Modélisation 3D de l'arrangement d'un container basée sur des informations extraites d'un réseau de capteurs sans fil : application à l'internet physique

3D Spatial Modeling of Stacked Containers based on Wireless Sensor Network : application to the physical internet

• Auteur / Autrice : Hoa Tran-Dang
• Direction : Patrick Charpentier, Nicolas Krommenacker
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Traitement du Signal et des Images, Génie Informatique
• Date : Soutenance le 26/06/2017
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en automatique (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Divoux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Sallez, Shenle Pan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Val, Yves Sallez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Objets coopérants (informatique)

Logistique (gestion)

Conteneurisation

Réseaux de capteurs (technologie)

Internet des objets

Mots clés libres

Internet Physique

Conteneur modulaire

Réseaux de capteur sans fil

Contraintes de proximité

Problème de satisfaction de contraintes

Modèle 3D

Physical Internet

Modular Container

Wireless Sensor Network

Proximity Constraints

Constraint Satisfaction Problem (CSP)

3D Layout

Résumé

Le paradigme de l’Internet Physique a été introduit il y a quelques années pour transformer globalement la manière dont les objets physiques seront manipulés, entreposés et transportés dans le cadre d’une logistique durable. L’une des caractéristiques importante de l’Internet Physique est liée à l’encapsulation des marchandises dans des conteneurs modulaires standardisés. Le modèle de fonctionnement proposé de l’Internet Physique, s’il rationnalise les transports, engendre des manutentions plus nombreuses, en particulier au sein des PI-hubs, où les opérations de routage, de déchargement et (re)chargement des conteneurs nécessitent une organisation et une gestion rationnelle. La multiplicité et la diversité des opérations (automatisées ou non) à mettre en œuvre simultanément ne peut être conduite de manière efficiente qu’en cas de parfaite synchronisation entre la réalité du système physique et de celle du système informationnel. Les propositions de cette thèse adressent cette problématique applicative et constituent à ce titre une contribution au concept de l’Internet Physique. Elles visent à l’obtention, en temps réel, d’une image ou d’un modèle spatial des PI-conteneurs, qui disposent chacun d’un nœud WSN. L’assemblage de ces différents conteneurs au sein d’un conteneur de plus haut niveau (ou conteneur composite) permet de constituer alors un réseau de capteurs ad-hoc. Ces conteneurs deviennent ainsi des éléments actifs de l’automatisation de la chaine logistique. A partir des seules informations de proximité issues de cette instrumentation, nous montrons dans cette thèse qu’il est possible de construire le modèle spatial des PI-conteneurs

The Physical Internet paradigm was introduced few years ago to transform globally how physical objects will be handled, stored and transported as part of a sustainable logistics. One of the important characteristics of the Physical Internet is the encapsulation of goods in standardized modular containers. Although the Physical Internet rationalizes transport, it generates more frequent handling, particularly within PI-hubs, where the operations of routing, unloading and (re) loading containers require an efficient organization and management. The multiplicity and the diversity of operations (automated or not) to be implemented simultaneously can only be carried out efficiently in the case of perfect synchronization between the reality of the physical system and that of the information system. The proposals of this thesis address this problem and constitute a contribution to the concept of the Physical Internet. They aim to obtain in real time, the spatial distribution (or layout) of the PI-containers when they are stacked in a higher-level container, so called composite container. To do this, we propose to exploit the intelligence and the activeness concepts of each PI container which is equipped with wireless sensor node. Hence, the composition of a composite PI containers constitutes an adhoc network of sensor nodes. From neighborhood relationships between these nodes, we show in this thesis that it is possible to construct the spatial 3D layout of the PI-containers and control at any time and at any place the effective compliance between the real composition and the data stored in the information system