Dans la veille technologique réalisée à ISLEAN, nous cherchons à identifier des solutions qui apportent de la valeur. Ces solutions sont parfois déjà connues et maitrisées par beaucoup ; parfois elles sont méconnues ; d’autres fois encore, on sous-estime les gains qu’elles peuvent apporter. Ces cas de figures se déclinent en autant de combinaisons entreprise-solution et c’est souvent à l’intersection de ces combinaisons que nous intervenons. Dans ce contexte, une société d’édition de logiciels d’optimisation (aussi connu sous le nom de solveur mathématique) a récemment retenu notre attention : Gurobi Optimization et nous écrivons aujourd’hui cet article en partenariat avec un de ses représentants en France, spécialiste du sujet de l’optimisation : Frédéric Baumann.
Toutes les entreprises sont des casseroles
Votre mode d’organisation est-il « optimal » ?
Optimiser… pour beaucoup nous entendons ce terme au moins plusieurs fois par semaine, certains d’entre nous avons même peut-être déjà participé à des chantiers ou des projets d’optimisation dans nos métiers ; donc a priori nous avons une bonne conception de ce que signifie « l’optimisation »… or do we ..? Car après tout admettons que le terme est galvaudé – personnellement je l’utilise indifféremment comme synonyme « d’améliorer » ou de « perfectionner »… Pourtant l’optimisation dont nous parlons aujourd’hui renvoie à un concept, une science mathématique précise : la Recherche Opérationnelle. Elle consiste à modéliser une situation, c’est-à-dire à la représenter par des fonctions mathématiques, pour l’analyser et maximiser ou minimiser une fonction de plusieurs variables tout en respectant des contraintes. Par exemple, déterminer la fonction qui donne le volume d’une casserole en fonction de sa hauteur et de son diamètre, et trouver quelle dimension doit avoir cette casserole pour maximiser le volume contenu, à surface de métal donnée (spoiler alert : sa hauteur doit être égale au diamètre divisé par deux).
Optimiser, c’est donc rechercher LA solution optimale à un problème, tout en ayant la preuve qu’il n’y en a pas de meilleure. Plus le modèle mathématique de la situation que l’on souhaite optimiser est complexe, plus il sera difficile de trouver à la main cette solution optimale. De ce point de vue, les entreprises sont toutes des “super-casseroles” : elles comptent régulièrement non pas deux variables (hauteur, diamètre), mais des millions de variables et de contraintes, si bien que beaucoup d’entre elles se contentent, parfois même en le sachant, de solutions d’organisation non optimales mais abordables car « peu coûteuses » à calculer… En réalité, ces solutions d’organisation, même non optimales, coûtent souvent cher aux entreprises, en étant par exemple l’objet de postes entiers dédiés à leur recherche (les planificateurs de production, les superviseurs de tournées, etc.) et dont le travail pourrait être orienté vers des activités à plus grande valeur ajoutée. C’est ici qu’interviennent les “optimiseurs” ou “solveurs” – dont le logiciel Gurobi fait partie – en permettant de calculer la meilleure solution, à moindre coût et parmi des milliards de possibilités d’organisations. Malgré tout, la science de l’optimisation et les optimiseurs ont beau exister depuis une quarantaine d’années, nous faisons le constat que leurs cas d’usage sont souvent méconnus.
Un cas d’usage classique ?
J’ai travaillé pour un grand groupe sur un cas classique d’optimisation logistique : celui des itinéraires de livraisons au dernier kilomètre. Le problème de mon client était simple en soi : avec des centaines de clients à livrer à domicile tous les jours, en prenant en compte ses propres contraintes et celles de ses clients (créneaux et temps de passage, ressources disponibles, capacités des véhicules …), il cherchait à minimiser les coûts de sa logistique du dernier kilomètre tout en maximisant la satisfaction de ses clients. Comme je le disais, la problématique de la livraison/collecte au dernier/1er kilomètre est aujourd’hui un classique, c’est-à-dire que :
- beaucoup de solutions existent et se développent pour répondre à ce besoin (modules de Transport Management Systems, solutions dédiées, solveurs interfaçables avec vos SI en API, etc.)
- les opérateurs de ce type de logistique ont conscience de l’existence de cette problématique et ils cherchent à la résoudre
Il y a quelques mois, j’aurais été tenté de généraliser ce deuxième et dernier constat : après tout, dans tous les secteurs d’activité, on optimise depuis longtemps, et puis les outils pour le faire eux aussi existent depuis longtemps… Pourtant deux rencontres m’ont fait changer d’avis. Celle d’abord d’un superviseur de tournées : le chef d’orchestre des livraisons au dernier km sur un des sites de mon client. Celui-ci organisait ses tournées avec deux outils : soit une carte papier, soit Google Maps. Lorsque je lui demandai quelles difficultés il pouvait avoir dans son métier, le problème de la recherche des itinéraires optimaux pour sa flotte de véhicules ne lui est jamais venu à l’esprit : « c’est simple, quand nous avons un nouveau client, je regarde qui passe par là et j’ajoute la livraison sur sa tournée s’il lui reste une capacité d’emport ». Dans le même temps, nous nous sommes aperçus que l’utilisation d’un logiciel d’optimisation pour réorganiser ses tournées pouvait lui faire gagner jusqu’à 15% sur ses coûts logistiques. Première conclusion : même pour un cas d’usage aussi classique que l’optimisation d’itinéraires, l’utilisation d’un optimiseur n’est pas une solution si évidente et partagée par tous.
Ma deuxième rencontre édifiante est celle de Frédéric Baumann, directeur commercial pour l’Europe, l’Afrique et le Moyen-Orient chez Gurobi Optimization et spécialiste du sujet de l’optimisation. Son expérience l’a amené à travailler pour de nombreux clients à travers des problématiques dont je n’aurais moi-même pas soupçonné qu’elles puissent être traitées aussi efficacement par un logiciel d’optimisation.
Quelques cas d’usage
Pour ne jamais y avoir été confronté, je pensais que les problématiques de recherche du prix optimal pour un produit n’étaient pas très compliquées : on étudie le marché pour estimer l’élasticité-prix de la demande, on se positionne selon la part de marché que l’on veut conquérir, selon la cible marketing, on fixe un prix et on fabrique ! Pourtant, pour obtenir un pricing constamment optimal, il y a beaucoup plus de paramètres et de contraintes à prendre en compte : les prévisions de vente par rapport à la demande, ses saisonnalités, la capacité de production intégrée (fournisseurs, transport, production, etc.), les outputs du processus S&OP… Bref sans être outillé, impossible de résoudre ce problème et d’assurer que le prix de vos produits est constamment optimal et vous permet de réaliser la plus grande marge possible. Un logiciel d’optimisation vous permet d’assurer cela.
Dans certains secteurs comme le nucléaire ou l’aéronautique, la formation des agents en charge des activités de maintenance/préparation/fabrication des infrastructures/engins est vitale et leur disponibilité sur le terrain pour mener ces activités l’est tout autant. L’enjeu est donc d’assurer qu’ils reçoivent les formations et certifications nécessaires dans les délais impartis tout en maximisant leur disponibilité sur le terrain. Pour résoudre ce problème, les logiciels d’optimisation sont des outils tout à fait adaptés : ils permettent de prendre en compte toutes les contraintes opérationnelles (horaires de travail des agents, délai max entre deux certifications pour conserver les habilitations, …) tout en intégrant de nombreux paramètres (distance des agents par rapport aux lieux de formation, temps de formation, …) pour maximiser la disponibilité des opérationnels en charge de l’activité.
Les compagnies aériennes sont soumises à de fortes contraintes de disponibilité de leurs avions dans l’exploitation de leur flotte mais cherchent également à minimiser leur consommation de kérosène. En proposant une solution d’organisation de l’enchaînement des vols, Gurobi a permis à Air France de diminuer sa consommation de kérosène tout en maximisant la disponibilité de ses avions en tenant compte d’une grande variété de contraintes (compatibilités des avions par rapport aux vols, échéances des opérations de maintenance, etc.)
Un enjeu pour les entreprises exploitant un parc de trains et d’assurer une utilisation maximale de leurs conducteurs tout en respectant les contraintes légales de travail, le planning des trajets des locomotives, les lieux de résidence des conducteurs, leur disponibilité, etc.. Celles qui ont adopté l’optimisation pour résoudre ce casse-tête parviennent à calculer des plannings d’affectation conducteur-locomotive optimisant l’utilisation de leurs ressources et ont gagné en réactivité devant les “aléas de production” (absence d’un conducteur, panne ou maintenance inopinée, etc.)
Les énergies renouvelables représentent une part de plus en plus importante dans la production d’électricité. Un bon point pour l’environnement qui complexifie néanmoins considérablement la gestion de la mise en relation producteur – consommateur : les modes et les sites de production se multiplient, les énergies renouvelables sont très souvent intermittentes et leur intermittence dépend de leur localisation (solaire, éolien, hydraulique, etc.) ; une véritable usine à gaz, avant même de s’intéresser aux contraintes d’exploitation de chacun des sites producteurs d’énergie (cycles de maintenance, vidage pour les barrages, cycles d’approvisionnement, etc.) et de la variabilité de la demande à l’autre bout du tuyau. En somme, pour maximiser leur marge financière dans l’exploitation de leur réseau, les gestionnaires de réseaux énergétiques doivent s’outiller, je vous laisse deviner l’outil qu’ils utilisent.
Et vous, saviez-vous que l’on pouvait faire tout cela avec l’optimisation ? Voyez-vous des applications dans votre activité ?
A ISLEAN, nous aidons nos clients à mettre en place les solutions adaptées à leurs activités pour créer demain, maintenant ; pour cela nous les accompagnons dans leurs démarches de transformation avec une posture holistique : leurs modes d’organisation, contexte humain, métiers sont autant d’éléments de complexité que nous prenons en compte pour identifier les solutions ou les outils générateurs de valeur pour leur business. N’hésitez pas à consulter notre offre en Organisation et Excellence opérationnelle pour en savoir plus.
