Pour faire face a une competition internationale de taille, une technologie en constante progression et des couts d'operation et d'energie qui ne cessent de croitre, les entreprises cherchent a optimiser tout leur reseau de creation de valeur et a collaborer davantage avec leurs clients et fournisseurs. Elles mettent egalement en place des mecanismes de coordination qui facilitent I'echange d'information et favorisent la synchronisation des activites. Toutefois, elles doivent veiller a instaurer la bonne approche collaborative de meme qu'a bien repartir les benefices pour assurer une relation equitable pour tous les partenaires.

Dans le cadre de nos recherches, nous nous sommes interesses au cas d'un producteur de pates et papiers qui a voulu mettre sur pied une relation de collaboration avec I'un de ses clients. Puisque les capacites de production et de distribution sont limitees, le producteur doit planifier ses operations correctement pour pouvoir satisfaire la demande de son partenaire et la demande de tous ses autres clients. Le partenaire est un marchand, il achete done un ensemble de produits qu'il revend, sans y apporter aucune transformation. II peut se procurer la marchandise du producteur partenaire ou encore d'une autre source d'approvisionnement, tout dependant du prix et des delais offerts. Meme si les partenaires desirent mettre sur pied une relation mutuellement profitable, ils vont neanmoins avoir tendance a prendre des decisions qui optimisent leurs couts locaux plutot que les couts du systeme. Le producteur va ainsi determiner la quantite a produire et a livrer qui maximise ses revenus, tout en minimisant son cout de production, de stockage et de distribution, alors que le marchand va selectionner la quantite a commander qui maximise ses revenus, tout en minimisant son cout d'achat, de commande et de stockage. Pour un tel contexte, nous avons done tente de determiner quel type d'approche collaborative mettre en place, pour rendre I'echange de biens et d'information efficace et generer le maximum de benefices pour le systeme ainsi que pour chaque acteur.

Dans la litterature, les auteurs traitent souvent cette problematique a I'aide d'approches mathematiques caracteristiques des sciences economiques (theorie des jeux, equilibres de Nash, ...). Plusieurs hypotheses sont toutefois posees et de nombreux parametres operationnels negliges, ce qui rend difficile I'utilisation de ces modeles dans la realite. De maniere a prendre en compte I'ensemble des activites de planification concernees par le choix d'une approche collaborative particuliere, nous avons plutot choisi d'analyser la problematique en utilisant la methodologie suivante. Tout d'abord, nous avons identifie quatre approches possibles pour le cas a I'etude, soit une facon de faire traditionnelle sans collaboration entre les partenaires, le reapprovisionnement regulier, le VMI (Vendor Managed Inventory) et le CPFR (Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment). Pour chaque approche, nous avons developpe un modele decisionnel du point de vue du producteur et un modele decisionnel du point de vue du marchand. Nous avons ainsi modelise les couts, revenus et contraintes, affectes par la mise en place de chacune de ces facons de faire, en nous appuyant sur la programmation lineaire en nombres entiers. Nous avons ensuite procede a des experimentations afin d'identifier I'approche la plus profitable pour le systeme ainsi que pour chaque partenaire, basees sur des donnees reelles provenant du cas pratique. Nous avons egalement explore I'utilisation d'incitatifs pour modifier le comportement des acteurs, accroTtre les profits et mieux repartir les benefices de la collaboration. Notre objectif est d'abord de mieux comprendre toute la dynamique des relations interentreprises et comment la collaboration affecte la prise de decisions de chaque acteur. Nous voulons egalement verifier si une approche collaborative particuliere genere davantage de profit qu'une autre selon le contexte, et si elle peut etre avantageuse a la fois pour le producteur et pour le marchand.

Pour ce faire, nous avons done procede a de nombreuses experimentations a I'aide du logiciel AMPL Studio et du solveur Cplex, puis constate que e'est la methode CPFR qui genere le profit du systeme le plus eleve, grace a une optimisation efficace du cout de transport et du cout de stockage. Le VMI s'avere egalement un bon moyen pour mieux optimiser le cout de transport. Le reapprovisionnement regulier et la fagon de faire traditionnelle (sans collaboration) conduisent a un profit plus faible du systeme. Apres avoir effectue une comparaison entre chaque approche d'apres le profit global, e'est-a-dire le profit du marchand additionne au profit du producteur, nous avons poursuivi notre analyse en comparant les profits individuels des partenaires. Plus precisement, nous avons confronts deux methodes opposees en termes de niveau d'interaction, soit la fagon de faire traditionnelle et le CPFR, puis verifie si I'une d'elles pouvait generer simultanement le profit maximum pour les deux acteurs. Nous avons alors observe que le CPFR constitue I'approche la plus profitable pour le producteur, tandis que la fagon de faire traditionnelle se revele la plus avantageuse pour le marchand. Face a un tel constat, nous avons voulu developper une methode qui rende le CPFR profitable pour tous les acteurs. Nous avons alors propose le partage d'une partie des economies de transport, generees du CPFR, comme moyen de mieux repartir les benefices. De cette fagon, le marchand obtient un profit plus eleve que celui obtenu avec la fagon de faire traditionnelle, et le producteur fait tout de meme plus de profit qu'avec la seconde approche. Nous nous sommes aussi interesses au cas ou aucun des deux acteurs ne desirent changer radicalement sa fagon de faire. Nous avons done developpe trois types d'incitatif pour mieux coordonner les decisions des partenaires et accroitre les profits du reseau. Nous avons alors remarque que si I'incitatif est bien defini et adapte suivant 1'evolution de I'environnement, il peut permettre de generer davantage de profit que la facon de faire traditionnelle, sans necessiter le partage d'information strategique. II s'agit toutefois de porter une attention particuliere aux barrieres pouvant affecter I'etablissement de la collaboration. Que ce soit en termes de couts, risques, besoins en ressource ou encore niveaux de confiance, les partenaires doivent etre conscients des difficultes liees a la collaboration et etre prets a mettre sur pied de maniere structured le type de relation qui repond le mieux a leurs besoins. Puisque I'environnement bouge enormement, ils doivent egalement veiller a adapter la relation et a assurer constamment une collaboration benefique a tous.

Nos recherches contribuent done a bien illustrer les differents types de relation possibles entre un producteur et un marchand. En confrontant quatre approches et en prenant en compte leur impact sur les decisions de planification de chaque acteur, nous avons ainsi propose une methodologie innovatrice qui reflete davantage la realite des entreprises. Le recours a des incitatifs pour influencer le comportement des partenaires et generer plus de profit s'est egalement avere une strategie efficace, sans necessiter un cout d'implantation eleve. Nous sommes toutefois conscients que toutes ces fagons de faire ne sont pas toujours faciles a mettre sur pied et e'est pourquoi nous avons particulierement insiste sur les etapes cles d'implantation, de meme que sur les barrieres associees a chaque type de relation interentreprises. Nos travaux se veulent done un premier pas vers une meilleure comprehension de la collaboration et des mecanismes disponibles pour favoriser la synchronisation des activites dans les reseaux. Les perspectives de recherche sur ce sujet s'averent toutefois tres abondantes et encore beaucoup de travaux pourront etre realises afin de bien approfondir toute la notion de relations interentreprises.

Because of international competition, the development of new technologies and the increase of operation and energy costs, enterprises must improve their supply chain and collaborate with their suppliers, distributors and retailers. They also have to use coordination mechanisms in order to facilitate information exchange and synchronize network activities. Nevertheless, the right collaboration model must be correctly chosen depending on the context and the benefits of the relation should be shared between each partner.

In our research, we study the case of a pulp and paper producer who decides to establish a partnership with one of its clients. Since production and distribution capacities are limited, the producer has to plan operations in order to satisfy the demand of the partner and the demand of other clients. The partner is a merchant, thus he buys products and sells them to the final consumer, without transforming the merchandise. The merchant can choose to order from the producer or from a second supply source, depending on the price and lead times offered. Even if each partner wants to create a real partnership with mutual benefits, they usually make decisions based on their local costs rather than the global costs of the system. The producer plans operations in order to minimize production, distribution and inventory costs, while the merchant orders products so as to minimize buying, ordering and inventory costs. For this context, we try to identify which collaboration model should be used in order to exchange products and information efficiently, and generate maximum benefits for the network and for each partner.

Many authors study this problem, using game theory and the Nash equilibrium. However, this kind of approach limits the number of parameters studied. Consequently, the models developed do not keep industrial realities in view. So in order to take into account characteristics of production and distribution systems, we study the problem using the following methodology. First, we identify four potential approaches for the case study, namely a traditional system without any collaboration scheme, the regular replenishment method, VMI (Vendor Managed Inventory) and CPFR (Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment). For each approach, we develop a decision model from the point of view of the producer and a decision model from the point of view of the merchant. More precisely, we use mixed-integer linear programs to identify the costs, revenues and constraints involved in using each approach. Afterwards, we test and compare the models, so as to find the type of relationship that is the most profitable for the system and for each partner. We also develop different incentives in order to change partners' behavior, increase the profit of the system and share collaboration benefits. Our objectives are to better understand all the dynamics of enterprise collaborations and the effect of various strategies on the planning process of each partner. We also want to verify if a particular collaboration mode can be the most profitable approach for both the producer and the merchant.

To realize this, we proceed with numerical experiments, using AMPL Studio and the Cplex solver. The experiment leads us to some observations. To begin with, the CPFR model generates the greatest total system profit, because of an efficient optimization of both shipping and inventory costs. The VMI mode is second best, since the transportation cost is optimized. The regular replenishment mode and the traditional system obtain the lowest total system profit. After comparing each model using the profit of the system, we base our investigation on the profit of each partner. More precisely, we compare two types of relationship with different levels of interaction, namely a traditional system and the CPFR method, in order to verify if the same approach can generate the highest profit for both the producer and the merchant. We observe that the CPFR mode generates the greatest profit for the producer, while the traditional system is the most beneficial for the merchant. For this reason, we define a method to share benefits so as to obtain a CPFR collaboration that is profitable for each partner. We prove that if the producer shares a part of the transportation savings with the merchant, the profit of the merchant is higher than the profit obtained with a traditional system, and the producer obtains a higher profit than the one generated by the other approach. Since CPFR is a complex method that necessitates an important implementation cost, we also investigate the use of three different incentives in order to change partners' behavior and increase the profit of a traditional system. We demonstrate that if incentives are adequately defined, they can considerably improve the profit of both the producer and the merchant, without requiring an important information exchange. However, the creation of efficient enterprise collaborations is not an easy thing. Partners must take into consideration costs, risks, information needs and all the difficulties involved in using each collaboration approach. They also have to adjust their relationship depending on the context and share benefits equitably.

Our researches illustrate different types of relationship between a producer and a merchant. The methodology used allows us to compare four collaboration approaches in complex contexts that have not been thoroughly explored before. We propose a collaboration model based on the use of some incentives that contributes to increase the profit of the system, without requiring an important investment or information exchange. Since these kinds of mechanisms are not always easy to put into practice, we also investigate the difficulties involved in using collaboration approaches, as well as the procedure to implement each strategy. We now better understand all the dynamics of enterprise collaborations and the methods that can be used to synchronize network activities. Since more and more companies try to work together, future researches could be realized in order to investigate new mechanisms to coordinate decisions of each partner and share network profit.