Akademisk avhandling--Filosofie doktorsexamen--Umeå, 1991. / Résumé en anglais.

Doktorsavhandling--Department of History--Uppsala University--Uppsala, 1988. / Résumé en anglais.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 94-98. Publié aussi en version électronique.

L’industrie forestière est un secteur économique générant beaucoup d’emplois au Québec, Canada. Dans le but d’assurer la compétitivité et la profitabilité des scieries, plusieurs propriétaires se voient donc dans l’obligation de revoir leurs systèmes de production. De plus, ceux-ci sont à la recherche de nouvelles opportunités pour générer des profits, comme le programme de gestion de la demande en puissance (GDP) d’Hydro-Québec, programme visant à redistribuer l’usage de l’électricité vers des périodes hors-pointe. C’est dans cette optique que s’insère cette maîtrise, dont le but est d’évaluer l’impact technico-économique de l’implantation de stratégies permettant à une scierie typique de participer au programme de GDP. Pour ce faire, une revue de la littérature a été faite, afin d’établir un état de l’art sur les systèmes de gestion de l’énergie en industrie, la gestion de la demande en puissance et les modèles de planification existants dans le milieu de la fabrication de bois d’oeuvre. Ensuite, l’étude d’un système de production de bois d’oeuvre réel et la collecte d’informations quant à la consommation d’électricité des équipements et de chauffage des espaces de travail utilisés ont été réalisées. Ces informations ont par la suite été intégrées à l’intérieur d’un modèle de planification tactique des opérations. Avec un tel modèle, il devenait donc possible de tester différentes stratégies permettant de réduire l’appel en puissance des équipements en cas d’évènement de GDP et de mesurer les gains financiers ou encore les pertes engendrées par la mise en place de telles stratégies. Plus particulièrement, six stratégies ont été testées. À la suite d’une étude comparative basée sur la profitabilité de chaque stratégie, il s’est avéré que le meilleur scénario permettait d’augmenter les profits de la scierie à l’étude de près de 5%, tout en offrant une augmentation de profit durant un grand nombre d’heures de GDP (68 heures). Somme toute, l’étude a permis de trouver, pour une scierie type du Québec, la meilleure stratégie à mettre en place pour participer au programme de GDP d’Hydro-Québec. Elle a également a permis de développer un modèle de planification pour l’industrie du bois d’oeuvre intégrant la facette énergétique et de générer une méthodologie générale permettant de reproduire les travaux réalisés dans le cadre de la recherche à d’autres secteurs. / The forestry industry is an economic sector that generates a lot of jobs in Quebec, Canada. In order to ensure the competitiveness and profitability of sawmills, many owners are therefore obliged to review their production systems. In addition, they are looking into new opportunities to generate profits like Hydro-Quebec's Demandresponse program (DR). It is in this perspective that this master project is integrated, whose aim is to find the best strategy at the level of profitability, for a typical Quebec sawmill, to participate in Hydro-Quebec’s DR program. To this end, a literature review was conducted to establish a state of the art on energy management systems in industry, on demand-response programs and on existing planning models in the lumber manufacturing industry. Then, the study of a real lumber production system and the information collection about the equipment electricity consumption and the workspace heating used were realized. This information was subsequently integrated into a tactical operations planning model. With such a model, it became possible to test different strategies to reduce the equipment power demand in case of DR event and measure the financial gains or the losses generated by the implementation of such strategies. More specifically, six strategies were tested. As a result of a comparative study based on the profitability of each strategy, it turned out that the best scenario allowed the sawmill profits to increase by almost 5% while offering a profit increase for a large number of DR hour (68 hours). All in all, the study found that, for a typical Quebec sawmill, the best strategy to put in place to participate in Hydro-Québec's DR program. It also helped develop a planning model for the lumber industry integrating the electrical energy facet and generates a general methodology for replicating the work done in the present research to other sectors.

Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons conçu une plateforme de simulation permettant l’évaluation comparative de stratégies de pilotage pour la production de bois d’œuvre dans les scieries nord-américaines. Dans notre contexte, une stratégie de pilotage est composée de plusieurs paramètres tels que le choix des politiques d’acceptation des commandes, permettant d’accepter ou de refuser une commande en fonction de règles mises en place, le choix des modèles et algorithmes de planification utilisés à chaque étape de la production de bois d’œuvre, le choix du modèle au niveau tactique, les mécanismes de coordination utilisés, permettant de mieux coordonner les opérations de plusieurs entités distinctes ou de plusieurs niveaux de planification ; on parle notamment d’échange d’informations circulant entre les niveaux de planification tactique et opérationnel ou encore entre les entités/modèles utilisés au niveau opérationnel pour planifier la production de bois d’œuvre. Lors de la planification des opérations, les industriels doivent mettre en place ces stratégies de pilotage. Aujourd’hui, il est extrêmement compliqué de savoir quelle stratégie de pilotage mettre en place en fonction de son propre contexte de marché et de ses paramètres de production. L’objectif général est donc est de permettre d’évaluer et comparer des stratégies de pilotage aux niveaux tactique et opérationnel pour la production de bois d’œuvre, tout en tenant compte du contexte de marché de l’entreprise ainsi que de ses paramètres de production. Pour atteindre cet objectif, nous l’avons divisé en quatre objectifs spécifiques qui ont donnés lieu à trois publications. Pour notre premier objectif spécifique, nous avons développé un modèle de simulation permettant de représenter la génération, l’acceptation et la vente d’une commande pour une entreprise de sciage. Un module de planification de la production a également été couplé et est responsable de la gestion des stocks et de la génération des plans de production. Pour notre deuxième objectif spécifique, nous avons utilisons ce modèle de simulation pour pouvoir évaluer l’impact de politiques d’acceptation des commandes (telles que Availableto-promise (ATP), Capable-to-promise (CTP) ou encore On-Stock) sur les performances de l’entreprise en termes de volume de commandes acceptées dans un environnement à flux de produits divergent avec co-production. Bien que ces politiques d’acceptation des commandes aient été largement étudiées dans un contexte manufacturier traditionnel, le choix d’une politique plutôt qu’une autre est loin d’être trivial dans un tel contexte de divergence de flux physique. Nous montrons dans cette première contribution que dans ce type de contexte, le choix d’une politique d’acceptation de commande plutôt qu’une autre dépend fortement du marché et impacte fortement les performances de l’entreprise, en termes de commandes acceptées et de stock moyen annuel. Cet objectif spécifique a entrainé l’écriture d’un premier article. Pour notre troisième objectif spécifique, nous avons évalué des mécanismes de coordination mis en place au niveau opérationnel entre les différentes activités du processus de transformation de bois d’œuvre, qui est un processus décentralisé. La précédente plateforme de simulation a donc été adaptée et des mécanismes de coordination déjà publiés tels que « Twophases planning », ou « bottleneck-first planning » y sont évalués en utilisant un horizon roulant dans un environnement où les commandes sont générées dynamiquement. Nous montrons que les mécanismes de coordination déjà publiés et testés dans un environnement statique performent mal dans un environnement dynamique. Nous proposons donc un autre mécanisme de coordination « hybride flux poussé / flux tiré » exploitant le concept de point de découplage. Ce mécanisme s’avère meilleur que les précédents en permettant un plus grand nombre de ventes, ainsi qu’une réduction des stock moyens. Cet objectif spécifique a entrainé l’écriture d’un deuxième article. Enfin, pour notre quatrième objectif spécifique, nous nous intéressons à la planification de la production aux niveaux tactique et opérationnel. Nous utilisons le modèle de simulation pour comparer et évaluer l’impact de différents types d’informations transmises du niveau tactique au niveau opérationnel. Le niveau de planification tactique est alors pris en compte pour établir une planification à plus long terme. Nous montrons que le choix du type d’informations à transmettre du niveau tactique au niveau opérationnel varie selon plusieurs facteurs, tels que : la politique d’acceptation des commandes (ATP, CTP) utilisée par l’entreprise, l’ampleur de la saisonnalité des prix de vente, ou le fait d’être ou non dans un marché en surcapacité. Cet objectif spécifique a entrainé l’écriture d’un troisième article. / In this thesis, we designed a simulation platform to compare and evaluate production planning and order management strategies for lumber production in North American sawmills. In our context, a strategy is composed of several parameters such as the choice of order acceptance policies, allowing to accept or refuse an order based on implemented rules, the choice of planning models and algorithms used at each stage of timber production, the choice of model at the tactical level, the coordination mechanisms used, to better coordinate the operations of several distinct entities or of several planning levels; this includes the exchange of information between tactical and operational planning levels or between entities / models used at the operational level to plan timber production. Today, it is extremely difficult for a company to know which management strategy to put in place. The general objective is then to evaluate and compare tactical and operational planning strategies for timber production, taking into account the company's market context and its production parameters. To achieve this goal, we divided it into four specific objectives that resulted in three publications. In the first specific objective, we developed a simulation model to represent the generation, acceptance and sale of an order for a sawmill. We coupled a production planning module to this simulation model that is responsible for inventory management and the generation of production plans. In a second objective, we use this simulation model to be able to evaluate the impact of order acceptance policies such as Available-to-promise (ATP), Capable-to-promise (CTP) and Stock policies on the company’s performance in terms of volume of accepted orders in a product flow environment diverge with co-production. Although these order acceptance policies have been widely studied in a traditional manufacturing context, the choice of one policy over another is far from being trivial in such a context of divergence flow. We show that in this type of context, the choice of an order acceptance policy rather than another depends strongly on the market and impacts the performance of the company, in terms of accepted orders and average annual inventory. This specific objective leads to the first publication. In a third specific objective, we evaluated coordination mechanisms used at the operational level between the different activities of the timber processing process, which is a decentralized process. The previous simulation platform has been adapted and previously published coordination mechanisms such as "Two-phase planning" or "bottleneck-first planning" are evaluated using a rolling horizon in an environment where orders are generated dynamically. We show that coordination mechanisms already published and tested in a static environment perform poorly in a dynamic environment. We therefore propose another "hybrid push / pull" coordination mechanism exploiting the decoupling point concept. This mechanism is better than the previous ones by allowing a greater number of sales, as well as a reduction in average inventory. This specific objective leads to a second publication. Finally, in a fourth specific objective, we are interested in production planning at the tactical and operational levels. We use the simulation model to compare and evaluate different information transmitted from the tactical level to the operational level by simulating the production system, the planning process and the market behavior. The tactical planning level is then taken into account to establish longer-term production planning. We show that the choice of the type of information to be transmitted from the tactical level to the operational level varies according to several factors, such as: the order acceptance policy (ATP, CTP) used by the company, the extent of seasonality selling prices, or whether or not being in an overcapacity market. This specific objective leads to third publication

Akademisk avhandling--Historia--Uppsala, 1980. - Résumé en anglais. / Résumé en anglais. Bibliogr. p. 110-132.

Si la comptabilité par activité (CPA) a été très largement développée dans l’industrie manufacturière, son application à l’industrie de première transformation du bois l’est beaucoup moins. La première partie de ce mémoire est consacrée à une revue de littérature dans laquelle nous montrons pourquoi les méthodes de comptabilité traditionnelles ne fournissent pas les informations nécessaires à la prise de décision et plus spécifiquement dans le cas d’une production mettant en œuvre des processus divergents. Nous y présentons également les outils qui permettent de déterminer un plan de production sur un horizon de temps donné. L’article qui fait l’objet de la deuxième section de ce mémoire, présente une méthode de CPA appliquée à une scierie ainsi qu’un outil de planification de production basé sur la résolution d’un modèle mathématique. Enfin, dans une troisième partie, nous présentons le développement d’une CPA axée sur la valorisation des extrants pour le département de rabotage d’une scierie nord-américaine. / If Activity Bases Costing (ABC) has been widely developed for manufacturing industries, its application for wood first transformation industries has not. The first part of this thesis is dedicated to a literature review in which we show why traditional accounting methods do not provide accurate information to support supply chain planning, especially in a production line which involves divergent processes. We also present the paradigms which enable to determine a production plan on a given time horizon. The paper in the second section presents an ABC method applied to a sawmill which provides the required data to a production planning tool based on a mathematical model resolution. In the third and last part, we introduce an ABC method development focused on the valuation of the outputs of the planing department of a North-American sawmill.

Les travaux de cette thèse portent sur la planification de la production multi-produits, multi-périodes avec des incertitudes de la qualité de la matière première et de la demande. Un modèle de programmation stochastique à deux étapes avec recours est tout d'abord proposé pour la prise en compte de la non-homogénéité de la matière première, et par conséquent, de l'aspect aléatoire des rendements de processus. Ces derniers sont modélisés sous forme de scénarios décrits par une distribution de probabilité stationnaire. La méthodologie adoptée est basée sur la méthode d'approximation par moyenne d'échantillonnage. L'approche est appliquée pour planifier la production dans une unité de sciage de bois et le modèle stochastique est validé par simulation de Monte Carlo. Les résultats numériques obtenus dans le cas d'une scierie de capacité moyenne montrent la viabilité de notre modèle stochastique, en comparaison au modèle équivalent déterministe. Ensuite, pour répondre aux préoccupations du preneur de décision en matière de robustesse, nous proposons deux modèles d'optimisation robuste utilisant chacun une mesure de variabilité du niveau de service différente. Un cadre de décision est développé pour choisir parmi les deux modèles d'optimisation robuste, en tenant compte du niveau du risque jugé acceptable quand à la variabilité du niveau de service. La supériorité de l'approche d'optimisation robuste, par rapport à la programmation stochastique, est confirmée dans le cas d'une usine de sciage de bois. Finalement, nous proposons un modèle de programmation stochastique qui tient compte à la fois du caractère aléatoire de la demande et du rendement. L'incertitude de la demande est modélisée par un processus stochastique dynamique qui est représenté par un arbre de scénarios. Des scénarios de rendement sont ensuite intégrés dans chaque noeud de l'arbre de scénarios de la demande, constituant ainsi un arbre hybride de scénarios. Nous proposons un modèle de programmation stochastique multi-étapes qui utilise un recours complet pour les scénarios de la demande et un recours simple pour les scénarios du rendement. Ce modèle est également appliqué au cas industriel d'une scierie et les résultats numériques obtenus montrent la supériorité du modèle stochastique multi- étapes, en comparaison avec le modèle équivalent déterministe et le modèle stochastique à deux étapes.

Dans un contexte marqué par une succession de crises financières, la collaboration interentreprises se montre essentielle pour la survie et le développement des organisations. En effet, la collaboration entre les acteurs devient un élément clé dans l'optimisation des réseaux de création de valeur, en offrant à ses membres une meilleure synchronisation des activités, ainsi qu'un partage plus efficace du savoir-faire et de l'information. Toutefois, la synchronisation des opérations de tous les membres reste un grand défi, puisque chaque membre ayant ses propres objectifs et contraintes, leurs intérêts peuvent alors être en conflit avec ceux des autres membres. Dans le cadre de ce mémoire, nous visons d'abord à montrer comment des mécanismes de coordination, tels que le VMI (Vendor Managed Inventory) et le CPFR (Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment), peuvent accroître le profit total du réseau, comparés à l'utilisation d'une approche plus traditionnelle, celle du réapprovisionnement régulier (RR). Ensuite, nous abordons le problème de partage des bénéfices de la collaboration entre les partenaires. La méthode de la valeur de Shapley, la méthode des coûts séparables et non séparables ainsi qu'une méthode inspirée des travaux de DeMartini et al. (1999), dans le contexte des enchères combinatoires, sont utilisées pour calculer la part de chaque partenaire du profit total du réseau. En particulier, nous étudions le cas de cinq scieries et d'une papetière situées dans la région de la Côte-Nord au Québec. Quatre de ces scieries sont des entités indépendantes, tandis que la cinquième appartient à la papetière. Pour ce contexte particulier, nous examinons comment les scieries peuvent travailler ensemble pour mieux répondre à la demande de la papetière, utiliser plus efficacement la fibre de bois et assurer une relation profitable pour tous les acteurs. Les résultats montrent qu'une augmentation du profit total du réseau est espérée par l'utilisation du VMI ou du CPFR. Toutefois, ce n'est pas toujours le cas des profits individuels calculés sur une base comptable. L'utilisation de méthodes adaptées à la répartition des bénéfices de la collaboration provoque une dynamique différente et intéressante quant à l'évolution des profits individuels post-collaboration.

Une scierie présente souvent une grande variabilité du niveau de production journalier. Une partie de cette fluctuation est causée par la variation de la dimension de la matière première. Cette variation engendre des problèmes importants de flux du bois. Pensons notamment aux surcharges de pièces à certains centres-machines, alors que d'autres manquent de matériel. Cela occasionne une sous-utilisation du potentiel des équipements de sciage et résulte en une perte de productivité. Certaines scieries ont implanté des méthodes de triage en forêt selon la dimension des tiges. Les tiges sont séparées en deux ou trois catégories de diamètres. Elles sont empilées séparément dans la cour à bois de la scierie. La scierie est ensuite alimentée en utilisant les empilements en alternance. Cela permet d'exercer un certain contrôle sur la façon dont le bois entre dans la scierie. Toutefois, les gains éventuels de cette façon d'opérer n'ont jamais été documentés ou évalués clairement. Comme le tri des tiges engendre des coûts supplémentaires, il apparaît important d'établir s'il y a un gain de productivité pour la scierie, afin d'évaluer la rentabilité globale de cette opération de triage. L'objectif principal de ce projet est donc d'évaluer les éventuels bénéfices associés à l'utilisation d'une matière première triée selon ses dimensions. Le logiciel QUEST, un simulateur de procédés manufacturiers par événements discrets, a été configuré pour représenter les aspects concernant le flux des pièces d'une scierie. Auparavant, le logiciel Optitek, un simulateur de débitage, a été mis à contribution pour obtenir des solutions de débitage, propres à la scierie étudiée, pour 255 billes échantillons scannées. Le design de la scierie a été recréé dans le logiciel QUEST. Les vitesses d'avance des convoyeurs et les vitesses d'alimentation des équipements ont été incluses ainsi que les différentes options de cheminement des pièces dans la scierie. L'efficacité des équipements a été considérée en incorporant la fréquence et la durée des arrêts par machine. De plus, des efforts ont été mis afin de bien cerner et de reproduire, dans le modèle, les décisions humaines ayant une influence sur le flux des pièces. Un modèle de flux représentant la situation actuelle de la scierie a ainsi été obtenu. Le modèle a été ensuite modifié afin d'y inclure une étape de tri des tiges selon trois classes de diamètre à hauteur de souche (DHS). Pour gérer la façon dont le bois des différentes classes de dimension est amenée à la scierie, différents indicateurs de l'état du système de production ont été utilisés à tour de rôle. Ces indicateurs sont : le volume moyen des billes écorcées des cinq dernières minutes, le niveau d'occupation des bacs de classement des billes et le volume moyen des tiges tronçonnées. Pour chacun de ces indicateurs, des bornes ont été établies, par essais et erreurs, en vue d'appliquer des recettes d'alimentation à partir des trois catégories de dimension des tiges. Le modèle de référence, c'est-à-dire celui où il n'y a aucun tri de la matière première, a été utilisé afin de simuler 65 factions de travail. Les résultats ont ensuite fait l'objet d'analyses statistiques afin de vérifier l'existence d'une relation entre le volume de sciage produit dans une faction de travail et certaines variables explicatives. Des équations, obtenues par analyses de régression multiple, ont été établies afin d'exprimer la productivité de la scierie sous l'angle de la production de sciage brut en volume nominal. Les variables explicatives qui ont été retenues dans ces équations sont le volume des billes sciées et les arrêts au poste d'éboutage. De la même façon, le modèle incluant le tri des tiges en trois classes de dimension a été simulé. Des séries de simulations ont été réalisées pour chacune des trois méthodes de contrôle de l'alimentation. Les résultats ont été analysés par régression multiple et des équations exprimant la production en fonction du volume des billes sciées et des arrêts au poste d'éboutage ont été établies. En comparant les différentes équations de productivité, et ce au même niveau des variables explicatives, il a été possible de vérifier les gains possibles associés au triage des tiges. Il ressort des résultats que le tri des tiges selon leurs dimensions peut améliorer de façon appréciable la productivité de la scierie. Cependant, la méthode utilisée pour contrôler l'alimentation influence de façon très importante les gains.