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Optimisation heuristique du problème d'entreposage d'objets en trois dimensions.

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par Mulindwa Chirac RUHAMYA
Universite adventiste de Lukanga - Licence 2012
  

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RESUME

L'obtention d'une grande surface pour l'entreposage des produits est un facteur très important pour les entreprises. De nos jours, la plus part d'entreprises commerciales et industrielles dispose des espaces de stockage qui valent la peine d'être utilisé avec délicatesse. Dans ce travail nous traitons le problème de maximisation de l'utilisation d'espaces de stockage tridimensionnels par les articles en trois dimensions. Nous faisons allusion dans ce travail aux entrepôts et articles possédant chacun une longueur, une largeur et une hauteur. L'objectif est d'utiliser de la meilleure façon possible l'espace de stockage disponible.

Ce problème étant du type NP-C, nous avons utilisé un heuristique pour le résoudre vu que l'algorithme exacte exigerait plus de ressources temporelles. Pour résoudre ce problème, nous avons utilisé l'algorithme `'Human Intelligence Based on Heuristic Approach`', ce modèle nous a permis de trouver une réponse près de l'optimum en temps raisonnable. Nous avons ensuite implémenté cet algorithme en langage C. Le test et l'argumentation des résultats nous ont permis de vérifier notre objectif que nous avons jugé atteint.

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Mots clés : 3D Bin packing, Heuristiques, optimisation combinatoire, Entreposage.

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ABSTRACT

Getting more space for storage of products is a very important factor for the companies. Nowadays, more commercial and industrial companies have spaces for storage of goods that are to be used tactfully. This study addresses the problem of maximization of the three dimensional storage spaces of three dimensions sized goods. This study considers length, width and height of each article. The objective is to maximize used volume and minimize wasted space.

In order to resolve this problem a heuristic method is applied, since the exact algorithm would require more temporal resources. The "Human Intelligence Based on Heuristic Approach" algorithm is applied. This model lead to an answer close to the optimum in reasonable time. Then the algorithm is implemented in C language. The test and argumentations of results permitted to verify objective set for the study.

Keywords: 3D Bin packing problem, Heuristics, combinatorial optimization, storage

INTRODUCTION GENERALE

0. Problématique de recherche

`' On assiste aujourd'hui à l'émergence d'une nouvelle économie dite de l'information ou « Nouvelle économie », où le travail en rapport avec l'information est devenu plus important que le travail en rapport avec les autres secteurs. Ceci sous-entend donc la mise en place d'un système représentant l'ensemble des ressources (les hommes, le matériel, les logiciels) utilisées pour collecter, stocker, traiter et communiquer les informations au sein de l'entreprise : « Le système d'information (SI) » de l'entreprise `' (Sanni, 2009). Les Systèmes d'information peuvent mettre en jeu le succès et même la survie de l'entreprise, par conséquent une gestion saine des systèmes d'information constitue un défi pour les dirigeants. A nos jours, La croissance d'une entreprise passe forcément par un grand volume d'activités et donc une grande quantité d'informations à gérer et dont il faudra tirer le meilleur parti pour prendre les bonnes décisions.

L'entreposage des marchandises est une des principales tâches du commerce et de l'industrie. Afin qu'ils comprennent toutes les connexions du flux des marchandises, les commerçants ainsi que les industriels doivent disposer des connaissances de base à tous les niveaux, même si les différentes activités sont exécutées par des spécialistes. En effet, les différentes compagnies et entreprises fournissent de grands efforts dans le but de détecter des possibilités de réduction des coûts associés aux entreposages de tous les produits (Matières première, produits semi-ouvrés et

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produits finis). C'est dans cette optique qu'une optimisation d'entreposage d'articles tridimensionnels dans des aires de stockage permettra sûrement aux entreprises tant commerciales qu'industrielles de réduire au maximum les coûts liés au stockage des produits (coûts de l'entrepôt ou de l'espace, coût des marchandises, coûts des machines et autres instruments de travail utilisés,...), ce qui engendra une amélioration de profits pour enfin rester flexible et compétitive sur un marché ouvert.

En effet, la minimisation d'espaces d'entreposage peut induire à la réduction des coûts liés aux investissements en espace de stockage, à l'amortissement pour la dépréciation des espaces de stockage, aux primes d'assurances des entrepôts, à l'approvisionnement et entretien des équipements, à la réduction des temps morts ou mouvements inutiles durant le processus de déchargement, de stockage et des chargement des entrepôts et à l'organisation du rangement des marchandises reçues. En effet, pour être compétitif, les entreprises doivent baisser au maximum l'ensemble des coûts liés à ses services.

Apparemment le problème d'optimisation d'entreposage d'articles que nous tentons de modéliser fait partie de la classe des problèmes NP-Difficile, il nous semble que c'est un problème qui ne peut donc pas être résolu à l'aide d'un algorithme de complexité polynomiale. En effet, ce problème peut être rattaché au problème classique de remplissage de panier appelé communément problème de Bin packing. Ce problème relève de la recherche opérationnelle et de l'optimisation combinatoire. Il s'agit en fait de trouver le rangement le plus économique possible pour un ensemble d'articles dans des boîtes. Le problème classique se définit en une dimension.

De ce fait, le travail se base sur les interrogations suivantes :

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- Existe-t-il les algorithmes exactes et les heuristique pouvant être utilisés pour : assurer un meilleur entreposage de marchandises, minimiser les retards et augmenter les capacités de stockage des entrepôts ?

- Et, quel est l'algorithme le plus effectif en termes de complexité temporelle et spatiale pour résoudre notre problème ?

Toutes ces questions se posent au niveau des différentes activités s'exerçant dans des entreprises disposant des locaux d'entreposage, et constituent des objectifs soucieux des théoriciens, praticiens et également les responsables de la gestion de stock.

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