Compilation de CSP en Set-labeled Diagram

National audienceLa plupart des requêtes associées aux CSPs sont NP-difficiles, et doivent pourtant parfois être exécutées en ligne et en temps limité. Dans ce cas, la résolution du CSP n'est pas assez efficace, voire impossible. Des structures ont été proposées, tels les MDDs, pour compiler les CSPs et rendre leur exploitation en ligne efficace. Les MDDs sont des DAGs orientés dont chaque nœud représente l'assignation d'une variable ; l'ensemble des solutions d'un CSP correspond à l'ensemble des chemins du MDD correspondant. Dans cet article, nous étudions la relaxation de deux restrictions usuellement imposées aux MDDs, l'ordonnancement et la non-répétition des variables, introduisant une structure de compilation nommée " set-labeled diagrams " (SDs). Un CSP peut être compilé en SD en suivant la trace de l'arbre de recherche exploré par un solveur de CSP. L'impact des restrictions susnommées peut être étudié en faisant varier les heuristiques utilisées par le solveur lors de la résolution

Un module de gestion de mission autonome pour des satellites d'observation de la Terre

International audienceThis paper presents an autonomous controller developed for managing the activities of a new generation of Earth Observing Satellites (EOSs). This controller uses a hierarchy of reactors as in previously existing architectures, and it exploits specific r easoning p rocedures a t t he l evel o f e ach r eactor to get fast deliberations on-board. It is able to take into account the arrival of urgent acquisition requests, late cloud predictions , and information about the real volume of data, while meeting several operational requirements from the end-users

Compilation de CSPs : carte de complexité des MDDs non-déterministes

National audienceLes CSPs fournissent un cadre puissant pour la représentation de problèmes très divers. La difficulté est que la plupart des requêtes associées aux CSPs sont NP-difficiles, mais doivent dans certains contextes être traitées « en ligne ». C’est pour cette raison que les diagrammes de décision multivalués (MDDs) ont été proposés pour la compilation de CSPs. Cet article dresse une carte de compilation des MDDs, dans l’esprit de la carte de la famille des NNFs de Darwiche et Marquis, en analysant les MDDs selon leur compacité et les requêtes et transformations qu’ils supportent en temps polynomial. Les MDDs déterministes et ordonnés généralisant les diagrammes de décision binaire ordonnes à des variables non-booléennes, le fait que leurs propriétés soient similaires n’est pas surprenant. Cependant, notre étude met en avant l’intérêt des MDDs ordonnes non déterministes : restreint aux variables booléennes, ce fragment est strictement plus compact que ceux des OBDDs et des DNFs, et admet des performances proches de celles des DNNFs. La comparaison aux MDDs classiques montre que relâcher la contrainte du déterminisme améliore la compacité et permet a plus de transformations d’être supportées en temps polynomial. Des expériences sur des problèmes aléatoires confirment le gain en compacité

Une conception pour une production efficace, une approche basée modèles

International audienceThe concept of simultaneous engineering has been used for several years in the industry. However, it rarely aims to think the design of the product and the design of its industrial system (the factory) together. In this paper, we address the need to have a global view of architectural design and manufacturing throughout the entire design process. More precisely, we define a model-based approach which makes it possible to evaluate the impact of a product design on its manufacturability. This approach constitutes a first step, in a long-term perspective, to consider several high-level industrial systems and product designs together and choose the one that gives the best performances.Le concept d'ingénierie simultanée est utilisé depuis plusieurs années dans l'industrie. Cependant, il vise rarement à penser ensemble la conception du produit et la conception de son système industriel (l'usine). Dans cet article, nous abordons la nécessité d'avoir une vision globale de la conception architecturale et de la fabrication tout au long du processus de conception. Plus précisément, nous définissons une approche basée sur un modèle qui permet d'évaluer l'impact de la conception d'un produit sur sa faisabilité. Cette approche constitue une première étape, dans une perspective à long terme, pour considérer ensemble plusieurs systèmes industriels de haut niveau et plusieurs conceptions de produits afin de choisir celui qui donne les meilleures performances

Ordonnancement hiérarchique pour des missions multi-robots

International audienceWe are interested in real case studies involving tasks (here observations on areas of a field) that can be performed by disjunctive resources (robots), as well as operations to prepare these resources (robot movements between observations) which must themselves be decomposed into low-level operations (movements of each robot between different crossing points in the field where each link traversed cannot be occupied by more than one robot at a time). The robots transmit the observation data in real time to the mission centre using a transmission frequency (disjunctive resource). Each observation must be performed by several robots (redundancy) and precedence constraints may be imposed. The problem we consider is to allocate each observation to a robot, to schedule the observations for each one, and to plan the moving tasks in order to minimize the total duration of the mission. The goal is not to obtain an optimal solution, but to obtain good quality solutions quickly. We define a framework for the representation of hierarchical scheduling problems, where tasks are characterized by resource consumption and for which Constraint Programming Models (CMP) can be generated automatically. This framework is based on hierarchical task networks (HTNs), in which high-level tasks, defined by their preconditions and their effects on the state of the system, must be decomposed into primitive tasks by decomposition methods. The framework we consider can be easily generalized to cumulative resources with limited capacity or to non-renewable resources.Nous nous intéressons à des études de cas réelles comportant des tâches (ici des observations sur des zones d’un terrain) qui peuvent être réalisées par des ressources disjonctives (robots), ainsi que des opérations de préparation de ces ressources (mouvements du robot entre observations) qui doivent elles-mêmes être décomposées en opérations de bas niveau (mouvements de chaque robot entre différents points de passage sur le terrain où chaque lien parcouru ne peut pas être occupé par plus d’un robot à la fois). Les robots transmettent les données d’observation en temps réel au centre de mission en utilisant une fréquence d’émission (ressource disjonctive). Chaque observation doit être réalisée par plusieurs robots (redondance) et des contraintes de précédence peuvent être imposées. Le problème que nous considérons consiste à allouer chaque observation à un robot, à ordonnancer les observations pour chacun, et à planifier les tâches de déplacement de manière a minimiser la durée totale de la mission. L’objectif n’est pas l’obtention d’une solution optimale, mais de solutions de bonne qualité rapidement. Nous définissons un cadre de représentation de problèmes d’ordonnancement hiérarchique, où les tâches sont caractérisées par des consommations de ressources et pour lequel des modèles de programmation par contraintes (PPC) peuvent être générés automatiquement. Ce cadre s’inspire des réseaux hiérarchiques de tâches (HTN), dans lesquels des tâches de haut niveau, définies par leurs pré-conditions et leurs effets sur l’état du système, doivent être décomposées en tâches primitives par des méthodes de décomposition. Le cadre que nous considérons peut être facilement généralisé aux ressources cumulatives ayant une capacité limitée ou aux ressources non renouvelables

Solving dynamic controllability problem of multi-agent plans with uncertainty using mixed integer linear programming.

Executing multi-agent missions requires managing the uncertainty about uncontrollable events. When communications are intermittent, it additionally requires for each agent to act only based on its local view of the problem, that is independently of events which are controlled or observed by the other agents. In this paper, we propose a new framework for dealing with such contexts, with a focus on mission plans involving temporal constraints. This framework, called Multi-agent Simple Temporal Network with Uncertainty (MaSTNU), is a combination between Multi-agent Simple Temporal Network (MaSTN) and Simple Temporal Network with Uncertainty (STNU).We define the dynamic controllability property for MaSTNU, and a method for computing offline valid execution strategies which are then dispatched between agents. This method is based on a mixed-integer linear programming formulation and can also be used to optimize criteria such as the temporal flexibility of multi-agent plans.

Compiling CSPs: A Complexity Map of (Non-Deterministic) Multivalued Decision Diagrams

International audienceConstraint Satisfaction Problems (CSPs) offer a powerful framework for representing a great variety of problems. The difficulty is that most of the requests associated with CSPs are NP-hard. When these requests have to be addressed online, Multivalued Decision Diagrams (MDDs) have been proposed as a way to compile CSPs. In the present paper, we draw a compilation map of MDDs, in the spirit of the NNF compilation map, analyzing MDDs according to their succinctness and to their tractable transformations and queries. Deterministic ordered MDDs are a generalization of ordered binary decision diagrams to non-Boolean domains: unsurprisingly, they have similar capabilities. More interestingly, our study puts forward the interest of non-deterministic ordered MDDs: when restricted to Boolean domains, they capture OBDDs and DNFs as proper subsets and have performances close to those of DNNFs. The comparison to classical, deterministic MDDs shows that relaxing the determinism requirement leads to an increase in succinctness and allows more transformations to be satisfied in polynomial time (typically, the disjunctive ones). Experiments on random problems confirm the gain in succinctness

Thinking aircraft design and its production system design together

In the design of complex objects, such as aircraft, the definition of the means of production usually begins after the definition of the product. In other words, the product specifications define the requirements for its production system (factory, assembly line, tools, etc.). The limitation of this approach is that the production system can inherit blocking constraints that might easily be removed by changing the design of the product. Moreover, designing an object on the basis that it will be manufactured as usual, without thinking about an associated means of production, does not allow us to take full advantage of new manufacturing means such as robotics or additive manufacturing. Indeed, these new means can open up new possibilities for aircraft design optimization while imposing constraints (like size of what can be printed, materials used, space for the robots, etc.). For all these reasons, it is necessary to integrate manufacturability as soon as possible in the development cycle and, in doing so, to have a holistic design approach

Time–dependent Simple Temporal Networks: Properties and Algorithms

Simple Temporal Networks (STN) allow conjunctions of minimum and maximum distance constraints between pairs of temporal positions to be represented. This paper introduces an extension of STN called Time–dependent STN (TSTN), which covers temporal constraints for which the minimum and maximum distances required between two temporal positions x and y are not necessarily constant but may depend on the assignments of x and y. Such constraints are useful to model problems in which the duration of an activity may depend on its starting time, or problems in which the transition time required between two activities may depend on the time at which the transition is triggered. Properties of the new framework are analyzed, and standard STN solving techniques are extended to TSTN. The contributions are applied to the management of temporal constraints for so-called agile Earth observation satellites