Génération de connaissances à l’aide du retour d’expérience : application à la maintenance industrielle

Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans le cadre de la valorisation des connaissances issues des expériences passées afin d’améliorer les performances des processus industriels. La connaissance est considérée aujourd'hui comme une ressource stratégique importante pouvant apporter un avantage concurrentiel décisif aux organisations. La gestion des connaissances (et en particulier le retour d’expérience) permet de préserver et de valoriser des informations liées aux activités d’une entreprise afin d’aider la prise de décision et de créer de nouvelles connaissances à partir du patrimoine immatériel de l’organisation. Dans ce contexte, les progrès des technologies de l’information et de la communication jouent un rôle essentiel dans la collecte et la gestion des connaissances. L’implémentation généralisée des systèmes d’information industriels, tels que les ERP (Enterprise Resource Planning), rend en effet disponible un grand volume d’informations issues des événements ou des faits passés, dont la réutilisation devient un enjeu majeur. Toutefois, ces fragments de connaissances (les expériences passées) sont très contextualisés et nécessitent des méthodologies bien précises pour être généralisés. Etant donné le potentiel des informations recueillies dans les entreprises en tant que source de nouvelles connaissances, nous proposons dans ce travail une démarche originale permettant de générer de nouvelles connaissances tirées de l’analyse des expériences passées, en nous appuyant sur la complémentarité de deux courants scientifiques : la démarche de Retour d’Expérience (REx) et les techniques d’Extraction de Connaissances à partir de Données (ECD). Le couplage REx-ECD proposé porte principalement sur : i) la modélisation des expériences recueillies à l’aide d’un formalisme de représentation de connaissances afin de faciliter leur future exploitation, et ii) l’application de techniques relatives à la fouille de données (ou data mining) afin d’extraire des expériences de nouvelles connaissances sous la forme de règles. Ces règles doivent nécessairement être évaluées et validées par les experts du domaine avant leur réutilisation et/ou leur intégration dans le système industriel. Tout au long de cette démarche, nous avons donné une place privilégiée aux Graphes Conceptuels (GCs), formalisme de représentation des connaissances choisi pour faciliter le stockage, le traitement et la compréhension des connaissances extraites par l’utilisateur, en vue d’une exploitation future. Ce mémoire s’articule en quatre chapitres. Le premier constitue un état de l’art abordant les généralités des deux courants scientifiques qui contribuent à notre proposition : le REx et les techniques d’ECD. Le second chapitre présente la démarche REx-ECD proposée, ainsi que les outils mis en œuvre pour la génération de nouvelles connaissances afin de valoriser les informations disponibles décrivant les expériences passées. Le troisième chapitre présente une méthodologie structurée pour interpréter et évaluer l’intérêt des connaissances extraites lors de la phase de post-traitement du processus d’ECD. Finalement, le dernier chapitre expose des cas réels d’application de la démarche proposée à des interventions de maintenance industrielle. ABSTRACT : The research work presented in this thesis relates to knowledge extraction from past experiences in order to improve the performance of industrial process. Knowledge is nowadays considered as an important strategic resource providing a decisive competitive advantage to organizations. Knowledge management (especially the experience feedback) is used to preserve and enhance the information related to a company’s activities in order to support decision-making and create new knowledge from the intangible heritage of the organization. In that context, advances in information and communication technologies play an essential role for gathering and processing knowledge. The generalised implementation of industrial information systems such as ERPs (Enterprise Resource Planning) make available a large amount of data related to past events or historical facts, which reuse is becoming a major issue. However, these fragments of knowledge (past experiences) are highly contextualized and require specific methodologies for being generalized. Taking into account the great potential of the information collected in companies as a source of new knowledge, we suggest in this work an original approach to generate new knowledge based on the analysis of past experiences, taking into account the complementarity of two scientific threads: Experience Feedback (EF) and Knowledge Discovery techniques from Databases (KDD). The suggested EF-KDD combination focuses mainly on: i) modelling the experiences collected using a knowledge representation formalism in order to facilitate their future exploitation, and ii) applying techniques related to data mining in order to extract new knowledge in the form of rules. These rules must necessarily be evaluated and validated by experts of the industrial domain before their reuse and/or integration into the industrial system. Throughout this approach, we have given a privileged position to Conceptual Graphs (CGs), knowledge representation formalism chosen in order to facilitate the storage, processing and understanding of the extracted knowledge by the user for future exploitation. This thesis is divided into four chapters. The first chapter is a state of the art addressing the generalities of the two scientific threads that contribute to our proposal: EF and KDD. The second chapter presents the EF-KDD suggested approach and the tools used for the generation of new knowledge, in order to exploit the available information describing past experiences. The third chapter suggests a structured methodology for interpreting and evaluating the usefulness of the extracted knowledge during the post-processing phase in the KDD process. Finally, the last chapter discusses real case studies dealing with the industrial maintenance domain, on which the proposed approach has been applied

Génération de connaissances à l’aide du retour d’expérience : application à la maintenance industrielle

Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans le cadre de la valorisation des connaissances issues des expériences passées afin d’améliorer les performances des processus industriels. La connaissance est considérée aujourd'hui comme une ressource stratégique importante pouvant apporter un avantage concurrentiel décisif aux organisations. La gestion des connaissances (et en particulier le retour d’expérience) permet de préserver et de valoriser des informations liées aux activités d’une entreprise afin d’aider la prise de décision et de créer de nouvelles connaissances à partir du patrimoine immatériel de l’organisation. Dans ce contexte, les progrès des technologies de l’information et de la communication jouent un rôle essentiel dans la collecte et la gestion des connaissances. L’implémentation généralisée des systèmes d’information industriels, tels que les ERP (Enterprise Resource Planning), rend en effet disponible un grand volume d’informations issues des événements ou des faits passés, dont la réutilisation devient un enjeu majeur. Toutefois, ces fragments de connaissances (les expériences passées) sont très contextualisés et nécessitent des méthodologies bien précises pour être généralisés. Etant donné le potentiel des informations recueillies dans les entreprises en tant que source de nouvelles connaissances, nous proposons dans ce travail une démarche originale permettant de générer de nouvelles connaissances tirées de l’analyse des expériences passées, en nous appuyant sur la complémentarité de deux courants scientifiques : la démarche de Retour d’Expérience (REx) et les techniques d’Extraction de Connaissances à partir de Données (ECD). Le couplage REx-ECD proposé porte principalement sur : i) la modélisation des expériences recueillies à l’aide d’un formalisme de représentation de connaissances afin de faciliter leur future exploitation, et ii) l’application de techniques relatives à la fouille de données (ou data mining) afin d’extraire des expériences de nouvelles connaissances sous la forme de règles. Ces règles doivent nécessairement être évaluées et validées par les experts du domaine avant leur réutilisation et/ou leur intégration dans le système industriel. Tout au long de cette démarche, nous avons donné une place privilégiée aux Graphes Conceptuels (GCs), formalisme de représentation des connaissances choisi pour faciliter le stockage, le traitement et la compréhension des connaissances extraites par l’utilisateur, en vue d’une exploitation future. Ce mémoire s’articule en quatre chapitres. Le premier constitue un état de l’art abordant les généralités des deux courants scientifiques qui contribuent à notre proposition : le REx et les techniques d’ECD. Le second chapitre présente la démarche REx-ECD proposée, ainsi que les outils mis en œuvre pour la génération de nouvelles connaissances afin de valoriser les informations disponibles décrivant les expériences passées. Le troisième chapitre présente une méthodologie structurée pour interpréter et évaluer l’intérêt des connaissances extraites lors de la phase de post-traitement du processus d’ECD. Finalement, le dernier chapitre expose des cas réels d’application de la démarche proposée à des interventions de maintenance industrielle

FIN-DM: finantsteenuste andmekaeve protsessi mudel

Andmekaeve hõlmab reeglite kogumit, protsesse ja algoritme, mis võimaldavad ettevõtetel iga päev kogutud andmetest rakendatavaid teadmisi ammutades suurendada tulusid, vähendada kulusid, optimeerida tooteid ja kliendisuhteid ning saavutada teisi eesmärke. Andmekaeves ja -analüütikas on vaja hästi määratletud metoodikat ja protsesse. Saadaval on mitu andmekaeve ja -analüütika standardset protsessimudelit. Kõige märkimisväärsem ja laialdaselt kasutusele võetud standardmudel on CRISP-DM. Tegu on tegevusalast sõltumatu protsessimudeliga, mida kohandatakse sageli sektorite erinõuetega. CRISP-DMi tegevusalast lähtuvaid kohandusi on pakutud mitmes valdkonnas, kaasa arvatud meditsiini-, haridus-, tööstus-, tarkvaraarendus- ja logistikavaldkonnas. Seni pole aga mudelit kohandatud finantsteenuste sektoris, millel on omad valdkonnapõhised erinõuded. Doktoritöös käsitletakse seda lünka finantsteenuste sektoripõhise andmekaeveprotsessi (FIN-DM) kavandamise, arendamise ja hindamise kaudu. Samuti uuritakse, kuidas kasutatakse andmekaeve standardprotsesse eri tegevussektorites ja finantsteenustes. Uurimise käigus tuvastati mitu tavapärase raamistiku kohandamise stsenaariumit. Lisaks ilmnes, et need meetodid ei keskendu piisavalt sellele, kuidas muuta andmekaevemudelid tarkvaratoodeteks, mida saab integreerida organisatsioonide IT-arhitektuuri ja äriprotsessi. Peamised finantsteenuste valdkonnas tuvastatud kohandamisstsenaariumid olid seotud andmekaeve tehnoloogiakesksete (skaleeritavus), ärikesksete (tegutsemisvõime) ja inimkesksete (diskrimineeriva mõju leevendus) aspektidega. Seejärel korraldati tegelikus finantsteenuste organisatsioonis juhtumiuuring, mis paljastas 18 tajutavat puudujääki CRISP- DMi protsessis. Uuringu andmete ja tulemuste abil esitatakse doktoritöös finantsvaldkonnale kohandatud CRISP-DM nimega FIN-DM ehk finantssektori andmekaeve protsess (Financial Industry Process for Data Mining). FIN-DM laiendab CRISP-DMi nii, et see toetab privaatsust säilitavat andmekaevet, ohjab tehisintellekti eetilisi ohte, täidab riskijuhtimisnõudeid ja hõlmab kvaliteedi tagamist kui osa andmekaeve elutsüklisData mining is a set of rules, processes, and algorithms that allow companies to increase revenues, reduce costs, optimize products and customer relationships, and achieve other business goals, by extracting actionable insights from the data they collect on a day-to-day basis. Data mining and analytics projects require well-defined methodology and processes. Several standard process models for conducting data mining and analytics projects are available. Among them, the most notable and widely adopted standard model is CRISP-DM. It is industry-agnostic and often is adapted to meet sector-specific requirements. Industry- specific adaptations of CRISP-DM have been proposed across several domains, including healthcare, education, industrial and software engineering, logistics, etc. However, until now, there is no existing adaptation of CRISP-DM for the financial services industry, which has its own set of domain-specific requirements. This PhD Thesis addresses this gap by designing, developing, and evaluating a sector-specific data mining process for financial services (FIN-DM). The PhD thesis investigates how standard data mining processes are used across various industry sectors and in financial services. The examination identified number of adaptations scenarios of traditional frameworks. It also suggested that these approaches do not pay sufficient attention to turning data mining models into software products integrated into the organizations' IT architectures and business processes. In the financial services domain, the main discovered adaptation scenarios concerned technology-centric aspects (scalability), business-centric aspects (actionability), and human-centric aspects (mitigating discriminatory effects) of data mining. Next, an examination by means of a case study in the actual financial services organization revealed 18 perceived gaps in the CRISP-DM process. Using the data and results from these studies, the PhD thesis outlines an adaptation of CRISP-DM for the financial sector, named the Financial Industry Process for Data Mining (FIN-DM). FIN-DM extends CRISP-DM to support privacy-compliant data mining, to tackle AI ethics risks, to fulfill risk management requirements, and to embed quality assurance as part of the data mining life-cyclehttps://www.ester.ee/record=b547227

Computer Science 2019 APR Self-Study & Documents

UNM Computer Science APR self-study report and review team report for Spring 2019, fulfilling requirements of the Higher Learning Commission