Multi-agent systems negotiation to deal with dynamic scheduling in disturbed industrial context

International audienceIt is now accepted that using multi-agent systems (MAS) improve the reactivity to treat perturbation(s) within flexible manufacturing system. Intelligent algorithms shall be used to address these perturbation(s) and all smart decision entities within their environment have to continuously negotiate until their common and final goal is achieved. This paper proposes a negotiation-based control approach to deal with variability on a manufacturing system. It has initially formulated and modeled an environment in which all contributing entities or agents operate, communicate, and interact with each other productively. Then after, simulation and applicability implementation experiments on the basis of full-sized academic experimental platform have been conducted to validate the proposed control approach. Product and resource entities negotiate considering different key performance measures in order to set best priority-based product sequencing. This has been done with expectations that the applicability of the negotiation-based decision-making will be more adaptable to deal with perturbation(s) than another alternative decision-making approach called pure reactive control approach. The result showed that negotiation among the decisional entities has brought significant improvement in reducing makespan and hence conveyed better global performance of a manufacturing system

Simulation for Product Driven Systems

Due to globalisation, companies have to become more and more agile in order to face demand fluctuations and growing customisation needs. Indeed, the mass production market moves to a mass customization one, which could be defined as the production of a wide variety of end products at a low unit cost. During last years, many efforts have been done in order to improve operating system reactivity (with the Flexible Manufacturing initiative for example), but the manufacturing decision process did not really change, and then doesn't enable to fully make the most of these new operating system skills. Facing these new trends, a lot of new research works are focusing on identification technologies, like Auto-ID, biometry or vision ones. Radio Frequency Identification technology (RFID) represents a quick and safe way to track products, opening the way of linking informational and physical flows, and providing an accurate, real time vision of the shop floor. These new technologies appear like a catalyst to change the fifty years old way of controlling production through traditional MRP² systems

Proposition d'un environnement de modélisation et de test d'architectures de pilotage par le produit de systèmes de production

New developpments of infotronics technologies, that enable the product to carry data in order to have an active role in the cybernetic loop, drive to consider new product-driven architectures for manufacturing execusion control systems. There is indeed a large consensus on this approach that combine product instrumentation and either centralised or distributed control architecture. Nevertheless few works focus on evaluating the pertinence of product-driven control as a way to solve interaction issues between centralised business-level control (ERP) and distributed manufacturing-level control (MES).This thesis contribution is a benchmarking environment able to model and test various product-driven organisations in order to analyse different ways to combine centralised and distributed decisions by comparing productivity performance indicators.First, the definition, development and validation of a component-based modeling and testing environment is presented. It is composed of an emulation tool able to build industry-scale shop floor models, and of a multi-agent system to model either traditionnal or product-driven control architecture.Then, this benchmarking environement is applied to an industrial case-study and on a laboratory experimental plateform. These experiments enable to study the feasability of product-driven control in terms of both decisional impact and technical constraints.Le développement des technologies infotroniques, qui permettent de faire porter numériquement des données par le produit afin de lui conférer un rôle actif dans la boucle cybernétique, conduisent à remettre en question l'organisation conventionnelle des systèmes de pilotage, pour s'orienter vers un pilotage par le produit. Il existe un large consensus sur l'intérêt de cette approche dans la prise de décision tant centralisée que distribuée. Cependant, peu de travaux portent sur l'évaluation de l'efficience du pilotage par le produit dans l'interaction entre des systèmes d'information centralisés de niveau business (ERP) et des systèmes distribués de niveaux process (MES).Notre contribution porte sur un outil de modélisation et de simulation de systèmes de pilotage contrôlés par le produit afin d'évaluer différentes topologies d'organisation combinant décisions centralisées et/ou distribuées en comparant certains critères de productivité.Nous présentons d'abord la définition, le développement et la validation d'un environnement d'évaluation orienté composants, basé sur un outil d'émulation et un système multi-agents, permettant d'analyser les performances d'un système de pilotage par le produit et de le comparer avec des approches classiques.Nous présentons ensuite l'application du pilotage par le produit à partir d'une série d'expériences réalisées à l'aide de l'environnement développé. Ces expériences, menées sur un cas industriel ainsi que sur une plateforme d'expérimentation de laboratoire permettent d'éprouver et de valider la faisabilité du concept de pilotage par le produit en terme d'impact décisionnel et en terme de contraintes techniques

Un robot pour suivre le vol des insectes

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Proposition d'un environnement de modélisation et de test d'architectures de pilotage par le produit de systèmes de production

Le développement des technologies infotroniques, qui permettent de faire porter numériquement des données par le produit afin de lui conférer un rôle actif dans la boucle cybernétique, conduisent à remettre en question l'organisation conventionnelle des systèmes de pilotage, pour s'orienter vers un pilotage par le produit. Il existe un large consensus sur l'intérêt de cette approche dans la prise de décision tant centralisée que distribuée. Cependant, peu de travaux portent sur l'évaluation de l'efficience du pilotage par le produit dans l'interaction entre des systèmes d'information centralisés de niveau business (ERP) et des systèmes distribués de niveaux process (MES). Notre contribution porte sur un outil de modélisation et de simulation de systèmes de pilotage contrôlés par le produit afin d'évaluer différentes topologies d'organisation combinant décisions centralisées et/ou distribuées en comparant certains critères de productivité. Nous présentons d'abord la définition, le développement et la validation d'un environnement d'évaluation orienté composants, basé sur un outil d'émulation et un système multi-agents, permettant d'analyser les performances d'un système de pilotage par le produit et de le comparer avec des approches classiques. Nous présentons ensuite l'application du pilotage par le produit à partir d'une série d'expériences réalisées à l'aide de l'environnement développé. Ces expériences, menées sur un cas industriel ainsi que sur une plateforme d'expérimentation de laboratoire permettent d'éprouver et de valider la faisabilité du concept de pilotage par le produit en terme d'impact décisionnel et en terme de contraintes techniques.New developpments of infotronics technologies, that enable the product to carry data in order to have an active role in the cybernetic loop, drive to consider new product-driven architectures for manufacturing execusion control systems. There is indeed a large consensus on this approach that combine product instrumentation and either centralised or distributed control architecture. Nevertheless few works focus on evaluating the pertinence of product-driven control as a way to solve interaction issues between centralised business-level control (ERP) and distributed manufacturing-level control (MES). This thesis contribution is a benchmarking environment able to model and test various product-driven organisations in order to analyse different ways to combine centralised and distributed decisions by comparing productivity performance indicators. First, the definition, development and validation of a component-based modeling and testing environment is presented. It is composed of an emulation tool able to build industry-scale shop floor models, and of a multi-agent system to model either traditionnal or product-driven control architecture. Then, this benchmarking environement is applied to an industrial case-study and on a laboratory experimental plateform. These experiments enable to study the feasability of product-driven control in terms of both decisional impact and technical constraints.NANCY1-SCD Sciences & Techniques (545782101) / SudocSudocFranceF