Managing Advanced Synchronization Aspects in Logistics Systems

In this thesis, we model various complex logistics problems and develop appropriate techniques to solve them. We improve industrial practices by introducing synchronized solutions to problems that were previously solved independently. The first part of this thesis focuses on cross-docks. We simultaneously optimize supplier orders and cross-docking operations to either reduce the storage space required or evenly distribute workload over the week. The second part of this thesis is devoted to transport problems in which two types of vehicles are synchronized, one of which can be transported by the other. The areas of application range from home services to parcel delivery to customers. After analyzing the complexity associated with these synchronized solutions (i.e., largescale problems for which the decisions depend on each other), we design algorithms based on the "destroy-and-repair" principle to find efficient solutions. We also introduce mathematical programs for all the considered problems. The problems under study arose directly from collaborations with various industrial partners. In this respect, our achieved solutions have been benchmarked with current industrial practice. Depending on the problem, we have been able to reduce the environmental impact generated by the industrial activities, the overall cost, or the social impact. The achieved gains compared to current industrial practice range from 10 to 70%, depending on the application. -- Dans cette thèse, nous modélisons divers problèmes logistiques complexes et développons des techniques appropriées pour les résoudre. Nous cherchons à améliorer certaines pratiques industrielles en introduisant des solutions synchronisées à des problèmes qui étaient auparavant résolus indépendamment. La première partie de cette thèse porte sur les cross-docks. Nous optimisons simultanément les commandes fournisseurs et les opérations au sein de la plateforme de logistique pour réduire l’espace de stockage requis ou répartir uniformément la charge de travail sur la semaine. La deuxième partie de cette thèse est consacrée aux problèmes de transport dans lesquels deux types de véhicules sont synchronisés, l’un pouvant être transporté par l’autre. Les domaines d’application vont du service à domicile à la livraison de colis chez des clients. Après avoir analysé la complexité des solutions synchronisées (c’est-à-dire des problèmes de grandes dimensions pour lesquels les décisions dépendent les unes des autres), nous concevons des algorithmes basés sur le principe de "destruction / reconstruction" pour trouver des solutions efficaces. Nous modélisons également les problèmes considérés avec la programmation mathématique. Les problèmes à l’étude viennent de collaborations avec divers partenaires industriels. A cet égard, les solutions que nous présentons sont comparées aux pratiques industrielles actuelles. En fonction du problème, nous avons pu réduire l’impact environnemental généré par les activités industrielles, le coût global, ou l’impact social des solutions. Les gains obtenus par rapport aux pratiques industrielles actuelles varient de 10 à 70%, selon l’application. Mot-clefs: Logistique, Synchronisation, Problème de transport, Tournée de véhicules, Plateforme de Cross-dock (transbordement), Programmation Mathématiques, Métaheuristiques, Matheuristiques, Instances Réelles

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