Classification des perturbations

Une perturbation est définie, d’une manière générale, comme tout événement opérationnel non prévu pouvant affecter les performances d’un ordonnancement généré, dans un environnement statique où toutes les données du problème sont connues à l’avance et aucun changement dans l’environnement n’est envisagé. La perturbation intervient lors de la mise en œuvre de ce dernier.

Selon Baillet [BAI94] les perturbations peuvent être internes ou externes au système de production

:

Î Les perturbations internes sont des événements opérationnels imprévus qui se produisent au sein du système de production, par exemple, un prolongement de la durée d'une ou plusieurs tâches, ou une panne machine, ou une absence inopinée d'un opérateur ou, une erreur d'information, etc.

Î Les perturbations externes sont des évènements affectant les entrées et les sorties du système de production. On distingue alors les perturbations dues aux fournisseurs, comme la variation des dates de disponibilité de la matière première, et des perturbations dues aux

clients qui passent et modifient fréquemment leurs commandes, au dernier moment, au détriment de celles planifiées depuis longtemps.

Selon Artigues et al [ART02] la classification des perturbations dépendant du niveau de connaissance de l'incertitude. Ils identifient trois types d'incertitudes dans les environnements manufacturiers :

Î Des incertitudes complètement inconnues, ou bien aléas imprévisibles, qui sont des évènements imprévus pour lesquels aucune information n'est disponible à l'avance, par exemple, une grève ou un accident dans le lieu de travail ou une absence inopinée d'un ouvrier, etc. Dans ce cas, il est impossible d'en tenir compte dans la phase de pré calcul d'un ordonnancement prédictif initial.

Î Des suspicions du futur qui sont données grâce à l'intuition et l'expérience du décideur. Ce sont des incertitudes difficilement quantifiables et par conséquent il est difficile de les intégrer dans des algorithmes d'ordonnancement. Des systèmes d'aide à la décision interactifs sont plus appropriés pour ce type d'incertitudes.

Î Des incertitudes partiellement connues, ou bien aléas prévisibles, dont quelques informations sont disponibles avant l'exécution. Par exemple, on connaît le type de perturbations qui peuvent arriver (pannes machines, arrivée des tâches en retard, etc.). Plus d'informations peuvent être déduites grâce à l'historique de l'atelier, comme par exemple, les lois de distribution de la fréquence d'occurrence et de la durée des pannes. Ces informations peuvent être incluses lors du calcul d'une solution initiale au problème considéré.

Les données associées à un problème d’ordonnancement sont les durées, les dates d’occurrence de certains événements, certaines caractéristiques structurelles, et les coûts. Aucune de ces données n’est exempte de facteurs d’incertitudes. Mehta et al [MEH99] ainsi que Cowling et al [COW02] ont considéré essentiellement deux classes d’incertitudes : Celles liés aux ressources et celles liés aux travaux. C’est cette classification que nous avons adoptée pour la suite de ce travail, et que nous définissons dans la section suivante.

3.1.1. Perturbation sur les ressources.

- Les Pannes machines. Elles peuvent suivre des lois de probabilité ou être complètement aléatoires. On peut inclure aussi, dans cette catégorie, le facteur humain, l’opérateur travaillant sur la machine [ALC02, LAW97] (i.e. on peut considéré l’indisponibilité d’un ou plusieurs opérateurs comme une panne machine, car la machine commandée par cet opérateur est indisponible). La durée de la panne d’une machine est vue comme la durée de l’indisponibilité de l’opérateur. Les pannes machines peuvent être classées par niveaux, chaque niveau détermine une grandeur des pannes envisagées pour ce niveau (le nombre de pannes dans l’atelier ou le nombre de machines affectées), par exemple (le niveau 1 : entre 2 et 3 pannes) et (niveau 2 : plus de 3 pannes). Cette classification se fait pour mieux étudier le comportement de l’ordonnancement et évaluer la robustesse de ce dernier pour chaque niveau [SHA99a, JEN01, PIS96, BAL02] ;

- Le Changement de Ressources. Il concerne : la modification dans les matières premières pour la fabrication d’un produit ou le changement d’un ou plusieurs outils d’une machine et ceci dans le but d’accomplir une autre tâche par la même machine ne pouvant s’effectuer avec le même outil [MIG95, LAW97] ;

- Manque de ressources. Il concerne : soit le manque de matière première ou d’outils de fabrication. Ce type de perturbation est rencontré dans les ateliers ne disposant pas de stock, ou les ateliers n’ayant pas une livraison adéquate et régulière [LAW97].

3.1.2. Perturbation sur les travaux

Parmi les perturbations les plus fréquentes et les plus étudiées, on peut trouver :

- Ajout d’un nouveau travail : dans les situations réelles, on peut inclure des commandes (travaux) urgentes et ceci pendant l’exécution de l’ordonnancement. [LAW97] ;

- Annulation d’un travail : cette situation est rencontrée quand un travail n’est plus nécessaire dans le déroulement de l’atelier [LAW97] ;

- Changement de la priorité dans les travaux : cette situation est rencontrée seulement si les travaux n’ont pas la même importance. Donc, un changement dans leur ordre de priorité conduit inévitablement à un changement dans les affectations des ressources et l’ordre de passage des travaux par les machines [MIG95] ;

- La charge d’un atelier : on désigne par cette notion le degré de liberté d’exécution de chaque tâche dans l’atelier. On dit qu’un atelier est chargé si la tâche n’a pas beaucoup de liberté d’exécution (i.e. les dates de début et de fin d’exécution coïncident ou il n’y a pas

un grand écart avec les dates de début d’exécution au plus tôt et de fin d’exécution au plus tard respectivement) ;

- Modification d’un travail : En général, cette modification concerne le changement dans les durées opératoires des différentes tâches d’un travail ou d’un ensemble de travaux

(élargissement ou rétrécissement de la durée opératoire) [LAW97, SHA99a]. Ce changement est du à plusieurs facteurs, on peut citer l’état de la machine, qui peut

influencer sur tous les produits passant sur cette dernière, si la machine est âgée ou n’est pas dans un bon état les opérations effectuées sur cette dernière seront prolongées avec un certain degré. Dans ce cas, on dit que le changement est lié aux machines. Ce changement peut être lié au travail lui même, on peut décider par exemple que les durées opératoires de certaines tâches seront rétrécies ou élargies, cela est dû à la non importance ou l’importance de la qualité des produits concerné par le rétrécissement/élargissement de leurs durées de fabrication.

L’ensemble des auteurs qui ont traitées les incertitudes dans les ordonnancement ont étudié principalement deux perturbations : perturbations sur les équipements et plus particulièrement

les pannes machine ou encore les perturbations concernant les travaux et plus

particulièrement le changement dans les durées opératoires. L’ensemble des travaux recensés, dans cette section, concernent ces deux types de perturbation du fait de la simplicité de mise en œuvre de l’un (perturbation sur les durées opératoires) ou encore parce que le deuxième (pannes machines) est régit par des lois de probabilités connus.

Un état de l’art sur les méthodes d’ordonnancement de production en présence de