Stage de recherche en informatique, recherche opérationnelle et génie industriel à Pau H/F - CESI

Description

Titre : Développement d'une plateforme d'optimisation collaborative pour la combinaison du Problème de Tournées de Véhicules (VRP) et Problème de Bin Packing à l'Aide de Métaheuristiques Distribuées.Domaines scientifiques : Informatique, Recherche opérationnelle, Génie industriel.Mots clés : Logistique, Optimisation combinatoire, Simulation. Travaux de Recherche

Stage résumé :

En tant que stagiaire, vous aurez pour mission de fusionner deux programmes existants dédiés à résoudre des problèmes d'optimisation complexes. Le premier programme aborde le défi du Bin Packing, tandis que le second se concentre sur le problème des Tournées de Véhicules (VRP), utilisant des métaheuristiques pour des solutions efficaces. L'objectif ultime de votre travail sera de créer un mécanisme de communication fluide entre ces deux agents, aboutissant à un optimum global prenant en compte les contraintes simultanées des deux problèmes. Projet de stage

Contexte scientifique :

De nombreux outils d'aide à la conception de systèmes de production industriels ont été développés. Certains s'appuient sur des modèles d'optimisation, sur des systèmes d'aide à la décision ou sur la simulation [1]. Ils abordent l'analyse des systèmes complexes comme la production, maintenance et la distribution, ... [2,3] et ils se concentrent sur l'analyse de la performance sous ses divers aspects (excellence opérationnelle, fiabilité, efficacité énergétique...). La conception des systèmes logistiques efficaces nécessite l'utilisation de modèles et d'algorithmes pour l'optimisation développés spécifiquement pour ces systèmes, dans un contexte dynamique et incertain.

Dans le domaine de la logistique et l'optimisation des processus, les problèmes comme problème du bin packing et le VRP "Problème de Tournées de Véhicules » présentent un défi complexe" [4,5,6]. Ce travail de recherche impliquera la conception et la mise en œuvre d'une plateforme logicielle, permettant l'intégration et l'interaction de différentes métaheuristiques. Un protocole de communication sécurisé et efficient sera développé pour faciliter l'échange d'informations entre les agents. Des expérimentations seront menées sur des instances du VRP, en mettant l'accent sur la mesure de la qualité des solutions obtenues et sur les gains de performance par rapport aux approches traditionnelles [7].

Sujet de stage :

L'objectif principal de ce travail sera de développer un modèle d'optimisation et de simulation pour améliorer l'efficacité de la chaîne de distribution de marchandise. Ce projet de recherche vise à fusionner deux programmes développés précédemment pour résoudre des problèmes d'optimisation complexes. Le premier programme est dédié à la résolution du problème de Bin Packing, tandis que le second s'attaque au problème du Tournées de Véhicules (VRP) en utilisant différentes métaheuristiques pour trouver des solutions efficaces [8]. L'objectif principal de cette fusion est de permettre une communication efficace entre les deux agents, afin d'atteindre un optimum global qui prend en compte les contraintes des deux problèmes simultanément. Ces méthodes et modèles pourront être applicables dans le domaine de l'industrie, des mobilités, la santé ou/et de la ville intelligente.

Programme de travail :

1. Etude bibliographique sur les méthodes de recherche opérationnelle pour le problème de VRP et le Bin Packing.

2. Compréhension et appropriation des programmes existants dans la revue littérature.

3. Implémentation, adaptation et fusion des différents programmes existants.

4. Simulation, Tests et analyses des résultats.

5. Synthèse des résultats, limites de l'étude et perspectives de recherche future.

Production scientifique/technique attendue :

Les retombées de vos investigations auront un impact majeur sur l'optimisation des chaînes de distribution, apportant des bénéfices tangibles aux secteurs de l'industrie, des transports et des villes intelligentes. En participant à cette mission au sein d'un environnement professionnel dynamique et agile, vous aurez l'occasion de collaborer avec d'autres jeunes chercheurs. De manière significative, cette expérience unique vous offrira la possibilité de co-signer une publication scientifique, mettant en valeur votre contribution exceptionnelle au progrès des connaissances dans le domaine. Ce stage vous permettra notamment de développer les compétences suivantes :
• Maitrise des méthodes de recherche opérationnelle existantes,
• Capacité d'analyse et de synthèse,
• Maitrise avancée de la programmation (Python),
• Communication.

Présentation du laboratoire :

CESI LINEACT (UR 7527), Laboratoire d'Innovation Numérique pour les Entreprises et les Apprentissages au service de la Compétitivité des Territoires, anticipe et accompagne les mutations technologiques des secteurs et des services liés à l'industrie et au BTP. La proximité historique de CESI avec les entreprises est un élément déterminant pour nos activités de recherche, et a conduit à concentrer les efforts sur une recherche appliquée proche de l'entreprise et en partenariat avec elles. Une approche centrée sur l'humain et couplée à l'utilisation des technologies, ainsi que le maillage territorial et les liens avec la formation, ont permis de construire une recherche transversale; elle met l'humain, ses besoins et ses usages, au centre de ses problématiques et aborde l'angle technologique au travers de ces apports.

Sa recherche est organisée selon deux équipes scientifiques interdisciplinaires et deux domaines applicatifs.

L'équipe 1 "Apprendre et Innover" relève principalement des Sciences cognitives, Sciences sociales et Sciences de gestion, Sciences et techniques de la formation et celles de l'innovation. Les principaux objectifs scientifiques visés sont la compréhension des effets de l'environnement, et plus particulièrement des situations instrumentées par des objets techniques (plateformes, ateliers de prototypage, systèmes immersifs...) sur les processus d'apprentissage, de créativité et d'innovation.

L'équipe 2 "Ingénierie et Outils Numériques" relève principalement des Sciences du Numérique et de l'Ingénierie. Les principaux objectifs scientifiques portent sur la modélisation, la simulation, l'optimisation et l'analyse de données de systèmes cyber physiques. Les travaux de recherche portent également sur les outils d'aide à la décision associés et sur l'étude des interactions humains-systèmes notamment à travers les jumeaux numériques couplés à des environnements virtuels ou augmentés. Ces deux équipes développent et croisent leurs recherches dans les deux domaines applicatifs de l'Industrie du Futur et de la Ville du Futur, soutenues par des plateformes de recherche, principalement celle de Rouen dédiée à l'Usine du Futur et celles de Nanterre dédiée à l'Usine et au Bâtiment du Futur. Positionnement dans les thématiques de recherche du laboratoire Ce sujet de stage s'intègre dans l'axe « Gestion et décision » de l'équipe 2 « Ingénierie et Outils Numériques ».

Organisation de la thèse/stage :

Financement : CESI

Lieu de travail : CESI école d'ingénieurs, campus de Pau Assat.

Date de démarrage : A partir du 01 Mars 2024

Durée : 5 – 6 mois

Votre Recrutement :

Modalités : sur dossier et entretien : envoyer par e-mail, avant le 11 février 2024, le dossier composé des pièces suivantes :

• CV et lettre de motivation.
• Dernier relevé de notes.

Contacts : Yousra EL KIHEL ) Ghita Bencheikh )

Vos compétences : La personne recrutée possédera des compétences dans le domaine du génie industriel et/ou ou Software engineering, maîtrise des outils de modélisation et de simulation des systèmes du pilotage des processus et/ou de la mise en œuvre des démarches de progrès. Des connaissances sur la simulation et la supervision en ligne des systèmes complexes seront très appréciées.

Ce stage vous permettra notamment de développer les compétences suivantes :

• Maitrise des méthodes de recherche opérationnelle existantes
• Capacité d'analyse et de synthèse
• Maitrise avancée de la programmation (Python)
• Communication.