In order for the companies to be competitive in today’s market, it is vital to adapt quickly to the market trends. The steady shift towards mass customization from mass production has been challenging many industries globally, which demands the use of digital tools and technologies in various areas to improve performance throughout the supply chain processes. One of these areas is short-term scheduling of jobs on the shop floor. Short-term scheduling of jobs plays a very vital role in many production systems. Optimisation of short-term scheduling help the companies in improving their operational Key Performance Indicators (KPIs), thus saving both money and resources. Today’s complex production systems with multiple constraints, system level interactions and the dynamic environment have challenged the traditional static scheduling approaches. These complex production systems require new scheduling approaches which can consider all the dynamics and should be capable of real-time reconfiguring in case of uncertainties in the shop floor. In this thesis, a case study was performed in a steel manufacturing company over the period of five months to validate Discrete Event Simulation (DES) as a tool for short-term scheduling of heavy plates in a dynamic environment. The challenges related to DES for short-term scheduling during model design, development and implement phases were also identified. In addition to this, the requirements to implement DES model for short-term scheduling in a dynamic environment were also discussed. Furthermore, a Systematic Literature Review (SLR) was also conducted to support the empirical findings from the case study. The idea of this study was to generate an optimal schedule by minimizing overall makespan and maximizing resource utilization using DES model. The findings from both SLR and DES model has clearly proven that DES as a digital tool is exceptional for short-term scheduling in a dynamic environment, nevertheless there are still some challenges associated which needs to be investigated further. The same model can also be used for other purposes such as analysing and identifying bottlenecks in the whole production system. / För att företagen ska vara konkurrenskraftiga på dagens marknad är det viktigt att snabbt anpassa sig till marknadstrenderna. Vägen mot mass-anpassning från massproduktion har utmanat många industrier globalt, vilket kräver användning av digitala verktyg och tekniker inom olika områden för att förbättra prestandan under hela leveranskedjans processer. Ett av dessa områden är kortsiktig schemaläggning av arbeten på fabriksgolvet. Kortsiktig schemaläggning av arbeten spelar en mycket viktig roll i många produktionssystem. Optimering av kortsiktig schemaläggning hjälper företagen att förbättra sina operativa nyckeltal, vilket sparar både pengar och resurser. Dagens komplexa produktionssystem med flera begränsningar, systemnivåinteraktioner och den dynamiska miljön har utmanat de traditionella statiska schemaläggningsmetoderna. Dessa komplexa produktionssystem kräver nya schemaläggningsmetoder som kan ta hänsyn till all dynamik och bör ha möjligheten att omkonfigurera i realtid vid osäkerheter på fabriksgolvet. I denna avhandling genomfördes en fallstudie i ett ståltillverkningsföretag under fem månader för att validera Diskret händelsestyrd simulering som verktyg för kortsiktig schemaläggning av grovplåtstillverkning i en dynamisk miljö. Utmaningarna relaterade till Diskret händelsestyrd simulering för kortsiktig schemaläggning under modellens design, utveckling och implementeringsfaser identifierades också. Utöver detta diskuteras också kraven för att implementera Diskret händelsestyrd simulering för kortsiktig schemaläggning i en dynamisk miljö. Dessutom genomfördes en systematisk litteraturstudie för att stödja de empiriska resultaten från fallstudien. Tanken med den här studien var att generera ett optimalt schema genom att minimera den totala schemalängden och maximera resursutnyttjandet med hjälp av Diskret händelsestyrd simuleringsmodellen. Resultaten från både den systematiska litteraturöversynen och Diskreta händelse simuleringsmodellen har tydligt bevisat att Diskret händelse simulering som ett digitalt verktyg är exceptionellt för kortsiktig schemaläggning i en dynamisk miljö även om det fortfarande finns några utmaningar som måste undersökas ytterligare. Samma modell kan också användas för andra ändamål som att analysera och identifiera flaskhalsar i hela produktionssystemet.

Ce manuscrit présente des travaux visant à intégrer un module d'ordonnancement (ProSched) à l'environnement de modélisation et simulation dynamique hybride PrODHyS dans le but d'automatiser la génération de scénarii de simulation de procédés discontinus sur la base d'une recette et d'une liste d'ordres de fabrication (OF). La méthodologie développée repose sur une approche mixte optimisation/simulation. Dans ce cadre, trois points essentiels ont été développés dans ces travaux : - tout d'abord, concevoir et développer des composants réutilisables (classes de recette) permettant de modéliser de manière hiérarchisée et systématique le déroulement des opérations unitaires. Pour cela, les notions de jeton Task et de macro-place paramétrable ont été introduites dans les RdPDO et permettent de décrire les recettes à réaliser par assemblage de ces composants prédéfinis. - ensuite, définir un modèle mathématique générique d'ordonnancement basé sur un formalisme de représentation bien établi (le R.T.N.) qui permet de modéliser les principales caractéristiques d'un procédé discontinu et de fournir l'ensemble des données d'entrée nécessaires au modèle de simulation. Pour cela, un modèle PLNE basé sur la formulation Unit Specific Event a été mis en œuvre. - enfin, définir l'interface existant entre le modèle d'optimisation et le modèle de simulation, à travers la notion de place de pilotage et de centre de décision au niveau du simulateur. Dans ce cadre, différentes stratégies de couplage sont proposées. Les potentialités de cette approche sont illustrées par la simulation d'un procédé complet. / This thesis presents works which aim to incorporate a scheduling module (ProSched) to an environment for modeling and dynamic hybrid simulation PrODHyS in order to automate the generation of scenarios for simulation of batch processes based on a recipe and a list of production orders (OF). The methodology developed is based on a mixed optimization / simulation approach. In this context, three key points have been developed in this work: - First, design and develop reusable components (recipe classes) for the hierarchical and systematic modeling of the sequencing of unit operations. For this, the notions of Task token and macro-place have been introduced in the RdPDO formalism and allow the modeling of recipes by assembling these predefined components. - Secondly, define a generic mathematical model of scheduling based on a well defined graphical formalism (RTN) that models the main characteristics of batch processes and provide all input data necessary to the simulation model. For this, a MILP model based on the Unit Specific Event formulation has been implemented. - Finally, define the interface between the optimization model and the simulation model through the concept of control place and decision-making center at the simulator level. In this context, various strategies of mixing optimization and simulation are proposed. The potential of this approach is illustrated by the simulation of a complete manufacturing process