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

Mise en oeuvre des architectures orientées services pour les systèmes d'information industriels

Pour faire face aux contraintes économiques (demande de plus en plus importante pour de la personnalisation de masse, globalisation et réduction des coûts ), le développement de stratégies de production Juste À Temps , ou Lean Manufacturing impose la réorganisation de l entreprise sur les activités génératrices de valeur en suivant une logique de chaîne de valeur pour éviter tout gaspillage. Cette stratégie conduit de fait à un recentrage métier et une extension de la chaîne de valeur. L entreprise est donc amenée à développer des stratégies de collaboration (Bare et Cox, 2008 ; Davis, 1987) et doit disposer d un SI Lean (réponse au plus juste), agile pour réagir aux fluctuations et aléas, ouvert pour assurer un partenariat avec ses fournisseurs, ses clients et ses partenaires et, enfin, interopérable pour faciliter la communication entre les différents systèmes et concilier ces différentes facettes métiers. Or, le SI de l entreprise est constitué d une multiplicité de logiciels (l ERP (Enterprise Resource Planning), le MES (Manufacturing Execution System), le PLM (Product Life-cycle Management), le SCM (Supply Chain Management) ). Chaque système vise à répondre à un objectif donné pour une facette métier, et est développé selon des spécifications métier propres échappant le plus souvent à toute standardisation. Ceci engendre une redondance, une hétérogénéité et une augmentation du volume d information, d où des risques d incohérence, de rigidité du SI et notamment une grande difficulté de communication dans le cadre de collaboration interentreprises. Pour répondre à ces aléas, il importe de définir un SI agile et interopérable et de réorganiser les processus pour supporter la chaîne de valeur de l entreprise. C est dans cet objectif que nous proposons de développer un Lean ESB (Enterprise Service Bus), socle d une Architecture Orientée Services, doté d une couche sémantique métier. Nous avons défini quatre modules du Lean ESB : Le module de médiation définit les échanges d information entre les différents métiers et entre le métier et la technologie pour assurer le fonctionnement des autres modules. Le module de chorégraphie dynamique permet de composer les services industriels pour définir les processus selon les besoins de production spécifiés par le client. Le module de routage intelligent organise les ressources de l atelier pour définir des processus en flux tirés. Le module de monitoring et gouvernance permet de contrôler la performance de la production et la qualité des produits.To meet the economic constraints (growth of mass customization demands, globalization and cost reducing), the development of new strategies forms as a Just In Time production strategy or Lean Manufacturing needs to reorganize the enterprise taking into account the activities which generates value (following the value-chain logic) in order to avoid wastefulness. This strategy leads to a business refocusing and a value-chain extension. The enterprise has to develop collaboration strategies (Bare and Cox, 2008 ; Davis, 1987) and has to have a Lean (just in time response) Information Systems (IS), agile IS to react fluctuations, open IS to support a partnership with suppliers, customers and partners and interoperable IS to make easier the communication between systems and business views. However, the enterprise IS contains multiple systems: ERP (Enterprise Resource Planning), MES (Manufacturing Execution System), PLM (Product Life-cycle Management), SCM (Supply Chain Management) Each system is designed to meet a particular business view, and is developed according to specific business requirementswithout any standardization which cause redundancy, heterogeneity and increase the volume of information including an inconsistency, a rigidity of the IS and a difficulty of inter-enterprise collaboration. To face theses disadvantages we have to define an agile and interoperable IS and to reorganize processes to support the enterprise value-chain. Therefore, we propose to develop a Lean ESB (Enterprise Service Bus) which is a Service Oriented Architecture middleware, improved by a business semantic layer. We defined four modules of Lean ESB: The mediation module defines information exchange between a business layers and IS and insures other modules operating. The dynamic choreography module enables industrial services composition to define processes in accordance with customer demands. The intelligent routing module organizes workshop resources in order to reorganize processes in a pull flow strategy. The monitoring and governance module enables the control of production performance and products quality.VILLEURBANNE-DOC'INSA-Bib. elec. (692669901) / SudocSudocFranceF

Composition dynamique de services sensibles au contexte dans les systèmes intelligents ambiants

With the appearance of the paradigms of the ambient intelligence and ubiquitaire robotics, we attend the emergence of new ambient intelligent systems to create and manage environments or intelligent ecosystems in a intuitive and transparent way. These environments are intelligent spaces characterized in particular by the opening, the heterogeneousness, the uncertainty and the dynamicité of the entities which establish(constitute) them. These characteristics so lift(raise) considerable scientific challenges for the conception(design) and the implementation of an adequate intelligent system. These challenges are mainly among five: the abstraction of the representation of the heterogeneous entities, the management of the uncertainties, the reactivity in the events, the sensibility in the context and the auto-adaptationAvec l'apparition des paradigmes de l'intelligence ambiante et de la robotique ubiquitaire, on assiste à l'émergence de nouveaux systèmes intelligents ambiants visant à créer et gérer des environnements ou écosystèmes intelligents d'une façon intuitive et transparente. Ces environnements sont des espaces intelligents caractérisés notamment par l'ouverture, l'hétérogénéité, l'incertitude et la dynamicité des entités qui les constituent. Ces caractéristiques soulèvent ainsi des défis scientifiques considérables pour la conception et la mise en œuvre d'un système intelligent adéquat. Ces défis sont principalement au nombre de cinq : l'abstraction de la représentation des entités hétérogènes, la gestion des incertitudes, la réactivité aux événements, la sensibilité au contexte et l'auto-adaptation face aux changements imprévisibles qui se produisent dans l'environnement ambiant. L'approche par composition dynamique de services constitue l'une des réponses prometteuses à ces défis. Dans cette thèse, nous proposons un système intelligent capable d'effectuer une composition dynamique de services en tenant compte, d'une part, du contexte d'utilisation et des diverses fonctionnalités offertes par les services disponibles dans un environnement ambiant et d'autre part, des besoins variables exprimés par les utilisateurs. Ce système est construit suivant un modèle multicouche, adaptatif et réactif aux événements. Il repose aussi sur l'emploi d'un modèle de connaissances expressif permettant une ouverture plus large vers les différentes entités de l'environnement ambiant notamment : les dispositifs, les services, les événements, le contexte et les utilisateurs. Ce système intègre également un modèle de découverte et de classification de services afin de localiser et de préparer sémantiquement les services nécessaires à la composition de services. Cette composition est réalisée d'une façon automatique et dynamique en deux phases principales: la phase offline et la phase online. Dans la phase offline, un graphe global reliant tous les services abstraits disponibles est généré automatiquement en se basant sur des règles de décision sur les entrées et les sorties des services. Dans la phase online, des sous-graphes sont extraits automatiquement à partir du graphe global selon les tâches à réaliser qui sont déclenchées par des événements qui surviennent dans l'environnement ambiant. Les sous-graphes ainsi obtenus sont exécutés suivant un modèle de sélection et de monitoring de services pour tenir compte du contexte d'utilisation et garantir une meilleure qualité de service. Les différents modèles proposés ont été mis en œuvre et validés sur la plateforme ubiquitaire d'expérimentation du laboratoire LISSI à partir de plusieurs scénarii d'assistance et de maintien de personnes à domicil

Une approche Multi-agents à Architecture P2P pour l'apprentissage collaboratif

Les Systèmes multi-agents ou SMA proposent une approche originale de conception de systèmes intelligents et coopératifs. Ils se caractérisent par la distribution du contrôle global du système et par la présence d'agents autonomes évoluant dans un environnement partagé et dynamique. De plus, il existe plusieurs interdépendances entre les buts des agents, leurs capacités et les ressources qu'ils utilisent, donc afin d'éviter d'éventuels conflits, de favoriser la synergie des activités des agents et de partager les ressources de l environnement commun, il est important que les agents coordonnent leurs actions. Nous nous sommes intéressés, dans le cadre de cette thèse, au déploiement des systèmes multi-agents sur une architecture pair à pair (Peer-to-Peer ou P2P) et ceci dans le but d établir la communication entre ces agents et les relier entre eux. Cependant, du fait de la nature dynamique des systèmes P2P où chaque pair peut apparaître et disparaître à tout moment, des nouveaux problèmes se posent pour la coordination d agents nécessitant des mécanismes de coordination adaptés au contexte spécifique des P2P. Pour cela, nous avons proposé une méthode de formation de groupe comme solution à ces problèmes. Nous nous sommes intéressés ensuite à l application des systèmes multi-agents à architecture P2P au domaine d apprentissage collaboratif en ligne où des apprenants contribuent aux apprentissages du groupe, et en retour, le groupe contribue à ceux des apprenants et c est la cohérence du collectif qui permet d atteindre l objectif. Cependant, l apprentissage collaboratif à distance implique des nouveaux rôles pour l enseignant ainsi que pour les apprenants. Il est donc essentiel de définir ces rôles pour identifier les besoins qui en découlent pour pouvoir intégrer à l outil informatique des fonctionnalités afin de satisfaire ces besoins. En effet, il est essentiel de fournir aux enseignants et apprenants la possibilité d avoir des informations sur la progression de leur apprentissage ainsi que sur les niveaux de collaboration et de sociabilité de chaque apprenant et du groupe. Enfin, nous avons proposé, comme application de nos travaux, un système appelé COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project mANagment) conçu pour l apprentissage à distance et de façon collaborative de la gestion des projets.Multi-Agents systems (MAS) propose an original approach to design intelligent and cooperative systems. They are characterized by the distribution of the overall system control and the presence of autonomous agents operating in a shared and dynamic environment. In addition, there are many interdependencies between: agents' goals, their abilities and used resources. So, in order to avoid possible conflicts, promote synergy of agents activities and share resources of the common environment, it is important that the agents coordinate their actions. We are interested, in the context of this thesis, in the deployment of multi-agents systems on Peer-to-Peer (P2P) networks in order to establish communication between these agents. However, because of the dynamic nature of P2P systems where each peer may appear and disappear at any time, new problems arise concerning the coordination of agents. Thus, coordination mechanisms adapted to the specific context of P2P are required. For that, we have proposed a group formation method to solve these problems. Then, we were interested in the usage of multi-agents systems with P2P architecture in the field of collaborative e-learning. In such applications, each learner contributes in the learning process of the group, and in return, the group contributes in the learning process of its members. The consistency of the whole group allows to achieve the goal. However, collaborative e-learning implies new roles for teachers as well as for learners. It is therefore essential to define these roles in order to identify the users needs and integrate, in the platform, the functionalities that allows us to satisfy such needs. Indeed, it is essential to provide teachers and learners with the opportunity to obtain information about the progress of their learning processes as well as the level of collaboration and sociability of each learner in the group. Finally, we have proposed, as an application of our work, a system called COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project management) designed for the collaborative e-Learning project management.DUNKERQUE-SCD-Bib.electronique (591839901) / SudocSudocFranceF

Un protocole de coordination d'agents introspectifs pour la chorégraphie dynamique de services

National audienceL'objectif de notre travail est de proposer une approche dynamique pour la composition de services. L'approche étudiée ­ la chorégraphie de services ­ s'appuie sur la collaboration décentralisée entre une collection de services dont le but est d'atteindre un objectif donné. Dans notre approche, ce but consiste à satisfaire des besoins d'utilisateurs humains non préalablement définis au travers d'un plan de composition. Pour ce faire, notre approche s'appuie sur un protocole de coordination multiagent dans lequel les capacités de collaboration des services sont modélisées à l'aide d'agents introspectifs. Ces agents sont capables de raisonner sur leurs propres actions (ou sur les services qu'ils offrent), de décomposer une tâche en fonction de leurs compétences, et de se coordonner dynamiquement avec d'autres agents pour pallier leurs limites et couvrir les besoins à satisfaire