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Développement d'une méthodologie systématique de conception des cours à bois

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2020
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Les cours à bois jouent un rôle essentiel dans le bon fonctionnement de la chaîne d'approvisionnement forestier. La performance des opérations d'une cour est étroitement liée à sa conception. Le problème de conception des cours à bois a attiré peu d’attention dans le milieu scientifique bien que les recherches provenant d’autres secteurs industriels aient démontré l’importance stratégique des entrepôts sur les activités et la rentabilité économique des entreprises. Par conséquent, il existe un besoin de recherche dans cet environnement complexe pour la création d’une approche systématique visant à concevoir des cours à bois performantes en tenant compte de leurs conditions opérationnelles. Cette thèse vise à développer une méthodologie systématique de conception des cours à bois afin d’accroitre la performance de la chaîne d’approvisionnement forestier. Dans un premier temps, les pratiques actuelles de conception, de gestion et d’opérations réalisées dans les cours à bois ont été documentées. Des données détaillées sur la superficie, l’approvisionnement, les ressources humaines et machines, la gestion des inventaires et la performance ont été collectées au moyen de questionnaires personnalisés auprès de 38 des plus grandes usines de sciage SEPM au Québec. Ces données ont été complétées et clarifiées par des visites de sites et des entrevues avec les gestionnaires des cours à bois. Les résultats ont confirmé le besoin d’un guide de conception dans le milieu pratique et ont démontré une hétérogénéité des conditions opérationnelles des cours à bois. Une analyse des données obtenues nous a permis d’identifier les inhibiteurs de leur gestion et des opérations (saisonnalité de l’approvisionnement, forme de la cour, revêtement en terre battue). Par la suite, les données du sondage ont servi à comparer l’efficience technique des cours à bois et de leurs opérations. Une approche Data Envelopment Analysis (DEA) a permis d’identifier des sources d’inefficience en utilisant la superficie, le nombre de machines et le nombre d’employés en intrants, ainsi que le volume annuel en extrant au modèle. La moyenne d’efficience technique des cours sondées est de 62 % sous hypothèse de rendements d’échelle constants et de 81 % sous hypothèse de rendements d’échelle variables. L’inefficience des cours à bois est liée au rendement d’échelle (23 %) et à la consommation de ressources (19 %). Les résultats d’efficience ont été comparés au contexte opérationnel de la cour représentée par : le nombre de tris, la forme de la cour et la saisonnalité d’approvisionnement. Cette analyse a permis d’identifier deux pratiques (vieil équipement et revêtement en terre battue) qui influencent le plus la performance des cours à bois en tenant compte de leur contexte opérationnel. Finalement, une approche prenant en compte la saisonnalité de l’approvisionnement forestier dans les démarches de conception des cours à bois a été proposée. Cette approche bonifie la méthode de conception statique développée par Hampton dans les années 1980. La bonification permet d’adapter la conception de la cour aux conditions saisonnières d’approvisionnement en déterminant les saisons d’opérations et en intégrant des décisions flexibles de conception (capacité supplémentaire, ressources additionnelles, ressources flexibles). La démarche d’évaluation de la performance des scénarios proposés a également été bonifiée par l’application de la simulation à évènements discrets. L’applicabilité de la méthode est démontrée à l’aide d’un cas d’une cour existante dans la province de Québec au Canada.
Log yards play an essential role in the proper functioning of the forest supply chain. The performance of log yard operations is closely related to its design. Log yard design and operations have not been thoroughly represented in the scientific literature although research in other industrial sectors have demonstrated the strategic importance of warehouses to the activities and economic profitability of an enterprise. There is a need for research into this complex environment in order to and establish a systematic approach for designing efficient log yards considering their operational conditions. This thesis aims to develop a systematic log yard design methodology for improved forest supply chain efficiency. In the first part of this thesis, the current practices of log yard design, management and operations were documented. Detailed data on the area, supply, human and machine resources, inventory management and performance were collected using personalized questionnaires from the 38 largest softwood sawmills in Quebec, Canada. Data and information from the questionnaire were completed and validated by site visits and interviews with log yard managers. The results confirmed the need for a design guide in the practical environment and demonstrated the heterogeneity in operational conditions of log yards. An analysis of the obtained data allowed us to identify the crucial inhibitors of their management and operations (seasonality of wood supply, shape of the yard and unpaved surface). In the second part of the thesis, the survey data was used to compare the technical efficiency of log yards and their operations. Data Envelopment Analysis (DEA) was used to identify the sources of log yard inefficiency using the surface area, the number of machines and the number of employees as inputs, and the annual volume as outputs of the model. The average technical efficiency of the log yards is 62 % under constant returns to scale and 81 % under variable returns to scale. The overall inefficiency of the yards can be associated with the scale inefficiency (23 %) and the resource consumption (19 %). The efficiency scores were compared to the operational context of the yard represented by the number of sorts, the shape of the yard and the seasonality of log supply. This analysis allowed us to identify two practices that had the most influence on yard performance (old equipment and unpaved surface). Finally, in the third part of the thesis, an approach is proposed to take into account the seasonality of forest supply in the log yard design procedure. This approach completes the static design method developed by Hampton in the 1980s. The enhancement allows the design of the yard to be adapted to seasonal supply conditions by determining the operating seasons and integrating flexible design decisions (additional capacity, additional resources, and flexible resources). The process of evaluating the performance of the proposed scenarios was also enhanced by the application of discrete event simulation. The method is demonstrated using the case of an existing log yard in Quebec, Canada.
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thèse de doctorat