Solution Methods for Service Network Design with Resource Management Consideration

La gestion des ressources, équipements, équipes de travail, et autres, devrait être prise en compte lors de la conception de tout plan réalisable pour le problème de conception de réseaux de services. Cependant, les travaux de recherche portant sur la gestion des ressources et la conception de réseaux de services restent limités. La présente thèse a pour objectif de combler cette lacune en faisant l’examen de problèmes de conception de réseaux de services prenant en compte la gestion des ressources. Pour ce faire, cette thèse se décline en trois études portant sur la conception de réseaux. La première étude considère le problème de capacitated multi-commodity fixed cost network design with design-balance constraints(DBCMND). La structure multi-produits avec capacité sur les arcs du DBCMND, de même que ses contraintes design-balance, font qu’il apparaît comme sous-problème dans de nombreux problèmes reliés à la conception de réseaux de services, d’où l’intérêt d’étudier le DBCMND dans le contexte de cette thèse. Nous proposons une nouvelle approche pour résoudre ce problème combinant la recherche tabou, la recomposition de chemin, et une procédure d’intensification de la recherche dans une région particulière de l’espace de solutions. Dans un premier temps la recherche tabou identifie de bonnes solutions réalisables. Ensuite la recomposition de chemin est utilisée pour augmenter le nombre de solutions réalisables. Les solutions trouvées par ces deux méta-heuristiques permettent d’identifier un sous-ensemble d’arcs qui ont de bonnes chances d’avoir un statut ouvert ou fermé dans une solution optimale. Le statut de ces arcs est alors fixé selon la valeur qui prédomine dans les solutions trouvées préalablement. Enfin, nous utilisons la puissance d’un solveur de programmation mixte en nombres entiers pour intensifier la recherche sur le problème restreint par le statut fixé ouvert/fermé de certains arcs. Les tests montrent que cette approche est capable de trouver de bonnes solutions aux problèmes de grandes tailles dans des temps raisonnables. Cette recherche est publiée dans la revue scientifique Journal of heuristics. La deuxième étude introduit la gestion des ressources au niveau de la conception de réseaux de services en prenant en compte explicitement le nombre fini de véhicules utilisés à chaque terminal pour le transport de produits. Une approche de solution faisant appel au slope-scaling, la génération de colonnes et des heuristiques basées sur une formulation en cycles est ainsi proposée. La génération de colonnes résout une relaxation linéaire du problème de conception de réseaux, générant des colonnes qui sont ensuite utilisées par le slope-scaling. Le slope-scaling résout une approximation linéaire du problème de conception de réseaux, d’où l’utilisation d’une heuristique pour convertir les solutions obtenues par le slope-scaling en solutions réalisables pour le problème original. L’algorithme se termine avec une procédure de perturbation qui améliore les solutions réalisables. Les tests montrent que l’algorithme proposé est capable de trouver de bonnes solutions au problème de conception de réseaux de services avec un nombre fixe des ressources à chaque terminal. Les résultats de cette recherche seront publiés dans la revue scientifique Transportation Science. La troisième étude élargie nos considérations sur la gestion des ressources en prenant en compte l’achat ou la location de nouvelles ressources de même que le repositionnement de ressources existantes. Nous faisons les hypothèses suivantes: une unité de ressource est nécessaire pour faire fonctionner un service, chaque ressource doit retourner à son terminal d’origine, il existe un nombre fixe de ressources à chaque terminal, et la longueur du circuit des ressources est limitée. Nous considérons les alternatives suivantes dans la gestion des ressources: 1) repositionnement de ressources entre les terminaux pour tenir compte des changements de la demande, 2) achat et/ou location de nouvelles ressources et leur distribution à différents terminaux, 3) externalisation de certains services. Nous présentons une formulation intégrée combinant les décisions reliées à la gestion des ressources avec les décisions reliées à la conception des réseaux de services. Nous présentons également une méthode de résolution matheuristique combinant le slope-scaling et la génération de colonnes. Nous discutons des performances de cette méthode de résolution, et nous faisons une analyse de l’impact de différentes décisions de gestion des ressources dans le contexte de la conception de réseaux de services. Cette étude sera présentée au XII International Symposium On Locational Decision, en conjonction avec XXI Meeting of EURO Working Group on Locational Analysis, Naples/Capri (Italy), 2014. En résumé, trois études différentes sont considérées dans la présente thèse. La première porte sur une nouvelle méthode de solution pour le "capacitated multi-commodity fixed cost network design with design-balance constraints". Nous y proposons une matheuristique comprenant la recherche tabou, la recomposition de chemin, et l’optimisation exacte. Dans la deuxième étude, nous présentons un nouveau modèle de conception de réseaux de services prenant en compte un nombre fini de ressources à chaque terminal. Nous y proposons une matheuristique avancée basée sur la formulation en cycles comprenant le slope-scaling, la génération de colonnes, des heuristiques et l’optimisation exacte. Enfin, nous étudions l’allocation des ressources dans la conception de réseaux de services en introduisant des formulations qui modèlent le repositionnement, l’acquisition et la location de ressources, et l’externalisation de certains services. À cet égard, un cadre de solution slope-scaling développé à partir d’une formulation en cycles est proposé. Ce dernier comporte la génération de colonnes et une heuristique. Les méthodes proposées dans ces trois études ont montré leur capacité à trouver de bonnes solutions.

Mesure de la performance dans les organisations de réadaptation en déficience physique

La présente thèse vise à évaluer le degré d’implantation et d’utilisation de systèmes de mesure de la performance (SMP) par les décideurs des organisations de réadaptation et à comprendre les facteurs contextuels ayant influencé leur implantation. Pour ce faire, une étude de cas multiples a été réalisée comprenant deux sources de données: des entrevues individuelles avec des cadres supérieurs des organisations de réadaptation du Québec et des documents organisationnels. Le cadre conceptuel Consolidated Framework for Implementation Research a été utilisé pour guider la collecte et l’analyse des données. Une analyse intra-cas ainsi qu’une analyse inter-cas ont été réalisées. Nos résultats montrent que le niveau de préparation organisationnelle à l’implantation d’un SMP était élevé et que les SMP ont été implantés avec succès et utilisés de plusieurs façons. Les organisations les ont utilisés de façon passive (comme outil d’information), de façon ciblée (pour tenter d’améliorer des domaines sous-performants) et de façon politique (comme outil de négociation auprès des autorités gouvernementales). Cette utilisation diversifiée des SMP est suscitée par l’interaction complexe de facteurs provenant du contexte interne propre à chaque organisation, des caractéristiques du SMP, du processus d’implantation appliqué et du contexte externe dans lequel évoluent ces organisations. Au niveau du contexte interne, l’engagement continu et le leadership de la haute direction ont été décisifs dans l’implantation du SMP de par leur influence sur l’identification du besoin d’un SMP, l’engagement des utilisateurs visés dans le projet, la priorité organisationnelle accordée au SMP ainsi que les ressources octroyées à son implantation, la qualité des communications et le climat d’apprentissage organisationnel. Toutefois, même si certains de ces facteurs, comme les ressources octroyées à l’implantation, la priorité organisationnelle du SMP et le climat d’apprentissage se sont révélés être des barrières à l’implantation, ultimement, ces barrières n’étaient pas suffisamment importantes pour entraver l’utilisation du SMP. Cette étude a également confirmé l’importance des caractéristiques du SMP, particulièrement la perception de qualité et d’utilité de l’information. Cependant, à elles seules, ces caractéristiques sont insuffisantes pour assurer le succès d’implantation. Cette analyse d’implantation a également révélé que, même si le processus d’implantation ne suit pas des étapes formelles, un plan de développement du SMP, la participation et l’engagement des décideurs ainsi que la désignation d’un responsable de projet ont tous facilité son implantation. Cependant, l’absence d’évaluation et de réflexion collective sur le processus d’implantation a limité le potentiel d’apprentissage organisationnel, un prérequis à l’amélioration de la performance. Quant au contexte externe, le soutien d’un organisme externe s’est avéré un facilitateur indispensable pour favoriser l’implantation de SMP par les organisations de réadaptation malgré l’absence de politiques et incitatifs gouvernementaux à cet effet. Cette étude contribue à accroître les connaissances sur les facteurs contextuels ainsi que sur leurs interactions dans l’utilisation d’innovations tels les SMP et confirme l’importance d’aborder l’analyse de l’implantation avec une perspective systémique.

Pour une allocation équitable des ressources en GMF

Objectif : Évaluer la « lourdeur » de la prise en charge clinique des personnes vivant avec le VIH/SIDA (PVVIH) afin d’ajuster l’allocation des ressources en GMF. Méthodologie : Analyse comparative entre le GMF de la Clinique médicale l’Actuel, les GMF montréalais et de l’ensemble du Québec, en identifiant les différences dans les profils de consommation de soins pour les années civiles 2006 à 2008 et les coûts d’utilisation des services pour l’année 2005. Résultats : En 2008, 78% de la clientèle inscrite au GMF de la Clinique médicale l’Actuel est vulnérable comparativement à 28% pour les autres GMF montréalais, une tendance observée pour l’ensemble du Québec. Le nombre moyen de visites par individu inscrit et vulnérable est de 7,57 au GMF l’Actuel alors que la moyenne montréalaise est de 3,37 et celle du Québec de 3,47. Enfin, le coût moyen des visites médicales au GMF l’Actuel en 2005 est de 203,93 $ comparativement à des coûts variant entre 132,14 et 149,53 $ pour les unités de comparaison. Conclusion : L’intensité de l’utilisation des ressources au GMF de la Clinique médicale l’Actuel (nombre d’individus vulnérables, nombre de visites et coûts) suggère que la prise en charge clinique des personnes vivant avec le VIH/SIDA est beaucoup plus lourde qu’un citoyen tout venant ou même de la majorité des autres catégories de vulnérabilité. Afin d’offrir un traitement juste et équitable aux GMF, l’inscription devrait être ajustée afin de tenir compte de la « lourdeur » de cette clientèle et valoriser la prise en charge des personnes qui présentent des tableaux cliniques complexes.

Planification de la récolte et allocation des produits aux usines

L’industrie forestière est un secteur qui, même s’il est en déclin, se trouve au cœur du débat sur la mondialisation et le développement durable. Pour de nombreux pays tels que le Canada, la Suède et le Chili, les objectifs sont de maintenir un secteur florissant sans nuire à l’environnement et en réalisant le caractère fini des ressources. Il devient important d’être compétitif et d’exploiter de manière efficace les territoires forestiers, de la récolte jusqu’à la fabrication des produits aux usines, en passant par le transport, dont les coûts augmentent rapidement. L’objectif de ce mémoire est de développer un modèle de planification tactique/opérationnelle qui permet d’ordonnancer les activités pour une année de récolte de façon à satisfaire les demandes des usines, sans perdre de vue le transport des quantités récoltées et la gestion des inventaires en usine. L’année se divise en 26 périodes de deux semaines. Nous cherchons à obtenir les horaires et l’affectation des équipes de récolte aux blocs de coupe pour une année. Le modèle mathématique développé est un problème linéaire mixte en nombres entiers dont la structure est basée sur chaque étape de la chaine d’approvisionnement forestière. Nous choisissons de le résoudre par une méthode exacte, le branch-and-bound. Nous avons pu évaluer combien la résolution directe de notre problème de planification était difficile pour les instances avec un grand nombre de périodes. Cependant l’approche des horizons roulants s’est avérée fructueuse. Grâce à elle en une journée, il est possible de planifier les activités de récolte des blocs pour l’année entière (26 périodes).

The Taxation of Nonrenewable Natural Resources

We provide an analytical overview of the distortionary eff ects of some common forms of taxes faced by the nonrenewable resources sector of the economy. In the category of taxes meant speci fically to capture the resource rent, we look at a speci c severance tax, an 'ad valorem' severance tax, a profi t tax and a 'lump-sum' tax, with emphasis on their e ffects on the extraction decisions over time and on the initial reserves to be developed. In the category of taxes meant for all sectors of the economy, we look at the corporate income tax and its special provision for the resource sector in the form of a depletion allowance, with emphasis on the eff ects on the intra-industry resource extraction decisions and on the inter-industry allocation of investment.

Décentralisation et allocation des ressources : les détours de la municipalisation du système de santé brésilien.

Dans cette thèse, nous avons analysé le déroulement d’un processus de municipalisation du système de santé, effectué au Rio Grande do Norte (RN), un des états fédérés du nord-est du Brésil. En tenant compte des contextes historiques d’implantation, nous avons centré notre attention sur la contribution des acteurs impliqués dans ce processus, spécialement dans l’allocation des ressources financières du système. Les croyances, perceptions, attentes, représentations, connaissances, intérêts, l’ensemble des facteurs qui contribuent à la constitution des capacités cognitives de ces acteurs, favorise la réflexivité sur leurs actions et la définition de stratégies diverses de façon à poursuivre leurs objectifs dans le système de santé. Ils sont vus ainsi comme des agents compétents et réflexifs, capables de s’approprier des propriétés structurelles du système de santé (règles et ressources), de façon à prendre position dans l’espace social de ce système pour favoriser le changement ou la permanence du statu quo. Au cours du processus de structuration du Système unique de santé brésilien, le SUS, la municipalisation a été l’axe le plus développé d’un projet de réforme de la santé. Face aux contraintes contextuelles et de la dynamique complexe des espaces sociaux de la santé, les acteurs réformistes n’ont pas pu suivre le chemin de l’utopie idéalisée; quelques détours ont été parcourus. Au RN, la municipalisation de la santé a constitué un processus très complexe où la triade centralisation/décentralisation/recentralisation a suivi son cours au milieu de négociations, de conflits, d’alliances, de disputes, de coopérations, de compétitions. Malgré les contraintes des contextes successifs, des propriétés structurelles du système et des dynamiques sociales dans le système de santé, quelques changements sont intervenus : la construction de leaderships collectifs; l’émergence d’une culture de négociation; la création des structures et des espaces sociaux du système, favorisant les rencontres des acteurs dans chaque municipalité et au niveau de l’état fédéré; un apprentissage collectif sur le processus de structuration du SUS; une grande croissance des services de première ligne permettant d’envisager une inversion de tendance du modèle de prestation des services; les premiers pas vers la rupture avec la culture bureaucratique du système. Le SUS reste prisonnier de quelques enjeux institutionnalisés dans ce système de santé : la dépendance du secteur privé et de quelques groupes de professionnels; le financement insuffisant et instable; la situation des ressources humaines. Les changements arrivés sont convergents, incrémentiels, lents; ils résultent d’actions normatives, délibérées, formalisées. Elles aussi sont issues de l’inattendu, de l’informel, du paradoxe; quelques-unes plus localisées, d’autres plus généralisées, pour une courte ou une plus longue durée.

Le financement des municipalités par le gouvernement fédéral au Canada et aux États-Unis: transferts et facteurs d'allocation.

Rapport de recherche

Sharing a River

A group of agents located along a river have quasi-linear preferences over water and money. We ask how the water should be allocated and what money transfers should be performed. We are interested in efficiency, stability (in the sense of the core), and fairness (in a sense to be defined). We first show that the cooperative game associated with our problem is convex : its core is therefore large and easily described. Next, we propose the following fairness requirement : no group of agents should enjoy a welfare higher than what it could achieve in the absence of the remaining agents. We prove that only one welfare vector in the core satisfies this condition : it is the marginal contribution vector corresponding to the ordering of the agents along the river. We discuss how it could be decentralized or implemented.

Fair Production and Allocation of an Excludable Nonrival Good

We study fairness in economies with one private good and one partially excludable nonrival good. A social ordering function determines for each profile of preferences an ordering of all conceivable allocations. We propose the following Free Lunch Aversion condition: if the private good contributions of two agents consuming the same quantity of the nonrival good have opposite signs, reducing that gap improves social welfare. This condition, combined with the more standard requirements of Unanimous Indifference and Responsiveness, delivers a form of welfare egalitarianism in which an agent's welfare at an allocation is measured by the quantity of the nonrival good that, consumed at no cost, would leave her indifferent to the bundle she is assigned.

Efficient Strategy-Proof Allocation Functions in Linear Production Economies

In a linear production model, we characterize the class of efficient and strategy-proof allocation functions, and the class of efficient and coalition strategy-proof allocation functions. In the former class, requiring equal treatment of equals allows us to identify a unique allocation function. This function is also the unique member of the latter class which satisfies uniform treatment of uniforms.

Population Ethics and the Value of Life

Public policies often involve choices of alternatives in which the size and the composition of the population may vary. Examples are the allocation of resources to prenatal care and the design of aid packages to developing countries. In order to assess the corresponding feasible choices on normative grounds, criteria for social evaluation that are capable of performing variable-population comparisons are required. We review several important axioms for welfarist population principles and discuss the link between individual well-being and the desirability of adding a new person to a given society.

Resource-Monotonicity for House Allocation Problems

We study a simple model of assigning indivisible objects (e.g., houses, jobs, offices, etc.) to agents. Each agent receives at most one object and monetary compensations are not possible. We completely describe all rules satisfying efficiency and resource-monotonicity. The characterized rules assign the objects in a sequence of steps such that at each step there is either a dictator or two agents who “trade” objects from their hierarchically specified “endowments.”

Consistent House Allocation

In practice we often face the problem of assigning indivisible objects (e.g., schools, housing, jobs, offices) to agents (e.g., students, homeless, workers, professors) when monetary compensations are not possible. We show that a rule that satisfies consistency, strategy-proofness, and efficiency must be an efficient generalized priority rule; i.e. it must adapt to an acyclic priority structure, except -maybe- for up to three agents in each object's priority ordering.

Fair Allocation of Production Externalities: Recent Results

We survey recent axiomatic results in the theory of cost-sharing. In this litterature, a method computes the individual cost shares assigned to the users of a facility for any profile of demands and any monotonic cost function. We discuss two theories taking radically different views of the asymmetries of the cost function. In the full responsibility theory, each agent is accountable for the part of the costs that can be unambiguously separated and attributed to her own demand. In the partial responsibility theory, the asymmetries of the cost function have no bearing on individual cost shares, only the differences in demand levels matter. We describe several invariance and monotonicity properties that reflect both normative and strategic concerns. We uncover a number of logical trade-offs between our axioms, and derive axiomatic characterizations of a handful of intuitive methods: in the full responsibility approach, the Shapley-Shubik, Aumann-Shapley, and subsidyfree serial methods, and in the partial responsibility approach, the cross-subsidizing serial method and the family of quasi-proportional methods.