Face à une concurrence féroce par suite de la modélisation économique, les entreprises doivent bien gérer leurs chaînes logistiques afin de réduire leurs coûts d’exploitation tout en améliorant leurs services au client. Un enjeu majeur de cette gestion et la gestion efficace des stocks multi-échelons. Dans cette thèse, nous étudions des systèmes de stocks multi-échelons avec des coûts de passation de commande à chaque stock. En raison de l’existence des coûts de passation de commande, l’optimisation d’un tel système devient très compliquée. Récemment, l’approche de service garanti (GSA) a été utilisée pour déterminer les stocks de sécurité pour les systèmes de stocks multi-échelons, mais sans coûts fixes de passation de commande. Nous généralisons la GSA pour optimiser la politique de stockage (R, Q) d’un système de stocks multi-échelons avec la demande suivant un processus de Poisson et coûts fixes de passation de commande à chaque stock. Nous considérons trois types de systèmes de stocks multi-échelons, et pour chaque type, nous d'abord établissons un modèle mathématique pour le problème d’optimisation. Ensuite, le modèle est résolu par une procédure itérative fondée sur deux algorithmes de programmation dynamique (DP). Un algorithme DP est utilisé pour résoudre le sous-problème de détermination de quantités de commande et l'autre est utilisé pour résoudre le sous-problème de détermination de points de recommande du modèle. Les résultats numériques démontrent l'efficacité des algorithmes et de la procédure / With the increasing complexity of supply chains led by economic globalization, integrated supply chain management has become an important strategy utilized by the firms to reduce the overall cost while meeting the customer service. This change has made academic researchers and industrial practitioners pay more and more attention to multi-echelon inventory management over the last two decades. In this thesis, we study multi-echelon inventory systems with fixed order costs at each stock. Because of the existence of fixed order costs, the optimization of such system becomes very complicated. Recently, Guaranteed Service Approach (GSA) was used to set safety stock for multi-echelon inventory systems, but without fixed order costs. We extend the GSA to optimize (R, Q) inventory policies for multi-echelon inventory systems with Poisson demand and fixed order costs. Our objective is to find optimal (R, Q) policy for such a system so that its total cost is minimized while achieving a service level to customer. Three types of multi-echelon inventory systems, serial systems, assembly systems and two-level distribution systems are considered. For each type, we first establish a mathematical model for the optimization problem. Then, the model is solved by an iterative procedure based on two dynamic programming (DP) algorithms. One DP algorithm is used to solve the order size decision subproblem and the other is used to solve the reorder point decision subproblem of the model. Numerical experiments demonstrate the efficiency of the algorithms and the procedure

Ce projet de recherche s’inscrit dans un partenariat entre l’ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs) et le LOSI de l’Institut Charles Delaunay (STMR UMR CNRS), UTT.La thèse vise à dimensionner les ouvrages de stockage vis-à-vis des divers flux industriels. Les flux concernés sont de nature variée et cela constitue l’une des caractéristiques du stockage. Les ouvrages doivent en effet être conçus pour permettre un développement progressif, à l’origine d’une coexistence de flux nucléaires (les colis de déchets nucléaires et les flux associés, telle la ventilation nucléaire) et de flux de chantiers conventionnels. Le dimensionnement des flux et la conception des ouvrages pour autoriser ces flux se trouvent donc au cœur du processus de conception du stockage.La problématique de notre partenaire industriel porte sur la conception de réseau (appelé flow path design). Notre contribution est dédiée au développement de modèles de flow path design avec de nouvelles contraintes ainsi qu’au développement de méthodes. Les extensions au modèle de base prennent en compte une flotte hétérogène, des segments interdits d’accès à certains véhicules et des coûts de construction. Différentes méthodes d'optimisation approchées ont aussi été développées et testées. Il s’agit de métaheuristiques basées sur les recherches locales, l’algorithme de colonies de fourmis ainsi que l’algorithme des abeilles. L’efficacité des méthodes est prouvée grâce à des tests sur des instances de la littérature et l’application au cas réel est faite par simulation / This research project is part of a partnership between ANDRA (National Agency for Radioactive Waste Management) and the LOSI, Institut Charles Delaunay (TSR UMR CNRS), UTT.The thesis aims to design the storage structures for various industrial flows. Flows involved are varied in nature and it is one of the characteristics of the storage. The works must be designed to effect a gradual development, from a "coactivity", that is to say, a coexistence of nuclear flux (the nuclear waste packages and the associated flow, such nuclear ventilation) and conventional flow sites. The design flow and the design of structures to allow these flows are therefore at the heart of the design process of storage.The problem of our industrial partner focuses on flow path design. Our contribution is dedicated to the development of models of flow path design with new constraints and the development of methods. Extensions to the basic model takes into account different type of vehicle, not allowed some segments and taking into account construction costs. Different optimization methods have also been developed and tested. Metaheuristics are based on local search, the ant colony algorithm and the algorithm of bees. Efficiency of methods is demonstrated through tests on literature benchmarks and application to the real case is done by simulation

Cette thèse considère le problème consistant à intégrer les décisions de routage et stockage lors de la conception de la chaîne logistique. Le but est de sélectionner des dépôts parmi un ensemble de candidats pour desservir un ensemble de détaillants à l’aide d’une flotte de véhicules de capacité permettant visiter plus d’un détaillant par route. On cherche à déterminer la localisation de ces dépôts et les tournées des véhicules afin de maintenir leurs niveaux optimaux de stocks. La demande chez les détaillants est connue à l’avance. Des applications dans les domaines de la logistique humanitaire et militaire sont envisageables. Pour résoudre le problème, deux matheuristiques sont proposées. Dans la première partie, une méthode coopérative qui combine des méthodes exactes pour le problème de conception de la chaîne logistique et des méthodes heuristiques de routage est présentée. Dans la deuxième partie, une méthode de décomposition utilisant une réformulation de Dantzig-Wolf sur les variables de routage est proposée. L’algorithme intègre les concepts de génération de colonnes, relaxation lagrangienne et recherche locale. Les résultats montrent la capacité des algorithmes à trouver des solutions de bonne qualité et nous estimons de façon empirique l’impact de considérer un modèle intégré au lieu d’utiliser une méthode d’optimisation séquentielle. De plus, les résultats des méthodes présentées sur des sous-problèmes sont aussi étudiés. Ces sont: le problème de localisation-routage, le problème de tournées avec gestion de stocks, et le problème de plus court chemin généralisé / The problem of designing a supply chain including simultaneously routing and inventory management decisions is studied in this thesis. The objective is to select a subset of depots to open, the inventory policies for a 2-echelon system, and the set of routes to perform distribution from the upper echelon to the next using a homogeneous fleet of vehicles over a finite planning horizon. Demand is considered to be known. Applications are found in humanitarian logistics and military logistics. To solve the problem, two matheuristic procedures are developed. On the first part a cooperative algorithm combining exact methods for the supply chain design problem and routing heuristics is presented. On the second part, a partition is proposed using a Dantzig-Wolf reformulation on the routing variables. An hybridization between column generation, Lagrangian relaxation and local search is proposed in this part, put together as a heuristic method. Furthermore, results demonstrate the capability of the algorithms to compute high quality solutions and empirically estimate the improvement in the cost function of the proposed model when compared to a sequential optimization approach. Furthermore, results of the proposed methodologies on benchmark instances for subproblems are studied as well. Those are the capacitated location-routing problem, the inventory-routing problem, and the generalized elementary shortest path problem

Les travaux de cette thèse concernent la résolution d'un problème de planification dans un réseau de distribution à deux échelons intégrant la gestion de stocks de produits périssables, le dimensionnement de lots, des alternatives d'approvisionnement. La livraison s'effectue directement entre un fournisseur et son client, sans tournée avec une flotte homogène de véhicules. Nous proposons un programme linéaire mixte, une heuristique constructive (déterministe) et une heuristique réactive randomisée. Pour certaines instances, le solveur de programme linéaire mixte ne fournit pas une bonne solution réalisable dans la limite de temps définie ou prend beaucoup de temps. Les heuristiques proposées sont rapides mais ne donnent pas de bonnes solutions pour certaines instances. Pour améliorer la qualité des solutions des heuristiques, la descente à voisinage variable (VND), la recherche locale itérative (ILS) et la recherche locale itérative à démarrages multiples (MS-ILS) sont développées.Toutes ces méthodes ont été incluses dans un APS (Advanced Planning System) et sont comparées avec CPLEX sur des instances extraites de bases de données réelles. Un générateur aléatoire d'instances est conçu pour plus de diversité pour les tests. Une relaxation lagrangienne est implémentée pour comparer les solutions des instances, pour lesquelles CPLEX ne fournit pas une bonne solution réalisable dans le temps imparti, avec les autres méthodes. Une heuristique lagrangienne, utilisant la relaxation lagrangienne et une heuristique de réparation, est également développée / This work presents a planning problem in a distribution network incorporating two levels inventory management of perishable products, lot-sizing, multi-sourcing and transport capacity with a homogeneous fleet of vehicles. A mixed integer linear programming (MILP) a greedy heuristic and a reactive randomized heuristic are developed to solve this real planning problem. There are some instances for which the solver CPLEX cannot give a good upper bound within the limited time and for other instances it takes a lot of time to solve MILP. The heuristics are alternatives to the mixed integer linear program to quickly solve some large instances taking into account original and difficult constraints. For some instances the gap between the solutions of the solver (MILP) and the heuristics becomes quite significant. The variable neighborhood descent (VND), the iterated local search (ILS) and the multi-start iterated local search (MS-ILS) are implemented. These methods are included in an APS (Advanced Planning System) and compared with a MILP solver. The instances are derived from actual data or built using a random generator of instances to have wider diversity for computational evaluation. A lagrangian relaxation is developed to compare the solutions of the instances, for which CPLEX cannot give a good upper bound within the limited time, with the other methods (greedy heuristic, VND, ILS and MS-ILS). A lagrangian heuristic is proposed; the solution of lagrangian relaxation is used to build a feasible solution with a repair heuristic

Cette thèse étudie l’incorporation des préférences sociales typiques, telles que le souci de justice et la réciprocité, dans la chaîne logistique. Les impacts de ces préférences sociales sur la prise de décisions dans la chaîne logistique, sur l’efficacité et la coordination du canal de distribution sont étudiés. Plus spécifiquement, la thèse se focalise sur trois questions essentielles ci-dessous : 1. Qu’est-ce qui différencie un canal conventionnel d’un canal comportemental qui prend en compte la justice et/ou la réciprocité par exemple ? 2. Comment ces facteurs comportementaux influencent-ils la prise de décisions du fournisseur et du distributeur dans la chaîne logistique ? 3. Quels effets ont ces préférences sociales sur la coordination du canal de distribution et sur son efficacité ? Afin de répondre à ces questions, nous développons deux modèles d’opérations comportementales. Nous construisons d’abord un modèle de vendeur de journaux pour une chaîne logistique dyadique avec prise en compte de justice dans un processus de négociation de Nash. Dans ce modèle, un fournisseur joue un jeu de Stackelberg avec un distributeur qui doit faire face à une demande aléatoire. La solution de Nash est utilisèe comme référence de justice pour formellement décrire un compromis perçu comme juste, ce qui constitue une nouvelle manière de traiter la justice dans une chaîne logistique. Ensuite nous étudions un canal de distribution similaire mais où le fournisseur et le distributeur ont une préférence pour la réciprocité et la demande est supposée déterministe. Dans ce modèle, l’impact de l’intention dans une chaîne logistique est étudié pour la première fois. Des analyses approfondies de ces modèles comportementaux nous permettent de tirer des aperçus managériaux intéressants,comme par exemple le fait que le souci de justice joue un rôle important sur la difficulté de coordonner un canal de distribution. Nous avons démontré qu’un canal dyadique avec prise en compte de réciprocité peut être coordonné en utilisant un prix de gros constant, ce qui signifie que le problème de double marginalisation ne se pose pas nécessairement tout le temps. / This thesis studies how to incorporate typical social preferences, such as fairness concerns and reciprocity, into the context of supply chain. The impacts of theses social preferences on the supply chain’s decisions, channel efficiency and coordination are investigated. Specifically, it focuses on three important questions as follows: 1, what are the differences between the conventional channel and the behavioral channel (e.g., fairness-concerned channel and reciprocal channel)? 2, how do these behavioral factors influence the decisions of the supplier and the retailer in the supply chain? 3, what effects have these social preferences on the coordination of the channel and its efficiency? In order to answer these questions, two models of behavioral operations are formulated. A newsvendor model for a dyadic supply chain with Nash bargaining fairness concerns is built first. In this model, a supplier plays Stackelberg game with a retailer who faces stochastic demand. Nash bargaining solution is used as fairness reference to formally depict perceptively fair compromise, which is a new perspective to study fairness concerns in a supply chain. Then a similar dyadic channel in which a retailer and/or a supplier have a preference for reciprocity is investigated, but the retailer is facing deterministic demand. In this model, the impact of intention is studied within the context of supply chain for the first time. Some interesting and valuable managerial insights are drawn by analyzing the two behavioral models. For example, fairness concern does have great impact on the difficulty of coordinating a channel. In addition, the dyadic channel with reciprocity can be coordinated by using a constant wholesale price, which implies that the problem of double marginalization is not necessary to be present all the time.

Cette thèse étudie la problématique de la flexibilité dans les chaînes logistiques. La recherche académique a commencé à s’intéresser à cette problématique depuis quelques années, mais les études existantes restent pour la plupart au niveau conceptuel et il y a peu de consensus sur la définition même de la flexibilité. Cette thèse a pour ambition de définir un nouveau cadre pour la flexibilité dans les chaînes logistiques, proposer des mesures quantitatives pour la flexibilité et enfin optimiser l’utilisation de la flexibilité, en particulier dans un contexte de planification intégrée de la production et du transport.Ce travail de thèse vise tout d’abord à établir un nouveau cadre pour la flexibilité de la chaîne logistique, où les différents aspects de la flexibilité sont classifiés en trois catégories principales: flexibilité de la production, flexibilité de la chaîne logistique et flexibilité du système. Dans chacune de ces catégories, on peut trouver des dimensions primordiales et des dimensions moins importantes.Afin d’évaluer la flexibilité de manière quantitative, nous faisons appel à la méthode Analogie Mécanique. Cette méthode propose une analogie entre un système mécanique vibratoire et une chaîne logistique. Dans ce contexte, nous avons développé une étude de cas pour Louis Vuitton afin d’évaluer la flexibilité de leurs magasins, et nous avons établi une procédure pour implémenter cette méthode.Une autre problématique importante est l’utilisation optimale de la flexibilité existante.Nous nous sommes particulièrement intéressés à la planification intégrée de la production et du transport avec des flexibilités sur la capacité de transport, où la production et le transport sont intimement liés du fait du manque de capacité de stockage et doivent être planifiées conjointement. Particulièrement, les véhicules hétérogènes sont pris en compte.Nous avons construit deux modèles de programmation linéaire en nombres mixtes et développé trois algorithmes qui ont été comparées par rapport à la relaxation linéaire pour les instances de grande taille et aux solutions optimales pour des instances de petite taille. Ces comparaisons montrent que les heuristiques proposées sont efficaces pour résoudre des problèmes réels, aussi bien en termes de qualité de solution qu’en termes de temps de calcul. / This thesis focuses on flexibility issues in supply chain. These issues are becoming more and more important for firms because of the increasingly changing business environment and customer behaviors. Although some of these issues have been tackled in academic research in recent years, but studies have mainly concentrated in conceptual levels and there is little consensus even on the definition of flexibility. This thesis aims at defining a new framework for the supply chain flexibility, proposing quantitative measures of the flexibility and optimizing the use of flexibility, especially in an integrated production and transportation planning context. The new framework of supply chain flexibility is based on classification of different flexibility aspects in a supply chain into three main categories - manufacturing flexibility,logistic chain flexibility and system flexibility. These flexibility types are further distinguished into major flexibility dimension and other flexibility dimension.In order to measure supply chain flexibility from a quantitative point of view, Mechanical Analogy method is particularly discussed. A procedure is established to enlarge and carry out this method in supply chain, provided with a case study to evaluate the flexibility of Louis Vuitton stores.One of the most important issues is to optimally make use of the available flexibility. We investigate an Integrated Production and Transportation Planning problem with given flexibility tolerances, where the production and transportation activities are intimately linked to each other and must be scheduled in a synchronized way. Particularly, heterogeneous vehicles are taken into account. Two mixed integer linear programming models are constructed.Three algorithms are developed and compared with linear relaxation bounds for large sized real life instances and with optimal solutions for small sized instances. These comparisons show the effectiveness of our heuristics in solving real life problems

La logistique est un enjeu majeur de la compétitivité des entreprises multinationales. La performance logistique est majoritairement définie lors de la structuration stratégique du réseau logistique. Appliqué au constructeur automobile PSA Peugeot Citroën, une approche d'aide à la décision est proposée pour optimiser la localisation des investissements capacitaires et la répartition des volumes de production. Ce problème de planification stratégique de réseau logistique international est décomposé en trois sous-problèmes de complexité croissante donnant chacun lieu à une revue de littérature et à des propositions de méthodes d'optimisation heuristiques ou métaheuristiques. Ces méthodes sont validées sur des jeux de données de test ainsi que sur un cas d'étude industriel. Un prototype d’application d’aide à la décision s’intégrant dans le système d’information de l’entreprise est présenté. / Logistics is a major challenge for the competitiveness of multinational enterprises. Logistics performance is largely defined in the design of the logistics network. Applied to the car maker PSA Peugeot Citroen, a decision support approach is proposed to optimize the location of investments in manufacturing capacity and the location of production volumes. This problem of international logistics network strategic planning is divided into three sub-problems of increasing complexity each giving rise to a literature review and proposals for methods of heuristics or metaheuristics optimization. These methods are validated on sets of test data as well as an industrial case study. A prototype implementation of the decision support system integrated into the company's information is presented.

Récemment, une nouvelle ère du commerce « connecté » arrive, dans laquelle l’offre des services logistiques fluides entre les différents canaux de vente, sera primordiale pour les réseaux de distribution. Dans ce contexte d’omnicanalité, nous focalisons aux liens pouvant être établis entre le logistics model adopté et le business model. Nous formulons l’hypothèse selon laquelle le logistics model adopté peut faire évoluer le business model : P1: le business model a un impact sur le logistics model. P2: Le logistics model a un impact sur le business model. P3: Quand le business model évolue, le logistics model évolue et s’adapte. P4 : L’évolution du logistics model a un impact sur l’évolution du business model. P5 : L’innovation du logistics model peut pousser l’innovation du business model. Une recherche empirique (4 cas) est menée permettant de capter les aspects dynamiques. Des entretiens semi-directifs avec les dirigeants, les responsables logistiques ont été réalisés. Des analyses intra-cas et inter-cas ont été menées. Apports: Au plan théorique, nous définissons les composants des business model et des logistics model dans l’industrie du prêt-à-porter et montrons 4 processus logistiques liés à la proposition de valeur. Nous montrons comment les évolutions ou les innovations logistiques peuvent permettre d’acquérir des compétences et du savoir-faire distinctifs susceptibles de proposer de nouvelles propositions de valeur aux clients et d’améliorer le business model d’une enseigne. Au plan managérial, les distributeurs trouveront matière à modéliser leurs activités et à positionner les services logistiques au centre de leurs business models futurs. / Recently, a new era of “connected commerce” is emerging, where the ability of offering effective and fluid logistics services among the different channels will be a key feature of distribution networks. In the context of omnichannel, we focus on the dynamic links between logistics model adopted by a distribution company and its business model. We make the hypothesis that the adopted logistics model can lead to changes in the business model: P1: the business model impacts the logistics model. P2: the logistics model impacts the business model. P3: the evolution of the business model impacts the evolution of the logistics model. P4: the evolution of the logistics model impacts the evolution of the business model. P5: The innovation of the logistics model impacts the innovation of the business model. To answer the research questions, we conducted a dynamic empirical research (four case studies in the ready-to-wear industry). Semi-structured interview with leaders, and logistics managers were conducted, followed by an intra-case and cross-case analyzes.Implications: At the theoretical level, we define precisely the components of the business model and the logistics model and demonstrate an association between four logistics processes and the value proposition to customers. We show how evolution and innovation of logistics can provide distinctive skills and know-how that can help create new value propositions to customers and improve the company’s business model. At the managerial level, our study offers insights to retailers certain ways to model their activities and to position the logistics services at the center of their future business model.

De nouveaux modèles logistiques, tels que l’Internet Physique, proposent une rupture dans le mode acheminement de marchandises au sein de réseaux de plus en plus interconnectés. Cette interconnexion requiert l’usage de systèmes d’informations innovants relevant de l’Internet des Objets, pour tracer et router ces marchandises en boucle ouverte. Cette double redéfinition des flux informationnels et physiques est à même d’impacter les métiers logistiques et leurs business models. Au cours d’une recherche sous contrat CIFRE pour le compte d’un consortium, nous étudions cette question en trois temps : Par une expérimentation de technologies de track et trace standardisées au sein d’un service de gestion de supports logistiques réutilisables, Par l’identification des nouvelles logiques de valeur induites, Par l’observation de l’impact de ces nouvelles offres technologies/business sur les services logistiques en place. Nos résultats valident l’intérêt de ces systèmes d’informations pour tracer les conteneurs au sein de l’Internet Physique. Une gamme de nouvelles tactiques induites par ces nouveaux modèles informationnels et physiques est proposée. Cependant, les business models au sein de ce réseau logistique ne sont pas, à ce stade d’expérimentation, impactes par les nouvelles logiques du numérique. / New logistics model, such as the Physical Internet, offer a breakthrough in the way goods are routed inside networks that are more and more inter-connected. This inter-connection requires innovative, Internet-of-Things-like, information systems for tracking and routing those goods within open loops. This double redefinition of physical and digital flows is bound to impact logistics service providers professions and their business models. Through an action-research on be-half of an industrial consortium, we study this question in three steps : by experimenting track and trace standardized technologies used to manage returnable transport items, by identifying new value logics induced by these new technological means, and finally observing how these new technologies and businesses impact the logistics services in place. Our results validate the benefit of these new information systems to trace logistical units within the Physical Internet. A range of new business tactics induced by those new digital and physical models is proposed. However, to the extent of our research, the logistic’s network business models are not yet impacted by these new digital logics.

Cette thèse a pour objet les prestataires de services logistiques. Elle cherche à déterminer l'origine, l'organisation et les frontières de ces entreprises à partir des outils de l'économie néo-institutionnelle. Nos deux premiers chapitres soulignent l'importance du rôle des institutions dans la construction des entreprises de transport et logistique. Les modifications de réglementations au niveau national ou international semblent induire des développements différents voire divergents des prestataires de services logistiques. Un modèle européen donnant avantage aux entreprises issues d'anciens monopoles semble émerger de la volonté de favoriser transport ferroviaire et maritime ; un modèle américain plus coopératif parait s'être développé après une mise en concurrence plus longue des modes de transport routier et ferroviaire. Nos troisièmes et quatrièmes chapitres constituent des études économétriques. La première de ces études s'intéresse au comportement des groupes logistiques à travers leurs filiales de transport routier en France. Les entreprises faisant partie de groupes intégrés verticalement sont plus multimodales et technologiques. La seconde de ces études analyse le choix des groupes d'entreprises, dont l'activité principale n'est pas le transport ou l'entreposage, de confier leurs activités logistiques à un membre du groupe ou à une entreprise extérieure au groupe. Les activités transport sont vues comme pouvant être confiées plus facilement à une entreprise indépendante ; les relations dans ce domaine étant considérées comme plus proches du marché. / This thesis focuses on the rise of the third party logistics. It does so by proposing answers to three questions: on which economic models relies the organization of the third party logistic? Do the firms belonging to the third party logistic share the strategy defined at the group level? For what reasons logistics and transport activities are outsourced? The thesis is organized in four chapters. The first chapter presents an historical introduction to the logistic activities. It focuses on the merchants and the firms that have handled trade through diverse periods from the Roman Empire to the Industrial Revolution. I described the way used to increase the quality and the quantity of information available to the merchants. The second chapter explains the rise of new economic models to organize logistic activities. The third and fourth chapters present two econometric studies. The third chapter verifies if the firms belonging to a logistic and transport group comply with the strategy of the group. The fourth chapter studies the factors that favor the outsourcing of logistics activities.