Proposition d'un formalisme comme support pour les études théoriques en systémique

10 pagesInternational audienceL'objectif de cette communication est de présenter un formalisme dont le but est de fournir de premières briques pour la fabrication d'une théorie à même d'engendrer des modèles et des définitions pour les systèmes complexes. Ce formalisme s'appuie sur l'analyse tensorielle des réseaux établie par Gabriel Kron en 1939, sur une technique de propagation d'information et sur la théorie des jeux. Partant d'un graphe pour se doter d'une représentation de la réalité, l'ingénieur pourrait, en utilisant ce formalisme, analyser théoriquement et comprendre les comportements de ces systèmes. Dans cette démarche, on évalue les capacités de la méthode vis à vis des grands principes de la systémique. Basée simultanément sur des espaces déterministe et probabiliste, elle intègre tous les ingrédients pour se présenter comme un bon candidat à être un des outils en mathématiques appliquées pour la systémique. Des applications ont déjà été réalisées dans le domaine de la compatibilité électromagnétique où elle a fait preuve de capacités inédites et exclusives

Vérification temporelle des systèmes cycliques et acycliques basée sur l’analyse des contraintes

Nous présentons une nouvelle approche pour formuler et calculer le temps de séparation des événements utilisé dans l’analyse et la vérification de différents systèmes cycliques et acycliques sous des contraintes linéaires-min-max avec des composants ayant des délais finis et infinis. Notre approche consiste à formuler le problème sous la forme d’un programme entier mixte, puis à utiliser le solveur Cplex pour avoir les temps de séparation entre les événements. Afin de démontrer l’utilité en pratique de notre approche, nous l’avons utilisée pour la vérification et l’analyse d’une puce asynchrone d’Intel de calcul d’équations différentielles. Comparée aux travaux précédents, notre approche est basée sur une formulation exacte et elle permet non seulement de calculer le maximum de séparation, mais aussi de trouver un ordonnancement cyclique et de calculer les temps de séparation correspondant aux différentes périodes possibles de cet ordonnancement.We present a new approach for formulating and computing time separation of events used for timing analysis of different types of cyclic and acyclic systems that obey to linear-min-max type constraints with finite and infinite bounded component delays. Our approach consists of formulating the problem as a mixed integer program then using the solver Cplex to get time separations between events. In order to demonstrate the practical use of our approach we apply it for the verification and analysis of an Intel asynchronous differential equation solver chip. Compared to previous work, our approach is based on exact formulation and it allows not only the maximum separation computing, but it can also provide cyclic schedules and compute bound on possible periods of such schedules

Exploitation des connaissances issues des processus de retour d'expérience industriels

Depuis plusieurs années, dans le secteur industriel, l amélioration continue constitue un aspect important de la famille de normes ISO 9000 maintenue par l organisation ISO (International Organization for Standardization). Elle se concentre sur l amélioration de la satisfaction du client en passant par des améliorations continues et incrémentales des produits, des services et des processus. Afin de répondre à ces exigences, un point clé consiste à optimiser le processus de résolution de problèmes qui vise à analyser et résoudre les problèmes courants pour éviter de nouvelles occurrences. Différents processus de résolution de problèmes ont été définis et sont implantés dans les entreprises. L un des plus connu est sans doute la méthode PLAN-DO-CHECK-ACT (PDCA), également connue sous le nom de Roue de Deming . D autres méthodes sont également utilisées comme : 8 Disciplines (8D) également appelée TOPS (Team-Oriented Problem Solving), Six sigma ou DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve and Control), 7 step, etc. Les activités principales dans ces processus sont : la formation d une équipe de résolution de problème, la description et l évaluation de la criticité des événements, l analyse des événements afin d en rechercher les causes racine et valider cette analyse, la proposition d une solution au problème et son application (solution curative), la suggestion d actions pour éviter une nouvelle occurrence du problème (solution préventive, leçons apprises, etc.). Dans cette logique d amélioration continue, un processus de Retour d Expérience (Rex) est une représentation générique focalisé sur l'acquisition des connaissances des experts en phase de résolution de problème et sur la réutilisation de ces connaissances pour résoudre ou éviter de nouveaux problèmes. Une base de connaissances de retour d'expérience va servir de pivot entre la phase d'acquisition et la phase d'exploitation. Les points abordés dans le travail de thèse seront les suivants : Représenter les différentes composantes d'une expérience en utilisant les processus de résolution de problème comme support de capitalisation. Instrumenter les processus de capitalisation et d exploitation Formaliser des mécanismes de recherche d expérience, Formaliser des mécanismes de réutilisation d analyses expertes - Développer un outil support de retour d expérience sur une architecture Web.Continuous improvement of industrial processes is increasingly a key element of competitiveness for industrial systems. Management of experience feedback takes place in this framework to build, analyze and facilitate the reuse of immaterial potential of an organization in order to make it better in achieving its processes and / or products. For several years, the need for continuous improvement of products and processes has led many companies to set up standardized problem solving processes. For this purpose, different Problem Solving Processes are commonly used in the industrial field such as: 8D, PDCA (Plan Do Check Act), DMAICS (Define Measure Analyze Improve Control Standardize) or, more recently, the 9S process (9Steps). The main activities in the problem solving process are: The composition of the problem solving team, the description and assessment of the problem highlighted by events, the analysis of events to identify their root causes and their validation, the formulation of the problem solutions and their application checking (corrective actions), the action suggestions to prevent from a new occurrence of the problem (preventive actions, lessons learned, etc.). During the Problem Solving Processes, the intellectual investment of experts is often considerable. We propose to define mechanisms to reuse previously performed analysis (already solved issues) to guide the resolution of a new problem. The main contributions of this research work are : The structuring of a cognitive experience feedback framework allowing a flexible exploitation of expert knowledge: we propose a formal representation of an experience (according to the problem solving processes). - The definition of two mechanisms to exploit the context and analysis in these experiences. The specification and development of Experience Feedback Support Framework ProWhy offering methodological and software support for knowledge management (KM), and in particular for capitalization and exploitation phases of experience feedback processes.TOULOUSE-INP (315552154) / SudocSudocFranceF

Exploitation des connaissances issues des processus de retour d'expérience industriels

Depuis plusieurs années, dans le secteur industriel, l’amélioration continue constitue un aspect important de la famille de normes ISO 9000 maintenue par l’organisation ISO (International Organization for Standardization). Elle se concentre sur l’amélioration de la satisfaction du client en passant par des améliorations continues et incrémentales des produits, des services et des processus. Afin de répondre à ces exigences, un point clé consiste à optimiser le processus de résolution de problèmes qui vise à analyser et résoudre les problèmes courants pour éviter de nouvelles occurrences. Différents processus de résolution de problèmes ont été définis et sont implantés dans les entreprises. L’un des plus connu est sans doute la méthode PLAN-DO-CHECK-ACT (PDCA), également connue sous le nom de « Roue de Deming ». D’autres méthodes sont également utilisées comme : 8 Disciplines (8D) également appelée TOPS (Team-Oriented Problem Solving), Six sigma ou DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve and Control), 7 step, etc. Les activités principales dans ces processus sont : la formation d’une équipe de résolution de problème, la description et l’évaluation de la criticité des événements, l’analyse des événements afin d’en rechercher les causes racine et valider cette analyse, la proposition d’une solution au problème et son application (solution curative), la suggestion d’actions pour éviter une nouvelle occurrence du problème (solution préventive, leçons apprises, etc.). Dans cette logique d’amélioration continue, un processus de Retour d’Expérience (Rex) est une représentation générique focalisé sur l'acquisition des connaissances des experts en phase de résolution de problème et sur la réutilisation de ces connaissances pour résoudre ou éviter de nouveaux problèmes. Une base de connaissances de retour d'expérience va servir de pivot entre la phase d'acquisition et la phase d'exploitation. Les points abordés dans le travail de thèse seront les suivants : Représenter les différentes composantes d'une expérience en utilisant les processus de résolution de problème comme support de capitalisation. Instrumenter les processus de capitalisation et d’exploitation Formaliser des mécanismes de recherche d’expérience, Formaliser des mécanismes de réutilisation d’analyses expertes - Développer un outil support de retour d’expérience sur une architecture Web. ABSTRACT : Continuous improvement of industrial processes is increasingly a key element of competitiveness for industrial systems. Management of experience feedback takes place in this framework to build, analyze and facilitate the reuse of immaterial potential of an organization in order to make it better in achieving its processes and / or products. For several years, the need for continuous improvement of products and processes has led many companies to set up standardized problem solving processes. For this purpose, different Problem Solving Processes are commonly used in the industrial field such as: 8D, PDCA (Plan Do Check Act), DMAICS (Define Measure Analyze Improve Control Standardize) or, more recently, the 9S process (9Steps). The main activities in the problem solving process are: The composition of the problem solving team, the description and assessment of the problem highlighted by events, the analysis of events to identify their root causes and their validation, the formulation of the problem solutions and their application checking (corrective actions), the action suggestions to prevent from a new occurrence of the problem (preventive actions, lessons learned, etc.). During the Problem Solving Processes, the intellectual investment of experts is often considerable. We propose to define mechanisms to reuse previously performed analysis (already solved issues) to guide the resolution of a new problem. The main contributions of this research work are : The structuring of a cognitive experience feedback framework allowing a flexible exploitation of expert knowledge: we propose a formal representation of an experience (according to the problem solving processes). - The definition of two mechanisms to exploit the context and analysis in these experiences. The specification and development of Experience Feedback Support Framework ProWhy offering methodological and software support for knowledge management (KM), and in particular for capitalization and exploitation phases of experience feedback processes

From formal specification to hardware/software partitionning

Research on CAD for electronic systems and the CAD industry have seen significant developments, whit technological advances . This paper adresses hardware/software codesign from formal specification to hardware/software partitionning and introduces the reader to various aspects of codesign to help the reader develop a perpective on modern digital system design .La recherche en CAO de systèmes électroniques ainsi que l'industrie de la CAO ont eu beaucoup de succès et se sont développées, conjointement avec les progrès technologiques. Aujourd'hui, la complexité des systèmes à concevoir est devenue telle que les problèmes deviennent impossibles à gérer humainement aux niveaux bas. C'est pourquoi l'industrie et le monde académique se sont attachés à développer des outils aux niveaux les plus élevés de la conception. Ainsi, la synthèse de haut niveau devient une étape obligatoire dans la méthodologie de conception des systèmes électroniques et la co-spécification de systèmes matériel/logiciels devient un domaine de recherche ouvert

Multilinguisation d'ontologies dans le cadre de la recherche d'information translingue dans des collections d'images accompagnées de textes spontanés

Le Web est une source proliférante d'objets multimédia, décrits dans différentes langues natu- relles. Afin d'utiliser les techniques du Web sémantique pour la recherche de tels objets (images, vidéos, etc.), nous proposons une méthode d'extraction de contenu dans des collections de textes multilingues, paramétrée par une ou plusieurs ontologies. Le processus d'extraction est utilisé pour indexer les objets multimédia à partir de leur contenu textuel, ainsi que pour construire des requêtes formelles à partir d'énoncés spontanés. Il est basé sur une annotation interlingue des textes, conservant les ambiguïtés de segmentation et la polysémie dans des graphes. Cette première étape permet l'utilisation de processus de désambiguïsation factorisés au niveau d'un lexique pivot (de lexèmes interlingues). Le passage d'une ontologie en paramètre du système se fait en l'alignant de façon automatique avec le lexique interlingue. Il est ainsi possible d'utiliser des ontologies qui n'ont pas été conçues pour une utilisation multilingue, et aussi d'ajouter ou d'étendre l'ensemble des langues et leurs couvertures lexicales sans modifier les ontologies. Un démonstrateur pour la recherche multilingue d'images, développé pour le projet ANR OMNIA, a permis de concrétiser les approches proposées. Le passage à l'échelle et la qualité des annotations produites ont ainsi pu être évalués.The World Wide Web is a proliferating source of multimedia objects described using various natural languages. In order to use semantic Web techniques for retrieval of such objects (images, videos, etc.), we propose a content extraction method in multilingual text collections, using one or several ontologies as parameters. The content extraction process is used on the one hand to index multimedia objects using their textual content, and on the other to build formal requests from spontaneous user requests. The process is based on an interlingual annotation of texts, keeping ambiguities (polysemy and segmentation) in graphs. This first step allows using common desambiguation processes at th elevel of a pivot langage (interlingual lexemes). Passing an ontology as a parameter of the system is done by aligning automatically its elements with the interlingual lexemes of the pivot language. It is thus possible to use ontologies that have not been built for a specific use in a multilingual context, and to extend the set of languages and their lexical coverages without modifying the ontologies. A demonstration software for multilingual image retrieval has been built with the proposed approach in the framework of the OMNIA ANR project, allowing to implement the proposed approaches. It has thus been possible to evaluate the scalability and quality of annotations produiced during the retrieval process.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Optimisation du routage d'un filtre CEM

La tendance de l'intégration en électronique de puissance accentue naturellement les effets électromagnétiques parasites. Tout système d'énergie électrique devient alors source de perturbations EM aussi bien conduites que rayonnées. Mais dans le cadre de ces travaux, nous nous sommes focalisé sur l'organe de filtrage des perturbations conduites : le filtre CEM. En haute fréquence, il s'avère que ce type de système voit son comportement dégradé en raison des différents phénomènes parasites apparaissant au sein même du dispositif. Seuls les aspects magnétiques du problème ont néanmoins été traités (i.e. inductances partielles & couplages magnétiques parasites). Différentes méthodes ont été mises au point par le passé dans le but d'améliorer facilement la réponse du filtre. Cependant, il s'agit de procédés empiriques ne pouvant garantir l'optimalité de la solution de filtre construite. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont donc consisté à développer une nouvelle méthode d'optimisation d'un filtre CEM, et plus précisément de son routage. L'objectif est alors d'exploiter les différents phénomènes magnétiques parasites intrinsèques au montage. Calculer ce type d'éléments a donc nécessité l'utilisation d'un outil de modélisation PEEC ; méthode numérique permettant des calculs rapides en raison d'un maillage relativement limité.The actual trend to integrate the power electronic devices naturally increases the stray electromagnetic phenomena. Every electrical system becomes thus an EM disturbances source. But as part of this work, we especially focused on the filtering device of conducted disturbances : the EMC filter. For high frequencies, degradations can be observed over the filter transfer function due to the different stray electromagnetic phenomena occurring within the device. But only the magnetic aspects have nevertheless been treated (i.e. partial inductances & stray magnetic couplings). Different methods have been worked out in the past in order to easily improve the filter response. However, these are empirical processes that could not guaranty the built filter solution optimality. The works done throughout this PhD have consisted in developing a novel EMC filter optimization method, and more precisely of its routing. The aim has been to use the different stray magnetic phenomena. All of these elements can only be obtained by using a PEEC modeling tool. The PEEC method allows having fast numerical calculations thanks to a quite light meshing.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Optimisation de l'architecture des réseaux de distribution d'énergie électrique

To cope with the changes in the energy landscape, electrical distribution networks are submitted to operational requirements in order to guarantee reliability indices. In the coming years, big investments are planned for the construction of flexible, consistent and effective electrical networks, based on the new architectures, innovative technical solutions and in response to the development of renewable energy. Taking into account the industrial needs of the development of future distribution networks, we propose in this thesis an approach based on the graph theory and combinatorial optimization for the design of new architectures for distribution networks. Our approach is to study the general problem of finding an optimal architecture which respects a set of topological (redundancy) and electrical (maximum current, voltage plan) constraints according to precise optimization criteria: minimization of operating cost (OPEX) and minimization of investment (CAPEX). Thus, the two families of combinatorial problems (and their relaxations) were explored to propose effective resolutions (exact or approximate) of the distribution network planning problem using an adapted formulation. We are particularly interested in 2-connected graphs and the arborescent flow problem with minimum quadratic losses. The comparative results of tests on the network instances (fictional and real) for the proposed methods were presented.Pour faire face aux mutations du paysage énergétique, les réseaux de distribution d'électricité sont soumis à des exigences de fonctionnement avec des indices de fiabilité à garantir. Dans les années à venir, de grands investissements sont prévus pour la construction des réseaux électriques flexibles, cohérents et efficaces, basés sur de nouvelles architectures et des solutions techniques innovantes, adaptatifs à l'essor des énergies renouvelables. En prenant en compte ces besoins industriels sur le développement des réseaux de distribution du futur, nous proposons, dans cette thèse, une approche reposant sur la théorie des graphes et l'optimisation combinatoire pour la conception de nouvelles architectures pour les réseaux de distribution. Notre démarche consiste à étudier le problème général de recherche d'une architecture optimale qui respecte l'ensemble de contraintes topologiques (redondance) et électrotechniques (courant maximal, plan de tension) selon des critères d'optimisation bien précis : minimisation du coût d'exploitation (OPEX) et minimisation de l'investissement (CAPEX). Ainsi donc, les deux familles des problèmes combinatoires (et leurs relaxations) ont été explorées pour proposer des résolutions efficaces (exactes ou approchées) du problème de planification des réseaux de distribution en utilisant une formulation adaptée. Nous nous sommes intéressés particulièrement aux graphes 2-connexes et au problème de flot arborescent avec pertes quadratiques minimales. Les résultats comparatifs de tests sur les instances de réseaux (fictifs et réels) pour les méthodes proposées ont été présentés

Comprendre les réseaux cérébraux

The brain is a fascinating object of study, because of the complexity of the cognitive functions it produces but also of its intrisic complexity. Indeed, the brain is made of a distributed network of neurons, considered as information processing units and gathered in circuits to produce cerebral functions. Cerebral functions and related behaviors emerge from the interaction of these ingredients and the study of the brain as a network is a central element in most domains of neuroscience that aim at finding links between structure and function, at various levels of description. Three kinds of connectivity are generally described : structural connectivity (at the anatomical level), functional connectivity (measuring statistical dependency between neuronal activations) and effective connectivity (measuring causal interactions for tasks and information flows). Considered jointly, together with considerations related to energy consumption, embodiment, ontogenesis and phylogenesis, they are an interesting way to understand how cerebral structures and functions generate mutual constraints to produce fascinating phenomena at all the scales.Le cerveau est un objet d'étude passionnant, par la complexité des fonctions cognitives qu'il génère mais aussi par sa complexité intrinsèque. En effet, le cerveau est constitué d'un réseau distribué de neurones, considérés comme des unités de traitement de l'information et assemblés en circuit pour réaliser les fonctions cérébrales. Il faut donc considérer que les fonctions cérébrales et les comportements qui y sont associés émergent de l'interaction de ces constituants et que l'étude du cerveau en tant que réseau (et donc de sa connectivité) est un élément central dans tous les domaines des neurosciences qui cherchent fondamentalement à trouver des liens entre structure et fonction, à différents niveaux de description (de la molécule à l'individu). Les faits que les neurones soient des éléments placés dans un réseau physique, qu'ils traitent de l'information et que de leur interaction résulte un comportement sont indissociables. C'est pour cette raison que l'on devra considérer trois types de connectivité cérébrale : une connectivité structurelle (anatomique), une connectivité fonctionnelle (mesurant la dépendance statistique entre des activations neuronales) et une connectivité effective (mesurant les interactions causales relatives à une tâche et à des flux d'informations). Ces trois types de connectivité (que l'on devra considérer à différentes échelles d'espace et de temps) sont bien évidemment liés et leur analyse conjointe, associée à des considerations relatives à la consummation d'énergie, l'incarnation, l'ontogénèse et la phylogénèse, permet de mieux comprendre comment structures et fonctions cérébrales se contraignent mutuellement pour offrir des phénomènes fascinants à toutes ces échelles