L’objectif de l’étude est d’évaluer des stratégies en flux tiré et flux poussé pour la planification de la production en utilisant comme cas d’étude une usine de sciage située au Québec. Un outil de planification de la production (APS, Advanced Planning and Scheduling System), basé sur une architecture logicielle distribuée, simule les divers processus de production et planification des opérations de la scierie (approvisionnement, sciage, séchage, rabotage, entreposage et distribution) en les représentant comme des agents logiciels spécifiques. Pour les expériences, des configurations de pilotage définies par deux facteurs contrôlables sont utilisées, à savoir : la position du point de découplage et les niveaux des contrats pour une famille de produits. Ensuite, des scénarios ont été définis par deux facteurs non contrôlables : la qualité de l’approvisionnement et le différentiel des prix pour les produits visés par les contrats. Ces configurations et ces scénarios génèrent un plan d’expériences de niveaux mixtes avec cinquante-quatre expériences. Pour chacun des 54 plans de production généré par l’APS trois indicateurs de performance sont calculés : le taux de service, le niveau de stock de produits en-cours et le profit potentiel de la production (Potential Monetary Throughput). Les résultats montrent une relation directe entre le niveau de pénétration du point de découplage, le flux tiré et le taux de service, pour chaque niveau de demande des produits tirés par les contrats. Ainsi, une planification qui incorpore le flux tiré génère en moyenne une augmentation de performance de 100% dans le niveau de service, par rapport à une planification en flux poussé pour tous les niveaux de contrats. Cette augmentation de la performance du niveau de service a un coût financier d’approximativement 7% du profit potentiel, lequel devrait être compensé par de meilleures conditions des contrats (un premium payé sur le prix marché) et des coûts de stockage plus bas. Ce « compromis » s’avère un résultat direct de la divergence dans la production de bois d’œuvre. Ainsi, dans un contexte d’affaires qui privilégie la qualité du service et où les clients sont prêts à payer pour ce service, l’utilisation de ces stratégies de planification de la production, où le point de découplage est situé en amont de la chaîne, est une opportunité possible d’avantage concurrentiel. / The objective of this study is the evaluation of pull and push strategies in lumber production planning using a Quebec sawmill as case study. An Advanced Planning and Scheduling System (APS), based on a distributed software architecture, simulates the main operations planning and production processes of the sawmill (sourcing, sawing, drying, finishing, warehousing and delivery) representing them as autonomous software agents. Push and pull strategies are simulated using different penetration positions of the demand information decoupling point over the value chain. To set experiments, configurations are defined by two controllable factors, namely: the decoupling point position and the level of contracts for a product family. Following, a set of scenarios are generated by two uncontrollable factors: the quality of supply and market prices differential for products under contracts. These configurations and scenarios leads to a mixed levels experimental design with fifty four runs. Three performance indicators: orders fill rate, work in process, and potential monetary throughput; are calculated for every one of the 54 production plans generated by the APS. Results show a direct relation between the orders fill rate and the position of the decoupling point, pull strategy, for the three levels of demand on products under contract. Accordingly, at every demand level, production plans under pull strategies generate improvements of 100% compared with equivalent plans under push strategy. This service level performance improvement has a financial cost of about 7% of the Potential Monetary Throughput which should be compensated externally with better contract conditions and internally by lower costs of inventory management. This trade-off seems to be a direct consequence of the divergent nature of lumber production. Consequently, in a business context that privileges service quality and where customers are willing to pay for it, the use of this kind of demand driven strategies in production planning represents a source of competitive advantage.

Une meilleure intégration des processus de fabrication du scieur et du fabricant de fermes de toit permettrait une utilisation plus efficiente des matières premières par une diminution de la production de sous-produits de moindre valeur notamment lors des opérations d’éboutage des bois. La scierie fabrique son bois d’œuvre de 2 po d’épaisseur suivant des longueurs standard variant de 6 à 16 pi. Les sciages verts sont généralement éboutés en longueurs paires alors que des longueurs impaires peuvent être générées après séchage et rabotage des bois. Le fabricant de fermes de toit doit, pour sa part, ébouter à nouveau les sciages en composantes suivant des longueurs variables comprises entre 2 po et 16 pi. Certains sciages requièrent un éboutage à la scierie en raison, entre autres, de la présence de flaches excessives. Ces bois devraient constituer un potentiel intéressant pour la production de composantes de longueurs variables entrant dans la fabrication de fermes de toit. Un changement des pratiques d’éboutage pourrait hypothétiquement contribuer à l’amélioration de la valeur des produits de la scierie et à une meilleure utilisation de la matière première tant pour le scieur que pour le fabricant de fermes de toit. L’objectif du projet consiste donc à évaluer le potentiel de récupération de la portion utilisable des sciages flacheux produits en scierie, pour la fabrication ultérieure de composantes de fermes de toit. Nous avons choisi d’étudier les fermes de toit en raison de leur complexité, de la grande variabilité des éléments structuraux qui les composent, comparativement aux murs et aux systèmes de plancher. Les fermes de toit sont également très populaires auprès des constructeurs d’habitations et des fabricants de systèmes de construction. Le carnet de commandes de fermes de toit, correspondant à trois mois de production, comprenait 219 projets de construction. Nous avons répertorié 5 qualités, 7 largeurs et 2 907 longueurs différentes de composantes pour la réalisation des projets de construction de fermes de toit. Les membrures courtes, inférieures à 7 pi de longueur, représentaient à elles seules 42,7% du volume total des composantes requises. Les simulations effectuées nous indiquent un potentiel de gain en volume de sciages de l’ordre 5,4% pour le scieur désirant récupérer des composantes dans des sciages flacheux. Un fabricant de fermes de toit, qui à son tour consomme ces sciages de longueurs hors standard, pourrait potentiellement réaliser des économies de bois de l’ordre de 4,9% du volume annuel consommé. Une meilleure intégration des processus de découpe du scieur et du fabricant de fermes de toit permettrait donc une réduction potentielle des éboutures générées lors de l’usinage des sciages dans les deux filiales industrielles.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 février 2024) / Le suivi des inventaires de bois en bordure de route est nécessaire dans la gestion des approvisionnements en bois des scieries et, plus particulièrement, pour déterminer le montant des avances à payer aux entrepreneurs forestiers, la planification du transport et la planification de la production de l'usine. Cependant, cette opération est de plus en plus problématique due aux coûts associés aux déplacements vers les chantiers éloignés, le manque de main-d'œuvre et des méthodes actuelles fournissant des informations limitées sur les caractéristiques dendrométriques des billots. Pour pallier ces problèmes, une procédure automatisée a été développée dans le logiciel Arcmap pour caractériser les inventaires de bois en bordure de route en utilisant les points GPS du porteur, les fichiers de production des abatteuses-façonneuses et le fichier de forme du réseau routier. Un inventaire des billots sur des blocs de coupe suivi d'inventaires en bordure de route ont été réalisés pour évaluer la capacité de la procédure à prédire la localisation et la dimension des empilements et leur contenu. Cette étude a été réalisée dans six blocs de coupe dans la région du Saguenay-Lac-Sain-Jean. Afin de mieux comprendre l'impact des paramètres de la procédure automatisée sur sa performance, une analyse de sensibilité locale a été faite. La procédure identifie des zones de déchargement plutôt que des piles individuelles étant donné leur proximité. Les résultats indiquent un indice de similitude de 72% entre les piles prédites et celles inventoriées. L'écart s'explique par un faible pourcentage des longueurs de piles inventoriées non prédites (3%) et un pourcentage élevé des longueurs des piles de bois surprédites (27%). La procédure attribue adéquatement 96% des billots aux zones de déchargement. L'analyse de sensibilité a permis de déceler quelques tendances sur la performance de la procédure. La procédure proposée, de caractérisation des inventaires de bois en bordure de route, fournie toutes les données dendrométriques des billes en inventaire sans intervention humaine. Ces informations peuvent s'avérer bénéfiques pour la planification des activités de transport et en scierie.

La lutte contre les changements climatiques est au cœur des préoccupations du 21e siècle. Pour faire face à cet enjeu, tous les secteurs d'activité doivent être alignés sur les principes du développement durable. L'industrie forestière, figurant parmi les plus énergivores au monde, doit adopter des stratégies lui permettant de réduire ses émissions de GES, d'améliorer son efficacité énergétique et de continuer à se développer de manière durable. La mise en œuvre de systèmes de gestion de l'énergie s'inscrit dans cette équation. Ainsi, cette industrie doit tirer profit de l'industrie 4.0 qui digitalise l'ensemble des pratiques opérationnelles des organisations. C'est dans ce contexte que prend place ce mémoire qui vise à promouvoir les pratiques de gestion de l'énergie au sein des processus de production de l'industrie forestière, en particulier dans les scieries. Pour y arriver, une revue de la littérature a d'abord été réalisée en vue de définir les principales dimensions de la gestion de l'énergie qui soutiennent la mise en œuvre d'un système de gestion de l'énergie dans les systèmes de production d'une organisation. Par la suite, la deuxième étape de la recherche a consisté à créer un cadre d'analyse dimensionnel afin d'évaluer le degré de maturité énergétique de l'industrie forestière dans le monde, et d'identifier les stratégies de sa transition énergétique la conduisant vers un développement plus durable. Dans la dernière étape de la recherche, deux scénarios d'analyse ont été élaborés pour les scieries du sous secteur des produits du bois, dans le but de représenter les différentes actions, indicateurs de performance énergétique, stratégies, contrôles et méthodes pouvant être utilisés pour surveiller la performance énergétique des opérations lorsque le niveau d'accès à l'information diffère entre chaque scierie. Cette dernière étape du projet a permis de constater qu'en fonction du niveau d'accès à l'information, il est possible de choisir différents outils et méthodes de contrôle de l'énergie adaptés au contexte énergétique de chaque scierie et de définir différentes actions stratégiques. Ce mémoire propose donc un tour d'horizon visant à montrer l'application des approches de gestion de l'énergie dans l'industrie forestière. Les outils développés sont des incitatifs pouvant être implantés au sein des entreprises. Les bénéfices permettront non seulement une meilleure gestion de l'énergie, mais également une réduction des impacts sur l'environnement. / The 21st century will be the century of the fight against climate change. To face this challenge, all business sectors must be aligned with the principles of sustainable development. The forest industry, one of the most energy-intensive in the world, must adopt strategies that allow it to reduce its GHG emissions, improve its energy efficiency and continue to develop in a sustainable way. The implementation of energy management systems fits into this equation. Similarly, this industry must take advantage of Industry 4.0 that is digitizing all operational practices of organizations. It is in this context that this research is carried out, which aims to promote energy management practices within the production processes of the forest industry, more particularly in sawmills. To achieve this, first a literature review was carried out in order to define the main dimensions of energy management that support the implementation of an energy management system in the production system of an organization. Subsequently, the second phase of the research consisted in creating a dimensional analysis framework in order to assess the energy maturity level of the forest industry in the world, and to identify the strategies of its energy transition leading it towards a more sustainable development. In the final phase of there search, two analysis scenarios were developed for the sawmills of the wood products subsector, in order to illustrate the different actions, energy performance indicators, strategies, controls and methods that can be used to control the energy efficiency of operations, when access to information differs between each sawmill. This last phase of the project made it possible to verify that depending on the level of access to information, it is possible to choose different tools and energy control methods adapted to the energy context of each sawmill and to define different strategic actions. Therefore, this research provides an overview intended to show the application of energy management approaches in the forest industry. The tools developed are incentives that can be implemented within companies. The benefits will not only allow better energy management, but also a reduction in environmental impacts.

L'industrie forestière, comme toute autre industrie manufacturière, est en recherche et révision permanente de ses systèmes et outils de planification afin de suivre la vision de l'industrie 4.0. Malgré les résultats importants obtenus dans ce sens dans le cas des scieries, l'établissement du lien entre ces outils et les préoccupations environnementales et d'économie d'énergie est encore faible. Ce mémoire propose un outil d'aide à la décision pour planifier la production dans une scierie typique de la province de Québec, Canada, visant à participer au programme de gestion de la demande en puissance (GDP) offert par Hydro-Québec. À cette fin, une revue de la littérature a été réalisée afin d'établir un état de l'art sur les systèmes de gestion de l'énergie industrielle, la gestion de la demande en puissance et les modèles de planification existants de l'industrie du bois d'œuvre. Ensuite, des données énergétiques et des plans de production réels ont été collectés. Une analyse statistique de ces données a été effectuée, afin de comprendre le comportement du cas étudié et de générer des données d'entrée pour l'outil de planification. Une modélisation mathématique pour panifier la production de produits en contexte de GDP tout en minimisant les coûts d'arriérage à l'unité de finition a dès lors été réalisée, ce quia permis de démontrer que la participation au programme d'Hydro-Québec est possible pour la scierie à l'étude, même avec des quantités limitées en arriérage. Le lien entre l'évolution de l'inventaire et les évènements GDP suggère que l'inventaire sert comme barrière préventive et protectrice lors de la participation à un programme de GDP. De plus, le délestage total a été démontré dans deux scénarios à savoir les événements GDP de 16 heures en ajoutant 1,5 heures supplémentaire au calendrier de production hebdomadaire ainsi que les événements GDP de 30 heures avec un ajout de 1,5 heures au calendrier de production hebdomadaire. En somme, l'étude a généré, pour une scierie québécoise typique, un outil d'aide à la décision à mettre en place afin de participer au programme de gestion de puissance d'Hydro-Québec. Cet outil permet une planification opérationnelle de l'industrie du bois d'œuvre intégrant la facette énergétique. La démarche utilisée est décrite, révélant une méthodologie prospective qui pourrait être répliquée dans d'autres domaines dans le cadre de futures études. / The forest industry, like any other manufacturing sectors, is continuously investigating and upgrading its planning methodologies and techniques in order to achieve Industry 4.0's objectives. Considerable progress has been made in the sawmilling sector, but the link between planning tools and environmental and energy conservation concerns remains tenuous. This paper proposes a decision support tool for production planning in a typical sawmill in Quebec, Canada, so as to allow the participation in a Demand Response Program (DR) such as the one offered by Hydro-Québec. To this end, a literature review was conducted to establish a state of the art on industrial energy management systems, power demand management and existing planning models in the lumber industry. Then, actual energy data and production plans were collected. A statistical analysis of these data was performed to understand the behavior of the case under study and to generate input data for the planning tool. A mathematical model has then been developed, aiming to plan operations at the finishing unit while minimizing backorder cost when participating in a DR program. Results showed that participation in the Hydro-Québec program is possible with limited backlog quantities. The link between the evolution of the inventory and the DR events also suggests that the inventory serves as a preventive and protective barrier. Total load shedding was demonstrated in two scenarios namely DR events of 16 hours by adding 1.5 hours of overtime to the weekly production calendar as well as DR events of 30 hours with an added 1.5 hours to the weekly production schedule. This tool allows an operational planning of the lumber industry integrating the energy facet. The approach used is described, revealing a forward-looking methodology that could be replicated in other areas in future studies.

Les plateformes logistiques jouent un rôle important dans le bon fonctionnement d'une chaine de valeur, en assurant une fluidité des flux entre les différentes unités d'affaires. Dans le secteur forestier, une cour à bois est un lieu où le bois est concentré et entreposé de façon temporaire, dans le but d'améliorer l'efficacité du transport tout en réduisant les charges liées au stockage et à l'approvisionnement (Brotherton et al., 2017). De nos jours, plusieurs entreprises rivalisent pour le développement et l'amélioration de la planification du système d'approvisionnement forestier. Cette planification nécessite la prise en compte de plusieurs facteurs qui opèrent dans un contexte instable. En effet, dans les forêts naturelles comme celles du Québec, les opérations de triage et de gestion des flux sont complexes, étant donné la grande diversité et qualité des essences disponibles. De plus, les grandes distances entre la ressource forestière et les unités responsables de sa transformation entraînent des coûts de transport significatifs. Cependant, les cours à bois ont jusqu'à maintenant été peu exploitées comme plateforme logistique apte à mieux coordonner la chaine de valeur forestière et à assurer l'affectation de la bonne ressource à la bonne unité de transformation. Ce projet vise à analyser comment la coordination d'un ensemble de cours à bois et la connaissance de l'état des stocks de chacune d'elle peuvent contribuer à réduire les distances en transport parcourues de même qu'à mieux gérer les stocks aux cours, tout en répondant correctement aux besoins de scieries. Pour ce faire, une étude de cas a été réalisée, comprenant trois cours à bois ainsi que trois scieries spécialisées dans la transformation de billots allant de 8 à 18 pieds de longueur. Un modèle de simulation a été mis sur pied pour représenter un tel réseau, reproduire l'état actuel de son pilotage et tester diverses stratégies de coordination des activités d'approvisionnement et de transport. Les résultats ont démontré que certaines stratégies permettent de réduire les distances parcourues sans nuire au fonctionnement de la chaîne de valeur. De plus, grâce au modèle de simulation développé, le suivi en temps réel des indicateurs de performance des cours à bois, tels que l'état des stocks, le taux d'occupation des cours, le nombre de camions en attente et le temps d'attente aux cours, devient possible. Ainsi, ce modèle pourrait servir aux gestionnaires comme outil de prévision de l'approvisionnement sur un horizon de 6 mois. / Logistics hubs play an important role in the good functioning of a value chain by ensuring a fluid flow between the different business units. In the forestry sector, a log yard is a place where wood is concentrated and stored temporarily, with the aim of improving transportation efficiency while reducing its costs (Brotherton & Trzcianowska, 2017). Nowadays, many companies aim to design and develop different strategies for efficient planning of the forest supply system. This planning requires the consideration of several factors that operate in an unstable context. Indeed, in natural forests such as those of Quebec, sorting and flow management operations are complex, given the great diversity and quality of available species. In addition, the long distances between the forest resource and the units responsible for its transformation result in significant transportation costs. However, log yards have so far been little exploited as a logistical platform to better coordinate the forest value chain and ensure the allocation of the right resource to the right processing unit. This project aims at analyzing how the coordination of a group of log yards and the knowledge of the inventory status of each of them can contribute to reduce transportation distances and to better manage the inventory at the yards, while properly meeting the needs of sawmills. To do this, a case study was conducted involving three log yards and three sawmills specializing in processing logs ranging from 8 to 18 feet in length. A simulation model was developed to represent such a network, to reproduce its current state of operation and to test various strategies for coordinating supply and transportation activities. The results showed that some strategies could reduce the distance travelled without affecting the functioning of the value chain. In addition, thanks to the simulation model developed, real-time monitoring of log yard performance indicators, such as inventory status, yard occupancy, number of trucks waiting and waiting time at the yards, becomes possible. Thus, this model could be used by managers as a tool to forecast supply over a 6-month horizon.