ASlide24

Si des solutions admissibles sont obtenues pour un effectif donné, alors,Le nombre de chauffeurs Nb est diminué,

Sinon, Le processus de résolution est interrompu.2. Approche proposée

Processus itératif

GT2L - 14 juin 2011- Paris

24

C

C

C

B

A

C

C

C

B

ASlide25

Activités de transports :

22 transports de repas,37 transports de linge,2 transports de médicaments.

Résultats :Nombre de chauffeurs maximum : 10Demande de chauffeurs sur la journée

3. RésultatsEtude réalisée avec 61 activités de transport

GT2L - 14 juin 2011- Paris

25

Horaire de la journée

6h

6h30

7h

7h30

8h

…

13h

13h30

14h

14h30

15h

…

1

2

3

4

5

…

14

15

16

17

18

…

3

4

4

4

4

…

8

10

6

5

7

…

ASlide26

3. RésultatsEtude réalisée avec 61 activités de transport

GT2L - 14 juin 2011- Paris

26

NP

06:00

06:30

07:00

07:30

08:00

08:30

09:00

09:30

10:00

10:30

11:00

11:30

1

3

1

2

3

1

2

3

1

1

1

1

1

1

1

3

3

1

1

1

1

1

2

4

5

1

2

1

1

5

3

2

1

1

1

1

1

6

4

1

1

2

1

1

7

3

1

2

2

2

8

4

2

3

1

9

4

1

1

1

1

2

10

3

1

2

2

2

11

4

1

1

3

1

12

4

2

2

1

1

13

4

1

2

2

1

…

….

….

….

….

….

….

….

….

….

….

….

….

B

ASlide27

3. RésultatsEtude réalisée avec 61 activités de transport

GT2L - 14 juin 2011- Paris

27

Effectif

NbSA*

Retard

Heures supplémentaires

10

45

0

0

2

20

0

1

25

10

2

40

De 10

à 20

Total

50

Résultats obtenus avec 50 ensembles de plannings journaliers

*NbSA : Nombre de solutions admissibles

C

C

C

B

ASlide28

3. RésultatsEtude réalisée avec 61 activités de transport

GT2L - 14 juin 2011- Paris

28

NP

06:00

06:30

07:00

07:30

08:00

08:30

09:00

09:30

10:00

10:30

11:00

11:30

1

2

2

1

2

1

1

2

4

3

1

1

3

2

2

1

1

1

1

1

4

4

1

2

2

5

2

2

1

2

2

6

2

2

1

2

1

1

7

3

1

1

1

1

2

8

2

2

3

2

9

4

1

1

1

1

1

10

2

2

1

1

1

1

1

11

2

2

1

1

1

1

1

12

2

2

1

1

1

2

13

2

2

1

2

2

…

….

….

….

….

….

….

….

….

….

….

….

….

C

C

C

B

ASlide29

3. RésultatsEtude réalisée avec 61 activités de transport

GT2L - 14 juin 2011- Paris

29

Résultats obtenus avec 50 ensembles de plannings journaliers

NbSA : Nombre de solutions admissibles

Effectif

NbSA

*

Retard

Heures supplémentaires

9

15

0

0

8

20

0

13

25

De 0

à 15

3

30

De 10 à 20

2

40

De 0 à 15

160

20270

De 5 à 15Total

44

C

C

C

B

ASlide30

3. RésultatsEtude réalisée avec 61 activités de transport

GT2L - 14 juin 2011- Paris

30

Résultats obtenus avec 50 ensembles de plannings journaliers

NbSA : Nombre de solutions admissibles

Effectif

NbSA

*

Retard

Heures supplémentaires

8

3

0

De 25

à 50

3

20

De 40

à 75

5

25

De 30

à 85

3

30

De 15

à 805

40De 45 à 1151

605Total22

C

C

C

B

ASlide31

4. Conclusions et perspectives

GT2L - 14 juin 2011- Paris

31

Pour l’hôpital :La méthode de résolution permet de proposer plusieurs solutions au managers;

Une des solutions proposée avec 8 chauffeurs a été mise en œuvre en mars 2010;Le retour d’expérience montre que certaines livraisons présentent des retards liés à une durée de transport plus importante.Slide32

4. Conclusions et perspectives

GT2L - 14 juin 2011- Paris

32

Approche innovante basée sur un chainage composé d’un modèle de simulation, d’un modèle mathématique et d’un couplage métaheuristique-simulation

Notre proposition de couplage Modèle mathématique-Métaheuristique-Simulation nous permet :D

’obtenir des solutions avec un nombre limité de chauffeurs

,

De proposer un large panel de solutions aux responsables

Perspectives :

Prise en compte de durées de transport variables en fonction de l’heure de la journée.Slide33

Merci pour votre attention

GT2L - 14 juin 2011- Paris

33Slide34

Merci pour votre attention

GT2L - 14 juin 2011- Paris

34Slide35

1. Présentation du problèmeExemple

GT2L - 14 juin 2011- Paris

35

Exemples de plannings :De 6h à 11h30, de 12h à 14h;

De 6h30 à 12h, de 12h30 à 14h30;De 7h à 12h30, de 13h à 15h;

…

De 9h à 12h30, de 13h à 16h;

…

De 11h30 à 13h30, de 14h à;

Construction des plannings :

Début de chaque planning

entre 6h et

11h30 par pas de 30 minutes

Début de chaque pause entre 11h30 et 13h30 par pas de 30 minutes