THOMAS Andre

L'émergence des systèmes cyber-physiques a eu un impact considérable sur l'utilisation des systèmes de contrôle traditionnellement centralisés pour répondre aux événements inattendus. La commande urgente est un événement inattendu assez commun dans les caractéristiques dynamiques actuelles du marché et a une capacité de perturbation significative pour un programme prédictif centralisé. Cet article vise à proposer un algorithme de consensus pour un système de fabrication multi-agents (CoMM) afin de contrôler les commandes urgentes et de minimiser l'intervalle de temps. Le consensus est une procédure algorithmique appliquée à la théorie du contrôle qui permet la convergence de l'état entre des agents localement autonomes qui collaborent à leur objectif commun. L'approche de communication leader-suiveur a été utilisée parmi les multi-agents pour traiter l'événement perturbateur. Chaque agent décide quand diffuser son état aux agents voisins et la décision de contrôle dépend du comportement de cet état. L'algorithme de consensus est initialement modélisé par la mise en réseau de tous les agents contributeurs. Ensuite, il est validé par une expérience de simulation basée sur une plateforme d'application académique de taille réelle appelée plateforme TRACILOGIS. Les résultats montrent que l'algorithme de consensus a minimisé de manière significative l'impact des commandes urgentes sur le délai de livraison des commandes de fabrication lancées sur un système.

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Cet éditorial présente le numéro spécial de la revue Elsevier Computers in Industry qui analyse comment la transformation numérique de la fabrication est accélérée par deux moteurs importants : les services en nuage et la virtualisation des ressources, qui sont essentiels pour mettre en œuvre les principales briques de base - les systèmes de production cyber-physique et l'Internet industriel des objets - dans le cadre de l'" Industrie du futur ". Le contexte de ce numéro spécial est tout d'abord présenté, avec un accent particulier sur le concept fédérateur de l'industrie 4.0. Un cadre caractérisant les activités de recherche menées dans le domaine de la transformation numérique des processus et systèmes de fabrication est ensuite introduit. Ce cadre est utilisé pour présenter et positionner les 12 articles composant le numéro spécial. Des perspectives sont enfin introduites comme ligne directrice pour les travaux futurs dans le domaine de la transformation numérique de la fabrication par les services en nuage et la virtualisation des ressources.

Dans les réseaux de capteurs sans fil, l'objectif des protocoles de stockage est de répliquer efficacement les données entre les nœuds et d'améliorer la collecte et l'interrogation des données par les puits. Parmi eux, les protocoles de stockage en réseau répliquent les données dans un ensemble de nœuds qui dépendent de certaines caractéristiques telles que la topologie du réseau et l'emplacement géographique. Les chercheurs ont proposé diverses techniques pour mettre en œuvre le stockage en réseau. Dans cet article, nous résumons et soulignons les idées clés des protocoles existants qui sont classés en trois catégories (réactif, proactif non structuré et proactif structuré) en fonction de la topologie, de l'équilibrage de la charge, de la stratégie de transmission et de la fiabilité. Les avantages et les inconvénients de chaque protocole sont étudiés et comparés à différentes exigences. Enfin, les futures directions de recherche sont fournies pour un stockage efficace dans le réseau de capteurs sans fil.

Afin d'assurer une gestion fiable du cycle de vie des bâtiments, il est essentiel de générer une maquette référentielle précise et à jour qui sera utilisée pour la rénovation, l'extension et la maintenance. Partant de ce constat, nous avons réalisé, dans un travail précédent, une étude de recherche dans le but de reconstruire un modèle CAO 3D à partir d'un nuage de points acquis à l'aide d'un Lidar. Ce nuage de points est traité automatiquement pour détecter les plans et les contours et pour générer le modèle CAO 3D. Cependant, pendant le cycle de vie du projet, différents acteurs de différents domaines interviennent sur le bâtiment, ce qui crée plusieurs conflits de communication, et cela signifie une perte de temps, d'énergie et d'argent. Afin d'assurer une collaboration constructive et un échange de données simplifié entre les différents intervenants sur le bâtiment, nous avons poursuivi nos travaux pour proposer, dans cet article, une conversion automatique d'un nuage de points vers un fichier BIM 3D. Cette conversion induit le passage au format standard IFC et l'intégration d'un savoir précieux dans celui-ci. Pour ce faire, une classification automatique des contours en éléments architecturaux est proposée. Elle consiste à définir une règle de classification hiérarchique reproduisant le raisonnement humain de classification des éléments architecturaux. Ensuite, sur la base de l'ensemble des polygones classifiés, une génération automatique de modèle IFC 3D est proposée.

Cet ouvrage rassemble les articles évalués par les pairs présentés lors de la septième édition de l'atelier international " Service Orientation in Holonic and Multi-Agent Manufacturing - SOHOMA'17 ", qui s'est tenu les 19 et 20 octobre 2017 et qui a été organisé par l'Université de Nantes, France, en collaboration avec le Centre de recherche CIMR en fabrication intégrée par ordinateur et robotique de l'Université Politehnica de Bucarest, Roumanie, le LAMIH Laboratoire d'Automatique Industrielle et Humaine, Génie Mécanique et Informatique de l'Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, France et le CRAN Centre de Recherche en Automatique, Nancy de l'Université de Lorraine, France. L'objectif principal de SOHOMA'17 était de favoriser l'innovation dans les systèmes de fabrication et de logistique intelligents et durables et, dans ce contexte, de promouvoir des concepts, des méthodes et des solutions répondant aux tendances en matière d'orientation vers les services des technologies de contrôle à base d'agents avec intelligence distribuée. Le livre est organisé en huit parties, chacune comportant un certain nombre de chapitres décrivant la recherche dans les domaines actuels de la transformation numérique de la fabrication et les tendances du futur contrôle de la fabrication orienté vers les services et l'informatique : Partie 1 : Contrôle avancé de la fabrication, Partie 2 : Gestion du Big Data, Partie 3 : Systèmes de production cyber-physiques, Partie 4 : Systèmes cloud et cyber-physiques pour la fabrication intelligente et durable, Partie 5 : Simulation pour l'Internet physique et les systèmes logistiques intelligents et durables, Partie 6 : Méthodes formelles et ordonnancement avancé pour les systèmes industriels du futur, Partie 7 : Applications et démonstrateurs, Partie 8 : Systèmes de contrôle de la production et de la logistique. Les contributions se concentrent sur la manière dont la transformation numérique, telle que celle préconisée par les concepts d'"industrie 4.0" ou d'"industrie du futur", peut améliorer la maintenabilité et la durabilité des processus de fabrication, des produits et de la logistique. La transformation numérique concerne l'interaction entre les mondes physique et informationnel et se concrétise par la virtualisation des produits, des processus et des ressources gérés comme des services.

La nécessité d'industrialiser les processus de construction a suscité l'utilisation de nouvelles technologies de l'information pour améliorer la productivité et la qualité des projets de construction. En particulier, l'utilisation des actifs de la modélisation des informations du bâtiment (BIM) et le suivi en temps réel basé sur le paradigme du système cyber-physique pourraient être une source de données précieuses pour soutenir les activités de planification et de surveillance tout au long du cycle de vie du bâtiment. Dans le contexte de l'industrialisation des processus, l'un des défis à relever est la transformation des données de conception en données de fabrication. La principale contribution de cet article est la transformation automatique des nomenclatures d'ingénierie (e-BOM) en nomenclatures de fabrication (m-BOM) sur la base des feuilles de routage et de l'état de disponibilité des ressources. Illustrée par une étude de cas réelle de bâtiment préfabriqué, une approche méthodologique pour adapter dynamiquement la e-BOM à la m-BOM soutenue par une nomenclature générique et son architecture de mise en œuvre sont proposées.

Les avions commerciaux utilisent des boîtes noires pour les enquêtes sur les accidents. Si une boîte noire peut être facilement récupérée en cas d'accident sur terre, il n'en va pas de même en cas d'accident en eaux profondes. Cet article présente une nouvelle solution pour résoudre la perte de données de la boîte noire lors d'un accident en mer en utilisant un paradigme appelé matériaux communicants. La solution est développée en intégrant uniformément des centaines de nœuds de microcapteurs dans la structure de l'avion. Les nœuds peuvent alors construire un réseau de capteurs sans fil (WSN) à l'intérieur de l'avion. Lorsqu'un crash est détecté par le système de l'avion, les données de la boîte noire peuvent être stockées dans tous les nœuds en utilisant des protocoles de stockage de données pour le WSN. Les nœuds étant déployés uniformément dans toute la structure de l'avion, les enquêteurs pourraient ainsi recueillir des informations préliminaires sur les causes du crash à partir des nœuds situés à l'intérieur de toute épave d'avion flottant dans l'océan. Cette solution a été évaluée à l'aide du simulateur Castalia en termes de fiabilité, de capacité de stockage et d'efficacité énergétique.

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De nos jours, les systèmes de contrôle complexes se multiplient, en particulier les architectures de contrôle hybrides qui sont développées pour faire face aux défis de contrôle de la fabrication qui se produisent avec la dernière révolution industrielle et l'émergence de l'industrie 4.0. Ce travail présente une application, sur une plateforme de test, d'un algorithme d'ordonnancement, à objectifs multicritères, développé pour l'entreprise Acta-Mobilier souffrant d'un taux de reprise élevé. Cet algorithme s'inscrira dans un système de contrôle hybride basé sur des entités intelligentes. L'objectif principal est de valider l'apport de l'algorithme proposé dans un environnement perturbé. La plateforme, implémentée avec un système multi-agents, permet de mesurer la fiabilité de l'algorithme proposé utilisé sur un système complexe dans le cas particulier d'un taux de reprise élevé.

Afin de déployer les AGV dans l'industrie, il est obligatoire de considérer le compromis entre l'intelligence et l'intégrabilité. Cet article vise à sensibiliser la communauté de recherche sur la fabrication à ce compromis et à ses conséquences. De nos jours, les AGV sont largement choisis par les fabricants pour mettre en œuvre des systèmes de manutention flexibles qui sont nécessaires pour couvrir les exigences industrielles. Cependant, de nombreuses questions, présentées dans cet article, doivent être abordées pour déployer ces AGV. Une procédure orientée vers les compromis est proposée en considérant ces problèmes dans les applications de systèmes de fabrication flexibles. Ensuite, une approche est proposée pour illustrer cette procédure en fournissant des résultats de simulation et expérimentaux. Cette approche est également utilisée pour décrire grossièrement le compromis intelligence/embeddabilité.

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Le développement de l'industrie du futur est devenu un domaine de recherche actif ces dernières années. Un groupe de travail national structuré, appelé IMS², a émergé en France au cours de la dernière décennie. L'objectif de cet article est, en ce qui concerne quatre thèmes de recherche généraux (à savoir l'agilité, les nouvelles technologies, la durabilité et la diffusion industrielle), de synthétiser les travaux de recherche généraux sur la fabrication intelligente et de démontrer les principales contributions développées dans le cadre de ce groupe de travail national. Après une évaluation critique des approches proposées vers des solutions alternatives, ce document suggère une feuille de route 2030 pour le groupe de travail.

Il y a quelques années, les progrès de l'électronique ont donné naissance à des composants électroniques tels que la RFID, capables d'identifier un produit grâce à un numéro d'identification unique. Cette capacité a donné naissance aux systèmes PLIM (Product LifeCycle Information Systems), qui sont des systèmes d'information assurant la récupération d'informations sur les produits où et quand ils le souhaitent pendant leur cycle de vie. Toutefois, cet article montre que ces systèmes ne sont pas encore prêts à traiter les données massives, générées par l'infrastructure IoT. Pour résoudre ce problème, la connaissance de la situation est une réponse possible. Dans cet article, cette notion est détaillée et présentée à travers différents exemples tirés de la littérature. Pourtant, les outils nécessaires pour soutenir la prise de conscience de la situation dans les systèmes PLIM font encore défaut, car il reste encore quelques défis scientifiques et techniques à résoudre. Ces défis sont également détaillés dans cet article.

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De nos jours, les systèmes de contrôle complexes se multiplient, en particulier les architectures de contrôle hybrides qui sont développées pour faire face aux défis de contrôle de la fabrication qui se produisent avec la dernière révolution industrielle et l'émergence de l'industrie 4.0. Ce travail présente une application, sur une plateforme de test, d'un algorithme d'ordonnancement, à objectifs multicritères, développé pour l'entreprise Acta-Mobilier souffrant d'un taux de reprise élevé. Cet algorithme s'inscrira dans un système de contrôle hybride basé sur des entités intelligentes. L'objectif principal est de valider l'apport de l'algorithme proposé dans un environnement perturbé. La plateforme, implémentée avec un système multi-agents, permet de mesurer la fiabilité de l'algorithme proposé utilisé sur un système complexe dans le cas particulier d'un taux de reprise élevé.

Ce volume rassemble les articles évalués par des pairs qui ont été présentés lors de la sixième édition de l'atelier international " Service Orientation in Holonic and Multi-agent Multi-agent Manufacturing-SOHOMA'16" organisé les 6 et 7 octobre 2016 par la l'Université Nouvelle de Lisbonne, Portugal, en collaboration avec le Centre de Recherche en Fabrication Intégrée par Ordinateur et Robotique (CIMR). Centre de recherche en fabrication intégrée par ordinateur et en robotique de l'Université Politehnica de Bucarest, Roumanie, le Laboratoire LAMIH d'Automatisation Industrielle et et de l'homme, du génie mécanique et de l'informatique de l'Université de Valenciennes de l'Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, France et le CRAN Centre de recherche en automatique de Nancy de l'Université de Lorraine, France.info:eu-repo/semantics/publishedVersio.

Cet article présente une application de l'AHP basée sur les mesures pour définir un algorithme en deux étapes pour le contrôle de systèmes pilotés par le produit, en cas d'événement inattendu. Cet algorithme est composé de deux étapes : la première vise à définir quel type de stratégie le produit devrait adopter (attendre ̧ réagir par lui-même ou repasser en mode centralisé) tandis que la seconde aide à choisir la ressource la plus appropriée capable de répondre aux exigences du produit. La méthodologie est détaillée sur un cas d'étude simple.

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Les avions commerciaux utilisent une boîte noire comprenant un enregistreur de données de vol (FDR) nécessaire pour les enquêtes sur les accidents. Si le FDR peut être facilement récupéré en cas d'accident sur terre, il n'en va pas de même en cas d'accident en eaux profondes. Cet article présente une nouvelle solution pour résoudre le problème de la récupération des données du FDR en utilisant un paradigme appelé "matériaux communicants". La solution est développée en intégrant uniformément des centaines de minuscules nœuds de capteurs dans la structure de l'avion. Les nœuds peuvent alors construire un réseau de capteurs sans fil (WSN) à l'intérieur de l'avion. Ainsi, les dernières données FDR pourraient être stockées dans les nœuds en utilisant un protocole de stockage de données pour le WSN. Le protocole de stockage proposé utilise le schéma d'inondation basé sur les probabilités pour transmettre les données à tous les nœuds à l'intérieur de la structure de l'avion dans le délai le plus court. Pour améliorer la fiabilité et l'évitement des collisions de l'inondation, différentes mesures correctives complémentaires sont utilisées sur la base des informations de voisinage. Le protocole est évalué à l'aide du simulateur Castalia/OMNeT++.

Un nouveau domaine se dessine avec les matériaux communicants capables de fournir diverses fonctionnalités aux utilisateurs tout au long du cycle de vie du produit, pendant les phases de conception, de fabrication, d'utilisation et de démantèlement. Ces matériaux peuvent suivre leur propre évolution tout au long de la vie du produit, recueillir des informations utiles et permettre ainsi un continuum d'informations à tout moment et partout. Généralement, ces fonctionnalités sont remplies par l'intégration de composants électroniques spécifiques dans le matériau (nœuds de capteurs sans fil, étiquettes RFID). Le présent article s'inscrit dans ce cadre en considérant que des milliers de nœuds de micro-capteurs sont intégrés dans un béton préfabriqué. La gestion des données dans les nœuds de capteurs intégrés nécessite le développement de protocoles de réseaux de capteurs sans fil (WSN). Nous avons récemment développé un protocole de stockage de données, appelé USEE, pour la communication des matériaux. Pour extraire ces informations, nous avons également développé récemment un protocole de récupération de données, appelé RaWPG. Dans cet article, les performances de ces protocoles sont évaluées sur l'étude de cas de la gestion du cycle de vie du béton préfabriqué.

Afin de déployer les AGV dans l'industrie, il est obligatoire de considérer le compromis entre l'intelligence et l'intégrabilité. Cet article vise à sensibiliser la communauté de recherche sur la fabrication à ce compromis et à ses conséquences. De nos jours, les AGV sont largement choisis par les fabricants pour mettre en œuvre des systèmes de manutention flexibles qui sont nécessaires pour couvrir les exigences industrielles. Cependant, de nombreuses questions, présentées dans cet article, doivent être abordées pour déployer ces AGV. Une procédure orientée vers les compromis est proposée en considérant ces problèmes dans les applications de systèmes de fabrication flexibles. Ensuite, une approche est proposée pour illustrer cette procédure en fournissant des résultats de simulation et expérimentaux. Cette approche est également utilisée pour décrire grossièrement le compromis intelligence/embeddabilité.

Les aéronefs commerciaux utilisent des boîtes noires nécessaires aux enquêtes sur les accidents. Si la boîte noire peut être facilement récupérée en cas d'accident sur terre, il n'en va pas de même en cas d'accident dans les eaux profondes de l'océan. Cet article présente une nouvelle solution pour résoudre la perte de données de la boîte noire lors d'un accident en mer en utilisant un paradigme appelé matériaux communicants. La solution est développée en intégrant uniformément des centaines de nœuds de microcapteurs dans la structure de l'avion. Les nœuds peuvent alors construire un réseau de capteurs sans fil (WSN) à l'intérieur de l'avion. Lorsqu'un crash est détecté par le système de l'avion, les données de la boîte noire peuvent être stockées dans tous les nœuds à l'aide d'un protocole de stockage de données pour le WSN. Les nœuds étant déployés uniformément dans toute la structure de l'avion, les enquêteurs pourraient ainsi recueillir des informations préliminaires sur les causes du crash à partir des nœuds situés à l'intérieur de toute épave d'avion flottant dans l'océan. Cette solution a été évaluée à l'aide du simulateur Castalia en termes de fiabilité, de capacité de stockage et d'efficacité énergétique.

Afin d'assurer une performance globale de production efficace, les expériences industrielles et les activités de recherche ont démontré l'intérêt des systèmes de contrôle hybrides, qui couplent un ordonnancement prédictif avec un contrôle réactif distribué. Dans ce contexte, il est communément admis que l'utilisation du paradigme des systèmes multi-agents (SMA) augmente la réactivité pour traiter les perturbations et améliore le processus de prise de décision dans un atelier. Chaque agent peut avoir des capacités différentes (évolution, apprentissage, etc.) et l'ensemble du système, basé sur l'interaction des agents, conduit à des comportements émergents pour adapter dynamiquement le programme de production. Cet article a pour but de développer et de simuler un scénario de négociation pour faire face à des processus de fabrication perturbés. Le scénario a été implémenté sur la base de la plateforme de test-bed TRACILOGIS. Le protocole de négociation consiste à définir la meilleure priorité séquentielle en fonction de certains indicateurs de performance. Ce protocole est comparé à un mode de production purement réactif.

Un nouveau domaine est en train de voir le jour avec des matériaux communicants capables de fournir diverses fonctionnalités aux utilisateurs tout au long du cycle de vie du produit. Ces matériaux peuvent suivre leur propre évolution tout au long de la vie du produit, recueillir des informations utiles et permettre ainsi un continuum d'informations à tout moment et en tout lieu. Ces fonctionnalités sont remplies par l'intégration de milliers de composants électroniques spécifiques dans le matériau du produit. Le présent article s'inscrit dans ce cadre en considérant que des milliers de nœuds de microcapteurs sont intégrés dans le matériau. Des protocoles de stockage spécifiques aux réseaux de capteurs sans fil (WSN) ont récemment été proposés pour les matériaux communicants, qui reproduisent uniformément les informations dans les nœuds intégrés. Afin d'extraire ces informations pendant le cycle de vie du produit, un protocole d'extraction de données WSN spécifique appelé RaWPG est présenté dans cet article. Contrairement aux protocoles connus de la littérature, RaWPG évite l'inondation de requêtes car toutes les données sont uniformément répliquées dans le WSN. Avec les protocoles habituels, cela peut conduire à un taux élevé de duplication des réponses. RaWPG utilise trois mécanismes. D'abord, la marche aléatoire est utilisée comme processus multi-sauts pour transmettre la demande à d'autres nœuds. Ensuite, le mécanisme de commérage est ajouté pour interroger les nœuds voisins à chaque saut. Enfin, un mécanisme appelé sélection du voisin le plus éloigné est ajouté. Seul le voisin le plus éloigné et le plus puissant est sélectionné comme prochain saut pour améliorer la fiabilité de transmission des messages de demande et de réponse. Les performances du protocole proposé sont évaluées sur la base d'une étude de cas, et comparées aux résultats obtenus avec les approches classiques issues de la littérature.

Un objet communicant, ou objet connecté, est un élément clé de l'Internet des objets pour faire basculer un monde réel perceptible dans un vaste monde virtuel numérique connu sous le nom de système cyber-physique. Sachant que les questions de durabilité, de sécurité et de logistique font partie des objectifs et des défis importants des entreprises industrielles modernes, l'objet communicant peut être un concept rele- vant pour garantir les performances de sécurité dans la logistique et la gestion des entrepôts. Cet article présente les impacts et les avantages de l'objet communicant dans la logistique intelligente et la conception d'un modèle d'objet communicant inspiré des projets de recherche européens sur l'Internet des objets, qui contrôle et surveille les risques de sécurité dans un contexte industriel dangereux et chimique. Des scénarios génériques basés sur la sécurité sont présentés, qui s'appuient sur un ensemble de mécanismes d'interaction négociés pour le stockage et la préparation des commandes. Le déploiement pertinent de l'intelligence dans un système de gestion d'entrepôt conduit à proposer un nouveau concept appelé " zone de sécurité contrôlée par l'IoT ". Notre contribution consiste à rapprocher les capacités informationnelles, communicationnelles et décisionnelles du monde physique de l'entrepôt grâce à l'objet communicant. Cela permet d'obtenir une garantie de sécurité avec une diminution du délai de décision et une augmentation de l'efficacité de résolution des perturbations locales et dynamiques, tout en évitant les défauts inhérents à la centralisation du système de gestion d'entrepôt. Pour cela, une mise en œuvre industrielle est présentée.

Un nouveau domaine de l'internet des objets est en train de voir le jour avec les matériaux communicants, qui sont capables de fournir diverses fonctionnalités aux utilisateurs tout au long du cycle de vie du produit. Par exemple, ils peuvent suivre leur propre évolution, ce qui permet de recueillir des informations utiles. Ce nouveau paradigme est réalisé par l'intégration de composants électroniques spécifiques dans le matériau du produit. Dans ce travail, des réseaux de capteurs sans fil (WSN) ultra-petits sont utilisés pour des matériaux à grande échelle tels que le béton dans les bâtiments intelligents. En effet, le stockage des informations sur le cycle de vie et la diffusion des données dans les matériaux communicants sont des questions très importantes. Par conséquent, cet article propose une solution pour le stockage des données par la diffusion systématique à travers le WSN intégré. Il présente USEE, un protocole de stockage de données uniforme pour les matériaux communicants à grande échelle. USEE garantit que les informations peuvent être récupérées dans chaque pièce du matériel en gérant intelligemment la réplication des données entre chaque voisinage du WSN. Contrairement aux protocoles apparentés de la littérature, USEE considère dans le même ensemble l'uniformité du stockage dans l'ensemble du réseau, le niveau d'importance des données et les contraintes de ressources des nœuds de capteurs. Comparé à des protocoles apparentés tels que RaWMS, DEEP et Supple, USEE présente un compromis entre diffusion uniforme et faible surcharge de communication pour tous les niveaux d'importance des données.

Les produits intelligents transportant leurs propres informations sont de plus en plus présents de nos jours. De nombreux travaux de recherche se concentrent sur l'utilisation de ces produits pendant les phases de fabrication ou de livraison. Ceci a conduit à d'importantes contributions concernant la gestion des données des produits dans le cadre des HMS (Holonic Manufacturing Systems). Le but de cet article est de : (1) faire une revue des contributions majeures faites pour la gestion des informations de fin de vie (modèles de données, protocoles de communication, matériaux, ...) dans le cadre d'une économie circulaire, (2) avoir un premier aperçu des raisons industrielles expliquant pourquoi ces systèmes ne sont pas largement mis en œuvre. Ces points précédents permettent de mettre en évidence les axes de recherche potentiels à développer dans un futur proche.

Le développement rapide de l'Internet des objets a entraîné la multiplication des nœuds de communication basés sur l'identification par radiofréquence (RFID) et les réseaux de capteurs sans fil (WSN) dans divers domaines tels que le bâtiment, la ville, l'industrie et le transport. Ces nœuds de communication sont attachés à une chose ou directement inclus dans le matériau de la chose pour former un matériau communicant. Dans le matériau communicant, l'un des objectifs recherchés est de fusionner les données logiques avec son matériau physique, simplifiant ainsi le suivi de son cycle de vie, les opérations de maintenance et le processus de recyclage. Dans ce contexte, la forme initiale du matériel communicant peut évoluer au cours de son cycle de vie. Il peut être divisé, agrégé à d'autres matériaux ou partiellement endommagé. Cependant, l'ensemble des informations contenues dans le matériau doit toujours être accessible après chaque modification. Ainsi, l'objectif de cette recherche est de développer des algorithmes spécifiques pour une diffusion efficace des informations dans le matériau afin de limiter les pertes d'informations. Deux algorithmes de diffusion, basés sur le comptage des houblons et sur la probabilité, sont proposés pour le stockage des données à l'aide des WSN, et le stockage non localisé et localisé est considéré. Le stockage non localisé garantit que les informations peuvent être récupérées à partir de chaque élément du matériel en utilisant un processus de réplication de données uniforme. Le stockage localisé garantit que les informations sont stockées dans une région limitée du matériau. Le simulateur Castalia/OMNeT++ est utilisé pour comparer les performances des algorithmes proposés avec d'autres protocoles similaires tels que DEEP, Supple et RaWMS.

Un nouveau domaine se dessine avec les matériaux intelligents capables de fournir diverses fonctionnalités aux utilisateurs tout au long du cycle de vie du produit, pendant les phases de conception, de fabrication, d'utilisation et de démantèlement. Ces matériaux peuvent suivre leur propre évolution tout au long de la vie du produit, recueillir des informations utiles et permettre ainsi un continuum d'informations à tout moment et partout. Généralement, ces fonctionnalités sont remplies par l'intégration de composants électroniques spécifiques dans le matériau (nœuds de capteurs sans fil, étiquettes RFID). Le présent article s'inscrit dans ce cadre en considérant que des milliers de nœuds de micro-capteurs sont intégrés dans une préfabrication en béton. Tous les nœuds stockent différentes informations sur les propriétés de la préfabrication dans leur mémoire, ce qui nécessite la conception d'un protocole spécifique de réseau de capteurs sans fil (WSN) pour extraire ces informations. Le protocole proposé utilise trois mécanismes. Tout d'abord, la marche aléatoire est utilisée comme processus multi-sauts pour transmettre la demande aux autres nœuds. Ensuite, le mécanisme de commérage est ajouté pour interroger les nœuds voisins à chaque saut. Enfin, un mécanisme appelé sélection des voisins les plus éloignés est ajouté. Seul le voisin le plus éloigné et le plus puissant est sélectionné comme prochain saut pour améliorer la fiabilité du processus original de marche aléatoire.

Cet article présente une application de l'AHP basée sur les mesures pour définir un algorithme en deux étapes pour le contrôle de systèmes pilotés par le produit, en cas d'événement inattendu. Cet algorithme est composé de deux étapes : la première vise à dé-fine le type de stratégie que le produit doit adopter (attendre¸ réagir par lui-même ou repasser en mode centralisé) tandis que la seconde permet de choisir la ressource la plus appropriée capable de répondre aux exigences du produit. La méthodologie est détaillée sur une étude de cas simple.

Les impacts de l'utilisation de différentes politiques de promotion des commandes dans les industries manufacturières traditionnelles sont généralement bien connus et documentés dans la littérature. Cependant, pour les industries confrontées à des processus divergents avec coproduction (c'est-à-dire plusieurs produits fabriqués simultanément à partir d'une matière première commune) comme dans l'industrie du sciage, l'évaluation, la comparaison et la sélection des politiques n'est pas une tâche triviale. Dans cet article, nous comparons différentes politiques de promotion des commandes dans l'industrie du sciage pour diverses conditions de marché et nous démontrons comment et quand ces caractéristiques peuvent nécessiter des politiques de type Available-To-Promise (ATP), Capable-To-Promise (CTP) ou autres. Il a été démontré que la meilleure politique diffère souvent de celle qui aurait été optimale dans un contexte de fabrication classique (par exemple, l'assemblage).

Un nouveau domaine se dessine avec les matériaux intelligents capables de fournir diverses fonctionnalités aux utilisateurs tout au long du cycle de vie du produit, pendant les phases de conception, de fabrication, d'utilisation et de démantèlement. Ces matériaux peuvent suivre leur propre évolution tout au long de la vie du produit, recueillir des informations utiles et permettre ainsi un continuum d'informations à tout moment et partout. Généralement, ces fonctionnalités sont remplies par l'intégration de composants électroniques spécifiques dans le matériau (nœuds de capteurs sans fil, étiquettes RFID). Le présent article s'inscrit dans ce cadre en considérant que des milliers de nœuds de micro-capteurs sont intégrés dans une préfabrication en béton. Tous les nœuds stockent différentes informations sur les propriétés de la préfabrication dans leur mémoire, ce qui nécessite la conception d'un protocole spécifique de réseau de capteurs sans fil (WSN) pour extraire ces informations. Le protocole proposé utilise trois mécanismes. Tout d'abord, la marche aléatoire est utilisée comme processus multi-sauts pour transmettre la demande aux autres nœuds. Ensuite, le mécanisme de commérage est ajouté pour interroger les nœuds voisins à chaque saut. Enfin, un mécanisme appelé sélection des voisins les plus éloignés est ajouté. Seul le voisin le plus éloigné et le plus puissant est sélectionné comme prochain saut pour améliorer la fiabilité du processus original de marche aléatoire.

Cette thèse est une contribution à la modélisation, la planification et l’optimisation du transport pour l’approvisionnement en bois de forêt des industries de première transformation. Dans ce domaine, les aléas climatiques (mise au sol des bois par les tempêtes), sanitaires (attaques bactériologiques et fongiques des bois) et commerciaux (variabilité et exigence croissante des marchés) poussent les divers acteurs du secteur (entrepreneurs et exploitants forestiers, transporteurs) à revoir l’organisation de la filière logistique d’approvisionnement, afin d’améliorer la qualité de service (adéquation offre-demande) et de diminuer les coûts.L’objectif principal de cette thèse était de proposer un modèle de pilotage améliorant la performance du transport forestier, en respectant les contraintes et les pratiques du secteur.Les résultats établissent une démarche de planification hiérarchique des activités de transport à deux niveaux de décision, tactique et opérationnel. Au niveau tactique, une optimisation multi-périodes permet de répondre aux commandes en minimisant l’activité globale de transport, sous contrainte de capacité agrégée des moyens de transport accessibles. Ce niveau permet de mettre en oeuvre des politiques de lissage de charge et d’organisation de sous-traitance ou de partenariats entre acteurs de transport. Au niveau opérationnel, les plans tactiques alloués à chaque transporteur sont désagrégés, pour permettre une optimisation des tournées des flottes, sous contrainte des capacités physiques de ces flottes.Les modèles d’optimisation de chaque niveau sont formalisés en programmation linéaire mixte avec variables binaires. L’applicabilité des modèles a été testée en utilisant un jeu de données industrielles en région Aquitaine et a montré des améliorations significatives d’exploitation des capacités de transport par rapport aux pratiques actuelles.Les modèles de décision ont été conçus pour s’adapter à tout contexte organisationnel, partenarial ou non : la production du plan tactique possède un caractère générique sans présomption de l’organisation, celle-ci étant prise en compte, dans un deuxième temps, au niveau de l’optimisation opérationnelle du plan de transport de chaque acteur.

L’objectif de cette thèse est de proposer un outil pour la planification de la production d’un fournisseur et d’étudier les moyens d’améliorer la coordination entre ce fournisseur et les usines clientes. Appliquée à l’industrie automobile, cette thèse se base sur le cas des usines de mécanique (usines de moteurs, de boîtes de vitesse, et de pièces de liaison au sol) qui fournissent les usines d’assemblage de véhicules.En analysant la demande des usines clientes, nous mettons en évidence les facteurs de variabilité de cette demande et proposons des pistes pour améliorer la coordination avec le fournisseur à travers un partage de l’information plus efficace. Pour la planification de la production du fournisseur, nous proposons un modèle mathématique sous forme de programme linéaire en nombres entiers. Ce modèle permet de définir un plan de production détaillé en respectant les contraintes existantes et en visant quatre objectifs : satisfaire la demande prévisionnelle, atteindre les stocks de sécurité, équilibrer les stocks entre les produits, et lisser la production. L’intérêt apporté par ce modèle est démontré par des tests réalisés sur des données réelles. Sachant que le modèle proposé est destiné à être utilisé dans le cadre d’une planification à horizon glissant, nous analysons par simulation l’influence de deux paramètres : la fréquence de planification et la longueur de l’horizon gelé. Nous donnons des préconisations sur le choix de ces paramètres de manière à assurer un bon compromis entre le taux de service, le niveau de stock, et la stabilité de la planification. Enfin, pour améliorer la coordination entre les usine clientes et le fournisseur, nous étudions deux pistes en particulier : l’amélioration de la fiabilité des prévisions communiquées au fournisseur et l’allongement du délai qui lui est accordé pour satisfaire la demande. L’intérêt de mettre en œuvre ces propositions est évalué par simulation.

Les avancées récentes et les recherches en cours dans les systèmes holoniques et à base d'agents pour la fabrication présentent un intérêt particulier. Les industriels sont à la recherche de modèles et de solutions capables non seulement de fournir des performances de production globales efficaces, mais aussi de faire face de manière réactive à un ensemble croissant d'événements imprévus. Une activité de recherche importante dans ce domaine se concentre sur les systèmes de contrôle holoniques/multi-agents qui intègrent des mécanismes prédictifs/proactifs et réactifs dans les agents/holons. La demande de systèmes à grande échelle fonctionnant dans des environnements complexes, voire chaotiques, nécessite la prise en compte de nouveaux paradigmes et de nouvelles technologies offrant flexibilité, robustesse, agilité et réactivité. Les systèmes holoniques visent, par définition, à relever des défis tels que la gestion de la nature hétérogène des systèmes de fabrication et de leur nature interactive en ligne, combinée aux pressions concurrentielles. Les systèmes multi-agents sont une approche appropriée pour relever ces défis en offrant une autre façon de concevoir les systèmes de contrôle, basée sur la décentralisation des fonctions de contrôle sur des entités autonomes et coopératives distribuées. Les concepts de produit intelligent (ou produit actif) et les techniques connexes pour l'automatisation axée sur le produit sont également intéressants.

Cet éditorial présente le numéro spécial sur les concepts émergents en matière de technologies de l'information et de la communication (TIC) pour des systèmes industriels intelligents, sûrs et durables dans la revue Computers in Industry d'Elsevier. Les 13 articles de ce numéro spécial ont été sélectionnés en raison de leur grande qualité et aussi parce qu'ils proposent des solutions TIC émergentes qui abordent au moins une des trois dimensions que nous considérons comme des exigences de base pour la conception de futurs systèmes industriels utilisables qui doivent être sûrs, intelligents et durables. Des discussions globales sur l'état de l'art concernant le sujet de ce numéro spécial sont fournies, ainsi que des lignes directrices exploratoires pour les recherches futures dans ce domaine.

Les impacts de l'utilisation de différentes politiques d'acceptation des commandes dans les secteurs manufacturiers sont généralement bien connus et documentés dans la littérature. Cependant, pour les industries confrontées à des processus divergents avec coproduction (c'est-à-dire plusieurs produits fabriqués en même temps à partir d'une matière première commune), l'évaluation, la comparaison et la sélection des politiques ne sont pas des tâches triviales. Cet article propose un cadre pour permettre cette évaluation. En utilisant un modèle de simulation qui intègre un ERP personnalisé, nous comparons et évaluons différentes politiques d'acceptation des commandes dans diverses conditions de marché. Les expériences sont menées en utilisant un cas de l'industrie des produits forestiers. Les résultats illustrent comment et quand différentes conditions de marché liées à des industries divergentes/coproductrices peuvent faire appel à Available-To-Promise (ATP), Capable-To-Promise (CTP), et à d'autres stratégies connues. En particulier, nous montrons que les politiques avancées d'acceptation des commandes comme CTP peuvent générer un meilleur revenu pour certains types de marché et, à l'inverse des industries manufacturières typiques, ATP est plus performant que les autres stratégies pour un modèle de demande spécifique.

L'hétérogénéité des matières premières, les processus de transformation complexes et les flux de produits divergents rendent les opérations de sciage difficiles à gérer. La plupart des scieries nord-américaines appliquent une stratégie de production de type "make-to-stock", certaines acceptent ou refusent des commandes en fonction des quantités disponibles à la vente (ATP), tandis que d'autres utilisent des approches plus avancées. Cet article présente un cadre de simulation permettant de comparer et d'évaluer différentes stratégies de planification de la production ainsi que des stratégies de gestion des commandes. Un système ERP de base est également intégré au cadre (gestion des stocks, algorithmes de planification de la production de bois, calcul de l'ATP et du CTP, etc.) L'utilisateur peut configurer le processus de planification de la production et de gestion des commandes, et évaluer leur performance dans différents contextes de marché à l'aide du modèle de simulation à événements discrets.

Avec le PLM (Product Lifecycle Management) traditionnel, les gens pensent à l'avenir : d'abord le développement du produit, puis la fabrication, puis le support et enfin l'élimination - les flux de données ne vont que vers l'avant. Avec le concept CL2M (Closed-Loop Lifecycle Management), il existe également des flux en sens inverse, ce qui permet une meilleure visibilité et un meilleur contrôle du produit tout au long de son PLC (Product Life Cycle). CL2M utilise des "produits intelligents" pour recueillir des informations à tout moment du CPL et les rendre disponibles sur les phases du CPL en aval ou en amont. Cependant, les informations sont souvent déportées sur une base de données et sont accessibles à distance via un pointeur réseau porté par le produit. Pour aller plus loin dans le concept CL2M, cet article relève un double défi : i) fournir un nouveau type de matériau intelligent capable de subir des transformations physiques sans perdre sa capacité de communication et les données qui y sont stockées, ii) fournir un cadre pour atteindre un haut degré de synchronisation des données (c'est-à-dire permettre la mise à jour des données sur le produit, indépendamment de la disponibilité du réseau). Un scénario d'application est présenté, montrant comment ce type de matériel est mis en pratique dans le contexte des "vêtements médicaux communicants" et comment les exigences du degré souhaité de synchronisation des données peuvent être atteintes.

Aujourd'hui, les industriels sont à la recherche de modèles et de méthodes capables non seulement d'assurer une production globale efficace, mais aussi de réagir face à un nombre croissant d'événements imprévus. Une activité de recherche importante dans ce domaine se concentre sur les systèmes de contrôle holoniques/multi-agents qui couplent des mécanismes prédictifs/proactifs et réactifs dans des agents/holons. Cependant, l'optimisation de ce couplage ne fait pas l'objet d'une attention suffisante. L'objectif de cet article est de décrire les principaux défis de recherche qui doivent être relevés avant d'espérer une large diffusion industrielle. En s'appuyant sur une revue extensive de l'état de l'art, trois défis principaux sont mis en évidence : l'estimation des performances futures du système en mode réactif, la conception de stratégies de commutation efficaces entre les modes prédictif et réactif et la conception de mécanismes de synchronisation efficaces pour revenir au mode prédictif.

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Ce dossier spécial vise à mettre en lumière les nouveaux systèmes holoniques et multi-agents émergents qui fonctionnent dans un environnement manufacturier orienté vers les services et l'informatique, en utilisant les dernières technologies de l'information et de la communication (TIC) telles que l'orientation vers les services, les agents mobiles, les services Web et en nuage, la virtualisation, le big data et l'analyse, pour n'en citer que quelques-unes. Les industriels sont à la recherche de modèles et de solutions capables non seulement de fournir une performance de production globale efficace, mais aussi de faire face de manière réactive à un nombre croissant d'événements imprévus. La demande de systèmes industriels à grande échelle fonctionnant dans des environnements complexes, voire chaotiques, nécessite la prise en compte de nouveaux paradigmes et de nouvelles technologies offrant flexibilité, robustesse, agilité et réactivité. Les systèmes holoniques visent, par définition, à relever des défis tels que la gestion de la nature hétérogène des systèmes de fabrication et de leur nature interactive en ligne, combinée aux pressions concurrentielles. Les systèmes multi-agents constituent une approche de mise en œuvre appropriée pour relever ces défis en offrant une autre façon de concevoir les systèmes de contrôle, basée sur la décentralisation des fonctions de contrôle sur des entités autonomes et coopératives distribuées. En outre, la virtualisation des charges de travail du système d'exécution de la fabrication offre aux entreprises un ensemble d'avantages en termes de conception et d'exploitation, les plus visibles étant l'amélioration de l'utilisation des ressources et la flexibilité de la solution globale. Au niveau du système d'exécution de la fabrication, l'adoption du cloud computing fait principalement référence à la virtualisation des charges de travail MES. Bien que les mises en œuvre MES soient différentes et dépendent généralement directement de la disposition physique réelle de l'atelier, les fonctions MES générales sont alignées sur l'ensemble des fonctions définies par la spécification ISA-95.03. Pour atteindre des niveaux élevés de croissance de la productivité et d'agilité face aux changements du marché, les fabricants devront tirer parti des ensembles de données volumineuses pour améliorer l'efficacité de l'entreprise en réseau. Il est nécessaire de disposer d'un cadre permettant le développement de systèmes physiques cybernétiques de fabrication qui incluent des capacités de traitement des événements complexes et d'analyse des Big Data, qui devraient rapprocher le domaine de la fabrication de la transformation numérique et des services en nuage au sein de l'entreprise contextuelle. D'autre part, l'orientation vers les services émerge à plusieurs niveaux organisationnels dans l'entreprise, et tire parti de la technologie en réponse au besoin croissant d'une plus grande intégration commerciale, de flexibilité et d'agilité des entreprises manufacturières. Étroitement liée aux infrastructures informatiques des services Web, l'architecture d'entreprise orientée services représente une architecture technique, un concept de modélisation d'entreprise, une source d'intégration et une nouvelle façon de voir les unités de contrôle au sein de l'entreprise. L'intégration et l'interopérabilité des systèmes d'information sur les activités et les processus sont possibles en considérant le produit personnalisé comme un "contrôleur actif" des ressources de l'entreprise - assurant ainsi la cohérence entre les flux matériels et informationnels. Les domaines de l'informatique orientée services et des systèmes multi-agents se rapprochent, car ils tentent tous deux de traiter le même type d'environnements formés par des tâches découplées, flexibles, persistantes et distribuées. La nouvelle approche des systèmes multi-agents orientés services (SoMAS) en est un exemple.

Les avancées récentes et les recherches en cours dans les systèmes holoniques et à base d'agents pour la fabrication présentent un intérêt particulier. Les industriels sont à la recherche de modèles et de solutions capables non seulement de fournir des performances de production globales efficaces, mais aussi de faire face de manière réactive à un ensemble croissant d'événements imprévus. Une activité de recherche importante dans ce domaine se concentre sur les systèmes de contrôle holoniques/multi-agents qui intègrent des mécanismes prédictifs/proactifs et réactifs dans les agents/holons. La demande de systèmes à grande échelle fonctionnant dans des environnements complexes, voire chaotiques, nécessite la prise en compte de nouveaux paradigmes et de nouvelles technologies offrant flexibilité, robustesse, agilité et réactivité. Les systèmes holoniques visent, par définition, à relever des défis tels que la gestion de la nature hétérogène des systèmes de fabrication et de leur nature interactive en ligne, combinée aux pressions concurrentielles. Les systèmes multi-agents sont une approche appropriée pour relever ces défis en offrant une autre façon de concevoir les systèmes de contrôle, basée sur la décentralisation des fonctions de contrôle sur des entités autonomes et coopératives distribuées. Les concepts de produit intelligent (ou produit actif) et les techniques connexes pour l'automatisation axée sur le produit sont également intéressants.

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Si le problème d'équilibrage lors de la conception de lignes d'assemblage est largement étudié dans la littérature sous le nom d’ALBP (Assembly Line Balancing Problems), peu de travaux concernent leur rééquilibrage dans un horizon court terme et en-ligne. Les travaux présentés dans ce mémoire portent donc sur le rééquilibrage dynamique des lignes d’assemblage en réaction aux événements court terme perturbants la production. L’objectif étant de changer l’allocation des taches sur les postes de travail afin de lisser la charge induite par la perturbation. Le délai court sans arrêt de production étant plus important que l'optimalité de la solution, le temps de résolution rapide des méthodes de résolution approchées nous a intéressé. Deux approches ont été étudiées pour leur simplicité et leur nouveauté dans le domaine du ALBP : la méthode ILS (Iterated Local Search) et la recherche d’atteignabilité sur un réseau d’automates communicants. Cela nous a montré qu'elles peuvent répondre au besoin de réactivité imposé par notre problème mais qu’elles sont difficilement adaptables lorsque les leviers d’action pour rééquilibrer la ligne sont modifiés. Notre proposition pour répondre à ce besoin d’adaptabilité est une méthodologie de modélisation et de résolution des problèmes de rééquilibrage des lignes d’assemblage s’appuyant sur un réseau d’automates communicants et une recherche d’atteignabilité sur celui-ci. Pour assurer la généricité, la méthodologie est décomposée en deux niveaux d’abstraction : l'étude de la classe du problème ALBP considéré et al résolution du problème spécifique. Les travaux ont été validés sur des exemples industriels issus de la société Trane.

Cette thèse CIFRE s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre Acta-Mobilier, fabricant de façades laquées haut de gamme, et le Centre de Recherche en Automatique Nancy. L’idée est de tirer parti du concept de Système Contrôlé par le Produit dans un environnement industriel perturbé par de nombreuses boucles de production et par un taux de reprises (non-qualités) non négligeable engendrant des pertes de pièces, le non-respect des délais, des charges de travail instables, etc… le lien impossible entre le produit et un identifiant infotronique rendant en plus la traçabilité difficile. Les travaux sur l’ordonnancement et son optimisation sont freinés par ces perturbations sur la chaîne de production qui rendent les plannings intenables. Le traitement prioritaire des pièces défectueuses permet d’assurer un taux de service qui reste remarquable au regard du pourcentage de pièces à réparer. Mais cela engendre aussi des pertes de pièces qui empêchent la livraison complète de la commande. La problématique scientifique s’articule autour du pilotage des flux dans un contexte de production perturbé par les reprises et de la maîtrise de la qualité en évaluant son impact sur l’engorgement. L’enjeu de maîtrise de la qualité a été abordé à l’aide de réseaux de neurones capables de prévoir l’apparition du défaut auquel ils sont dédiés en fonction des paramètres de production et environnementaux. Cette anticipation permet de proposer une alternative de programme à utiliser ou à reporter la planification de la tâche. L’adaptation du modèle de prévision aux dérives du modèle physique au comportement considéré comme nerveux est réalisée « en-ligne » à l’aide de cartes de contrôle qui permettent de détecter la dérive et sa date de début. Malgré cette simplification des flux, le pilotage reste complexe en raison des boucles normales de production et des non qualités résiduelles. Il existe différents états de saturation du système pour lesquels la règle de pilotage la plus adaptée n’est pas toujours la même. Cette analyse est présentée sous forme de cartographie en deux dimensions dont chacun des axes présente un indicateur clé du taux de non-qualité et/ou de la perturbation des flux. Même si, contrairement aux algorithmes, la règle de pilotage la mieux adaptée ne sera pas toujours mise en évidence, cette cartographie présente d’autres avantages tels que la simplification du pilotage, la possibilité pour tous les utilisateurs d’avoir l’information importante sur l’état de l’atelier en un coup d’oeil, ou encore la nécessité d’homogénéisation sur la globalité de l’unité de production. Dans ce contexte, le container intelligent offre des perspectives intéressantes avec la volonté de tracer un groupe de produits ayant la même gamme de fabrication plutôt que des produits un à un, de partager des informations telles que sa date de livraison, son degré d’urgence, de connaître quels chemins ils doivent emprunter dans l’atelier et quelles sont les alternatives possibles ou encore de communiquer avec les machines et les autres systèmes dont celui de prévision de la qualité et retenir des informations au fil de la fabrication des produits. Le système proposé est donc interactif ou le conteneur est au coeur de la décision. Il signale sa présence au système d’ordonnancement seulement si les conditions qualité sont réunies, permettant ainsi de simplifier son travail autorisant alors un simple algorithme traditionnel de programmation linéaire à réaliser cette tâche particulièrement compliquée au premier abord. C’est en revanche à la charge de l’ordonnanceur de s’assurer de la règle de pilotage à utiliser et de demander les informations correspondantes aux lots disponibles. La contribution de cette thèse est donc une méthodologie de simplification de problèmes complexes par une répartition des tâches entre différents sous-systèmes acteurs appliquée au cas d’une entreprise de fabrication de façades de cuisine laquées haut de gamme.

Aujourd'hui, les industriels sont à la recherche de modèles et de méthodes capables non seulement de fournir des performances de production globales efficaces, mais aussi de gérer des systèmes réactifs confrontés à un nombre croissant d'événements imprévus. Une activité de recherche importante dans ce domaine se concentre sur les systèmes de contrôle holoniques/multi-agents qui couplent des mécanismes prédictifs/proactifs et réactifs dans des agents/holons. Cependant, l'optimisation de ce couplage ne fait pas l'objet d'une attention suffisante. L'objectif de cet article est de décrire les principaux défis de recherche qui doivent être relevés avant d'espérer une large diffusion industrielle. En s'appuyant sur une revue extensive de l'état de l'art, trois défis principaux sont mis en évidence : l'estimation des performances futures du système en mode réactif, la conception de stratégies de commutation efficaces entre les modes prédictif et réactif et la conception de mécanismes de synchronisation efficaces pour revenir au mode prédictif. indicateur du système de production, observateur d'événements discrets, système de fabrication flexible.

Cet article présente et ouvre le débat sur le rôle de la "commande par le produit" et, à un niveau plus large, des systèmes de fabrication et de services intelligents dans le développement durable et l'économie circulaire. Il présente tout d'abord le concept des IMS et les perspectives relatives aux futurs systèmes industriels et économiques, ainsi que leurs avantages attendus et les défis à relever. Les différentes interprétations de la durabilité sont ensuite décrites. Enfin, nous présentons notre vision des impacts possibles de l'IMS sur un monde durable. Une série de perspectives stimulantes et d'exemples illustratifs concluent ce document.

Aujourd'hui, les industriels sont à la recherche de modèles et de méthodes capables non seulement d'assurer une production globale efficace, mais aussi de réagir face à un nombre croissant d'événements imprévus. Une activité de recherche importante dans ce domaine se concentre sur les systèmes de contrôle holoniques/multi-agents qui couplent des mécanismes prédictifs/proactifs et réactifs dans des agents/holons. Cependant, l'optimisation de ce couplage ne fait pas l'objet d'une attention suffisante. L'objectif de cet article est de décrire les principaux défis de recherche qui doivent être relevés avant d'espérer une large diffusion industrielle. En s'appuyant sur une revue extensive de l'état de l'art, trois défis principaux sont mis en évidence : l'estimation des performances futures du système en mode réactif, la conception de stratégies de commutation efficaces entre les modes prédictif et réactif et la conception de mécanismes de synchronisation efficaces pour revenir au mode prédictif.

La quantité de données produites dans notre environnement augmente chaque jour, et le développement de nouvelles technologies redéfinit constamment la manière dont nous interagissons avec l'information. Dans le contexte du PLM (Product Lifecycle Management), il n'est pas rare d'utiliser des produits intelligents pour assurer un continuum d'informations tout au long du cycle de vie du produit (par exemple à des fins de traçabilité). Cependant, il n'est pas si facile d'identifier quelles informations doivent être stockées sur le produit. Pour répondre à cette question, cet article propose un processus de diffusion des données pour sélectionner les informations sensibles au contexte dans la base de données, qui doivent être stockées/répliquées sur le produit (surtout si le produit est fait de "matériau communicant"). Notre approche utilise la théorie AHP floue pour agréger les points de vue des différents acteurs. Le processus de diffusion des données est ensuite appliqué à une étude de cas pour intégrer des informations contextuelles sur un "textile communicant".

Cet article propose une méthode s'appuyant sur la recherche d'atteignabilité sur un réseau d'automates communicants. Celle-ci est utilisée pour rééquilibrer dynamiquement une ligne d'assemblage lorsqu'une perturbation survient. Le but de la méthode est de réallouer dynamiquement les tâches sur les postes de travail de cette ligne. Un réseau d'automates est utilisé pour modéliser le système et une solution est obtenue par la trace fournie par le logiciel de model-checking effectuant la recherche d'atteignabilité. La méthode est illustrée sur un cas d'étude.

Ce volume rassemble les articles évalués par des pairs qui ont été présentés lors de la troisième édition de l'atelier international "Service Orientation in Holonic and Multi-agent Manufacturing and Robotics - SOHOMA'13" organisé du 20 au 22 juin 2013 par le Centre de recherche en fabrication intégrée par ordinateur et en robotique - CIMR Bucarest, et accueilli par l'Université de Valenciennes, France. Le livre est structuré en cinq parties, chacune couvrant un domaine de recherche spécifique qui représente une tendance pour le contrôle de la fabrication moderne : L'intelligence distribuée pour la fabrication durable, les technologies holoniques et multi-agents pour la planification et le contrôle de la fabrication. L'orientation vers les services dans la gestion et le contrôle de la fabrication, les produits intelligents et l'automatisation et la robotique axées sur les produits pour la fabrication et les services. Ces cinq lignes d'évolution ont en commun des concepts liés à l'orientation vers les services dans un environnement industriel distribué basé sur des agents de planification et de contrôle. Aujourd'hui, il est généralement reconnu que le paradigme de l'architecture d'entreprise orientée vers les services est considéré comme une approche appropriée et efficace pour l'automatisation industrielle et la gestion des entreprises de fabrication.

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Cet article propose une méthode pour rééquilibrer dynamiquement une ligne d'assemblage lorsque des perturbations surviennent, en réaffectant les tâches aux postes de travail de la ligne. La méthode est basée sur l'analyse d'atteignabilité d'un réseau d'automates qui représente les tâches et les postes de travail à exécuter. La trace d'exécution menant à l'état désiré fournit une solution faisable pour rééquilibrer la ligne d'assemblage. La méthode est illustrée par un cas industriel.

Les systèmes de gestion de l'information sur les bâtiments ont commencé à exploiter de nouveaux types d'infrastructures d'information numérique qui intègrent des activités liées à la conception, à la budgétisation, à la programmation, à l'analyse, à la gestion des matériaux et aux ressources humaines. Les entreprises qui mettent en œuvre de tels systèmes n'ont pas d'autre choix aujourd'hui que d'échanger des informations entre elles de manière appropriée et efficace. Les classes de base industrielles (IFC) fournissent des structures d'information utiles pour un tel partage de données. Cependant, elles ne précisent pas comment capturer, échanger et synchroniser les informations entre des entités distinctes (c'est-à-dire des systèmes d'information comme les capteurs, les serveurs, les produits intelligents...) tout au long du cycle de vie du bâtiment. En conséquence, ce document examine les protocoles de messagerie existants afin d'identifier celui qui est le plus approprié pour soutenir la gestion du cycle de vie des bâtiments, c'est-à-dire un protocole flexible qui fournit des interfaces de communication suffisamment génériques. Une plate-forme mise en place sur un campus universitaire et basée sur le protocole de messagerie sélectionné est ensuite présentée. Dans ce contexte, l'agenda de recherche qui devrait être poursuivi pour développer de nouvelles techniques et de nouveaux algorithmes pour optimiser la gestion de l'énergie des bâtiments est annoncé.

La quantité de données émises dans notre environnement augmente chaque jour, et le développement de nouvelles technologies redéfinit constamment la manière dont nous interagissons avec l'information. Dans le contexte de la gestion du cycle de vie des produits, il n'est pas rare d'utiliser des produits intelligents pour assurer un continuum d'informations tout au long du cycle de vie du produit (par exemple, à des fins de traçabilité). L'intégration de l'intelligence et de l'information dans les produits eux-mêmes est désormais possible grâce à de nombreuses technologies (RFID, matériaux communicants). Cependant, ces technologies ont actuellement de faibles capacités de mémoire (quelques kilo-octets ou méga-octets), alors que les bases de données sur les produits sont de plus en plus volumineuses (plusieurs giga-octets ou téra-octets). Par conséquent, un processus de diffusion des données est nécessaire pour déterminer les informations pertinentes qui doivent être stockées sur le produit. Cet article propose une méthode de prise de décision à critères multiples (MCDM) basée sur un processus de hiérarchie analytique flou (AHP flou). Cette méthode tient compte du contexte et prend en charge l'agrégation des opinions d'un groupe d'experts. Une application est proposée pour intégrer des informations sensibles au contexte dans un "textile communicant".

Cet article vise à donner un aperçu des approches de conception de la simulation et de la modélisation dans le contexte du système de fabrication intelligent (SFI). Nous nous concentrons sur la capacité d'adaptation des modèles de simulation poussés par l'introduction de nouveaux paradigmes, à savoir le produit intelligent et l'Internet des objets. Un modèle de maturité de la capacité sera proposé pour l'évaluation de la capacité adaptative et sera illustré à partir de nos recherches passées. Nous conclurons en discutant d'un ensemble de perspectives stimulantes.

L'ouvrage couvre quatre domaines de recherche représentant une tendance pour le contrôle de la fabrication moderne : Holonic and Multi-agent technologies for industrial systems. Produits intelligents et automatisation pilotée par les produits. Orientation vers les services des processus stratégiques et techniques de l'entreprise. et Systèmes d'automatisation intelligents distribués. Ces lignes d'évolution ont en commun des concepts liés à l'orientation vers les services dérivés du paradigme de l'architecture orientée vers les services (SOA). L'approche des systèmes multi-agents orientés services discutée dans le livre est caractérisée par l'utilisation d'un ensemble d'agents autonomes et coopératifs distribués, intégrés dans des composants intelligents qui utilisent les principes SOA, orientés par l'offre et la demande de services, afin de remplir les objectifs des systèmes de production et de la chaîne de valeur. Une nouvelle vision intégrée combinant les technologies émergentes est proposée, pour créer des structures de contrôle avec une intelligence distribuée supportant l'intégration verticale et horizontale des entreprises et fonctionnant dans des environnements de travail réellement distribués et globaux. Le modèle de création de valeur des services au niveau de l'entreprise consiste à utiliser des architectures de composants de services pour les applications de processus métier, basées sur des entités qui gèrent les services. Dans cette optique de componentialisation, un service est un élément de logiciel encapsulant la logique de gestion/contrôle ou la fonctionnalité des ressources d'une entité qui présente une compétence individuelle et répond à une demande spécifique pour remplir un objectif local (produit) ou global (lot).

Les produits intelligents peuvent être considérés comme des vecteurs d'information, transportant leurs propres informations d'une phase de leur cycle de vie à une autre. Considérant qu'un tel produit pourrait être fabriqué avec de la "matière communicante", dans des travaux antérieurs, un processus de diffusion de données a été développé dans le but de sélectionner, dans une base de données, les informations qui devraient être stockées sur le produit en fonction de l'étape actuelle de son cycle de vie. Cette sélection est basée sur un indicateur de pertinence qui dépend d'une multitude de critères, dont les poids sont évalués par un groupe d'experts. L'ensemble des avis d'experts doit être formalisé selon une théorie mathématique et ensuite, synthétisé par une méthode d'agrégation appropriée. Dans ce cadre, trois méthodes d'agrégation sont introduites et comparées. Cette comparaison est réalisée sur la base du scénario de diffusion des données lors de l'utilisation de produits intelligents. Les résultats permettent d'évaluer la qualité de l'ajustement des trois méthodes d'agrégation.

Ces dernières années, certains chercheurs ont affirmé que l'utilisation de produits intelligents permettrait de rendre les systèmes plus efficaces tout au long du cycle de vie des produits (PLC). L'intégration de l'intelligence et de l'information dans les produits eux-mêmes est possible grâce, entre autres, aux technologies d'identification automatique (code-barres, RFID,.). Dans cet article, nous présentons un nouveau type de produit intelligent, appelé paradigme du "matériau communicant". Grâce à ce paradigme, un produit est i) capable d'intégrer des informations sur tout ou partie du matériau qui le compose, ii) capable de subir des transformations physiques sans perdre sa capacité de communication et les données qui y sont stockées. Ce nouveau matériau est utilisé dans notre étude pour véhiculer des informations entre les différents acteurs de l'automate, améliorant ainsi l'interopérabilité, la disponibilité et la durabilité des données. Bien que les "matériaux communicants" offrent de nouvelles capacités par rapport aux produits conventionnels, ils ont encore de faibles capacités de mémoire par rapport aux bases de données des produits qui deviennent de plus en plus grandes. Un cadre de diffusion de l'information est développé dans cet article pour sélectionner les informations appropriées à stocker sur le produit, à différentes étapes de l'API. Cette adéquation est basée sur un degré de pertinence des données, qui est calculé en prenant en compte le contexte d'utilisation du produit (attentes de l'acteur, environnement,.). Ce cadre fournit également les outils permettant de scinder les informations sur tout ou partie du matériel. Une étude de cas est présentée, qui vise à intégrer des informations sensibles au contexte sur des "textiles communicants".

Ce chapitre se concentre sur le concept de "contrôle par le produit". Tout d'abord, ce concept est introduit et les avantages attendus ainsi que les problèmes à résoudre sont décrits. Un état de l'art bref mais représentatif est présenté. Plusieurs applications de contrôle par le produit dans différents domaines sont également utilisées pour illustrer le concept. Cet article se termine par une série de perspectives stimulantes.

De nouveaux défis et de nouvelles opportunités apparaissent avec l'Internet des objets (IoT), qui permet de relier tout objet du monde réel au monde virtuel. Ces dernières années, l'IoT est devenu de plus en plus populaire dans les applications industrielles (par exemple pour l'inclusion de données liées à l'historique du produit). On peut donc se demander quel est l'impact sur les applications en temps réel de l'accès aux données de l'objet au lieu de l'accès à la base de données. Pour évaluer cet impact, cet article développe une approche qui utilise conjointement deux simulateurs : CPN Tools et OPNET Modeler. Cette approche est ensuite appliquée à un scénario de référence.

La conservation des informations dans les industries dont le processus de transformation est divergent à toujours posé d'important contraintes, et l'industrie du bois n'y manque pas. Les solutions de traçabilité existantes à l'heure actuelle ne permettent pas de conserver ces informations tout au long du cycle de vie du produit bois. L'objectif de cette thèse est de montrer la faisabilité de deux concepts permettant d'améliorer la conservation de l'information : le paradigme de matière communicante et le paradigme de Virtual Manufacturing. Avec le premier paradigme, il est possible de conserver les informations relatives à l'origine du produit grâce à un marquage chimique introduit dans l'ensemble de la matière que nous identifions par Résonance Quadrupolaire Nucléaire. Dans le deuxième paradigme pour anticipons les caractéristiques biométriques des produits finaux en numérisant la matière et en virtualisant les opérations de transformation. Grâce à cela, il est possible de déterminer, malgré l'imperfection des données et des décisions les caractéristiques des produits.

Cet article présente et ouvre le débat sur la place du "contrôle par le produit" et, plus largement, des systèmes de fabrication et de services intelligents dans le développement durable et l'économie circulaire. Il présente tout d'abord le concept des IMS et les perspectives des futurs systèmes industriels et économiques, ainsi que leurs avantages attendus et les défis à relever. Les différentes interprétations de la durabilité sont ensuite décrites. Enfin, nous présentons notre vision des impacts possibles du SMI sur un monde durable. Ce document se termine par une série de perspectives stimulantes.

De nos jours, les produits intelligents transportant des informations ou ayant des capacités de prise de décision sont de plus en plus répandus. L'idée d'utiliser des produits intelligents pour assurer un continuum d'informations tout au long du cycle de vie du produit (PLC) est de plus en plus partagée aujourd'hui. Cependant, il n'est pas si facile d'identifier les informations qui doivent être liées au produit. Par conséquent, cet article propose un processus de diffusion de l'information permettant de sélectionner les informations sensibles au contexte d'utilisation du produit. Ces informations sont ensuite stockées sur les produits eux-mêmes à l'aide d'un nouveau type de matériau augmenté, appelé "matériau communicant".

De nouveaux défis et de nouvelles opportunités apparaissent avec l'Internet des objets (IoT), qui permet de relier tout objet du monde réel au monde virtuel. Ces dernières années, l'IoT est devenu de plus en plus populaire dans les applications industrielles (par exemple pour l'inclusion de données liées à l'historique du produit). On peut donc se demander quel est l'impact sur les applications en temps réel de l'accès aux données de l'objet au lieu de l'accès à la base de données. Pour évaluer cet impact, cet article développe une approche qui utilise conjointement deux simulateurs : CPN Tools et OPNET Modeler. Cette approche est ensuite appliquée à un scénario de référence.

Depuis de nombreuses années, plusieurs communautés telles que IMS (Intelligent Manufacturing Systems), HMS (Holonic Manufacturing System) ont suggéré l'utilisation de produits intelligents pour rendre les systèmes adaptables et adaptatifs et ont montré les bénéfices pouvant être réalisés, tant au niveau économique, qu'au niveau de la traçabilité des produits, qu'au niveau du partage des informations ou encore de l'optimisation des procédés de fabrication. Cependant, un grand nombre de questions restent ouvertes comme la collecte des informations liées au produit, leur stockage à travers la chaîne logistique, ou encore la dissémination et la gestion de ces informations tout au long de leur cycle de vie. La contribution de cette thèse consiste en la définition d'un cadre de dissémination des informations relatives au produit durant l'ensemble de son cycle de vie. Ce cadre de dissémination est associé à un nouveau paradigme qui change radicalement la manière de voir le produit et la matière. Ce nouveau concept consiste à donner la faculté au produit d'être intrinséquement et intégralement "communicant". Le cadre de dissémination des informations proposé offre la possibilité à l'utilisateur d'embarquer des informations sensibles au contexte d'utilisation du produit communicant. Outre la définition du processus de dissémination des informations, cette thèse offre un aperçu des champs de recherche, tant scientifiques que technologiques, à investiguer à l'avenir concernant le concept de "matière communicante".

Le développement des technologies de l’information et de la communication que connait notre siècle a grandement facilité les pratiques d’échanges d’informations au sein des chaînes logistiques. Ces pratiques ont pu ainsi évoluer vers de nouvelles formes de collaborations entre entreprises, telles que le Partage d’Informations (PI) et le Vendor Managed Inventory (VMI). Le VMI est un mécanisme de coordination dans lequel le fournisseur a la responsabilité de la gestion des stocks de son client. Ce mécanisme repose sur plusieurs principes parmi lesquels un partage d’informations très développé entre les parties qui s’y engagent. Le PI et le VMI sont adoptés par les entreprises pour permettre une augmentation des profits et une réduction des coûts. Toutefois, leurs résultats sont mitigés et nécessitent encore un approfondissement de leur compréhension. La contribution de cette thèse se situe dans l’analyse des impacts de ces mécanismes sur des chaînes logistiques où tous les maillons sont des entreprises de production dont les efficacités peuvent être différentes. Pour ce faire, plusieurs scénarios ont été étudiés sur des chaînes logistiques constituées de trois échelons, chaque échelon peut appartenir à quatre classes d’efficacité. Ces chaînes peuvent répondre à deux types de demande du marché final . une demande stable ou une demande variable. De plus, plusieurs mécanismes de coordination sont étudiés : les mécanismes de gestion standard, de partage d’informations entre deux échelons, de partage d’informations entre trois échelons, de VMI entre deux échelons, puis de VMI étendu aux trois échelons. L’outil utilisé pour mener ces expérimentations est le logiciel de simulation à évènements discrets Arena. L’interprétation des résultats a montré que le mécanisme de coordination avec partage d’informations n’a pas eu d’amélioration très significative sur les résultats. En effet, puisque les entreprises ont des capacités de production finies, la disponibilité de l’information n’a pas permis d’obtenir des résultats différents. Le VMI, de son côté, a pu réaliser des réductions des stocks et des coûts de la chaîne logistique. Ces réductions ont été plus importantes chez les chaînes logistiques dont les maillons sont de faibles efficacités. Chez ces dernières, ce sont les deux parties concernées par le VMI (le fournisseur et le donneur d’ordres) qui ont tiré des avantages du VMI. Chez les chaînes logistiques constituées de maillons de haute efficacité, le VMI a permis une réduction des coûts moins importante, car ces chaînes logistiques sont déjà de performance élevée. Pour celles ci, c’est le client qui a tiré profit du VMI, alors que le fournisseur VMI a subi une augmentation des coûts suite à l’augmentation de la fréquence de transport qu’a impliqué ce mécanisme.

Cette thèse rappelle les fondements du pilotage des systèmes logistiques et montre l'intérêt de la mise en place d'un SCP (Systèmes Contrôlés par le Produit). L'intégration de tels systèmes doit d'abord prendre en compte la cohérence entre les différents éléments le constituant. Ainsi les systèmes centralisés cherchent à proposer des plans de moyen-long termes visant un optimal de coût, mais aussi une certaine stabilité et peu de nervosité dans le temps. Par ailleurs, les systèmes distribués ont démontré leur capacité à permettre une réaction rapide à des événements impromptus survenant dans le système physique. L'hybridation de ces deux types de pilotage est donc une voie de gain de productivité pour les systèmes logistiques et industriels. Le premier chapitre de la thèse décrit l'évolution des systèmes de planification et de pilotage de la production, avec l'objectif d'identifier les forces et faiblesses des différentes approches proposées jusqu'à nos jours et permettent définir l'objectif général de la thèse. Le chapitre deux analyse l'état de l'art concernant les outils de modélisation des systèmes de production centralisés/distribués et aussi le concept de contrôle par le produit. Ce chapitre sert de base pour définir les objectifs spécifiques de la thèse. Le chapitre trois présente le cadre de modélisation proposé. Ce cadre est basé sur une approche cybernétique, et plus spécifiquement sur le modèle de système viable (VSM). Le chapitre démarre avec une présentation générale du modèle de système viable, puis présente un modèle générique de modélisation de systèmes contrôlés par le produit. Enfin, le chapitre décrit une application de ce cadre général aux systèmes de planification et pilotage de la production de type SCP. Le chapitre quatre définit les différentes méthodes de décision, tant centralisées que distribuées, développées pour l'implémentation du modèle générique définit dans le chapitre trois. Aux niveaux centralisés et distribués ces méthodes sont basées sur des modèles de programmation mathématique développés pour considérer l'adaptabilité et la flexibilité du système. Le chapitre cinq montre les principaux résultats dans une application basée sur un cas industriel qui a nécessité le développement d'un outil de simulation qui considère des variables de court, moyen et long termes pour les différents modèles d'optimisation. Ces résultats montrent l'intérêt de ce type d'hybridation.

Ces travaux abordent la problématique du contrôle endogène dans les Systèmes Multi-Agents (SMA) pour la résolution de problèmes complexes, que nous explorons grâce au problème de partage de ressources critiques. Les problèmes dits complexes que nous abordons se caractérisent par une explosion combinatoire du nombre de solutions avec la taille des problèmes, une forte dynamique des données du problème induite par un environnement ouvert dans lequel de nombreux événements peuvent avoir lieu, une grande complexité systémique issue des interdépendances entre les nombreuses variables du problèmes et enfin une décentralisation du processus de résolution imposée par une distribution physique et fonctionnelle des variables incompatible avec une vision centralisée du problème. Un parcours complet des espaces de recherche associés à de tels problèmes est irréaliste en un temps acceptable, il est alors nécessaire d'employer des méthodes de résolution dite incomplètes. Quelque soit l'approche incomplète considérée, le parcours incomplet de l'espace de recherche requiert un contrôle afin de maximiser la probabilité de converger vers une solution satisfaisante. Nous identifions trois niveaux de contrôle du parcours de l'espace de recherche indépendamment de l'approche utilisée : un contrôle statique (définition a priori du comportement du système), un contrôle dynamique (évoluant en cours de résolution selon des mécanismes préétablis) et un contrôle adaptatif (évoluant dynamiquement en cours de résolution). Nous montrons qu'un contrôle endogène de l'activité du système, c.-à-d. un contrôle adaptatif issu de l'activité même des agents, est nécessaire au guidage du parcours de l'espace de recherche dans le contexte de résolution de problèmes complexes. Ces travaux ayant été réalisés dans un contexte de collaboration industrielle, ils s'appuient sur une approche développée au cours de précédents travaux : CESNA (Complex Exchanges between Stigmergic Negotiating Agents). CESNA est une approche multi-agents auto-organisationnelle exploitant des agents situés dans un environnement matérialisant le problème et exploité par un processus de résolution basé sur une négociation stigmergique entre les agents. Le cas applicatif utilisé par l'approche CESNA et permettant d'illustrer ces travaux est le problème de partage de ressources critiques, caractérisé par un ensemble restreint de ressources exploitées par un grand nombre de consommateurs. Nos contributions sont de deux types : nous avons dans un premier temps proposé des évolutions de la représentation du problème exploitée par l'approche initiale (CESNA) afin d'en supprimer les limitations interdisant un passage à l'échelle, et dans un second temps, nous avons défini un nouveau modèle (MANA : Multi-level bAlancing Negotiating Agents) exploitant cette nouvelle représentation à l'aide d'un nouveau processus de résolution basé sur des mécanismes endogènes de contrôle de l'activité du système. Ces mécanismes reposent sur la matérialisation des effets microscopiques du phénomène macroscopique à orienter (le parcours de l'espace de recherche) afin de le rendre perceptible localement par les agents. Nos mesures montrent que ce nouveau modèle permet le passage à l'échelle (la résolution de problèmes industriels de grande taille) et une amélioration significative des performances de résolution par rapport à l'approche initiale montrant ainsi l'efficacité du guidage permis par les mécanismes utilisés.

La thèse défendue est le résultat d’un partenariat entre d’une part le groupe Parisot, et plus particulièrement la société Parisot Meuble, et d’autre part l’équipe de recherche technologique TRACILOG du Centre de Recherche en Automatique de Nancy. Ce travail a porté sur une étude des opportunités apportées par les nouvelles technologies de l’information sur les processus de pilotage de la production, ainsi que la proposition d’un système d’aide à la décision de pilotage des flux sur le terrain. L’architecture proposée s’appuie sur l’infotronisation du flux de kanbans, qui deviennent des « kanbans actifs » et assurent l’interopérabilité et la synchronisation entre un système de décision centralisé et les différentes entités décisionnelles distribuées, afin de coordonner l’ensemble des décisions. Ces propositions ont été validées à l’aide d’une architecture d’émulation, permettant d’utiliser un système de pilotage dans les conditions réelles. Par ailleurs, certaines structures proposées ont pu être validées sur le système de production réel. Les contributions de ce travail de thèse reposent sur : • la proposition d’une architecture d’évaluation par émulation de systèmes de pilotage de la production, à une échelle industrielle, ainsi que la méthode de construction. • La proposition d’un système d’aide au pilotage de la production permettant d’assurer la cohérence globale du système de décision.

Cette thèse a été réalisée dans le cadre d'un partenariat entre le CRAN et l'entreprise TRANE. Elle propose une méthodologie pour l'intégration et le développement de Systèmes Contrôlés par le Produit (SCP). Celle-ci a vocation de permettre d'implémenter une architecture de contrôle par kanbans et/ou produits « actifs », adaptable aux systèmes de production d'une entreprise. Le premier chapitre de la thèse décrit le contexte industriel. A l'issue de ce chapitre émerge les problèmes de synchronisation de flux de J'entreprise. Le second chapitre présente une étude bibliographique des stratégies existantes de pilotage de flux et apportant donc des éléments de réponse à ces problématiques. Après avoir montré l'apport des systèmes contrôlés par le produit dans la résolution de ceux-ci, ce chapitre montre le besoin de méthodes d'ingénierie pour concevoir un SCP adapté « au plus juste » au système industriel étudié. Le troisième chapitre est consacré à la définition de la problématique scientifique. En réponse à celle-ci, la proposition d'une méthodologie de conception et d'intégration des systèmes contrôlés par le produit est présentée dans le quatrième chapitre. Cette méthodologie s'appuie sur l'approche d'ingénierie système «six-sigmas »pour piloter le projet de conception du SCP par des indicateurs issus des besoins des utilisateurs. L'utilisation de la simulation événementielle permet de concevoir l'architecture la plus pertinente au regard des indicateurs de performance retenus et de valider a priori l'intégration du SCP ainsi conçu dans son environnement. Le dernier chapitre a pour objectif d'illustrer l'approche sur des cas réels d'application.

Le développement des technologies infotroniques, qui permettent de faire porter numériquement des données par le produit afin de lui conférer un rôle actif dans la boucle cybernétique, conduisent à remettre en question l'organisation conventionnelle des systèmes de pilotage, pour s'orienter vers un pilotage par le produit. Il existe un large consensus sur l'intérêt de cette approche dans la prise de décision tant centralisée que distribuée. Cependant, peu de travaux portent sur l'évaluation de l'efficience du pilotage par le produit dans l'interaction entre des systèmes d'information centralisés de niveau business (ERP) et des systèmes distribués de niveaux process (MES). Notre contribution porte sur un outil de modélisation et de simulation de systèmes de pilotage contrôlés par le produit afin d'évaluer différentes topologies d'organisation combinant décisions centralisées et/ou distribuées en comparant certains critères de productivité. Nous présentons d'abord la définition, le développement et la validation d'un environnement d'évaluation orienté composants, basé sur un outil d'émulation et un système multi-agents, permettant d'analyser les performances d'un système de pilotage par le produit et de le comparer avec des approches classiques. Nous présentons ensuite l'application du pilotage par le produit à partir d'une série d'expériences réalisées à l'aide de l'environnement développé. Ces expériences, menées sur un cas industriel ainsi que sur une plateforme d'expérimentation de laboratoire permettent d'éprouver et de valider la faisabilité du concept de pilotage par le produit en terme d'impact décisionnel et en terme de contraintes techniques.

Aujourd'hui, les entreprises veulent savoir combien il faut produire, quand et en combien de temps ? De plus, elles veulent avoir une vision globale de leur système de production et de leur logistique. Ainsi, la gestion de la chaîne logistique est en charge de fiabiliser le niveau de service aux clients, en assurant la meilleure rentabilité pour l'entreprise. Nous montrons dans cette thèse l'intérêt du plan tactique et la manière de déterminer des plans détaillés, en utilisant une structure HPP. Nous proposons une méthodologie de désagrégation à deux niveaux qui cherche à déterminer des PDP stables, en prenant en compte des plans prévisionnels robustes et stables. Des modèles d'optimisation sont proposés ainsi que des contraintes qui prennent en compte les décisions relatives à chaque niveau, afin d'assurer une certaine cohérence entre eux. Finalement, nous appliquons un modèle de traitement de la demande réelle, en utilisant le processus AR, pour rendre plus stable les PDP déterminés.

L'efficacité des entreprises dépend du degré de maîtrise du système de production. Nous avons donc cherché à définir un système qui permette une meilleure implication des hommes dans une démarche intégrée qui s'appuie sur la connaissance du vécu en atelier de production. Le positionnement de ce système englobe les actions d'amélioration et d'efficacité. Il contribue à aider les responsables dans leur recherche de l'optimum de bénéfice. Il associe dans une même démarche la gestion des flux matières, des flux d'informations, des évènements de production du réalisé quotidien avec les remarques et/ou idées relatives à ceux-ci, exprimées par les acteurs d'un territoire considèré. En incluant dans les activités régulières de production des méthodes souples de progrès, la démarche permet d'induire de nouveaux comportements répondant aux attentes des différents acteurs de l'entreprise. La stratégie de management de l'installation de l'outil, posée comme hypothèse, a été validée dans trois entreprises sites d'application, dont une micro entreprise, une PME, et une usine appartenant à un groupe international. Cette stratégie s'appuie sur une matrice de management proposant un axe central de progrès, ligne directrice d'une mise en application en trois phases.