Gestion hiérarchisée de systèmes de production discrets : une approche basée sur les réseaux de Petri

A petri net approach to the hierarchical management of discrete manufacturing systems

• Auteur / Autrice : Liming Wang
• Direction : Jean-Marie Proth
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Metz
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Petri, Réseaux de

Systèmes échantillonnés

Résumé

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la gestion hiérarchisée de systèmes de production discrets. Nous utilisons les réseaux de petri pour la modélisation de ces systèmes. La gestion de la production aboutit à l'ordonnancement. Le problème d'ordonnancement est généralement np-difficile, ce qui interdit de le résoudre sur un horizon suffisant pour prendre en compte les fluctuations de la demande. Un moyen possible pour contourner cette difficulté est d'utiliser une approche hiérarchique et de faire évoluer le système en suivant le principe des plans glissants. Plusieurs efforts ont été faits dans le domaine de la gestion hiérarchisée de systèmes de production. Cependant, une approche systématique de la conception d'une hiérarchie reste à trouver. Il nous semble que les réseaux de petri, et plus particulièrement un type de réseaux de petri appelé réseaux de petri à sortie contrôlables (co nets en anglais, co signifie controllable-output) sont particulièrement efficaces pour nous accompagner dans cette démarche. Dans notre travail, nous avons d'abord présenté un exemple simple de hiérarchie à deux niveaux. Il permet d'illustrer les avantages et les inconvénients d'une approche hiérarchique. Nous avons passé ensuite à une étude approfondie des co nets, et nous avons montré que les réseaux co constituent un outil satisfaisant pour notre approche, laquelle est à la fois modulaire et hiérarchique. Nous avons développé une méthode de simplification des modules et montré comment intégrer les modules simplifiés pour conserver les propriétés qualitatives souhaitées. Enfin, nous avons établi une démarche descendante qui consiste à résoudre le modèle global simplifié sur un horizon suffisamment grand, puis à se servir de la solution obtenue comme contrainte à satisfaire par les modules détaillés du niveau bas sur un horizon réduit. Ce travail peut être considéré comme une tentative de rationalisation de la gestion hiérarchisée

In this dissertation, we are interested in the hierarchical management of discrete manufacturing systems. The study is based on Petri net theory. Manufacturing system management is a complicated task in practice, which necessitates the use of hierarchical approaches to deal with various degrees of complexity. A lot of effort has been done in the field of hierarchical management of manufacturing systems. However problems still remain particularly the issue of system integration. We have found that Petri net, especially CO (Controllable-Output) nets as proposed by researchers in INRIA-Lorraine, are a nice tool to handle the problem of system integration. In this work, a simple two-level system is first studied, which illustrates the advantages and disadvantages of hierarchical approach. Then, CO nets are formally defined and the properties of CO nets and the inegration of CO net modules are investigated. Such an investigation suggests that CO nets are a nice tool in the modular modelling and hierarchical management of discrete manufacturing systems. Modular modelling and hierarchical management is the point of view taken throughout the research work in the dissertation. In order to facilitate the study of hierarchical management, we have also proposed a new concept and developped an efficient method for simplifying Petri nets, especially CO net modules. Finally, a prototype package HMPS based on its predecessor MASP is developped as a result of the modular modelling and hierarchical management of discrete manufacturing systems