Optimisation de tournées : état de l’art
Introduction à l’optimisation de tournées
L’optimisation de tournées s’adresse à tous ceux qui doivent se déplacer entre plusieurs sites tout en ayant des contraintes et qui souhaitent optimiser leurs trajets. Pour les entreprises qui ont une flotte de véhicules se déplaçant entre les fournisseurs, les entrepôts et les clients ou même le particulier qui doit rendre visite à plusieurs amis sur une même journée, tous veulent optimiser le temps passé sur le trajet tout en rencontrant ses objectifs de performances au moindre coût (toutes les livraisons et collectes sont faites dans les temps ou encore tous les amis ont été vus au bon moment). Cependant le problème n’est pas toujours si facile à évaluer. En effet, plus on ajoute de contraintes ou d’éléments et plus il devient complexe de donner une réponse immédiate ou même de le calculer de tête pour l’humain (imaginez 150 amis à voir la même journée avec chacun des contraintes spécifiques) ! Pour les entreprises, ça implique la gestion de plusieurs véhicules, de nombreux clients, de plages horaires de disponibilité pour chacun, mais aussi de répondre au défi du dernier km et de s’adapter au trafic en temps réel …
Si le sujet est considéré comme un enjeu stratégique, c’est parce qu’il permet de minimiser les coûts associés (distances, véhicules, chauffeurs) et d’améliorer l’efficacité des tournées de véhicules actuelles tout en réalisant des gains environnementaux, de qualité de service ou de qualité de vie au travail. L’utilisation d’outils mathématiques puissants permet aussi de faire davantage de permutations de plannings que de façon manuelle et assure une meilleure répartition des ressources. Cela permet aussi de générer des plannings rapidement et de dégager des éléments de compréhension pour prévoir le changement comme l’anticipation du passage aux véhicules électriques par exemple.
Contexte actuel de la gestion des tournées
Les problèmes d’optimisation de tournées sont confrontés aux défis modernes et doivent s’adapter aux besoins actuels. À l’origine, l’optimisation de tournées s’intéressait à réduire le nombre de km parcourus pour se déplacer entre plusieurs clients (et c’est déjà un bon premier gain). Toutefois au fur et à mesure que nos besoins évoluent, les études et les modèles se multiplient pour y répondre : Ils ont ainsi intégré des problématiques comme des flottes hétérogènes (dans le cas de véhicules avec des formats différents), le respect de fenêtre de temps (le client ne peut réceptionner ou livrer qu’à certains moments en fonction de ses propres ressources ou encore tenir compte des horaires de travail des chauffeurs), l’optimisation pour des véhicules électriques, le cas de véhicules partagés (dans des systèmes de covoiturage par exemple), la multiplication des dépôts …
Par ailleurs ces spécifications sont nécessaires car elles permettent d’adresser un contexte plus large encore comme la croissance du e-commerce, l’augmentation de la demande au sein d’une société de consommation, la rapidité de la réponse qui est attendue pour rester concurrentiel et les préoccupations environnementales qui préconisent de préserver nos ressources. Toutes ces raisons et changements sociaux poussent les entreprises comme la recherche à explorer les solutions d’optimisation de tournées de plus en plus spécifiques (pour véhicules électriques, avec fenêtre de temps, avec dépôt …).
Les technologies clés
Pour répondre au défi de l’optimisation de tournées, on distingue plusieurs méthodes mathématiques qu’on peut diviser en 2 catégories (en vous épargnant les détails) :
- Les méthodes exactes qui vont indiquer la meilleure solution au problème défini mais qui sont limitées à des problèmes de plus petite échelle (max 200 clients si vous espérez une réponse dans un temps raisonnable). Pour les curieux, ça inclut les méthodes de programmation dynamique, de programmation par contraintes et des algorithmes comme les branch & bound / brand & cut / branch & price.
- Les méthodes heuristiques et méta-heuristiques (qui combinent intelligemment des heuristiques subordonnées pour l’exploration et l’exploitation) qui vont proposer une solution proche de l’optimal et qui ne sont pas affectées par une limite de taille au problème. Elles permettent de proposer une solution acceptable plus rapidement à un problème spécifique en un nombre restreint d’itérations.
Ces méthodes d’optimisation combinées à des technologies comme les applications mobiles, l’IOT et l’intelligence artificielle permettent d’accélérer l’optimisation des tournées et de produire des modèles de plus en plus complexes qui intègrent davantage de données et de contraintes et qui peuvent permettre l’intégration en temps réels de nouveaux éléments.
Concrètement, les entreprises ont désormais à disposition des outils qui les appuient sur la gestion des tournées de véhicules comme :
- Les systèmes de gestion de flotte (FMS) qui permettent le suivi des véhicules en temps réel grâce à des dispositifs GPS et la gestion des conducteurs en relevant la conduite agressive, les temps de conduite, le niveau de sécurité routière. Ces systèmes intègrent aussi la maintenance des véhicules (planification, prévention) pour réduire les temps d’arrêt imprévus et prolonger la durée de vie des véhicules. Ils contribuent à optimiser les coûts liés à la flotte, tels que la consommation de carburant, les coûts d’entretien et les coûts de main-d’œuvre. Ces systèmes fournissent aussi des rapports et des analyses détaillés sur les performances de la flotte, ce qui permet aux entreprises de prendre des décisions plus éclairées.
- Les systèmes de gestion des tournées (TMS) qui prennent en charge la planification et l’optimisation des tournées au sens d’itinéraires pour chaque chauffeur tout en assurant un suivi en temps réel afin de s’adapter aux imprévus et de fournir des mises à jour en temps réel aux clients. Il contribue à la gestion des tournées des chauffeurs en les informant des détails des livraisons, en collectant des informations sur les livraisons réussies et en faisant un suivi et une analyse des performances des tournées.
En résumé, un FMS se concentre sur la gestion globale d’une flotte de véhicules, tandis qu’un TMS se concentre sur la planification et l’optimisation des itinéraires et des tournées pour la livraison ou le service. Les deux systèmes contribuent à la gestion efficace des opérations de transport et de logistique en permettant aux planificateurs de gagner en visibilité grâce à un support d’aide à la décision et aux personnes réalisant les tournées (techniciens, chauffeurs, infirmiers …) d’avoir un plan de tournée clair qui leur permet d’être efficace et de diminuer le temps de trajet.
Exemple d’application
Imaginons un distributeur qui doit alimenter ses magasins à partir de plusieurs entrepôts dans une région donnée. Il dispose d’un certain nombre de chauffeurs pour réaliser les approvisionnements de ses magasins. Son objectif est de minimiser les coûts associés aux tournées de véhicules tout en assurant un haut niveau de service pour ses magasins pour répondre à la demande exigeante de ses clients. Dans ce cas, il doit faire face à plusieurs contraintes :
Les contraintes internes à sa flotte
- Le nombre de camions disponibles
- Les capacités de chaque véhicule
- L’autonomie kilométrique
- Les compétences de chaque chauffeur
Les contraintes relatives à ses magasins (externes à la flotte)
- Horaires pour la collecte ou la réception
- Les contraintes relatives au type de produit (frais, fragile …)
Les contraintes réglementaires pour les chauffeurs
- La durée des shifts
- Le placement des pauses
- Le nombre d’heures consécutives de conduite
Les contraintes externes
- Le trafic routier
- Le défi du dernier km (à partir du dernier entrepôt, réussir à rejoindre le particulier efficacement, ce qui est souvent le plus coûteux)
- Accessibilité des zones
- Les ruptures de charge
L’utilisation de supports d’optimisation de tournée lui permettra d’obtenir entre autres un planning de tournée pour chaque chauffeur et camion qui respecte les contraintes mentionnées. Cela peut l’aider à dimensionner ses ressources (le nombres de véhicules à acheter, le nombre de chauffeurs à employer). S’il a de nombreux magasins ou entrepôts, le distributeur a tout intérêt à se munir de logiciels d’optimisation de tournées qui lui permettront de réaliser des gains à l’échelle de son réseau de distribution tout en gagnant le temps de la planification en l’automatisant. Cela lui permettra aussi de diminuer les risques liés aux imprévus techniques ou routiers grâce à la gestion préventive des maintenances et à l’intégration en temps réel du trafic routier.
D’autres configurations bénéficient aussi de l’usage de ces outils, par exemple :
- Une entreprise de plomberie qui doit répartir les interventions entre ses collaborateurs
- Un réseau d’infirmiers qui doit répondre aux demandes de consultation des patients à domicile
- Une entreprise qui envisage de transitionner sa flotte actuelle vers des véhicules électriques
- …
Conclusion et perspectives
L’optimisation de tournées de véhicules est donc un atout de taille pour les entreprises qui souhaitent améliorer la gestion de leur flotte et les coûts associés. C’est aussi un bon outil pour anticiper les transitions nécessaires pour répondre à la demande croissante (en termes de rapidité et de e-commerce) et aux enjeux écologiques. C’est aussi un véritable support d’aide à la décision pour répondre aux enjeux stratégiques de conception, dimensionnement et efficacité des flottes de transport. Les outils sont conçus spécifiquement pour répondre à des besoins précis et continuent d’évoluer pour s’adapter aux contraintes du marché.
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Sources :
Article scientifique:
Sites spécialisés :
L’Optimisation de Tournées (faq-logistique.com)
Éditeurs de solutions :
Vickie
Consultante