Conception et développement d'un système multi-agent d'aide à la décision pour la gestion de production dynamique

Une prise de décision efficace repose souvent sur le contrôle de l'information dans le temps, cette action vise à capturer des éléments d'information les plus importants qui sont mis à jour de différentes manières. L'intégration des agents aux Systèmes Interactifs d'Aide à la Décision (SIAD) fournit un moyen rentable pour la prise de décision. Les agents planifient dans le système et poursuivent leurs buts et sous-objectifs en coopérant, coordonnant leurs tâches et en négociant entre eux afin de répondre avec souplesse et intelligence aux situations dynamiques et imprévues. En gestion de production temps-réel, le système d'aide à la décision mémorise l'état courant de l'atelier. Il connaît à tout moment l'ensemble des décisions et des événements possibles. Nous distinguons trois contextes d'aide à la décision : (i) aide à la décision pour une séquence admissible; (ii) aide à la décision pour le recouvrement de l'admissibilité et (iii) aide à la décision et à la négociation entre les centres de décision hors du contexte planifié. La présente thèse propose un SIAD à base d'agents afin de résoudre certains problèmes d'incertitude dans le système d'ordonnancement de la production dynamique. Le système développé donne aux centres de décision la possibilité pour prendre des décisions dans un contexte dynamique. Plus précisément, les Stations Intégrées de Production (SIP) seront équipées d'un comportement suffisant pour exécuter des opérations concrètes et réagir simultanément à la complexité des problèmes causés par l'ordonnancement dynamique dans des situations réelles. Ces agents expriment leurs préférences en utilisant la méthode ELECTRE III, afin de résoudre les différences. Le mécanisme de négociation est basé sur le Protocole Contract Net (CNP). Le protocole développé sur JADE fournit des échanges de messages entre les agents et leur propose des comportements prédéfinis. L'approche est testée à travers des scénarii simples.An effective decision making is often based on control information in time. This action aims to capture the current state of the most important information elements updated in different ways. For Decision Support Systems (DSS), the software agents' integration provides an automated, cost-effective means for making decisions. The agents in the system autonomously plan and pursue their actions and sub-goals to cooperate, coordinate, and negotiate with others, and to respond flexibly and intelligently to dynamic and unpredictable situations. In real-time production management, the DSS memorizes the current state-of the workshop. It knows constantly all possible decisions and the possible events involved. We distinguish 3 contexts for the decision-making aid: (1) Decision-making aid in the context of an acceptable sequence; (2) Assistance for the admissibility covering; and (3) negotiation support among different decision-making centers in a dynamic context. The present thesis proposes an agent architecture-based DSS in order to solve some uncertainty problems in dynamic production system scheduling. The proposed DSS gives the decision centers the opportunity to make decisions in a dynamical context. Specifically, Integrated Station of Production agents (ISP) will be equipped with a sufficient behavior to carry out practical operations and simultaneously react to the complex problems caused by the dynamic scheduling in real situations. These agents express their preferences by using ELECTRE III method in order to solve differences. The negotiation mechanism is based on the Contract Net Protocol (CNP). The coordination protocol developed on JADE provides message exchanges between agents and offers them predefined behaviors. The approach is tested through simple scenarios

Collective and emergent problem solving based on multi-agent systems : principles and applications

A multi-agent system is composed of numerous entities, called agents, interacting in various ways between them and their common environment. This technology is applied in many domains like computer vision, robotics, system simulation or electronic commerce. We consider that problems occuring in signal processing could also be tackled by this technology. We present first the basic tools available for multi-agent systems designers : models, platforms and methodologies. Two projects illustrate our purpose : SCALA in the management of aerospace fighter patrol, and goods routing. We focus then on the adaptation ability of these systems considered as an emergent problem solving question. We detailed in this field the AMAS (Adaptive Multi-Agent System) theory allowing a MAS design where the global fonction is derived from the cooperative self-organisation of its components. An example on flood forecast gives implementation information of this theory.Un système multi-agent est constitué d’un grand nombre d’entités, appelées agents, en interaction entre elles au sein d’un même environnement. Cette technologie aborde de nombreux domaines d’applications comme la vision par ordinateur, la robotique, la simulation de systèmes, le commerce électronique. Nous considérons que les questions abordées en traitement du signal sont très pertinentes dans un cadre multi-agent. Nous présentons d’abord les principaux outils dont disposent les concepteurs de systèmes multi-agents à savoir : des modèles, des plates-formes et des méthodes de développement. Puis, le projet SCALA de simulation de résolution de problèmes par des patrouilles aériennes et un projet de simulation de système de transports illustrent la résolution de problèmes à l’aide de systèmes multi-agents. Ensuite, nous nous intéressons plus particulièrement aux capacités d’adaptation de tels systèmes que nous abordons comme une question de résolution émergente de problèmes. Dans ce cadre nous décrivons en détail la théorie AMAS (Adaptive Multi-Agent System) qui permet de concevoir des systèmes dont la fonction globale émerge à partir d’un processus d’auto-organisation coopérative de ses parties. Une application en prévision de crues donne une indication plus précise des capacités de telles approches

Commerce électronique et nouvelle formes d'organisation dans le secteur de la distribution industrielle européenne

Rapport de recherche - Destinataire : Rapport intermédiaire, PREDI

Commerce électronique et nouvelle formes d'organisation dans le secteur de la distribution industrielle européenne

NA

Composition de services et supervision : application aux Web Services

Stage de DEA. Rapport de stage.Le développement de l'Internet a favorisé l'échange de données entre partenaires et la multiplication de services en ligne. Des plateformes de services évoluées permettent aujourd'hui la conception, le déploiement et la mise en oeuvre de ces services dans des échelles de temps réduites. Au sein de ces plateformes, les services peuvent être perçus comme des composants, et des modèles de composition permettent de les combiner pour aboutir à des services plus élaborés. Ces services présentent par conséquent une forte dynamicité, d'où la nécessité de créer des plateformes de supervision qui soient adaptées. La richesse des spécifications fournies par les modèles de composition peut constituer un socle pour cette supervision. Ce stage de DEA consiste à trouver de nouvelles méthodes permettant d'exploiter les modèles de composition pour faciliter la supervision de services composés. Pour cela, nous nous sommes placés dans le cadre des Web Services et avons étudié une des fonctions de la supervision : la gestion de la qualité. Nous proposons d'étendre un langage de composition pour qu'il intègre des éléments de qualité de service et nous avons défini une plateforme qui exploite cette extension, et qui permet la gestion de la qualité des Web Services composés par recomposition dynamique

Architecture distribuée interopérable pour la gestion des projets multi-sites : application à la planification des activités de production

Aujourd’hui, la production est souvent multi-site car les entreprises se recentrent sur leurs cœurs de métiers. Dans ce contexte, la gestion des projets est une tâche difficile car il faut prendre en compte la distribution de la décision et l’hétérogénéité qui peut exister entre les différentes applications de production des partenaires. Les Systèmes Multi-Agents, et notamment le modèle SCEP (Superviseur, Client, Environnement, Producteur), apportent une solution satisfaisante au problème de la distribution de la décision, en instaurant une coopération entre des agents responsables de la gestion des projets client et des agents représentant les sites de production distants. Néanmoins, ce modèle présente des limites à cause de sa faible capacité à communiquer et à coopérer avec des modèles et des systèmes de gestion hétérogènes ainsi qu’à sa difficulté à localiser les nouveaux partenaires. Dans ce mémoire, nous proposons une architecture distribuée et interopérable SCEP-SOA intégrant les concepts du modèle SCEP et ceux du modèle SOA (Service Oriented Architecture) qui offre des mécanismes de mise en relation des partenaires et permet des communications entre des systèmes et des applications hétérogènes. Pour garantir la bonne compréhension des informations échangées entre les partenaires, l’architecture SCEP-SOA met en œuvre une stratégie d’interopérabilité sémantique basée sur l’intégration des ontologies. Cette stratégie s’articule autour d’une ontologie globale et commune utilisée pour l’échange des informations, et des mécanismes de correspondances entre cette ontologie globale et les ontologies locales des partenaires. Cette architecture est illustrée sur un cas d’étude où l’on se focalise sur l’interopérabilité entre des applications dédiées à la planification des projets de fabrication multi-sites. ABSTRACT : Today, the production is often multi-site because companies focus on their core competencies. In this context, projects’ management is a difficult task because it must take into account the distribution of the decision and the heterogeneity which can exist between the various production applications of the partners. The Multi-agents systems, in particular the SCEP model (Supervisor, Customer, Environment, Producer), offer a satisfactory solution for the decision distribution problem, by establishing a cooperation between agents responsible of the management of the customer projects and agents representing the remote production sites. Nevertheless, this model presents limits because of its weak ability to communicate and to cooperate with heterogeneous models and management systems, as well as in its difficulty to localize new partners. In this dissertation, we propose a distributed and interoperable architecture, SCEP-SOA, which integrates concepts of the SCEP model and SOA (Service Oriented Architecture) which offers mechanisms for putting in relation various partners and allows communication between heterogeneous systems and applications. To insure the good understanding of the information exchanged between the partners, the SCEP-SOA architecture implements a strategy of semantic interoperability based on the integration of ontologies. This strategy is based on the use of a shared global ontology for information exchange, and on mechanisms of mappings between the global ontology and the partners’ local ontologies. This architecture is illustrated by a study case in which we focus on the interoperability between applications dedicated to the planning of manufacturing multi-sites project

Gestion autonomique de performance, d'énergie et de qualité de service. Application aux réseaux filaires, réseaux de capteurs et grilles de calcul

La motivation principale de cette thèse est de faire face à l'accroissement de la complexité des systèmes informatiques, qui, dans un futur proche ( de l'ordre de quelques années) risque fort d'être le principal frein à leur évolution et à leur développement. Aujourd'hui la tendance s'inverse et le coût de gestion humaine dépasse le coût des infrastructures matérielles et logicielles. De plus, l'administration manuelle de grands systèmes (applications distribuées, réseaux de capteurs, équipements réseaux) est non seulement lente mais aussi sujette à de nombreuses erreurs humaines. Un des domaines de recherche émergent est celui de l'informatique autonomique qui a pour but de rendre ces systèmes auto-gérés. Nous proposons une approche qui permet de décrire des politiques de gestion autonomiques de haut niveau. Ces politiques permettent au système d'assurer quatre propriétés fondamentales de l'auto-gestion: l'auto-guérison, l'auto-configuration, l'auto-protection et l'auto-optimisation. Nos contributions portent sur la spécification de diagrammes de description de politiques de gestion autonomiques appelés (S)PDD "(Sensor) Policy Description Diagrams". Ces diagrammes sont implémentés dans le gestionnaire autonomique TUNe et l'approche a été validée sur de nombreux systèmes: simulation électromagnétique répartie sur grille de calcul, réseaux de capteurs SunSPOT, répartiteur de calcul DIET. Une deuxième partie présente une modélisation mathématique de l’auto-optimisation pour un « datacenter ». Nous introduisons un problème de minimisation d’un critère intégrant d’une part la consommation électrique des équipements du réseau du « datacenter » et d’autre part la qualité de service des applications déployées sur le « datacenter ». Une heuristique permet de prendre en compte les contraintes dues aux fonctions de routage utilisées. ABSTRACT : The main challenge of this thesis is to cope with the growing complexity of IT systems. In a near future (mainly the next few years) this complexity will prevent new developments and system evolutions. Today the trend is reversing and the managing costs are overtaking the hardware and software costs. Moreover, the manual administration of large systems (distributed applications, sensor networks, and network equipment) is not only slow but error-prone. An emerging research field called autonomic computing tries to bring up self-managed systems. We introduce an approach that enable the description of high level autonomic management policies. These policies allow the system to ensure four fundamental properties for self-management: self-healing, self-self-configuring, self-protecting and self-optimizing. We specify autonomic management Policy Description Diagrams (PDD) and implement them in Toulouse University Network (TUNe). We validated our approach on many systems: electromagnetic simulations distributed on computer grids (grid’5000), wireless sensor networks with SunSPOTs and the computing scheduler DIET. A second part of this thesis presents a mathematical modeling for self-optimizing datacenters. We introduce a minimization problem with a criterion integrating both the electrical consumption of the datacenter networking equipment and the quality of service of the deployed applications. A heuristic takes into account the routing functions used on the network