Ernest Foussard

Résumé:

La problématique de la maintenance est l'un des enjeux majeurs de la gestion des systèmes de production industriels. Une politique de maintenance efficace permet de limiter les pannes et les dysfonctionnements de l'équipement, et ainsi améliorer sa disponibilité et son niveau de service. Elle joue également un rôle central dans la durée de vie des équipements et se retrouve ainsi au cœur des schémas économiques visant à allonger la durée de vie et la réemployabilité tels que l'économie circulaire. L'avènement de l'industrie 4.0 et les progrès technologiques récents sur les capteurs ont permis d'établir des modèles de dégradations précis pour l'équipement industriel, ce qui a permis l'émergence de nouvelles stratégies de maintenances, dites prédictives, s'appuyant sur l'évolution de l'état des composants de l'équipement au cours du temps. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons plus spécifiquement à la problématique de la planification et de l'ordonnancement de la maintenance en présence d'un indicateur de santé sur les composants de l'équipement.

Dans une première partie, nous proposons un cadre général pour la modélisation et la résolution de problèmes de planification de la maintenance au niveau tactique en présence d'un indicateur de santé des composants de l'équipement. En établissant que la santé des composants de l'équipement peut être traitée comme un potentiel de production pour l'équipement, nous montrons que les problèmes de planification de la maintenance au niveau tactique se ramènent à des variantes des problèmes de dimensionnement de lot, et en déduisons divers résultats de complexité. Nous nous intéressons plus spécifiquement à un problème bi-critère faisant intervenir une contrainte de ressources dépendante de la santé des composants de l'équipement au cours du temps et proposons une modélisation en programmation linéaire en nombres entiers multi-objectif. Une méthodologie d'aide à la décision, permettant de fournir un ensemble restreint de solutions diversifiées à un preneur de décision est ensuite proposée.

Dans la seconde partie de cette thèse, nous étudions l'ordonnancement conjoint de la production et de la maintenance basé sur la santé des composants de l'équipement. Une nouvelle extension du système de notation et de classification des problèmes d'ordonnancement est proposée afin d'y intégrer les problèmes d'ordonnancement conjoint de la production et de la maintenance. Nous proposons une cartographie de la complexité pour le problème étudié et ses variantes, une modélisation en programmation linéaire en nombres entiers, et nous étudions les propriétés des problèmes de minimisation du délai maximum et du délai moyen. Dans un second temps, nous introduisons une contrainte de seuils de santé acceptables pour l'exécution des tâches et étudions un cas particulier du problème se ramenant à une variante du problème de bin-packing. Plusieurs approches de résolution basées sur la programmation linéaire en nombres entiers sont alors présentées et comparées.