Direction de recherche : Safia KEDAD-SIDHOUM

Co-encadrement : GICQUEL Céline

Cutting planes generation and decomposition-based approaches for solving multi-stage stochastic lot-sizing problems

Cette thèse étudie l'un des nombreux problèmes auxquels doivent faire face les entreprises industrielles lorsqu'elles gèrent leurs opérations de remanufacturing : la décision de planification de la production en situation d'incertitude. Dans un contexte de remanufacturing, la planification de la production consiste à décider des produits à désassembler, à remettre à neuf et à réassembler, du moment et du niveau de production ainsi que des ressources à utiliser afin de répondre à la demande des clients pour les produits remanufacturés de la manière la plus efficace et économique possible. Nous considérons un processus de décision à plusieurs étapes correspondant au cas où la valeur des paramètres incertains se déroule selon un processus stochastique à temps discret et où les décisions de production peuvent être prises progressivement au fur et à mesure que de plus en plus d'informations sur la demande et la réalisation des coûts sont recueillies. Le problème peut être formulé comme un programme linéaire en nombres entiers (MILP), cependant, sa résolution directe par un solveur de programmation mathématique pose quelques difficultés de calcul en pratique. Notre objectif principal dans cette thèse est donc de développer des modèles mathématiques et des algorithmes qui pourraient finalement former la base d'outils d'aide à la décision permettant aux managers industriels de planifier efficacement les activités de production pour les systèmes de production complexes de remanufacturation. Nous proposons d'abord plusieurs inégalités valides qui peuvent être utilisées pour résoudre efficacement les problèmes de taille moyenne à l'aide d'un algorithme de branchement et de coupe. Ensuite, nous étudions une approche de décomposition pour résoudre des problèmes de (très) grande taille basée sur l'approche de programmation dynamique stochastique en nombres entiers (SDDiP). Pour cette nouvelle approche, une nouvelle formulation de programmation dynamique et une stratégie de génération de coupes sont proposées.

Publications 2018-2022

• 2022
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Combining polyhedral approaches and stochastic dual dynamic integer programming for solving the uncapacitated lot-sizing problem under uncertainty”, INFORMS Journal on Computing, vol. 34 (2), pp. 1024-1041, (Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS)) (2022)
• 2021
  • F. Quezada : “Génération des coupes et approches basées sur la décomposition pour résoudre des problèmes lot-sizing stochastiques à plusieurs étapes”, soutenance de thèse, soutenance 28/10/2021, direction de recherche Kedad-sidhoum, Safia, co-encadrement : Gicquel, Céline (2021)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “New valid inequalities for a multi-echelon multi-item lot-sizing problem with returns and lost sales”, ICCL 2021: International Conference on Computational Logistics, vol. 13004, Lecture Notes in Computer Science, Enschede (online), Netherlands, pp. 192-207, (Springer) (2021)
  • J. Moraga‑Correa, F. Quezada, L. Rojo‑González, Ó. Vásquez : “The balanced dispatching problem in passengers transport services on demand”, Expert Systems with Applications, vol. 177, pp. 114918, (Elsevier) (2021)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “New valid inequalities for a multi-item multi-echelon lot-sizing problem with returns and lost sales”, IWLS 2021 - International Workshop on Lot-Sizing, online streaming, France (2021)
  • F. Quezada, E. Hyon : “A practical assessment of MDP and Stochastic Programming approach on the Stochastic Uncapacitated Lot-Sizing problem”, ROADEF2021, 22^e congrès annuel de la société Française de Recherche Opérationnelle et d’Aide à la Décision, Mulhouse (en ligne), France (2021)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “A partial nested decomposition approach for remanufacturing planning under uncertainty”, IFIP Advances in Information and Communication Technology, vol. AICT-631 (Part II), Advances in Production Management Systems. Artificial Intelligence for Sustainable and Resilient Production Systems, Nantes, France, pp. 663-672, (Springer International Publishing), (ISBN: 978-3-030-85901-5) (2021)
• 2020
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Combining polyhedral approaches and stochastic dual dynamic integer programming for solving the uncapacitated lot-sizing problem under uncertainty”, (2020)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum, D. Vu : “A multi-stage stochastic integer programming approach for a multi-echelon lot-sizing problem with returns and lost sales”, Computers and Operations Research, vol. 116, pp. 104865, (Elsevier) (2020)
• 2019
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Stochastic lot-sizing problem with remanufacturing: a dual dynamic decomposition approach”, PGMO Days, Paris, France (2019)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “A dynamic programming based decomposition approach for the stochastic uncapacitated single-item lot-sizing problem”, IWLS 2019 - 10^th International Workshop on Lot sizing, Paris, France, pp. 73-77 (2019)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “A Stochastic Dual Dynamic Integer Programming for the Uncapacitated Lot-Sizing Problem with Uncertain Demand and Costs”, Proceedings of the Twenty-Ninth International Conference on Automated Planning and Scheduling, Berkeley, United States, pp. 353-361, (AAAI Press) (2019)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Stochastic dual dynamic integer programming for a multi-echelon lot-sizing problem with remanufacturing and lost sales”, CODIT 2019- 6^th IEEE International Conference on Control, Decision and Information Technologies, Paris, France, pp. 1254-1259, (IEEE) (2019)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Stochastic uncapacitated single-item lot-sizing problem: a dual dynamic decomposition approach”, ROADEF 2019 - 20^e congrès de la société Française de Recherche Opérationnelle et d’Aide à la Décision, Le Havre, France (2019)
• 2018
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Stochastic lot-sizing for remanufacturing planning with lost sales and returns”, IWLS 2018 - 9^th International Workshop on Lot sizing, Ubatuba, Brazil (2018)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Valid inequalities for solving a stochastic lot-sizing problem with returns”, ISMP 2018 - 23^rd Symposium on Mathematical Programming, Bordeaux, France (2018)
  • F. Quezada, C. Gicquel, S. Kedad‑Sidhoum : “Lot-sizing for remanufacturing under uncertainty: a stochastic multi-stage mixed-integer programming approach”, ROADEF 2018 - 19^e congrès de la société française de Recherche Opérationnelle et d'Aide à la Décision, Lorient, France (2018)