Chapitre II : Le problème de job-shop
5. Les extensions possibles
Comme on vient de voir ci-dessus le job-shop figure parmi les premiers problèmes à être étudié. Sous sa forme de base le modèle théorique du job-shop ne couvre pas les contraintes réelles des SFP. Pour rendre ce modèle applicable aux SFP plusieurs extensions ont été apportées, chacune d’elles tente de couvrir un aspect pratique de ces derniers. Dans ce qui suit nous essaierons de donner les extensions les plus importantes du job-shop et pour chacune d’elles une brève description ainsi que les références de quelques articles traitant l’extension en question. Ainsi on trouve les extensions suivantes :
• sequence-dependent ou setup times ;
• les machines parallèles (Multiprocessors),
• date de fin au plus tard (Job release times),
• les fenêtres de temps (Processor time windows),
• buffers d’entrée/sortie limités et des contraintes bloquantes (Limited buffers and blocking constraints),
• la généralisation de sans attentes (Generalized no-wait constraints) ,
• la flexibilité des machines (Processor flexibility) ;
• l’inclusion du transport et les temps de transfert (Transport and transfert times) ; le troisième chapitre est entièrement dédiée à cette dernière extension qui constitue notre problématique.
5.1.Sequence-dependent setup times
Cette extension inclue les temps non opératoires tels que la préparation des outils, la maintenance et le réglage des machines. Souvent après chaque opération une phase de réglage ou d’alimentation des machines en matière première ou consommable est requise. Dans le milieu industriel, tous ces temps sont regroupés sous l’appellation SETUP-TIME, en informatique par exemple un calcul scientifique exécuté par un ordinateur requière un temps de chargement/déchargement des données du problème. Ces temps étaient négligés dans le job- shop classique. Le setup-time est dit séparable si ce dernier peut être effectué pendant que le prédécesseur de l’opération en question est en exécution sur la machine, dans les autres cas il est inséparable du processing time. Le setup time dépend du job s’exécutant sur une machine, mais il peut aussi dépendre du job prédécesseur sur la même machine et la on parle de séquence dépendant setup times.
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5.2.Multiprocessors
Lorsqu’une opération requière plusieurs machines (processors) pour son exécution, on parle du multi processor job-shop, cela se rencontre par exemple dans le cas d’une opération chirurgicale nécessitant la coopération de plusieurs chirurgiens, d’anesthésistes et d’infirmiers, ou encore c’est le cas d’une opération qui pour être réalisée, nécessite un ou plusieurs opérateurs utilisant des machines, pour plus d’information on renvoie le lecteur à Drozdowski (1996).
5.3.Processor time windows
Cette extension se rencontre lorsqu’on fourni pour chaque machine une ou plusieurs fenêtres de temps pendant lesquelles elles sont disponibles pour exécuter les opérations. En dehors de ces fenêtres les machines sont considérées comme indisponibles.
5.4.Limited buffers and blocking constraints
En limitant la capacité des buffers d’entrée/sortie des machines, on augmente la complexité du problème car cette extension ajoute des contraintes bloquantes. Si elles sont prises en considération des machines peuvent se trouver dans l’état de blocage car elles ne peuvent pas transférer les jobs ayant fini leurs exécutions vers des buffers de sorti qui sont pleins, cette situation peut générer aussi la saturation des buffers d’entrées des machines en question. Le challenge est alors de trouver des solutions évitant le blocage des machines tout en minimisant le Makespan.
5.5.No-wait constraints
Dans le No-wait job-shop, il se peut y avoir du temps d’attente entre les opérations successives d’un même job, ceci se manifeste par des contraintes technologique à satisfaire, par exemple en métallurgie, la pièce du métal est travaillée à une certaine température, donc entre l’opération de chauffe et le passage à la presse on ne tolère pas de temps d’attente, c’est le cas aussi de l’industrie chimique, ou certaines réaction ne tolère pas de délai d’attente pour garantir la qualité attendue.
5.6.Job-Shop flexible
On parle du Job-Shop flexible lorsqu’on dispose de machines capables d’effectuer la même opération, même si leurs performances ne sont pas équivalentes (c'est-à-dire que la durée opératoire peut être différente d’une machine à une autre pour une même opération), ainsi pour chaque opération on donne un ensemble non vide de machines capables de la réaliser avec les temps opératoires relatifs à chacune d’entre elle. Donc, aux contraintes du Job-Shop classique, s’ajoutent des contraintes d’affectation des machines aux différentes opérations.
5.7.Transport and transfert times
Les contraintes de transport constituent l’extension la plus naturelle du job-Shop, car dans sa version classique, le Job-Shop ne tient pas compte du temps de transport des jobs entre les différentes machines et les jobs sont supposés naissant sur les machines. Cette extension génère de nouvelles contraintes disjonctives entre les ressources de transport, qui sont souvent des robots transporteurs, on les trouve aussi sous l’appellation d’AGV (pour
Automated Guided
Vehicule) ou sous l’appellation de chariots filoguidés. Dans le cas où on dispose de plusieurs
transporteurs, des contraintes liées à l’affectation des opérations de transport aux transporteursChapitre II : Le problème de Job-shop 89
s’ajoutent aux contraintes du Job-Shop classique. Cette extension est étudiée en détail dans le chapitre suivant.
6.
Conclusion
Dans notre étude de l’ordonnancement nous avons accordé notre attention aux ateliers flexibles de production, et plus particulièrement au problème de job-shop comme problème modélisant le mieux les SFP. Ce problème a été étudié en donnant un historique de son apparition, ainsi que sa formalisation linéaire tout en recensant les différentes contraintes du problème. Sa modélisation sous forme de graphe disjonctif a également été évoquée ansi que de nombreuses méthodes permettent de résoudre le problème du job-shop.
Dans ce chapitre, nous avons présenté les méthodes approchées et en particulier mis en évidence que le graphe disjonctif et les voisinages basés sur la notion de blocs et sur le chemin critique sont des approches très efficaces.
Nous avons également présenté les benchmarks qui existent et les différentes extensions possibles. La dernière extension se rapportant au transport constitue notre sujet d’étude à laquelle le chapitre suivant est entièrement consacré.