ORCA : architecture hybride pour le contrôle de la myopie dans le cadre du pilotage des systèmes flexibles de production

ORCA : a hybrid architecture for the control of myopia in flexible manufacturing systems control

• Auteur / Autrice : Cyrille Pach
• Direction : Damien Trentesaux, Emmanuel Adam, Thierry Berger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique. Automatique, génie informatique.
• Date : Soutenance le 10/12/2013
• Etablissement(s) : Valenciennes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de thermique, écoulement, mécanique, matériaux, mise en forme, production (Valenciennes, Nord ; 2010-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Pôle de recherche et d'enseignement supérieur (PRES) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013)
• Jury : Président / Présidente : André Thomas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Trentesaux, Emmanuel Adam, Thierry Berger, Pierre Castagna, Marie-Pierre Gleizes, Pierre Lopez, Paul Valckenaers
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Castagna, Marie-Pierre Gleizes, Pierre Lopez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Procédés de fabrication

Systèmes d'aide à la décision

Fabrication, Systèmes flexibles de

Mots clés libres

Pilotage Hybride

Myopie

Réactivité

Performance Globale

Champs de Potentiel

Ilp

Produit Actif

Fms

Hybrid Control

Myopia

Reactivity

Overall Performance

Potential Fields

Ilp

Active Product

Fms

Résumé

Cette thèse contribue au contrôle de la myopie dans les systèmes flexibles de production (SFP). La myopie apparaît lorsque des entités décisionnelles prennent des décisions locales à partir d’une quantité d’information limitée. Cette prise de décision permet de réagir rapidement aux aléas mais induit une performance globale non optimale. Ainsi, ce phénomène doit être contrôlé afin d’obtenir des architectures de pilotage plus performantes. Après une étude du phénomène de myopie dans d’autres domaines, nous définissons la myopie dans les SFP. Un état de l’art sur les différents types d’architectures permet de retenir les architectures de pilotage hybride mixant hiérarchie et hétérarchie pour contrôler la myopie. Une typologie des architectures de pilotage hybride est ensuite réalisée avant qu’une nouvelle architecture ne soit proposée : ORCA. Après avoir été présentée, ORCA est déclinée au pilotage des SFP (ORCA-FMS). ORCA-FMS combine deux approches: un modèle linéaire (ILP) et une approche par champs de potentiel. ORCA-FMS est ensuite appliquée au cas d’étude de la cellule flexible de l’AIP PRIMECA de Valenciennes. Premièrement un modèle de simulation, le plus proche possible du cas d’étude réel est présenté. Il permet d’éprouver l’architecture dans l’environnement de simulation NetLogo. Deuxièmement, afin de valider la pertinence des comportements observés en simulation, l’architecture est mise en œuvre sur la cellule réelle à l’aide du concept de produit actif. Les équipements industriels utilisés pour cette mise en œuvre, le protocole expérimental, ainsi que les résultats obtenus sont détaillés et discutés.

This thesis deals with the control of myopia in Flexible Manufacturing Systems (FMS). Myopia arises when decisional entities take local decisions using limited amount of information. This decision making targets a fast reactivity under perturbations but compromises the overall performance. Thus this phenomenon should be controlled to obtain more efficient control architectures. After a presenting the related literature in myopia in other domains, myopic behavior in FMS is defined. An analysis of state-of-the-art regarding different types of control architectures determined that hybrid control architectures, mixing hierarchy and heterarchy, are the best option to control myopia. Therefore, a thorough study on hybrid control architectures is presented. Afterwards, a new architecture is proposed: ORCA. ORCA first described and then applied to FMS control (ORCA-FMS). ORCA-FMS combines two approaches: a linear model (ILP) and a potential fields approach. ORCA-FMS is then applied to the case study of the flexible cell of Valenciennes’ AIP PRIMECA. First, a simulation model, as close as possible to the real case study is presented. It allows testing the architecture in the simulation environment NetLogo. Then, to validate the behaviors observed in simulation, the architecture is implemented on the real cell using the active product concept. The industrial equipment used for the implementation, the experimental protocol and the results are detailed and discussed.