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présentée en vue de
l'obtention du titre de

DOCTEUR
de
L'ECOLE NATIONALE SUPERIEURE
DE L'AERONAUTIQUE ET DE L'ESPACE

ECOLE DOCTORALE : SYSTEMES
SPECIALITE : Systèmes industriels

par


Olivier TELLE


Gestion de chaînes logistiques dans le domaine aéronautique :

Aide à la coopération au sein
d’une relation Donneur d’Ordres/Fournisseur


Soutenue le 17 janvier 2003 devant la Commission d’Examen


MM. L. DUPONT Président
G. BEL Co-Directeur de thèse
Y. DALLERY Rapporteur J.P.KIEFFER RapporteurT.PISTRE
Mme C. THIERRYCo-Directrice de thèse

D. DEJEAN Membre invité
C. MERCE Membre invité
2 Remerciements


Qui ne serait pas comblé après cette simple rencontre dans un couloir ? En effet, lui ont succédé
un stage chez un sous-traitant dirigé par un laboratoire de recherche, une embauche en fin
d’étude chez un équipementier client du sous-traitant, un projet de recherche industrielle entre le
donneur d’ordres de l’équipementier et le laboratoire. Voilà comment je me retrouve aujourd’hui
a adressé plus que des remerciements, toute ma gratitude :
• à KARINE, pour m’avoir invité à la machine à café,
• à GERARD BEL et CAROLINE THIERRY pour m’avoir dirigé dans mes recherches,
• à NORBERT VOISIN et THIERRY PISTRE pour m’avoir accueilli au sein d’Airbus.


Votre sympathie, votre compétence et votre confiance me permettent aujourd’hui de remercier
Messieurs les professeurs de YVES DALLERY et JEAN PAUL KIEFFER ...
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THESE présentée en vue de l'obtention du titre de DOCTEUR de L'ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE L'AERONAUTIQUE ET DE L'ESPACE ECOLE DOCTORALE : SYSTEMES SPECIALITE : Systèmes industriels par Olivier TELLE Gestion de chaînes logistiques dans le domaine aéronautique : Aide à la coopération au sein d’une relation Donneur d’Ordres/Fournisseur Soutenue le 17 janvier 2003 devant la Commission d’Examen MM. L. DUPONT Président G. BEL Co-Directeur de thèse Y. DALLERY Rapporteur J.P.KIEFFER RapporteurT.PISTRE Mme C. THIERRYCo-Directrice de thèse D. DEJEAN Membre invité C. MERCE Membre invité 2 Remerciements Qui ne serait pas comblé après cette simple rencontre dans un couloir ? En effet, lui ont succédé un stage chez un sous-traitant dirigé par un laboratoire de recherche, une embauche en fin d’étude chez un équipementier client du sous-traitant, un projet de recherche industrielle entre le donneur d’ordres de l’équipementier et le laboratoire. Voilà comment je me retrouve aujourd’hui a adressé plus que des remerciements, toute ma gratitude : • à KARINE, pour m’avoir invité à la machine à café, • à GERARD BEL et CAROLINE THIERRY pour m’avoir dirigé dans mes recherches, • à NORBERT VOISIN et THIERRY PISTRE pour m’avoir accueilli au sein d’Airbus. Votre sympathie, votre compétence et votre confiance me permettent aujourd’hui de remercier Messieurs les professeurs de YVES DALLERY et JEAN PAUL KIEFFER d’avoir bien voulu accepter de rapporter ce travail de thèse, Monsieur le Professeur LIONEL DUPONT d’avoir pris la direction du jury, ainsi qu’à Madame la Professeur COLETTE MERCE, Monsieur DANIEL DEJEAN, Supply Chain Integration Director chez MOTOROLA et Monsieur THIERRY PISTRE, Procurement Quality and Supply Chain chez AIRBUS d’avoir accepté d’être membre du jury de cette thèse. Enfin, avouons-le, durant trois années on rencontre beaucoup de personnes à qui il serait vain de vouloir adresser un petit mot sans en oublier une grande partie. Je m’attacherai donc seulement à indiquer que j’ai vraiment apprécié à leur juste valeur l’éthique et l’amitié de Michaël, la clairvoyance et les discussions d’Etienne et le réconfort de Gérard. Je conclurai ces quelques lignes en renouvelant mes remerciements à Caroline et Gérard dont la disponibilité, l’ouverture et la franchise m’ont fait du bien, sur beaucoup de plans. 3 4 Avant propos En écrivant ce manuscrit, j'ai voulu donner la possibilité au lecteur non averti de s'imprégner de l'esprit de mes travaux sans avoir à faire une lecture intégrale du document, avec l'espoir que l'intérêt suscité le conduira à lire les chapitres écartés par une première lecture.. Dans l'esprit d'une lecture rapide du document, je lui propose de suivre les indications repérées par le signe suivant : p. xxx. Ces indications le guideront vers : Le préambule qui reprend très succinctement l'évolution d'Airbus avant de présenter l'objet de l'étude, les premiers chapitres, pour appréhender le contexte et la problématique de ce travail (§1 et §2.1), le troisième chapitre, pour découvrir l'approche proposée, la dernière partie pour avoir une présentation des réalisations effectuées. Le lecteur plus particulièrement intéressé par la description des systèmes industriels étudiés pourra se reporter au §4.1 et plus particulièrement au §4.4, s'il souhaite une présentation de l'organisation industrielle de la société Airbus. Préambule p.9 Remarque Cette organisation place donc l'analyse du système et l'état de l'art académique à deux niveaux : Dans la première partie, au niveau des chaînes logistiques pour introduire les notions d'aide à la coopération au sein des relations Donneur d'Ordres/Fournisseur. Dans la seconde partie, au niveau des systèmes industriels pour introduire les techniques scientifiques utilisées pour mettre en œuvre nos réalisations. 5 6 Table des matières REMERCIEMENTS .................................................................................................... 1 AVANT PROPOS....................................................................................................... 5 TABLE DES MATIERES............................................................................................ 7 PREAMBULE........................................................................................................... 11 PARTIE I : PROBLEMATIQUE................................................................................ 13 Chapitre 1 Contexte et Problématique.............................................................................................................. 15 1.1 Airbus......................................................................................................................................................... 15 1.2 Le développement de la logistique............................................................................................................. 18 1.2.1 Les projets logistiques d'Airbus.......................................................................................................... 18 1.2.2 La Logistique : l'enjeu industriel ....................................................................................................... 20 1.3 La problématique d’Airbus ........................................................................................................................ 22 Chapitre 2 Etat de l’art....................................................................................................................................... 25 2.1 La gestion des chaînes logistiques.............................................................................................................. 25 2.1.1 La chaîne logistique............................................................................................................................ 25 2.1.2 La gestion des chaînes logistiques...................................................................................................... 28 2.2 La coopération industrielle......................................................................................................................... 32 2.2.1 Les différentes Interprétations des notions de collaboration et de coopération .................................. 32 2.2.2 Les relations entre entreprises industrielles ........................................................................................ 36 2.2.3 Concepts sous-jacents des relations industrielles ............................................................................... 37 2.3 Aide à la décision dans le domaine du pilotage de flux ............................................................................. 39 2.3.1 Décision et Aide à la décision ............................................................................................................ 39 2.3.2 Les méthodes d'aide à la décision....................................................................................................... 42 2.3.3 Les outils de l'Aide à la décision ........................................................................................................ 44 Chapitre 3 L’approche proposée ....................................................................................................................... 48 3.1 L’analyse du besoin.................................................................................................................................... 48 3.1.1 Analyse............................................................................................................................................... 48 3.1.2 Synthèse du besoin ............................................................................................................................. 50 3.1.3 Notre approche ................................................................................................................................... 50 3.2 Principe généraux....................................................................................................................................... 51 7 3.2.1 L’outil de simulation .......................................................................................................................... 51 3.2.2 Méthodologie de mise en œuvre de l'outil.......................................................................................... 54 Résumé de la Partie I .......................................................................................................................................... 48 PARTIE II : UN OUTIL DE SIMULATION ................................................................ 60 Chapitre 4 Les systèmes industriels étudiés...................................................................................................... 62 4.1 Organisation des systèmes industriels ........................................................................................................ 62 4.1.1 L'organisation vue à travers les concepts de pilotage ......................................................................... 63 4.1.2 L'organisation vue à travers le processus de fabrication..................................................................... 64 4.1.3 Approche globale de l'organisation des systèmes industriels ............................................................. 64 4.2 Le système physique .................................................................................................................................. 66 4.2.1 Les ressources..................................................................................................................................... 66 4.2.2 Les stocks ........................................................................................................................................... 66 4.2.3 Structure des ateliers........................................................................................................................... 67 4.2.4 Les données techniques, lien entre stratégie et système ..................................................................... 68 4.3 Pilotage des systèmes industriels................................................................................................................ 69 4.3.1 La gestion prévisionelle du système industriel .................................................................................. 70 4.3.2 Méthodes de Pilotage des stocks ........................................................................................................ 73 4.4 Airbus......................................................................................................................................................... 75 4.4.1 Fabrication d'un avion ........................................................................................................................ 76 4.4.2 L'approvisionnement chez Airbus France........................................................................................... 84 4.5 Dynamique des relations DO/F .................................................................................................................. 90 Chapitre 5 Principe de modélisation ................................................................................................................. 92 5.1 L’approche multi-agents............................................................................................................................. 92 5.1.1 L’agent................................................................................................................................................ 92 5.1.2 Approche multi-agents et systèmes multi-agents ............................................................................... 94 5.2 Implémentation d'une approche multi-agents............................................................................................. 96 5.2.1 La spécificité de l’approche multi-agents en simulation .................................................................... 96 5.2.2 Les acteurs et la simulation à événements discrets............................................................................. 98 5.2.3 La gestion du temps.......................................................................................................................... 100 5.3 Le niveau de modélisation........................................................................................................................ 102 Chapitre 6 Modélisation d’une relation de la chaîne logistique.................................................................... 106 6.1 Architecture générale du modèle.............................................................................................................. 106 6.2 Au niveau de la chaîne logistique............................................................................................................. 108 6.2.1 L'agent Entreprise ............................................................................................................................ 108 6.2.2 Le système multi-agents ................................................................................................................... 110 6.2.3 Description des objets échangés ....................................................................................................... 111 6.3 Au niveau de L’entreprise ........................................................................................................................ 112 6.3.1 Le sous-agent "Système de Planification " ....................................................................................... 112 6.3.2 Le sous-agent "Système de Production"........................................................................................... 116 6.3.3 Le sous-agent "Système d’Approvisionnements"............................................................................. 124 6.3.4 Le sous-agent "Système de Distribution" ......................................................................................... 127 6.3.5 Synthèse............................................................................................................................................ 128 Chapitre 7 Gestion de la disponibilité des ressources et des produits .......................................................... 134 8 7.1 Hypothèses et notations............................................................................................................................ 135 7.1.1 Hypothèses ....................................................................................................................................... 135 7.1.2 Notations........................................................................................................................................... 136 7.2 Expression des dates de début de fabrication ........................................................................................... 138 7.2.1 Atelier mono-produit composé d'une ressource élémentaire ............................................................ 138 7.2.2 Atelier multi-produits composé d'une ressource élémentaire ........................................................... 139 7.2.3 Atelier mono-produit composé de ressources élémentaires identiques en parallèle......................... 140 7.2.4 Atelier multi-produits composé de ressources élémentaires identiques en parallèle ........................ 142 7.3 Calcul des dates de Début de Stockage des produits ............................................................................... 143 7.3.1 Flowshop mono-produit de ressources élémentaires ........................................................................ 143 7.3.2 Flowshop multi-produits d'étages identiques.................................................................................... 148 7.3.3 Flowshop mono-produit d'étages de ressources en parallèle ............................................................ 148 7.4 Spécificité du modèle macroscopique ...................................................................................................... 149 Chapitre 8 Instance Airbus de l’agent Entreprise ......................................................................................... 152 8.1 Le sous-agent Système d'Approvisionnement.......................................................................................... 152 8.1.1 Objectif............................................................................................................................................. 152 8.1.2 Structure du sous-agent .................................................................................................................... 152 8.1.3 Comportement .................................................................................................................................. 153 8.2 Génération des appels et des plans d'approvisionnements........................................................................ 154 8.2.1 Notations........................................................................................................................................... 156 8.2.2 Module de génération des ordres planifiés ....................................................................................... 156 8.2.3 Mo génération des plans d’approvisionnements ................................................................... 157 8.2.4 Module de génération des appels de livraison .................................................................................. 158 Résumé de la partie III ..................................................................................................................................... 160 PARTIE III : MISES EN ŒUVRE INDUSTRIELLES ...............................................162 Chapitre 9 Maquette informatique.................................................................................................................. 164 9.1 Construction d'un modèle......................................................................................................................... 167 9.1.1 Configuration de la chaîne logistique ............................................................................................... 168 9.1.2 Modélisation du fournisseur ............................................................................................................. 168 9.1.3 Modélisation du donneur d’ordres.................................................................................................... 172 9.2 Définition des paramètres et exécution de la simulation .......................................................................... 172 9.3 Résultats et analyse des simulations......................................................................................................... 174 Chapitre 10 Mises en œuvre pour l’aide à la définition de politiques de coopération ................................ 177 10.1 Mises en oeuvre pédagogiques............................................................................................................... 178 10.1.1 Formation avec Logilink ................................................................................................................ 178 10.1.2 Validation de comportements liés à l'utilisation de prévisions....................................................... 178 10.1.3 Concepts fondamentaux liés à la mise en place d'une production en flux tirés .............................. 190 10.2 Synthèse d'une mise en œuvre industrielle............................................................................................. 198 Résumé de la Partie IV ..................................................................................................................................... 199 CONCLUSION GENERALE....................................................................................201 9 PERSPECTIVES .....................................................................................................203 BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................................207 ANNEXES ...............................................................................................................207 Annexes I Revue de presse concernant les projets Airbus................................................................. 217 Annexe II Présentation des concepts du Supply Chain Management ................................................... 219 Annexe III Support pédagogique de sensibilisation à la simulation................................................... 221 Annexe IV Présentation type de LogiLink ............................................................................................ 223 10
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