De l'ordonnancement déterministe à l'ordonnancement distribué sous incertitudes

Ce travail présente l'étude de deux types de problèmes d'ordonnancement. Le premier concerne la résolution centralisée et exacte d'un problème à une machine, le second, la résolution distribuée et coopérative d'un problème job shop où chaque machine est assimilée à un acteur possédant sa propre autonomie décisionnelle. Pour ces deux problèmes, des conditions de dominance sont utilisées, dans le premier cas, dans le but de limiter la complexité algorithmique liée à la recherche de solutions admissibles ou optimales, dans le deuxième cas, pour accroître la capacité de chaque acteur à résister aux incertitudes liées aux fluctuations de son environnement. Dans un premier temps, un théorème proposé dans les années quatre-vingt est rappelé, qui, considérant le problème à une machine, permet de caractériser un ensemble de solutions dominantes. Sur la base de ce théorème, nous proposons ensuite de nouvelles conditions analytiques et numériques de dominance permettant de restreindre encore davantage l'ensemble des solutions dominantes. En exploitant ces résultats, des formulations mathématiques originales et efficaces sont présentées, sous forme de programmes linéaires en nombres entiers, pour la modélisation et la résolution du problème à une machine en s'intéressant tour à tour au critère de minimisation du plus grand retard algébrique, puis à celui de minimisation du nombre de travaux en retard. Dans un deuxième temps, nous étudions le problème d'ordonnancement job shop dans un environnement multi-acteur, chaque acteur gérant l'activité d'une machine. Tenant compte de l'autonomie de décision et des objectifs propres de chacun, l'ordonnancement est envisagé sous la forme d'une fonction distribuée où la solution globale résulte d'une coopération entre les différents acteurs, cette solution pouvant évoluer dans le temps au fur-et-à-mesure des prises de décision locales. Ainsi, chaque acteur construisant localement sa propre organisation et n'ayant qu'une connaissance partielle et incertaine de l'organisation des autres, nous proposons que les organisations locales soient construites de façon robuste. Pour cela nous montrons comment, à l'aide des résultats de dominance, maintenir au niveau de chaque acteur un ensemble dominant de solutions ayant une performance au pire bornée. Une nouvelle approche d'ordonnancement est ensuite proposée où les acteurs négocient deux à deux, de façon distribuée, de façon à converger progressivement vers des décisions assurant un compromis satisfaisant entre l'optimisation des objectifs locaux et des objectifs globaux.This work presents the study of two scheduling problems. The former concerns the exact and centralised resolution of a single machine problem, and the latter, the distributed and cooperative resolution of a job shop, each machine being viewed as an actor having its own decision autonomy. For both problems, dominance conditions are used, in the first case, in order to reduce the algorithmic complexity for seeking feasible or optimal solutions, and in the second case, to increase the ability of each actor to face uncertainties. In the first part, a theorem, stated in the early eighties, is recalled that allows to characterize a set of dominant solutions, considering a one-machine sequencing problem. On the basis of the theorem, new analytical and numerical dominance conditions are established that allow to tighten the set of dominant sequences. Then original and efficient mathematical formulations, in the form of integer linear programs, are proposed for modelling and solving single machine problems. Two kinds of criterion are considered : the minimization of the maximum lateness and the minimization of the number of tardy jobs. In the second part, the job shop scheduling problem is studied, using a multi-actor framework, assuming that each actor manages one machine. Taking into account the decisional autonomy and the own objectives of each actor, scheduling is seen as a distributed and dynamic function, where the global solution emerges from negotiations among the actors. We assume that each actor builds up its own local organisation in a robust way, having an imprecise and partial knowledge of the other actor's organisation. We particularly show how maintaining on each actor a set of dominant job sequences so that the worst performance can be bounded. Then a new scheduling approach is sketched where actors initiate point-to-point negotiation, in a distributed way, so as to progressively converge toward trade-off decisions that balance local and global objectives

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

Programmation linéaire en nombres entiers pour l'ordonnancement cyclique sous contraintes de ressources

Un problème d'ordonnancement cyclique consiste à ordonner dans le temps l'exécution répétitive d'un ensemble d'opérations liées par des contraintes de précédence, en utilisant un nombre limité de ressources. Ces problèmes ont des applications immédiates dans les systèmes de production ou en informatique parallèle. Particulièrement, ils permettent de modéliser l'ensemble des contraintes de précédence et de ressource à prendre en compte pour l'ordonnancement d'instructions dans les processeurs de type VLIW (Very Long Instruction Word). Dans ce cas, une opération représente une instance d'une instruction dans un programme. L'ordonnancement d'instructions de boucles internes est connu sous le nom de pipeline logiciel. Le pipeline logiciel désigne une méthode efficace pour l'optimisation de boucles qui permet la réalisation en parallèle des opérations des différentes itérations de la boucle. Dans cette thèse, nous nous intéressons principalement au problème d'ordonnancement périodique qui est un cas particulier de l'ordonnancement cyclique et qui est également la base du pipeline logiciel. Le terme ordonnancement modulo désigne un ordonnancement périodique tel que l'allocation de ressources pour une opération donnée n'est pas modifiée d'une itération sur l'autre. Pour résoudre le problème, nous nous intéressons aux formulations de programmation linéaire en nombres entiers, et notamment à la résolution du problème par des techniques de séparation, évaluation, génération de colonnes, relaxation lagrangienne et des méthodes hybrides. En particulier, nous proposons des nouvelles formulations basées sur des variables binaires représentant l'exécution d'ensembles d'instructions en parallèle. Enfin, les méthodes développées ont été validées sur des jeux d'instances industrielles pour des processeurs de type VLIW.The resource-constrained modulo scheduling problem (RCMSP) is a general periodic cyclic scheduling problem, abstracted from the problem solved by compilers when optimizing inner loops at instruction level for very long instruction word parallel processors. Since solving the instruction scheduling problem at compilation phase in less time critical than for real time scheduling, integer linear programming (ILP) is a relevant technique for the RCMSP. In this work, we are interested in the methods based on the integer linear programming for the RCMSP. At first, we present a study of the two classic integer linear formulation for the RCMSP. A theoretical evidence of the equivalence between the classic formulations is shown in terms of linear programming (LP) relaxation. Secondly, based on the ILP formulations for the RCMSP, stronger formulations for the RCMSP derived from Dantzig-Wolfe decomposition are presented. In these formulations, the number of variables can be huge, for this reason, we proposed a column generation scheme to solve their LP relaxations. We propose also the heuristics methods based on the Lagragian relaxation and decomposed software pipelining. The heuristic methods search the transformation of the classic integer linear programming for the RCMSP for the performance improvement in the time for the search of solutions. All formulations are compared experimentally on problem instances generated from real data issued from the STMicroelectronics ST200 VLIW processor family

La chrysalide et le papillon (ou les modèles économiques du cinéma de 1895 à 1914)

34 pagesThe purpose of this article is to establish a typology of the major business models developed in the motion pictures industry between 1895 and 1914. After a relatively short period dominated by business models built on the exclusive possession of a technical system, the industry was organized around two markets, the market for equipment and the market for films (selling prints). Business models in France, in the United States and in Britain were diversified and specialized : production equipment alone, film production alone, or production equipment and films. The screening of films is organized like a roving mode (fairground model). It is only in effect from 1905 that the projection becomes permanent (Nickelodeon, etc..), with the development of distribution business and rental films. Then the general shift in the film rental completely transformed the organization of the industry, leading to a general redefinition of existing business models. In the United States, however, the conflicts around the Edison patents gave rise to other business models, directly related to the holding of patents, to the collection of "rights", and to the attempt at monopolizing the whole industry (with the Motion Picture Patents Company), a situation unknown in Europe.Le but de cet article est de dresser une typologie des principaux modèles économiques mis en place dans l'industrie du cinéma entre 1895 et 1914. Passé une période initiale assez courte, où dominent les modèles économiques exclusifs construits sur la détention du système technique, l'industrie s'organise autour de deux grands marchés, le marché des appareils et le marché des films (vente de copies positives). Les modèles économiques mis en place en France, aux Etats-Unis et en Grande-Bretagne, sont alors diversifiés et spécialisés : production des appareils seuls, production des films seuls, ou production des appareils et des films. L'exploitation est alors itinérante et temporaire (modèle forain). C'est seulement en effet à partir de 1905 que les projections deviennent permanentes (nickelodeons, etc.), conduisant à l'apparition d'activités de distribution et location de films. Ensuite, le passage général à la location transforme complètement l'organisation de l'industrie, en conduisant à une redéfinition générale des modèles économiques existants. Aux Etats-Unis cependant, les conflits prolongés autour des patent Edison ont donné naissance à d'autres modèles économiques, directement liés à la détention des titres, au prélèvement des "droits", et à la tentative de monopoliser l'ensemble de l'industrie (avec la Motion Picture Patents Company), une situation inconnue en Europe

La chrysalide et le papillon (ou les modèles économiques du cinéma de 1895 à 1914)

Le but de cet article est de dresser une typologie des principaux modèles économiques mis en place dans l'industrie du cinéma entre 1895 et 1914. Passé une période initiale assez courte, où dominent les modèles économiques exclusifs construits sur la détention du système technique, l'industrie s'organise autour de deux grands marchés, le marché des appareils et le marché des films (vente de copies positives). Les modèles économiques mis en place en France, aux Etats-Unis et en Grande-Bretagne, sont alors diversifiés et spécialisés : production des appareils seuls, production des films seuls, ou production des appareils et des films. L'exploitation est alors itinérante et temporaire (modèle forain). C'est seulement en effet à partir de 1905 que les projections deviennent permanentes (nickelodeons, etc.), conduisant à l'apparition d'activités de distribution et location de films. Ensuite, le passage général à la location transforme complètement l'organisation de l'industrie, en conduisant à une redéfinition générale des modèles économiques existants. Aux Etats-Unis cependant, les conflits prolongés autour des patent Edison ont donné naissance à d'autres modèles économiques, directement liés à la détention des titres, au prélèvement des "droits", et à la tentative de monopoliser l'ensemble de l'industrie (avec la Motion Picture Patents Company), une situation inconnue en Europe.motion picture industry; business models; patents war; MPPC