Réduction du comportement myope dans le contrôle des FMS : une approche semi-hétérarchique basée sur la simulation-optimisation

par Gabriel Zambrano Rey

Thèse de doctorat en Automatique. Automatique, génie informatique.

Sous la direction de Damien Trentesaux et de Thierry Berger.

Le président du jury était Henri Pierreval.

Le jury était composé de Damien Trentesaux, Thierry Berger, Lyes Benyoucef, Paulo Leitão, Marco Carvalho, Jairo Rafael Montoya Torres.

Les rapporteurs étaient Lyes Benyoucef, Paulo Leitão.


  • Résumé

    Le contrôle hétérarchique des systèmes de production flexibles (FMS) préconise un contrôle peu complexe et hautement réactif supporté par des entités décisionnelles locales (DEs). En dépit d'avancées prometteuses, ces architectures présentent un comportement myope car les DEs ont une visibilité informationnelle limitée sue les autres DEs, ce qui rend difficile la garantie d'une performance globale minimum. Cette thèse se concentre sur les approches permettant de réduire cette myopie. D'abord, une définition et une typologie de cette myopie dans les FMS sont proposées. Ensuite, nous proposons de traiter explicitement le comportement myope avec une architecture semi-hétérarchique. Dans celle-ci, une entité décisionnelle globale (GDE) traite différents types de décisions myopes à l'aide des différentes techniques d'optimisation basée sur la simulation (SbO). De plus, les SbO peuvent adopter plusieurs rôles, permettant de réduire le comportement myope de plusieurs façons. Il est également possible d'avoir plusieurs niveaux d'autonomie en appliquant différents modes d'interaction. Ainsi, notre approche accepte des configurations dans lesquelles certains comportements myopes sont réduits et d'autres sont acceptés. Notre approche a été instanciée pour contrôler la cellule flexible AIP- PRIMECA de l'Université de Valenciennes. Les résultats des simulations ont montré que l'architecture proposée peut réduire les comportements myopes en établissant un équilibre entre la réactivité et la performance globale. Des expérimentations réelles ont été réalisées sur la cellule AIP-PRIMECA pour des scenarios dynamiques et des résultats prometteurs ont été obtenus.

  • Titre traduit

    Reducing myopic behavior in FMS control : a semi-heterarchical simulation-optimization approach


  • Résumé

    Heterarchical-based control for flexible manufacturing systems (FMS) localizes control capabilities in decisional entities (DE), resulting in highly reactive and low complex control architectures. However, these architectures present myopic behavior since DEs have limited visibility of other DEs and their behavior, making difficult to ensure certain global performance. This dissertation focuses on reducing myopic behavior. At first, a definition and a typology of myopic behavior in FMS is proposed. In this thesis, myopic behavior is dealt explicitly so global performance can be improved. Thus, we propose a semi-heterarchical architecture in which a global decisional entity (GDE) deals with different kinds of myopic decisions using simulation-based optimization (SbOs). Different optimization techniques can be used so myopic decisions can be dealt individually, favoring GDE modularity. Then, the SbOs can adopt different roles, being possible to reduce myopic behavior in different ways. More, it is also possible to grant local decisional entities with different autonomy levels by applying different interaction modes. In order to balance reactivity and global performance, our approach accepts configurations in which some myopic behaviors are reduced and others are accepted. Our approach was instantiated to control the assembly cell at Valenciennes AIPPRIMECA center. Simulation results showed that the proposed architecture reduces myopic behavior whereby it strikes a balance between reactivity and global performance. The real implementation on the assembly cell verified the effectiveness of our approach under realistic dynamic scenarios, and promising results were obtained.


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