Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur des méthodes d'optimisation pour la conception conjointe des nomenclatures d'une famille de produits et de sa chaîne logistique. Dans les milieux industriels comme dans les services, le contexte commercial très concurrentiel oblige les entreprises à diversifier leurs offres pour mieux répondre aux demandes de leurs clients. La gestion de cette diversité est alors une problématique centrale : comment proposer une large variété de produits pour satisfaire les besoins des clients tout en maîtrisant les coûts de production, d'inventaire et de logistique ? Les réponses à ce problème relèvent des disciplines habituellement séparées : la conception des produits, la production et la logistique. Si une majorité des approches existantes traitent ces problématiques de façon séquentielle, l'interdisciplinarité apparaît cependant comme un élément essentiel dans la gestion de la diversité. L'objectif de cette thèse est de chercher comment améliorer les interactions entre la conception de familles de produits et l'optimisation des réseaux logistiques en proposant une étape de conception intermédiaire et en développant des outils mathématiques, avec un intérêt particulier porté aux problématiques de développement durable.

Thesis (Ph. D.)--Technische Universität, Berlin. / Includes bibliographical references (p. [217]-240).

Notre recherche doctorale a pour objet d’apporter un éclairage novateur sur la chaîne logistique dans le contexte des réseaux de franchise en s’appuyant sur la théorie des ressources et la théorie des parties prenantes. S’inscrivant dans une logique d’exploration, la recherche participe à enrichir les travaux sur les réseaux de franchise sous l’angle de la chaîne logistique. Une telle approche, jusqu’à présent peu explorée, permet de mieux saisir l’avantage compétitif que représente de la maîtrise de la chaîne logistique pour le réseau de franchise, ainsi que le rôle du prestataire de services logistiques (PSL) dans le contexte français. En effet, son rôle de conseil, voire de prescripteur d’évolution des processus,s’appuie sur sa connaissance des métiers de la chaîne logistique, imprégnée de la culture du client, et sur sa capacité à imposer les évolutions nécessaires vis-à-vis des 3PL auprès desquels il aura sous-traité une partie de ses activités. Il ressort de la recherche que la maîtrise de la chaîne logistique est un enjeu stratégique pour le réseau de franchise. Au travers d’études de cas, la relation de longue durée, la confiance et l’appropriation de la culture du réseau par le PSL sont des critères incontournables de l’avantage compétitif que procure la maîtrise de la chaîne logistique au profit du réseau de franchise. / Our doctoral research aims to bring innovative light on the supply chain in the context offranchise networks based on resource theory and stakeholder theory. As part of an explorationstrategy, research contributes to enriching the work on franchise networks in terms of the supplychain. Such an approach, hitherto little explored, makes it possible to better understand thecompetitive advantage of supply chain control for the franchise network and the role of thelogistics service provider (LSP) in the French context. Indeed, its advisory role, and even theprescriber of the evolution of processes, relies on its knowledge of the supply chain businesses,imbued with the customer's culture, and its ability to impose the necessary changes vis-à-vis3PLs from which it will have subcontracted part of its activities. Research shows that supplychain management is a strategic challenge for the franchise network. Through case studies, thelong-term relationship, trust and ownership of the network culture by the PSL are essentialcriteria for the competitive advantage of supply chain control in favor of the network franchise.

Le travail de thèse présenté dans ce mémoire porte sur des méthodes d'optimisation pour la conception conjointe des nomenclatures d'une famille de produits et de sa chaîne logistique. Dans les milieux industriels comme dans les services, le contexte commercial très concurrentiel oblige les entreprises à diversifier leurs offres pour mieux répondre aux demandes de leurs clients. La gestion de cette diversité est alors une problématique centrale : comment proposer une large variété de produits pour satisfaire les besoins des clients tout en maîtrisant les coûts de production, d'inventaire et de logistique ? Les réponses à ce problème relèvent des disciplines habituellement séparées : la conception des produits, la production et la logistique. Si une majorité des approches existantes traitent ces problématiques de façon séquentielle, l'interdisciplinarité apparaît cependant comme un élément essentiel dans la gestion de la diversité. L'objectif de cette thèse est de chercher comment améliorer les interactions entre la conception de familles de produits et l'optimisation des réseaux logistiques en proposant une étape de conception intermédiaire et en développant des outils mathématiques, avec un intérêt particulier porté aux problématiques de développement durable. / This PhD thesis addresses the problem of joint bills-of-materials and supply chain design for a product family. In industry as well as in services, the highly competitive business environment obliges companies to diversify their offers to meet the demands of their customers. Then, managing diversity is a central issue: how to offer a wide variety of products to meet customer needs while controlling costs of production, inventory and logistics? Answers to theses problems are usually in separate disciplines: product design, production and logistics. If most of existing approaches tackle these problems sequentially, interdisciplinarity, however, appears as a key aspect of diversity management. The objective of this thesis is to investigate how to improve the interaction between product families design and supply chain optimization and to develop mathematical tools, with a focus on sustainable development.

Face cachée de la grande distribution, les entrepôts reçoivent les produits des fournisseurs et les distribuent aux magasins. Ils sont rattachés à un secteur relativement méconnu, la logistique, qui s'est progressivement autonomisé pour devenir un acteur majeur, bien que subalterne, des économies contemporaines. Cette thèse étudie les transformations induites par ce positionnement ainsi que les réformes organisationnelles et sociotechniques qui l'ont accompagné et qui ont fait de l'entrepôt une usine à colis dans laquelle des ouvriers produisent le flux. Des trajectoires professionnelles marquées par la contrainte et la pénibilité les amènent à composer avec l'intensification des tâches, le contrôle informatique des procédures, un temps de travail élastique et une rémunération au rendement, au sein d'un univers où il est difficile d'inscrire sa présence dans la durée. Lorsqu'ils revendiquent un attachement au métier ou une volonté de faire carrière, ils se heurtent à une déqualification des postes qui restreint les possibles en entrepôt. Plus que la relation marchande, ce sont des contraintes industrielles auxquels ils se confrontent au quotidien et qu'ils tentent de mettre à distance à défaut de toujours pouvoir les contourner. Dans ce contexte, la résistance des corps constitue une limite dont le dépassement est un enjeu individuel et collectif. La prise en charge informelle de la souffrance implique des équilibres précaires qui engagent l'individu dans et au-delà de son travail, alors que la problématique de santé intégrée à des dispositifs de gestion entraîne l'entrepôt vers un durcissement de la dynamique de rationalisation. / Warehouses - the hidden side of food retail firms - take in products sent in by suppliers and dispatch them to stores. They are part of a relatively little-known industry, the logistics sector, which progressively developed as an independent sector and became a major player, although subordinate, in contemporary economies. This thesis studies the transformations induced by this singular position as well as its consequent organizational and sociotechnical remodels that made the warehouse into a veritable « package factory » where workers produce the flow of merchandise. The workers' professional trajectories, marked by constraint and drudgery, lead them to cope with the intensification of their tasks, computerized monitoring and oversight of procedures, elastic shifts and hours as well as performance-based remuneration, all taking place in a world where keeping a long-term presence is proving difficult. When workers assert a real attachment to their trade or a desire to stake a career in it, they are confronted with a disqualification of the positions that limits the possibilities inside the warehouse. More than a commercial relationship, what these workers encounter and practice every day are industrial constraints, which they attempt to distance themselves from when they find no way of bypassing them. In this context, the resistance of bodies constitutes a limit, the surpassing of which is an individual and collective stake. The informal treatment of suffering implies some precarious balancing acts engaging the individual in their work as well as beyond, while the health issue, integrated into management mechanisms, is leading warehouses to a hardening of the rationalization -dynamic.

L'alimentation est une nécessité de base de l'être humain, dont la survie dépend de la quantité et de la qualité de la nourriture ingérée. L'augmentation de la population requiert de plus en plus de nourriture, tandis que la qualité est associée aux contraintes des produits alimentaires comme une courte durée de vie ou la sensibilité à la température. L'augmentation de la demande entraîne une augmentation de la production alimentaire, répartie entre plusieurs sites de production appartenant à plusieurs entreprises de taille variée, qui peuvent utiliser les produits d'autres sites pour fabriquer leurs produits finaux. En outre, certains produits alimentaires doivent être transportés entre les sites et les produits finaux distribués à des détaillants et des consommateurs lointains en tenant compte des contraintes de produits alimentaires. Les activités exercées par ces entités incluent entre autres la production, la distribution, la vente, etc. et ces entités forment conjointement dans l'environnement de l'écosystème alimentaire une chaîne pour le traitement, l'emballage ou la livraison de nourriture. Ce réseau s'appelle une chaîne logistique alimentaire (FSC). En raison de leur nature distribuée, les FSC héritent des problèmes classiques des chaînes logistiques, mais doivent en plus gérer les problèmes découlant de la périssabilité des produits. Cette périssabilité rend extrêmement important le traitement d'enjeux tels que le maintien de la qualité, la prévision de la demande, la gestion des stocks (éviter les ruptures de stock ou les stocks excessifs), l’amélioration de l'efficacité du réapprovisionnement, de la production et du transport, la traçabilité et le suivi pour réagir aux perturbations. Il est donc nécessaire d'établir une collaboration entre les entités principales de l'écosystème alimentaire pour traiter tous ces enjeux. En outre, depuis l'arrivée des entreprises de transport spécialisées, un nouveau acteur a émergé appelé transporteur ou fournisseur de logistique. Ces transporteurs doivent collaborer avec les producteurs, les détaillants et même d'autres transporteurs afin de prendre en compte la demande future et les tendances, afin d'organiser leur réseau et les ressources, pour livrer des produits alimentaires en assurant sécurité et qualité. Ainsi, la collaboration est devenue vitale pour les FSC. La collaboration implique une bonne compréhension des informations échangées afin de minimiser les déplacements, le coût et la pollution environnementale. Des problèmes d'interopérabilité surgissent lorsque les partenaires impliqués utilisent des systèmes hétérogènes et différentes normes et terminologies. Les approches de collaborations existantes comme "Vendor Managed Inventory" (VMI) ou "Collaborative Planning Forecasting and Replenishment" (CPFR) ne prennent en compte que deux acteurs de la FSC : le producteur et le détaillant (acheteur et vendeur). En outre, elles ne considèrent pas la planification de la production et des transports comme des tâches de collaboration. En tenant compte des limitations ci-dessus, nous proposons, dans une première partie de cette thèse, une extension du modèle CPFR prennant en compte les aspects production et transport. Ce nouveau modèle C-PRIPT (Collaborative -Planning Replenishment Inventory Production and Transportation) inclut le transporteur et considère la planification de la production et des transports comme des activités de collaboration. Dans la deuxième partie, nous proposons un modèle distribué et interopérable I-POVES (Interoperable - Path Finder, Order, Vehicle, Environment and Supervisor) pour réaliser la planification des transports en collaboration avec les producteurs, les transporteurs et les détaillants, visant à une meilleure utilisation efficace des ressources de transport. Enfin, nous illustrons le fonctionnement du modèle I-POVES en l’appliquant sur un cas étude de chaîne logistique alimentaire. / Eating is human’s basic necessity whose survival depends on both quantity and quality of food. Increasing population requires increasing in quantity of food, while quality is associated with the food product constraints like short shelf-life, temperature sensitiveness, climate etc. Increasing demand causes increase in food production, which is distributed between several production sites involving several distinct entities from small to large enterprises, where sites may use the intermediate products of other sites to produce the final products. Moreover, food products need to be transported between sites and final products to be distributed to faraway retailer sites and consumers considering the food product constraints. Activities performed by these entities include but not limited to: production, distribution, sales, etc. and these entities form jointly in the environment of food ecosystem a chain for food gathering, processing, packaging, delivery etc. This distributed network of enterprises is called food supply chain (FSC). Due to FSC’s distributed nature, it inherits not only the common problems also faced by other supply chain, but in addition has to deal with the problems arising from the perishability of food products. This perishability nature makes extremely important for FSC, the handling of issues such as maintaining the quality of food products, forecasting the product demand, managing the inventory according to the forecast to reduce out of stock or excessive inventory of products, improving the efficiency of replenishment, production and transportation, taking into account product future demand and tracing and tracking to react to disturbance. Finally, it is necessary to institute collaboration between the main entities of food ecosystem to deal with all of these issues. Furthermore, since the advent of specialized transport enterprises, a new actor has emerged called transporter or logistics provider in the FSC. These transporters have to collaborate with producers, retailers and even other transporters within FSC to take into account product future demands and trends to organise their transport network and resources to make possible the delivery of the food products with security, while maintaining the quality of the food products. Thus, collaboration became vital for FSC. Collaboration involves a good understanding of exchanged information in order to minimizing number of transport travels, cost and environmental pollution. Interoperability problem arises when each of the partners involved in FSC uses heterogeneous systems and uses different standards and terminologies for representing locations, product constraints, vehicles types etc. Furthermore, existing collaborative approaches like Quick Response, Efficient Consumer Response, Vendor Managed Inventory, Collaborative Planning Forecasting and Replenishment (CPFR), etc. take into account only two types of actors of FSC: buyer and seller (producer and retailer). Additionally, they don’t consider the production and transportation planning as collaborative tasks. Taking into account above limitations, we propose, in the first phase of this thesis, an extension of CPFR model, which take into account production and transportation aspects. This new model C-PRIPT (Collaborative -Planning Replenishment Inventory Production and Transportation) includes transporter actor and elaborates production and transportation planning as collaborative activities. In the second phase, we propose a distributed and interoperable transportation planning model I-POVES (Interoperable - Path Finder, Order, Vehicle, Environment and Supervisor) to realise collaborative transportation planning by collaborating producers, transporters and retailers, aiming at a better use of transport resources. Finally, we illustrate the functioning of I-POVES model by applying it on a case study of food supply chain.

Cette thèse étudie la conception d’optimisation de la flexibilité de la politique de logistique et de la capacité de logistique avec une demande incertaine. Ces flexibilités jouent un rôle crucial dans la performance en garantissant la qualité du produit et en maximisant le profit. Nous nous concentrons sur la conception de la capacité de politique de logistique et de la capacité de logistique. Cette recherche étudie trois problèmes d’optimisation: une conception de la politique de commande dans le contrat quantité-flexibilité et la conception de la capacité dans deux entrepôts.Nous examinons d’abord la chaîne logistique à deux échelons entre le constructeur automobile et le détaillant, où le détaillant achète des automobiles écologiques au constructeur automobile et reçoit la demande de ses clients respectueux de l’environnement. Nous établissons une politique de commande dans un contrat à flexibilité de quantité qui prend en compte les exigences écologiques. La politique considère que le constructeur automobiledétermine le niveau de verdissement et que le détaillant détermine le prix de vente au détail avant la signature du contrat. Nous construisons les modèles pour décrire ce contrat dans les chaînes logistiques décisionnelles décentralisées et centralisées. Nous optimisons le niveau de verdissement pour maximiser les profits du constructeur automobile et le prix de vente au détail avec une demande sensible au respect de l’environnement visant à maximiser lesprofits du détaillant. Nous considérons en outre la décision d’équilibre entre le niveau de verdissement et le prix de détail pour maximiser les bénéfices de la chaîne logistique.Nous concevons ensuite les capacité s des robots et des cueilleuses dans un système RMFS (Robotic Mobile Fulfillment System), présenté par plusieurs robots soulevant et transportant des é tagres de stockage de meubles depuis les grilles de stockage jusqu’aux préparateurs de commandes. Nous construisons des modèles de Markov de grande-dimension pour décrire ce système avec des classes de clients, calculons le débit de ce système en fonction du nombre de robots et fournissons des règles de conception permettant de déterminer le nombre optimal de robots et leurs capacités, en tenant compte du compromis entre des robots. Nous vérifions les résultats analytiques des modèles de Markov avec des simulations. Nous consiérons en outre RMFS à sélecteur multiple et étudions sa conception optimale. Un autre objectif de la conception des capacités dans RMFS est considéré. Nous construisons des modèles de réseau de files d’attente pour décrire le système RMFS à l’aide de deux protocoles de partage de robots pour les sélecteurs, proposons les algorithmes correspondants, effectuons des analyses numériques et évaluons les performances du système RMFS en calculant letemps de traitement. Nous calculons ensuite le nombre et la vitesse optimaux des robots et fournissons les règles de conception efficaces pour RMFS.Enfin, nous concevons le stockage public. La conception des entrepôts de stockage publics doit s’adapter aux segments du marché afin d’augmenter le revenu moyen dans un environnement de forte demande. Cet article présente un modèle de revenu intégré aux théories de la file d’attente et de la demande de prix afin de résoudre le problème de conception et de tarification des entrepôts de stockage publics. Nous considérons deux cas de demande dans le modèle, à savoir une demande exponentielle et une demande linéaire par morceaux.Nous développons également une solution basée sur des techniques de programmation dynamiques pour résoudre le problème. En utilisant les données d’un entrepôt, nous menons des expériences numériques. Les résultats montrent que notre approche peut améliorer les revenus attendus des entrepôts publics à forte demande de 16,6 % en moyenne. Nous réalisons en outre une analyse de sensibilité du prix et étudions la relation entre le revenu et le prix. / This thesis studies optimal models for the flexibility of supply chain policies and capacities with uncertain demand. This thesis investigates three optimization problems: An order policy design in the quantity-flexibility contract and the capacity design in robotic warehouses and self-storage warehouses.We first consider the two-echelon supply chain between the automobile manufacturer and the retailer, where the retailer purchases green automobiles from the automobile manufacturer and receives the green sensitive customer demand.We make an order policy in a quantity-flexibility contract that considers green sensitive demands. The policy considers that the automobile manufacturer determines the greening level and the retailer determines the retail price before establishing the contract. We build the models to describe this contract in both decentralized and centralized decision-making supply chains. We apply Stackelberg game to optimize the greening level for maximizing the automobile manufacturer's profit and optimize the retail price with green sensitive demand for maximizing the retailer's profit. We further consider the equilibrium decision between the greening level and the retail price for maximizing the profit of the supply chain.We then study capacities of robots and pickers in a Robotic Mobile Fulfillment System (RMFS), featured byseveral robots lifting and transporting movables storage shelves from storage grids to order pickers. We build high-dimension Markov models to describe this system with customer classes, calculate throughput of this system given the number of robots and provide design rules to determine the optimal number of robots and their capacities considering the trade-off between capacities of picker stations and robots. We verify the analytic results of Markov models with simulations. We further consider multiple-picker RMFS and study its optimal design. We consider another objective of designing capacities in RMFS. We build queue network models to describe the RMFS with two protocols in sharingrobots for pickers, propose the corresponding algorithms, conduct numerical analyses, and evaluate the performance of the RMFS by calculating throughput time. We then calculate the optimal number and velocity of robots and provide the effective design rules for RMFS.Finally, we study the self-storage warehouses. The design of self-storage warehouses needs to fit market segments to increase the average revenue in an environment of high demand. This thesis presents a revenue model integrated with queuing and price-demand theories to solve the design and pricing problem for self-storage warehouses. We consider two demand cases in the model, which are exponential demand and piecewise linear demand. We also develop a solution based on dynamic programming techniques to solve the problem. Using data from a warehouse, we conduct numerical experiments. Results show that our approach can improve the expected revenue of public storage warehouses with high demand by 16.6% on average. We further conduct a sensitivity analysis on price and investigate the relationship between revenue and price.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Au sein de chaînes logistiques, les conflits pouvant exister entre d‟une part l‟autonomie et la coopération, et d‟autre part entre des objectifs locaux et globaux, définissent un contexte très complexe auquel les membres d‟une même chaîne doivent faire face, surtout lorsque les entreprises sont impliquées dans des chaînes d‟approvisionnement multiples ou des réseaux. Par ailleurs, ces problèmes sont de nature à provoquer une dégradation de la performance de la chaîne logistique, notamment dans un contexte de fabrication aussi complexe que celui du secteur aéronautique. De ce fait, organiser et bien gérer les relations inter-partenaires devient un facteur important de performance dans une chaîne logistique. Dans ce contexte, ce travail vise à proposer des modèles de négociation client/fournisseur en vue d‟aider à la formalisation de contraintes cachées, dans l‟optique de partager les risques entre partenaires et de faciliter de la sorte la synchronisation entre besoins locaux et impératifs globaux. Afin de rendre notre proposition réaliste, nous avons tout d‟abord détaillé des processus de négociation puis testé leur faisabilité pratique, d‟une part par des exemples d‟évaluation des coûts engagés et d‟autre part en les positionnant par rapport aux situations de coopération dans lesquelles ces processus de négociation peuvent exister. / In supply chains, the conflicts between autonomy and cooperation, local interest and global objective are important problems that supply chain members are currently facing, especially when enterprises are involved in multiple supply chains or networks. Furthermore, the growing complexity of supply networks has extended the risks of poor supply chain performance, particularly for complex manufacturing, such as aeronautic industry. Thereby, building and managing a good relationship between partners is an essential factor for supply chain performance. In this context, we suggest a negotiation process, helping supply chain member to publish hidden constraints, synchronize internal and external interests, and share risks with other supply chain members, finally improving the performance of cooperation. In order to make our suggestion realistic, we have firstly specified the detailed processes and then tested their practical feasibility, on one hand through the assessment of extra costs and on the other hand by matching them with identified cooperation situations, in which such negotiation process may exist.

Notre recherche a pour objet de discuter les stratégies d'alliance entre prestataires de services logistiques (PSL) dans un cluster logistique chinois. Nous nous focalisons sur les impacts des caractéristiques d'un cluster sur le maintien d'une alliance. En utilisant la méthodologie qualitative, nous avons mené les entretiens avec les acteurs dans quatre clusters logistiques de la province de Guangdong qui est la plus développée en Chine. Les résultats de cette thèse nous ont permis d'abord d'avoir un premier panorama des motivations des PSL d'entrer dans un cluster logistique, ainsi également des motivations et des défis d'une stratégie d'alliance entre PSL. Nous mettons en évidence ensuite que la proximité géographique entre PSL favorise le choix de partenaires fiables et compétents et la coordination d'une alliance. De plus, les réseaux sociaux « Guanxi » permettent un contrôle informel des comportements opportunistes et aussi la construction de la confiance dans l'alliance. Enfin, l'attention portée par les pouvoirs publics sur le cluster logistique a un impact positif indirect sur le contrôle informel d'une alliance entre PSL. Nos contributions enrichissent le corps théorique de l'alliance horizontale entre PSL et du cluster logistique, et offrent des arguments pour aider des PSL à choisir d'entrer dans les clusters logistiques et à former des alliances au sein de ces clusters logistiques. En prenant compte les caractéristiques culturelles et politiques de la Chine, nous avons réalisé une recherche exploratoire sur ce sujet qui manque encore dans les études spécialisées. / The present research aims to discuss the strategies of alliance between logistics service providers (LSP) in a Chinese logistics cluster. The study focus on the impact of the characteristics of a cluster on the maintain of an alliance. With the principe of qualitative methodology, we conducted interviews with principal actors in four logistics clusters of Guangdong Province which is the most developed province in China. There are several results of this thesis. First of all, it gives an overview of the motivations of LSP to enter a logistics cluster, also the motivations and challenges of a strategic alliance between LSP. Then the results show that geographical proximity between LSP promotes coordination of an alliance and the choice of reliable and competent partners. In addition, the social networks "Guanxi" could be source of informal control of opportunistic behavior and build confidence. Finally, the attention paid by the government on the logistics cluster has an indirect positive impact on the informal control of an alliance between LSP. As theoretical contributions, this research enrichs the aspect of alliance between LSP and logistics cluster and offers arguments to help LSP choose logistics cluster and form strategies alliances within these logistics clusters. Taking into account the cultural and political characteristics of China, an exploratory research was conducted on this topic which is still lacking in the literature.