Recherche et innovation à Amadeus

  • Par : Bureau ROADEF
  • 2016-10-05

par Benoît Lardeux et Alexandre Salch dans le Bulletin de la ROADEF #36

1. La recherche à Amadeus

1.1 Création du département de recherche à Amadeus (ORI)

Né le 21 Octobre 1987, Amadeus est devenu au fil des années un acteur principal de l'industrie du voyage dans le monde. A sa création, Amadeus était un système global de distribution, ou GDS (Global Distribution System), qui n'a pas arrêté de croître jusqu'à atteindre 1 million de réservations par jour en 1998. Avec l'avènement d'internet et pour renforcer son positionnement, la division e-commerce a été créée au milieu des années 90 et les premières applications de gestion des inventaires de réservations ont été livrées aux compagnies aériennes.

Dans le même temps Amadeus s'est lancé dans une diversification de ses activités vers des systèmes de réservation pour divers acteurs de l'industrie du voyage, tels que les hôtels et les trains, mais aussi en offrant des systèmes de gestion des passagers et des vols ou encore des solutions de revenue management. Afin de soutenir cette diversification, Amadeus a fait le choix de créer une entité de recherche en informatique, recherche opérationnelle et innovation qui permettait à la fois de :

  • booster l'innovation et développer de nouveaux prototypes vecteurs de nouvelles sources de revenu,
  • soutenir le développement de ses nouvelles applications,
  • promouvoir l'excellence du travail de plus de 3000 ingénieurs alors engagés dans la recherche et le développement.

Ainsi, la division Operations Research and Innovation (ORI) fut créée fin 2006 par Jean-Paul Hamon, responsable de la Recherche et du Développement à Amadeus. Cette nouvelle entité aux activités transversales à l'ensemble du groupe regroupait des ingénieurs de recherche, dont la moitié était titulaire d'une thèse, sous la direction de Francois Laburthe. L'équipe s'est alors constituée avec des personnes passionnées venant de plusieurs horizons. La dimension multiculturelle est très présente avec près d'une dizaine de nationalités dans l'équipe. Dans ses premières années ORI était constitué de 4 principaux départements :

  • 1) Operations Research : qui se concentrait principalement sur les activités de RO et les problèmes d'optimisation des opérations,
  • 2) Management Science : qui effectuait des analyses de données et travaillait sur les problématiques de gestion du revenu des compagnies aériennes et de l'optimisation du calcul des prix,
  • 3) Search : qui traitait des problèmes hautement combinatoires de construction des prix en temps réels pour le système de distribution d'Amadeus en fonction des caractéristiques de recherche des agents de voyage ou autres potentiels acheteurs en ligne
  • 4) Innovation : qui évaluait et accompagnait toutes les initiatives innovantes au sein d'Amadeus R&D.

 

1.2 De ORI à INR

En 2014, ORI est restructurée et change de nom pour devenir le département Innovation and Research (INR). Ce changement de nom a été effectué pour clarifier et élargir la mission de la division au sein de l'entreprise. L'accent est mis sur la recherche au sens large qui couvre, en plus des mathématiques appliquées, le big data et le machine learning. La dimension innovation a été aussi consolidée avec la promotion de la culture de l'innovation dans toute l'entreprise.

Ainsi, INR est aujourd'hui composé des équipes AAR pour Analysis And Research, NOV pour Innovation et PRO pour Prototyping.

 

 

2. Le département Analysis and Research (AAR)

L'équipe intitulée Analysis and Research est dirigée par Rodrigo Acuna-Agost. Elle est constituée de 15 ingénieurs de recherche dont 7 d'entre eux possèdent un doctorat : Ahmed Ben Abderrahmane, Alejandro Mottini, Alexandre Salch, Alix Lheritier, Anh Quan Nguyen, Baptiste Chatrain, Benoit Lardeux, David Renaudie, Mourad Boudia, Nagesha Jayarama, Nicolas Bondoux, Rodrigo Acuna Agost, Shirish Thakkar, Thierry Delahaye et Valentin Weber. Les principaux domaines de recherche investigués par l'équipe se concentrent sur l'analyse de données et le big data, l'apprentissage et le deep learning, la recherche opérationnelle, la simulation.

Cette équipe soutient le développement des divisions en charge des produits et solutions d'Amadeus de différentes manières ; cela peut être au travers de la livraison de composants de ses produits, comme des moteurs d'optimisation par exemple. Elle met aussi à profit l'expertise technique des membres pour fournir du conseil, mettre en place des brevets ou réaliser des communications extérieures (articles dans des journaux scientifiques, présentations aux conférences. . .). Dans les paragraphes suivants, quelques exemples récents de projets phares conduits par AAR sont présentés.

 

 

 

2.1 Schedule Recovery

Schedule Recovery est le nom du produit d'Amadeus dédié à la gestion des opérations des compagnies aériennes. Il ne se charge pas seulement du recouvrement du schedule en cas de perturbations mais aussi du suivi en temps réel des opérations. Le challenge de la Roadef en 2009 [7] Bulletin de la Société Française de Recherche Opérationnelle et d'Aide à la Décision – http://www.roadef.org 12 s'intègre dans ce projet et les solutions proposées par les participants ont donné des idées qui sont aujourd'hui implémentées dans les moteurs d'optimisation.

Le premier client de ce produit est la compagnie Qantas Airlines chez laquelle il est en cours d'implémentation. Qantas est une des principales compagnies aériennes australiennes ainsi que de la zone pacifique, avec une flotte de plus de 130 avions et presque 50 millions de passagers transportés en 2015. Des chiffres qui nous font déjà penser à la taille des instances que l'on doit traiter avec les algorithmes d'optimisation. Au programme de cette implémentation : affectation des créneaux d'atterrissage, réaccomodation des passagers, optimisation du planning, prise en compte des opérations de maintenances. . .

Si l'optimisation du planning opérationnel est prévue pour Juillet 2016, Qantas bénéficie depuis septembre 2015 d'un moteur d'optimisation de l'affectation des créneaux d'atterrissages aux aéroports [1]. Ce moteur d'optimisation tourne en continu et publie de nouvelles affectations sans confirmation de la part des utilisateurs. Le fait que cette optimisation soit faite sans interaction est une grande victoire pour la RO chez Amadeus, car cela montre à quel point notre client croit en notre capacité à modéliser de manière précise leur problème opérationnel, mais aussi à la qualité et à la rapidité de notre optimisation. Ce sujet a aussi donné lieu à une collaboration entre Amadeus et l'INRIA de Sophia Antipolis [2]. Pour ne pas rendre les choses trop faciles, l'équipe qui développe ce projet est dispersée dans 4 pays et sur 3 fuseaux horaires différents à Sophia Antipolis, Berlin, Bangalore et Sydney.

2.2 Opérations aux aéroports

Dans le cadre de sa stratégie de diversification, Amadeus offre aujourd'hui des solutions de gestion des aéroports qui vont de l'optimisation de l'utilisation des pistes de décollage et d'atterrissage, jusqu'à l'affectation des places de parking aux avions, en passant par l'optimisation des parcours des avions sur le tarmac. La dimension combinatoire de ces problèmes nécessite des moteurs d'optimisation très performants, que ce soit au niveau de la qualité des résultats mais aussi du temps de réponse, qui doit être de l'ordre de la seconde. L'équipe AAR a conduit la mise en place de tous ces moteurs d'optimisation en collaboration avec la division Airport IT. Ce produit d'optimisation des activités des aéroports permet aujourd'hui de gérer d'importants aéroports européens.

Ce produit a donné lieu à une collaboration entre Amadeus et le laboratoire G-SCOP qui s'est traduit par une thèse défendue par Julien Guépêt en décembre 2015. Cette thèse a permis la publication de 2 papiers [3, 4] et plus de 10 présentations à des conférences internationales.

Amadeus a d'ailleurs été récompensé par la ROADEF en novembre 2015 pour ces travaux lors du concours des Pros de la RO.
 

2.3 Recherche en gestion du revenu pour les compagnies aériennes

La gestion optimale de l'inventaire d'une compagnie aérienne est un problème complexe qui combine les notions d'optimisation de l'utilisation de la capacité disponible et le calcul du prix des billets d'avion. Depuis 2010, Amadeus propose une solution de gestion du revenu pour les compagnies aériennes. Il s'agit d'un système informatique qui s'appuie sur l'analyse d'un grand nombre de données historiques (le nombre de réservations, les tarifs. . .) afin de prévoir le nombre de personnes qui seraient susceptibles d'acheter un billet à un certain niveau tarifaire. Ce qui permet in fine de définir les politiques de prix optimal.

Un système de gestion du revenu à la pointe de la technologie est nécessaire pour les compagnies aériennes qui sont soumises à une rude concurrence et à des marges réduites. Par ailleurs, le contexte professionnel du marché de l'aérien ne cesse d'évoluer. Les compagnies aériennes traditionnelles doivent faire face à une compétition accrue des compagnies aériennes à bas coûts. De plus les systèmes doivent intégrer le changement de comportement des voyageurs lors de la réservation à travers les nouveaux canaux de distribution en ligne. Ainsi plus d'une centaine d'ingénieurs participent toujours en 2016 au développement des nouvelles techniques de gestion du revenu à Amadeus. Parmi eux, une dizaine est impliquée dans les projets en collaboration avec le département de recherche. Les sujets sur lesquels nous avons récemment travaillé sont variés. Par exemple nous avons amélioré la modélisation du comportement de l'acheteur de billet, l'analyse du revenu provenant des services ancillaires (bagage supplémentaire, repas spécial à bord. . .) ou des nouvelles approches pour gérer le surplus de réservations (overbooking).

Les résultats de ces travaux de recherche ont récemment fait l'objet de communications qui ont été reconnues par l'industrie de l'aérien pour leur qualité. La société internationale de recherche opérationnelle a décerné à Amadeus en 2015 le prix de la meilleure innovation pour notre nouvelle solution de calcul dynamique des prix [6]. Il y a quelques semaines, les travaux de recherche sur l'Overbooking ont gagné le prix de la meilleure présentation lors de la conférence internationale en gestion du revenu pour les compagnies aériennes [5].
 

2.4 Analyse de données

De par sa position stratégique dans le monde du voyage, Amadeus génère un volume important de données qui couvre toute sorte d'activités qui va de la distribution et la réservation sur un site web ou en agence de voyages jusqu'aux activités et opérations des compagnies aériennes.

Avec l'avènement des technologies big data, il devient plus facile de traiter ce volume de données et de l'analyser. Cette analyse de données permet par exemple à notre équipe de faire du consulting auprès des compagnies aériennes et aussi de travailler avec la division consulting d'Amadeus afin de fournir des études complètes et d'éclairer nos clients sur la base d'analyses factuelles.

Cette analyse de données peut couvrir d'autres aspects. Une partie de l'équipe se concentre par exemple sur l'optimisation des clicks sur les sites en ligne de réservation de voyages. En effet, nous travaillons sur une application qui permet de choisir l'encart publicitaire le plus adapté selon les recherches des acheteurs de voyages. Cette application est basée sur l'analyse des caractéristiques des voyageurs qui accèdent aux publicités en ligne. Un moteur de prédiction permet de choisir parmi un panel de publicités disponibles celle qui permet d'optimiser la probabilité que le voyageur soit intéressé par la publicité proposée. Google est le leader Bulletin de la Société Française de Recherche Opérationnelle et d'Aide à la Décision – http://www.roadef.org 13 incontesté dans ce domaine, mais Amadeus peut tirer profit de la richesse de ses bases de données en matière de réservation en ligne de billets d'avion pour fournir un service unique.
 

 


De gros volumes d'informations concernant les recherches effectuées, les segments de passagers ou encore l'offre du marché ont besoin d'être analysés, alors que les recommandations de publicité ciblée doivent être sélectionnées en un temps très court (de l'ordre du dixième de seconde !). C'est pourquoi nous travaillons sur les techniques les plus avancées d'apprentissage automatique et de big data dans le cadre de ce projet pour proposer les recommandations les plus adaptées aux voyageurs. Ce type d'approche est en train d'être testé sur un robot qui pourra proposer des offres d'inspiration aux clients sur la base de leurs goûts et affinités. La photo ci-dessous montre notre robot sur lequel nous réalisons les tests, et qui pourra un jour faire son apparition dans les agences de voyages. 3 Conclusion Tout ceci ne représente qu'une partie des activités du département de recherche et innovation à Amadeus. Si vous êtes intéressés par en apprendre plus sur l'actualité de l'innovation à Amadeus, vous pouvez vous rendre sur le blog du département : http://blogamadeus.com/category/innovation/

 

 

 

Références

 

 

  • [1] A. Salch, B. Chatrain, V. Weber. Integrating CDM in a schedule recovery tool : theory and practice. AGIFORS OPS Conference, Panama, 2014.
  • [2] N. Nisse, A. Salch, V. Weber. Recovery of disrupted airline operations. http ://hal.inria.fr/hal-01116487, 2015.
  • [3] J. Guépet, O. Briant, J.-P. Gayon, R. Acuna-Agost. The aircraft ground routing problem : Analysis of industry punctuality indicators in a sustainable perspective. European Journal of Operational Research, vol 248, 827– 839, 2016.
  • [4] J. Guépet, R. Acuna-Agost, O. Briant, J.-P. Gayon. Exact and heuristic approaches to the airport stand allocation problem. European Journal of Operational Research, vol 246, 597–608, 2015.
  • [5] T. Fiig, R. Hjorth, N. Bondoux, J. Larsen. Airline seat allocation with overbooking for unrestricted and fare family fare-structures. AGIFORS Revenue Management, Francfort, 2016.
  • [6] T. Fiig. Dynamic pricing – The next revolution in RM ? AGIFORS symposium, Washington DC, 2015.
  • [7] M. Palpant, M. Boudia, C.-A. Robelin, S. Gabteni, F. Laburthe. Challenge ROADEF 2009 : gestion de perturbations dans le domaine aérien.