Laboratoire Génie Industriel. Mémoire de Stage. Présenté par Oumaima KHALED

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1 Laboratoire Génie Industriel Mémoire de Stage Présenté par Oumaima KHALED Pour l obtention du Diplôme de Master M2 : Optimisation des Systèmes Industriels et Logistiques Gestion de la flexibilité de la Supply Chain " Etude quantitative de la mise en place des leviers de flexibilité sur les performances de la Supply Chain " Réalisé à Chaire Supply Chain Soutenu le 03 Octobre 2013 Devant le Jury : Membre du jury : M. Vincent MOUSSEAU Membre du Jury : M me Asma GHAFFARI Encadreur LGI : M. Chengbin CHU Encadreur LGI : M. Zied JEMAI Année Universitaire : 2013 / 2014

2 Mes vifs remerciements s adressent à tous ceux qui ont bien voulu m aider par leurs encouragements et enthousiasme et qui ont collaboré à la réalisation de près ou de loin de ce projet de fin d études. J exprime en particulier ma gratitude et mes respects les plus sincères à mes deux encadreurs, Mr. Chengbin Chu et Mr. Zied Jemai pour la qualité exceptionnelle de leur encadrement, leur assistance, leur aide tout au long du projet. Je tiens également à remercier Mr. Vincent Mousseau et Mme. Asma Ghaffari qui ont été de bon conseil lors des soutenances intermédiaires. Au cours de mon stage, j'ai eu la chance d avoir pu obtenir des entretiens avec différents responsables des entreprises partenaires de la Chaire. Je suis infiniment reconnaissante à Mr. Serge Secret, Mr. Pierre Gabaud, Mr. Alexandre Berger, Mr. Loic Lecoeuche et Mr. Dave Goualier pour leurs contributions et pour le temps qu'ils m'ont consacré à répondre à toutes mes questions malgré leur charge de travail. Et surtout un grand merci revient à toute l équipe du laboratoire LGI pour leur accueil chaleureux, disponibilité et engagement. Leur assistance précieuse m a permis d accomplir ce projet dans les meilleures délais et conditions. Enfin, je remercie aussi les membres de jury d avoir accepté de juger ce travail et j espère que le présent rapport reflètera toute l'énergie déployée par tous et répondra aux attentes des commanditaires et de toute personne intéressée par la flexibilité de la Supply Chain. Page I

3 Résumé Ce projet intitulé «Gestion de la flexibilité de la Supply Chain - Etude quantitative de la mise en place des leviers de flexibilité en fonction des performances de la supply chain-» a été réalisé au sein du laboratoire Génie Industriel et la chaire Supply Chain. Il s insère dans le cadre du stage de Master pour l'obtention du Diplôme de Master M2 en 'Optimisation des Systèmes Industriels et Logistiques' à l'ecole Centrale Paris. L'objectif de notre travail est d'exposer un état de l'art exhaustif sur la flexibilité de la Supply Chain et d'aider les entreprises de la chaire à choisir les meilleures stratégies de flexibilité en termes de leviers à actionner tout au long de la Supply Chain pour gérer le plus efficacement possible une perturbation. La perturbation représente un accident imprévu dans l'un des entrepôts du réseau logistique qui engendre sa fermeture provisoire pendant une période de temps fixée. Mots clés : Flexibilité Supply Chain Sélection de fournisseurs Gestion de personnel Mutualisation logistique. Page II

4 Abstract This project entitled "Managing Supply Chain Flexibility-quantitative study of the implementation of the levers of flexibility based on performance of the supply chain," was conducted in the laboratory of Industrial Engineering and Supply Chain chair. It fits in the Master thesis for obtaining the Master's Degree M2 in Optimization of Industrial and Logistics Systems' at the Ecole Centrale Paris. The objective of our work is to present a comprehensive state of the art on the flexibility of the supply chain and help companies to choose the best strategies of flexibility in terms of levers to operate throughout Supply Chain. It also aims to manage as effectively as possible a disturbance. The disturbance consists of an unexpected accident in one of the warehouses logistics network which generates its temporary closure for a fixed period of time. Key words : flexibility Supply Chain Selection of suppliers Personnel management logistics mutualisation Page III

5 Chapitre 1 -Contextualisation du sujet Introduction Périmètre du sujet et présentation de la chaire Présentation de la chaire Supply Chain Prise en main avec travaux déjà réalisés Objectif et problématique du stage Objectifs du stage Problématique et phase du projet Phases du projet Conclusion... 9 Chapitre 2 -Etat de l'art sur la flexibilité Introduction Méthodologie de recherche Flexibilité dans le temps Définition de la flexibilité de la Supply Chain Dimensions de la flexibilité Mesure de la flexibilité Conclusion Chapitre 3 -Levier source d'approvisionnement Introduction Etat de l'art sur le problème de sélection des fournisseurs Approche d'évaluation du levier "Avoir plusieurs fournisseurs" Algorithme d'évaluation Application numérique Expression analytique de la solution optimale Conclusion Chapitre 4 -Levier sur les moyens de production flexibles Introduction Recherche bibliographique sur "Volume Flexibility" Modèle d'ajustement de la capacité à la charge Page IV

6 Formulation mathématique Implémentation sur Xpress-Ive et résultats Conclusions Chapitre 5 - Reconfiguration des réseaux de distribution La mutualisation logistique Recherche bibliographique sur la mutualisation logistique Définition de la consolidation Les moyens de consolidation Modélisation du levier "Mutualisation des entrepôts" Formulation mathématique Analyse de sensibilité par rapport à p Livraison Directe Modèle Mathématique de la livraison directe Indices et paramètres Variables de décision Fonction Objectif Contraintes Conclusion Chapitre 6- Choix du projet optimal -Etude de Cas PSA Introduction Collecte des données numériques Difficultés de collecte Solution proposée Evaluation numérique des projets Principe d'évaluation Evaluation de la première solution -Livraison directe aux magasins Evaluation de la deuxième solution -Mutualisation des entrepôts Evaluation de la troisième solution -Location d'un site d'entreposage Choix de la solution optimale Conclusion Annexes... A Page V

7 Figure 1: Extrait du tableau Excel "Outil d'aide à la décision"... 5 Figure 2 : Les phases du projet... 6 Figure 3 : Principaux journaux contenant des papiers en relation avec la flexibilité Figure 4 : Hypothèses dans un modèle de sélection des fournisseurs Figure 5 : Matrice des coûts d'achat (Cas N=2, c1=5, c2=10, c3=15) Figure 6 : Effet de la variation de la capacité sur le coût et sur le nombre de fournisseurs optimal Figure 7 : Courbe gain en fonction du nombre de fournisseur Figure 8 : Réseau avant et après mutualisation Figure 9 : Effet de la variation du paramètre p en fontion des coûts logistiques Figure 10: Réseau avant et après la livraison directe Figure 11 : Réseau logistique optimisé Figure 12: L'évolution des Coûts en fonction de la période de fermeture de l'entrepôt - projet Figure 13: L'évolution des Coûts en fonction de la période de fermeture de l'entrepôt -Projet Figure 14 : Choix de la solution optimale en fonction de la période de fermeture de l'entrepôt Page VI

8 Tableau 1 : Classement des articles dans le temps Tableau 2: Les dimensions de la flexibilité Tableau 3 : Approches de sélection des fournisseurs Tableau 4 : Répartition des approches de sélection de fournisseurs Tableau 5: Différence entre le modèle de C. Tang et B. Tomlin (2008) et le modèle étudié Tableau 6 : Données numériques de la simulation de l'algorithme des fournisseurs Tableau 7 : Résultat de la simulation de la variation des capacités des fournisseurs Tableau 8 : Source de 'Volume Flexibility' Tableau 9 : Valeurs numériques des paramètres Tableau 10 : Résultats de la simulation du modèle de gestion du personnel Tableau 11 : Volume du personnel en fonction de la variation de la demande Tableau 12 : Différentes démarches de consolidation (Pan, 2010) Tableau 13: Localisation et production des usines de PSA en France Tableau 14 : Demandes annuelles de villes Tableau 15 : Valeurs des données utilisées dans l'application numérique Tableau 16 : Distances entre usines-entrepôts Tableau 17 : Distances entre entrepôts-clients Tableau 18 : Coûts encourus suite à l'actionnement du levier 'avoir plusieurs fournisseurs' en fonction des semaines Tableau 19 : Coûts encourus suite à l'actionnement du levier 'Avoir des moyens de production flexibles' en fonction des semaines Tableau 20 : Coûts supplémentaires suite à l'actionnement du levier 'Livraison Directe' en fonction des semaines Tableau 21: Coûts supplémentaires d'un réseau mutualisé Tableau 22 : Coûts supplémentaires de l'actionnement du levier 'Louer un site d'entreposage' en fonction des semaines Page VII

9 P lusieurs facteurs externes influencent le fonctionnement quotidien des entreprises (Michell et al., 2003) tels que l'accroissement de la concurrence locale et mondiale, le comportement des consommateurs, la variabilité des prix des ressources... Ces facteurs induisent des incertitudes et des risques que les entreprises doivent anticiper et limiter. Une bonne solution est de mettre en place une chaîne logistique flexible. La flexibilité passe par des stratégies à adopter selon les risques affrontés tout en minimisant les coûts et en maximisant les performances. Certaines recherches ont été menées sur la flexibilité de la Supply Chain. Celles-ci présentent d'une manière qualitative les solutions aux risques qui pourront être rencontrés. Rares sont les études qui s'intéressent à une évaluation quantitative de ces stratégies et de leurs effets sur les performances de l'entreprise (Tang et Tomlin, 2007). C'est dans ce cadre que s'insère ce travail qui énumère les leviers de flexibilité à actionner lors d'un imprévu au niveau d'un entrepôt du réseau logistique. Il évalue le coût de mise en place de chaque levier tout en exprimant le degré de flexibilité optimal requis. Les stratégies abordées dans ce travail sont la flexibilité des fournisseurs, des moyens de production et du réseau de distribution. Ce rapport s'organise comme suit: Le premier chapitre traite du cadre général et pratique de ce stage de master. Le deuxième chapitre met en revue la définition, quelques exemples de mesures et le classement des dimensions de la flexibilité. En suite, dans les chapitres 3, 4, 5 et 6 chacun des leviers suivants est modélisé analytiquement ou numériquement pour obtenir le coût minimal pour sa mise en place : Avoir plusieurs fournisseurs Avoir des moyens de production flexibles (heures supplémentaires et intérims) Mutualiser les entrepôts Livrer directement aux clients Finalement, on exposera dans le septième chapitre une étude de cas concernant l'entreprise PSA permettant de montrer comment on peut utiliser les modèles développés pour choisir la solution optimale au problème d'entrepôts. Oumaima Khaled Page 1

10 1. Chapitre 1 -Contextualisation du sujet- Oumaima Khaled Page 2

11 1.1. Introduction Le présent chapitre est une étape introductive contenant la présentation du contexte du mémoire du master et la phase prise en main avec les travaux déjà réalisés. Cette présentation nous permettra une meilleure connaissance des entreprises de la chaire et nous aidera à formaliser leur besoin, étape inéluctable pour le démarrage de tout projet Périmètre du sujet et présentation de la chaire Le sujet du stage du master traite la gestion de la flexibilité des partenaires de la chaire Supply Chain (Carrefour, Louis Vuitton et PSA). La flexibilité fait partie de nos jours des leviers économiques, sociaux ou encore environnementaux pour une entreprise. Cependant, derrière ce concept se cache une multitude de prérequis et de conditions qui peuvent rendre la mise en place d'une Supply Chain flexible compliquée et jeter un doute quant à sa pertinence à améliorer les performances Présentation de la chaire Supply Chain La chaire Supply Chain de l'ecole Centrale Paris est le fruit d'un partenariat entre l'ecole et 4 grandes entreprises (Danone, Louis Vuitton, Carrefour et PSA). Elle est composée aussi de professeurs, de chercheurs et de doctorants. La stratégie de la chaire est de créer de la valeur pour les entreprises et la société nécessitant un effort important dans la recherche et la connaissance des enjeux du milieu industriel Présentation de PSA Peugeot Société Anonyme a été créée en Elle possède les marques de voitures Peugeot et Citroën. L entreprise est leader en France en part de marché avec ses deux marques. En 2012, le chiffre d affaire de PSA a atteint 55,4 milliards d grâce à 2,965 millions de voitures vendues dans le monde (62% en Europe et 38% ailleurs). L entreprise compte employés. Au 31 décembre 2012, PSA est présent dans 160 pays. Il est le 2ème constructeur automobile européen avec 12,7% de part de marché (après Volskwagen). Peugeot a décidé de garder les compétences clés de l automobile à savoir les moteurs et certaines carrosseries et d externaliser la plupart des autres composants des voitures notamment à sa filiale Faurecia et à d autres fournisseurs automobiles. PSA dépense 5% de son chiffre d affaire en R&D et il est le premier déposant de brevet en France avec 1237 brevets. Oumaima Khaled Page 3

12 PSA dispose de 16 centres de production et de 14 usines de mécanique et bruts (moteurs, transmissions, composants, fonderie) Présentation de Carrefour Carrefour est un groupe français du secteur de la grande distribution. Devenu en 1999 le numéro un européen de la grande distribution en fusionnant avec le groupe français Promodès, il s est hissé en 2010 au 2e rang mondial dans ce secteur en termes de chiffre d'affaires derrière l américain Wal-Mart et malgré une baisse de part du marché en 2012,il reste le numéro un de la grande distribution en France Présentation de Louis Vuitton Louis Vuitton est une société anonyme de l industrie du luxe, fondée en 1864 et appartenant au groupe LVMH. Elle propose de nombreux produits dans des secteurs variés : la joaillerie, l horlogerie, le prêt à porter, les souliers, etc... ; Cependant, son activité principale reste la maroquinerie avec des produits de très haute qualité renommés et vendus dans le monde entier. En 2012, le chiffre d affaire de Louis Vuitton a atteint les 7 milliards d euros. Louis Vuitton possède 450 magasins répartis partout dans le monde et compte plus de 9000 employés Prise en main avec travaux déjà réalisés Dans le même contexte de la flexibilité, des travaux ont été réalisés par des groupes projets centraliens et un mémoire thématique. Le but de ces travaux était de faire un état de l art sur les degrés de flexibilité des trois niveaux de la Supply Chain (amont, production et aval) et de concevoir un outil d'aide à la décision en utilisant Excel pour les entreprises regroupant les leviers à actionner et les critères d'évaluation (économiques, environnementaux et sociaux) (figure 1) Oumaima Khaled Page 4

13 Type de levier Leviers d'augmentation de la flexibilité Description Levier activé 1:oui ; 0: non Investissement nécessaire Coûts récurrents prévisionnels Critères Economique Impact sur le stock (volume et coûts associés) Coût global de la Supply Chain aval (% CA) Impact sur le CA (augmentation en % du CA) Durée du retour sur investissement Environnemental Impact écologique Adéquation avec les objectifs stratégiques de l entreprise Entreposage Adapter la politique générique de stockage par seuil (R,q), ou par fréquence(t,s), Augmenter/Diminuer le nombre d'entrepôts au global Choisir le nombre niveau d'entreposage (Mondial, Régional, Continental, ) en adéquation avec la stratégie de distribution moduler le stock de sécurité necessaire pour s'adapter à la variabilité de la demande Mutualiser les services (suppression des opérations doubles) horizon temporel Choisir les zones de stockage en fonction des produits et de leur valeur ajouté Utiliser le CrossDocking Moduler la cadence des préparations de commandes et des envois Louer / Acheter les sites d'entreposage Externalisation des opérations Avoir la possibilité d'optimiser la surface d'entreposage suite à une souscapacité ou sur-capacité d'entreposage Optimiser les zones de déplacements des opérateurs en entrepôt Choisir du type de support (pallettes complètes, cartons, produits unitaire, ) Adapter la préparation de commande au niveau de l'entrepôt (picking ou 1.3. Objectif Flux physiques en préparation en et grappe) problématique du stage Entrepôts Automatiser la préparation commande par trieuse automatique sur tapis roulant ou robot dans les allées de stockage Objectifs du stage Choisir la tailles et du nombre de quais de réception et de d'envoi. Le présent mémoire présente un travail d'approfondissement et la suite des travaux déjà Recourir à l'interim pour absorber les fluctuations d'activité réalisés. Après Utiliser l'identification une technologie Voice pour les opérateurs des qui différents permet d'aller plus leviers de flexibilité à actionner, nous avons jugé vite indispensable d expliquer comment on peut les utiliser et avec quel coût. Nous avons proposé alors d'entamer une étude quantitative de la mise en place des leviers sur les performances de la Supply Chain. Deux objectifs sont retenus pour ce travail ; Objectif opérationnel: ligne 4 : importance du critère Figure 1: Extrait du tableau Excel "Outil d'aide à la décision" Proposer une grille de leviers plus exhaustive regroupant l ensemble des leviers existants dans la littérature Aider les entreprises à choisir les meilleures stratégies de flexibilité en termes de leviers à actionner tout au long de la Supply Chain pour répondre à une perturbation le plus efficacement possible Objectif de recherche: Modéliser des scénarios propres à chaque entreprise mettant en relation les leviers à actionner, les paramètres d entrée et les performances de la Supply Chain Oumaima Khaled Page 5

14 Problématique et phase du projet Afin d'atteindre les objectifs fixés précédemment, nous allons suivre la démarche suivante : Etablir un état de l'art plus exhaustif sur la "Flexibilité" permettant d'apporter une réponse aux questions suivantes : Comment peut-on définir la flexibilité? Quelles sont les mesures existantes adéquates pour la flexibilité? etc. Enrichir la grille des leviers à travers la littérature et dessiner une grille adaptée à chaque entreprise (leviers + critères) en tenant compte de tous les niveaux de la Supply Chain Choisir les leviers à activer suite à une perturbation externe propre à chaque entreprise et étudier l amplitude et l impact sur les performances de la Supply Chain 1.4. Phases du projet Pour réaliser les objectifs et répondre à la problématique du stage, notre projet se divise en 3 grandes phases commençant par la phase "Appropriation du sujet" ensuite la phase "Personnalisation des grilles et choix de scénarios" et finalement la phase "Etude quantitative" (figure 2). Phase I Phase II Phase III Appropriation du sujet Personnalisation des grilles et choix de scénarios Etude quantitative Prise en main avec les travaux réalisés Standardisation de la grille des leviers Etablissement des questionnaires Prise des rendez-vous avec les partenaires industriels Recherche bibliographique sur la flexibilité Livrables Grille Standard Visite des partenaires industriels Trie des leviers et des critères Personnalisation de la grille Collecte des scénarios propres à chaque entreprise Livrables Grille personnalisée à chaque entreprise Scénarios collectés Etat de l art Choix des performances de la Supply Chain Choix des mesures de flexibilité Proposer des bonnes pratiques suite à des simulations des différents scénarios via des modèles mathématiques Livrables Proposition des bonnes pratiques Figure 2 : Les phases du projet Oumaima Khaled Page 6

15 Appropriation du sujet C'est une phase très importante pour cerner le projet et définir ses objectifs afin de mener un travail de compréhension visant à connaître à mieux la problématique et à dessiner plus précisément le contour du projet. La phase est composée des cinq étapes suivantes : Prise en main avec les travaux réalisés (les projets centraliens et le mémoire thématique 2013) Standardisation de la grille des leviers : Cette étape représente un gros travail de concertation entre les groupes Amont-Production-Aval. On a regroupé tous les leviers en un seul tableau en gardant juste les leviers les plus prometteurs. Etablissement des questionnaires et prise des rendez-vous avec les partenaires industriels : Durant la période de stage, on a eu la chance de rencontrer différents responsables Supply Chain des trois entreprises partenaires : 1. Pierre Gabaud, Expert Logistique Amont chez PSA Peugeot Citroën Serge Secret, Membre de la Chaire Supply Chain 2. Alexandre Berger, Directeur Planification Non-Alimentaire et activités transverses chez Carrefour 3. Loic Lecoeuche, Production Planning (PDP) Project Manager chez Louis Vuitton 4. Dave Goualier, Directeur Supply Chain chez Louis Vuitton Recherche bibliographique sur la flexibilité Standardisation de la grille et choix de scénarios Les tableaux réalisés avec les groupes projets centraliens contiennent les bonnes pratiques de toutes les entreprises. Tous les leviers ne peuvent pas être mis en place dans toutes les entreprises. Donc pour rendre utile l'utilisation de ce tableau, un trie au niveau des leviers a été fait en collaboration avec les responsables Supply Chain des trois entreprises et on a obtenu à la fin une grille standardisée propre à chaque entreprise. En ce qui concerne le choix de scénario, on a fait de sorte d'avoir le même scénario qui intéresse toutes les parties prenantes dans ce projet. Le scénario qui sera étudié tout au long de notre projet est un accident imprévu dans l'un des entrepôts qui engendre sa fermeture. Deux besoins ont été identifiés suite à cet accident imprévu. Le premier est la compensation des produits perdus et le deuxième est le choix d'une solution temporaire à mettre en place La démarche adoptée pour résoudre le problème Pour remédier au problème d'entrepôts, trois solutions ont été retenues : Oumaima Khaled Page 7

16 Solution 1 : Livraison Directe aux magasins L'idée de cette solution est d'éliminer l'entrepôt est d'acheminer directement les produits vers les magasins, cette solution engendre plus de fréquence de livraison, plus de quantité à produire pendant les semaines et plus de quantité approvisionnée au près des fournisseurs. Pour toutes ces raisons, les différents responsables de la chaire ont choisi d'actionner dans cette solution les trois leviers suivants : 1. Avoir plusieurs fournisseurs 2. Avoir des moyens de production flexibles 3. Réorganisation du plan de transport Solution 2 : Mutualisation des entrepôts Ayant les mêmes conséquences de la solution 1 vu le changement des flux de l'usine vers les entrepôts, cette solution propose de modifier les flux et de transporter les marchandises vers un autre entrepôt situé dans une zone géographique proche de l'ancien. Le critère de choix de l'entrepôt à mutualiser se limite seulement aux coûts de transport dépendant de la distance parcourue. On retient donc les deux premiers leviers de la solution 1 et 2 et on ajoute un troisième ; Mutualiser les entrepôts. Solution 3 : Location d'un entrepôt temporaire Dans cette solution, on se limite à choisir un entrepôt proche de l'ancien entrepôt. Aucun changement n'est prévu pour les quantités à produire, ni la distribution de marchandises. On s'intéressera seulement aux prix de location d'un m Etude quantitative Avant de commencer la modélisation des leviers décrits dans le paragraphe précédent, une évaluation qualitative de l'actionnement de ces leviers sur les performances de la Supply Chain à été faite en se référant à l'expérience des responsables de la chaire (voir annexe 1) Après avoir une idée sur l'impact des leviers sur le coût, les gains et le stock, on a une vision un peu claire sur la décision à prendre en termes de projet adopté. Pour vérifier les résultats obtenus, une étude quantitative via des modèles numériques et analytiques est requise. Chaque levier sera modélisé a part avec une vision de minimiser les coûts encourus suite à sa mise en place. Les modèles développés sont soient des modèles d'optimisation en nombre entier et mixte soit des programme informatique avec le code C Application numérique : Etude de cas 'PSA' La dernière étape de notre travail est une étude de cas permettant de comprendre comment on peut utiliser les modèles développé et comment on peut choisir le projet à mettre en place. La solution optimale sera exprimée en fonction de la durée de fermeture de l'entrepôt. Oumaima Khaled Page 8

17 1.5. Conclusion Suite à la présentation du cadre général et pratique de ce travail, nous avons délimité le cadre de notre projet pour être en conformité avec les objectifs fixés. Nous entamons tout d'abord dans le chapitre suivant un état de l'art lié au concept flexibilité de la Supply Chain ensuite l'approche que nous proposons pour modéliser les leviers. Oumaima Khaled Page 9

18 2. Chapitre 2 -Etat de l'art sur la flexibilité- Oumaima Khaled Page 10

19 2.1. Introduction Le monde de production est caractérisé par une forte concurrence et par des consommateurs de plus en plus exigeants qui demandent des produits personnalisés dans des courts délais. Les entreprises qui concentrent leur gain sur les coûts de production standardisés doivent impérativement être flexibles pour gagner une place compétitive sur le marché. Les auteurs ont reconnu l'importance de la flexibilité pour satisfaire les exigences du client et améliorer la réactivité face à des variations internes et externes (Fisher et al, 1994; Vickery et al, 1999; Olhager et West, 2002) jusqu'arriver à la classer comme une capacité stratégique (Lau, 1996; De Toni et Tonchia, 2005; Krajewski et al, 2005) Méthodologie de recherche Pour réaliser une lecture avertie du concept flexibilité de la Supply Chain et de l'étudier sous différents angles, on s'est intéressé aux papiers en relation avec la Supply Chain, la flexibilité, l'agilité, la réactivité, l'incertitude et les risques depuis les années 1981 jusqu'à Dans cette recherche, plus de 70 revues et publications ont été examinés. En ce qui concerne les journaux, on a classé dans la figure 3 juste les journaux contenant plus qu'un article en relation avec la flexibilité Nombre d'articles Operations Research Manufacturing and Service Operations Management Management Science Journal of Operations Management Journal of Business Logistics Indusrial Marketing Management Int. J. of Production Research Int. J. of production Economics Int. J. of Physical Distribution and Logistics Management Int. J. of Operations and Production Management Global Journal of Flexible Systems Management Figure 3 : Principaux journaux contenant des papiers en relation avec la flexibilité Oumaima Khaled Page 11

20 2.3. Flexibilité dans le temps Un nombre important d'auteurs a commencé à reconnaître qu'il est important de regarder audelà de la flexibilité des chaînes de production ou des usines et de s'intéresser à la flexibilité de toute la Supply Chain amont, production et aval. Dans le domaine du management des opérations, le terme flexibilité est le plus souvent associé avec la littérature sur la flexibilité des systèmes de production qui a émergé dans les années 1980 et 1990 par les papiers de Slack (1983, 1987), Gerwin (1987, 1993) et Upton (1995). Durant cette période, plusieurs études ont démontré les effets positifs de la flexibilité de production sur les performances de l'entreprise (Swamidass et Newell, 1987; Gupta et Somers, 1996; Vickery et al, 1997). Malgré l'importance de ces résultats, les études se limitaient sur les composants intra-organisationnels (comme la flexibilité du mix, produit et volume) et l'environnement de la production. Avec la croissance de l'externalisation, les entreprises sont de plus en plus dépendantes des prestataires de services et des fournisseurs, et sont de plus en plus conscients de la nécessité de gérer et d'intégrer l'ensemble de la chaîne de valeur depuis les fournisseurs de matières premières jusqu'aux consommateurs finaux (Fisher, 1997; Lambert et al, 1998; Croom et al, 2000; Jack et Raturi, 2002). A partir des années 1990, un nombre croissant d'articles s'intéresse à la flexibilité de toute la chaine (Eloranta et al, 1995; Krajewski et al, 2005; Schmenner et Tatikonda, 2005; Slack, 2005). Les Supply Chain flexibles sont capables de répondre efficacement à des perturbations externes ou internes et aux changements dans la demande tout en maintenant les mêmes taux de service. Le tableau 1 contient les principaux articles de chaque époque de la flexibilité. Tableau 1 : Classement des articles dans le temps Flexibilité Manufacturing Flexibility Passage de Manufacturing flexibilité à SCF Articles Slack (1983, 1987), Gerwin (1987,1993), Upton (1995), Olhager and West (2002) Lau (1994), Narasimhan and Das ( ), Lumus et al. (2002) Supply Chain flexibility Gupta and Nehra (2002), Steven Graves et al. (2003), Bing Wu et al. (2008), Zhen et al. (2010), Nyoman Pujawan (2011).. Oumaima Khaled Page 12

21 2.4. Définition de la flexibilité de la Supply Chain La flexibilité de la Supply Chain est un concept difficile à définir pour deux principales raisons. Premièrement pour sa relation avec la notion Supply Chain qui est difficilement délimitable. En effet, la fonction Supply Chain tente de réduire les coûts tout au long des processus et de répondre aux besoins des clients à temps, en bonne quantité et qualité. Deuxièmement, la notion de flexibilité est fortement liée aux différents composants comme l'adaptabilité, l'alignement, l'agilité,... Nous essayerons par la suite d'apporter des définitions pour chaque composant. Il n'existe pas une définition générale de la notion de flexibilité commune à tout système industriel. (Peter and Lars, 2005) considèrent la flexibilité, d'un point de vue production, comme la capacité du système de production pour faire face aux changements internes (variation du mix produit, des procédés de fabrication, de la charge et les pannes aux niveau des machine..). (Hairulliza et al., 2004) résument les définitions actuelles en relation avec la flexibilité en : La capacité d'un système de production pour faire face avec des variations environnementales. La capacité de l'entreprise de répondre avec agilité aux variations des conditions du marché. La capacité de l'entreprise de répondre aux variations le plus efficacement possible, avec moindre coût et moindre effets négatifs sur l'efficacité du système. Selon (Boulaksil et al. 2011) la flexibilité est la capacité des processus de l'entreprise à gérer ou réagir efficacement aux changements avec des pénalités minimes en temps, coût, qualité ou performances. On remarque à travers les définitions proposées par (Hairulliza et al., 2004) et (Boulaksil et al. 2011) que la flexibilité est en relation étroite avec les notions d'adaptabilité, alignement et agilité. En effet, (Fernando et al., 1991) expliquent qu'une entreprise n est flexible que si elle se caractérise par ces trois notions : Adaptabilité: Ajuster la conception des processus de façon à répondre aux changements structurels des marchés, modifier les réseaux logistiques, les produits et les technologies. Alignement: Créer des mesures incitatives parmi les partenaires au sein de la Supply Chain pour augmenter la performance globale de la chaîne. Agilité: La capacité de la Supply Chain de répondre efficacement et rapidement aux changements de la demande ou de l'offre. Au final, on peut conclure qu'une Supply Chain flexible est donc capable de répondre aux différents changements afin de gagner un avantage compétitif. On peut classer ces changements en internes (moyens de production, procédés de fabrication,...) et externes (demande, caractéristique du marché,...). Oumaima Khaled Page 13

22 2.5. Dimensions de la flexibilité L'étude des différents types ou dimensions de la flexibilité de la Supply Chain a fait l'objet d'un intérêt croissant aujourd'hui. Afin de faire face aux changements internes et externes, les experts en Supply Chain ont introduit différents types de flexibilité en fonction des caractéristiques et performances désirées. Commençant par les systèmes de production, différents composantes de flexibilité ont été construites et présentées hiérarchiquement partant du ressources et arrivant au niveau des entreprises. (Slack, 1983) décrit cinq types (ou composants) de la flexibilité des (nouveaux produit, la gamme de produits, la qualité, volume et de la distribution), tandis que (Slack, 1987) constate que les différents types de flexibilité sont plus importantes dans certains milieux que dans d'autres. (Gerwin, 1987) décrit sept types de flexibilité, (Koste et Malhotra, 1999) et (Narasimhan et Das, 2000) étendent les types à dix et (Vokurka et O'Leary-Kelly, 2000) à 15 (machine, manutention, opération, automatisation, personnel, processus; le routage; produit; nouvelle conception, livraison, volume, expansion; stratégie, production et marché). Il ya une forte interdépendance entre ces dimensions, par exemple, le routage et la flexibilité du produit sont tous deux influencés par le degré de flexibilité de la machine. On peut conclure alors que : 1. La flexibilité est multidimensionnelle 2. Il existe des éléments plus prometteurs dans certain environnement que dans d'autres En tenant compte que les chaînes logistiques sont des combinaisons de différents processus de production, on peut s'inspirer de la littérature en relation avec la flexibilité des systèmes de production et proposer une classification des différentes composants dans un contexte plus général. Les auteurs ont également tendance à présenter l'important rôle des supply chain à rendre une entité flexible. (Duclos et al., 2003) ont élaboré un modèle conceptuel de la chaîne logistique composé de six éléments, raffinés à cinq par (Lummus et al., 2003). Ce sont : la flexibilité des systèmes opérationnels, des processus logistiques, du réseau d'approvisionnement, de la conception organisationnelle et des systèmes d'information. Plus particulièrement, la flexibilité des processus logistiques concerne la réception et la livraison de produits face à la variation des sources d'approvisionnement et des demandes de clients alors que la flexibilité des réseaux d'approvisionnement renvoie à la capacité de reconfigurer la chaîne et d'aligner l'offre avec la demande. De même, (Gosain et al., 2005) expliquent que la flexibilité de la Supply Chain est composée de deux types: 'Offering flexibility' et 'partnering flexibility'. 'Offering flexibility' désigne la capacité d'une Supply Chain à supporter les changements dans les produits et les services en réponse à des changements de l'environnement économique. Alors que 'partnering flexibility' renvoie à la facilité de l'évolution des partenaires de la chaîne logistique en réponse aux changements dans l'environnement économique. Une autre classification proposée par (Steven et Spring, 2007) et présenté dans le tableau 2. Oumaima Khaled Page 14

23 Tableau 2: Les dimensions de la flexibilité Le tableau 2 résume les éléments de la flexibilité commençant par la flexibilité de l'usine jusqu'à la flexibilité du réseau. C'est une adaptation des différentes classifications proposées dans la littérature. Le particulier dans cette étude est l'ajout de l'aspect temps. Toutes les dimensions ont été classées par rapport à la durée de la variation. Deux aspects ont été proposés : le court terme en relation avec la capacité de changement rapide et le long terme pour les décisions stratégiques. Oumaima Khaled Page 15

24 2.6. Mesure de la flexibilité De nombreux articles mettent l'accent sur la mesure de la flexibilité des systèmes de production, y compris (Browne et al, 1984), (Gupta et Goyal, 1989), (Sethi et Sethi, 1990), (Dixon, 1992), (Gupta et Somers, 1992), (Gupta, 1993), (Berry et Cooper, 1999), (D'Souza et Williams, 2000), (Phillips et Tuladhar, 2000) et (Koste et al, 2004). Les mesures de flexibilité sont également incorporées dans des systèmes plus larges de mesure du rendement (Neely et al, 1995) ; (Neely, 2005). Malgré cette attention, les mesures de la flexibilité sont difficiles à exprimer et souvent critiquées pour les raisons suivantes : Les mesures sont subjectives et manques de généralité (Gerwin, 1993); (Kosteet al., 2004). La flexibilité est multidimensionnelle: être flexible dans une dimension ne signifie pas nécessairement que toute l'entité est flexible. Par conséquent, on peut dire que deux systèmes sont flexibles sous différents angles. La littérature qui tente de mesurer la flexibilité de la Supply Chain n'est pas suffisante jusqu'aujourd'hui. Les travaux existants classent les études en deux catégories. Les études qui évaluent les dimensions "fermes" (Beamon, 1999;. Giachetti et al, 2003) et autres pour les dimensions "souples" (Gupta et Nehra, 2002; Pujawan, 2004). Les facteurs fermes sont directement mesurables, par exemple, la mesure de la capacité à faire face aux variations des coûts, des niveaux de stock, les délais, les pertes de ventes et le profit. Tandis que les facteurs souples tels que la flexibilité dans les relations horizontales et verticles, sont généralement définis à l'aide des échelles de Likert et à travers les opinions des experts en Supply Chain management. Bien que ces études fournissent des contributions utiles, elles peuvent également être critiquées pour incorporer seulement un nombre limité de composants et fournir des détails insuffisants sur la façon dont elles peuvent être appliquées dans la pratique. Jusqu'à ce qu'il soit possible de mesurer la flexibilité des chaînes logistiques d'une manière adéquate, il est difficile de la gérer ou de comparer la flexibilité d'une Supply Chain avec une autre. Par conséquent, des mesures plus complètes et objectives de la flexibilité sont nécessaires, un point de vue partagé par (Gunasekaran,1999), (Vickery et al.,1999), (Lummus et al., 2003) et (Lummus et al., 2005) Conclusion De profondes contributions ont été faites au niveau de la définition de la flexibilité et du classement de ses dimensions. Néanmoins, il existe une pénurie au niveau des modèles qui proposent des mesures adéquates et généralistes du degré de flexibilité désiré afin de pourvoir concevoir des stratégies et des plans à mettre en place qui rendent une entreprise flexible. Oumaima Khaled Page 16

25 Chapitre 3 -Levier source d'approvisionnement- Oumaima Khaled Page 17

26 3.1. Introduction Le problème de sélection de fournisseurs a été largement étudié dans la littérature scientifique. Le premier scientifique qui s'intéressait à ce problème était Gary Dickson (Dickson, 1966). Il a défini le problème de sélection de fournisseurs comme suit : "The vendor selection problem is associated with deciding how one vendor should be selected from a number of potential alternatives." Dans notre cas, nous adoptons cette définition et nous nous intéressons plus particulièrement à l'évaluation du nombre optimal de fournisseurs qu'on doit avoir afin de mitiger le Supply risque qui représente le fait d avoir des coûts d'achat stochastiques. Le but de notre travail est de démontrer que le fait d'avoir plusieurs fournisseurs aide les entreprises à décider du nombre optimal de fournisseurs et de gagner en termes de coût. Nous commençons notre étude par un état de l'art sur le problème de sélection de fournisseurs et nous procédons par la suite à la modélisation mathématique Etat de l'art sur le problème de sélection des fournisseurs La complexité du problème de sélection des fournisseurs est complexe vu le nombre important de paramètres et d hypothèses à considérer La procédure de sélection des fournisseurs Pour étudier le problème de sélection des fournisseurs, on doit respecter les étapes suivantes (Al hammami, 2003) : Étape 1 : Lister l'ensemble des fournisseurs. Étape 2 : Déterminer l'ensemble des critères de sélection. Étape 3 : Évaluer les fournisseurs par rapport aux critères. Étape 4 : Proposer une méthode de sélection. Étape 5 : Décider du (des) fournisseur(s) Les critères de sélection Pour sélectionner les fournisseurs, une étude faite par (Dickson, 1966) auprès de 273 entreprises montre qu il y a plus de 50 critères utilisés par les industriels. Suite à un traitement de critères dans la même étude, seulement 23 critères ont été retenus. L'ensemble des critères a été groupé en 7 sous-ensembles : la qualité, le délai, l historique de la performance, la politique de réclamation, la capacité, le prix, et la capabilité technique. Une autre synthèse effectuée [Weber et al., 1991] a montré que les 23 critères classés par Dickson sont pratiquement les mêmes que ceux utilisés actuellement dans l'industrie. La seule différence existe au niveau de l'ordre d'importance des critères. Par ailleurs, cet ordre dépend principalement du contexte économique de chaque entreprise (secteur d'activité, la nature du produit...) Oumaima Khaled Page 18

27 Par exemple, il y a des critères utilisés aujourd'hui comme la sécurité dans les industries nucléaires et le partage des données informatisées dans l'industrie automobile qui ne sont pas cités dans les deux articles de Dickson et Weber. Une troisième classification est nécessaire pour mettre à jour l'ensemble des critères. Pour relier l'ensemble des critères aux contextes de l'entreprise, (Al hammami, 2007) a considéré que le choix d un fournisseur se fait toujours selon des critères stratégiques, techniques et économiques. Le problème de sélection des fournisseurs se situe dans l'un des contextes suivants : Contexte 1 : Première affaire (Critères stratégiques et techniques >>> critères économiques) L entreprise souhaite solliciter des fournisseurs pour une première affaire. L entreprise n a donc aucun historique concernant le(s) fournisseur(s). Dans ce cas, les critères stratégiques et techniques seront plus importants que les critères économiques. Contexte 2: Activités déjà connues (Critères économiques >>> critères stratégiques) L entreprise espère solliciter des fournisseurs pour réaliser des activités qu ils connaissent déjà. Dans ce cas, les critères techniques sont considérés maîtrisés, et les critères économiques seront plus importants que les critères stratégiques Les approches de sélection Dans notre étude de l'art sur le problème de sélection de fournisseurs nous avons classé les approches ou modèles de sélection de fournisseurs comme suit : Oumaima Khaled Page 19

28 Tableau 3 : Approches de sélection des fournisseurs Méthodes élémentaires La méthode de la somme pondérée [Timmerman 1986] Méthodes d optimisation mathématique Goal programming [Chaudhry et al. 1991] La programmation Mixte [Bender et al. 1985] [Current et Weber 2003] [ La programmation mathématique à objectifs multiples Méthodes d aide à la décision multicritère La méthode AHP (Analytic Hierarchic Process) [Narasimhan 1983] [Nydick et Hill 1992] [Tam et Tummala 2000] La méthode ISM (Imterpretive Structural Modelling) [Mandal et al. 1994] Méthodes basées sur les coûts Activity Based Costing (ABC) [Degraeve et Roodhooft 1998] Total Cost of Ownership [Degraeve et al. 2000] Méthodes basées sur les techniques statistiques Analyse en Composante Principales [Petroni et Braglia 2000] Analyse statistique [Mummalaneni et al. 1996] Méthodes basées sur le calcul de la quantité économique de commande Autres méthodes [Lee et Rosenblatt 1986] [Hwang et al. 1990] [ Une combinaison de la méthode de la somme pondérée et de la technique de simulation Monte Carlo [Thompson 1990]. Modèles de jugements humains (human judgments models) [Patton 1996] Réseaux de neurones [Siying et al., 1997] Nous remarquons que la plupart des modèles pour le traitement du problème de sélection des fournisseurs sont soient des articles conceptuels, soient des modèles de programmation linéaire mixte traités avec une vision de gestion de stock visant à minimiser le coût de sélection, de stockage et de rupture. Afin de mieux expliciter la répartition des approches utilisées pour traiter le problème de sélection de fournisseurs, nous considérons les articles présentés dans (Weber et al., 1991). Nous constatons que parmi les 74 articles, 33 articles sont conceptuels, 20 articles présentent des modèles mathématiques basés sur la programmation linéaire, la programmation linéaire mixte, le goal programming, 14 articles présentent des modèles basés sur le calcul de la quantité économique de commande (Economic Order Quantity),et les autres articles présentent des modèles divers (AHP, analyse statistique ). Cette répartition est récapitulée dans le tableau ci-après. Oumaima Khaled Page 20

29 Tableau 4 : Répartition des approches de sélection de fournisseurs Hypothèses dans un modèle de sélection des fournisseurs Les modèles de sélection des fournisseurs varient en fonction : 1. de la nature des informations. On distingue : a. Les problèmes déterministes b. Les problèmes stochastiques 2. de la capacité des fournisseurs. On distingue : a. Les problèmes où les fournisseurs ont des capacités finies b. Les problèmes où les fournisseurs ont des capacités infinies 3. du nombre de fournisseurs à sélectionner. On distingue : a. Les problèmes de sélection d un seul fournisseur (monosourcing) b. Les problèmes de sélection de plusieurs fournisseurs (multisourcing) 4. de la structure des coûts du (des) produit(s). On distingue : a. Les coûts ayant une structure linéaire b. Les coûts non linéaires (par exemple : dans les cas où des rabais sont possibles) 5. du nombre de produits. On distingue : a. Les problèmes de sélection des fournisseurs pour l acquisition d un seul produit. b. Les problèmes de sélection des fournisseurs pour l acquisition de plusieurs produits. L'ensemble de ces hypothèses est synthétisé dans la figure 4 suivante : Oumaima Khaled Page 21

30 Variables d un modèle de sélection de fournisseurs Natures de la demande Capacités des fournisseurs Nombre de fournisseurs à sélectionner Structure des couts Nombre de produits Déterministes Capacités finies Seul fournisseur (mono-sourcing) Coûts aléatoires Un seul produit Stochastiques Capacités infinies Plusieurs fournisseurs (Multi-sourcing) Coûts linéaires Plusieurs produits Coûts avec rabais Figure 4 : Hypothèses dans un modèle de sélection des fournisseurs Selon la classification présentée ci-dessus, le nombre de problèmes de sélection des fournisseurs que nous pouvons imaginer est 25 = 32 problèmes. Il est clair que nous ne pouvons étudier dans le cadre de ce travail toutes les variantes. Nous nous intéressons particulièrement à l analyse des problèmes les plus couramment étudiés et nous donnons les lignes directrices pour le traitement des autres catégories de problèmes Approche d'évaluation du levier "Avoir plusieurs fournisseurs" Le but de cette section est de proposer un modèle permettant de montrer que le faite d'avoir plusieurs fournisseurs permet à l'entreprise de gagner en termes des coûts et d'arriver à exprimer le nombre optimal de fournisseur avec le minimum coût possible. Les coûts sont composés des coûts d'achat, des coûts fixes et des coûts administratifs d'établissement de contrat Algorithme d'évaluation Le principe de notre modèle est de calculer le coût d avoir plus qu un seul fournisseur pour mitiger le supply risque. Pour çela, on a étudié un modèle dérivé du modèle de (C. Tang, B. Tomlin 2008). Ce dernier propose de montrer que dans le cas où on a des coûts d'achat stochastiques, on peut démontrer suite à des calculs de probabilité que la fontion coût est convexe croissante en nombre de fournisseurs. Les hypothèses retenues (tableau 4) ne traduisent pas l'image réelle de ce qui se passe sur terrain dans les industries. Donc afin de se rapprocher de la réalité, on a retenu quelques hypothèses, modifié et ajouté d'autres (tableau 5). Oumaima Khaled Page 22

31 Hypothèses On se propose d'étudier la relation entre les coûts et le nombre de fournisseurs dans le cas où on a des coûts unitaires d'achat stochastiques discrets (c1 = 6, c2 = 7 ou c3 = 8 avec une probabilité égale à 1/3 (J. Burke et al. 2007)). Dans notre modèle, on considère que notre demande D est constante sur un horizon de temps et qu'on a N fournisseurs potentiels avec des capacités différentes cap. On tient compte aussi des coûts fixes cf i propres pour chaque fournisseur i.et des coûts administratifs ca qui représentent les coûts d'établissement des contrats avec les fournisseurs. Tableau 5: Différence entre le modèle de C. Tang et B. Tomlin (2008) et le modèle étudié Modèle de C. Tang, B. Tomlin (2008) Modèle étudié Avoir N fournisseurs avec un coût variable Ci (i=1..n) qui suit la loi de Bernoulli, uniforme ou exponentielle. Demande constante Chaque fournisseur a la capacité de répondre à la demande de l usine On s approvisionne au près d un seul fournisseur ayant le moindre coût. On ne tient pas compte des coûts administratifs C(n) = c1 + pn (ch-c1) Avoir N fournisseurs avec un coût d approvisionnement variable C1 = 6, C2= 7 et C3= 8 avec une probabilité 1/3 (J. Burke, E. Carrillo, J. Vakharia 2007) Demande constante On peut avoir un fournisseur qui n est pas capable de répondre à la demande On a la possibilité de s approvisionner au près de plus qu un seul fournisseur On tient compte des coûts fixes (cf i ) qui dépendent de fournisseur i Coût N = E min i c1,.., cn + c f i + N ca avec au moins un fournisseur capable de répondre à la demande Principes Le principe d'évaluation est de générer les scénarios possibles qui sont au nombre de 3 N et pour chaque scénario, il suffit de choisir le fournisseur qui nous offre le coût d'achat minimum et de répéter la même procédure pour tous les scénarios afin de calculer le coût d'achat moyen. Au final, le coût total compte tenu des coûts fixes et des coûts administratifs sera égal à Coût N = E min i c1,.., cn + c f i + N ca On s'approvisionne toujours auprès du ou des fournisseurs qui nous offrent le moindre coût et répondent à notre demande D. Oumaima Khaled Page 23

32 Algorithme Répéter {j=0 pour i= l,..,y: Etape 1: Procédure de génération des scénarios (M = 3^N et Y=M/3) pour i=l+ Y +l,.., l+2*y pour i=l+2*y+1,,l+3* Y: j=j+1;y=y/3;l=l+3*y Fin pour } Jusqu à (j<n) et (l<m) co [i][j] = c1 co[i][j] = c2 co[i][j] = c3 Le paramètre M représente le nombre de scénarios possibles. Le résultat de la première procédure fournit une matrice des coûts d'achat générés aléatoirement (figure 5) Figure 5 : Matrice des coûts d'achat (Cas N=2, c1=5, c2=10, c3=15) pour i=1..m pour j=1..n Etape 2: Classer les coûts[i][j] en ordre croissant avec (i=1,..,m et j=1,..,n) en gardant en mémoire l ordre des fournisseurs C[i] [j] = min j { co[i] [j] } Oumaima Khaled Page 24

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