Une approche d'intelligence collective pour la conception d'un system d'aide à la décision appliqué à l'économie circulaire

A collective intelligence approach for reuse-oriented decision support in circular design and remanufacturing

• Auteur / Autrice : Mickaël Bettinelli
• Direction : Michel Occello, Daniel Brissaud, Damien Genthial
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 10/12/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de conception et d'intégration des systèmes (Valence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Coordination, coopération, contrôle des systèmes complexes
• Jury : Président / Présidente : Jean-Paul Jamont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Salima Hassas, Emmanuel Adam
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Boissier, Marie-Pierre Gleizes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement réparti

Économie circulaire

Systèmes d'aide à la décision

Mots clés libres

Système multi-Agents

Économie circulaire

Aide à la décision

Dynamiques des groupes

Multi-Agents system

Circular economy

Groups dynamics

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le projet Circular qui a pour objectif de mettre en place les outils et les conditions nécessaires pour la conception d'un nouveau système industriel d'aide à la décision pour l'économie circulaire. Ce système industriel devra être capable de transformer des produits usés en fin de vie en produits neufs grâce à l'utilisation de stratégies de reconditionnement basées sur la réutilisation de leurs composants. Cette thèse est motivée par la conception de ce système d'aide à la décision. Nous proposons de le modéliser comme un système multi-agents dans lequel chaque composant usé provenant d'un produit en fin de vie est avatarisé en agent virtuel ayant la capacité de manipuler des connaissances, de communiquer avec les autres, de prendre des décisions et de les exécuter. Autrement dit, nous associons à chaque composant physique un agent virtuel possédant les mêmes caractéristiques (physiques, logistiques, etc.). De la même manière qu'un produit est un ensemble de composants assemblés les uns aux autres, nous souhaitons que nos agents s'auto-organisent en groupes afin de former au mieux les produits demandés par un utilisateur du système d'aide à la décision. Ce problème est très proche d'un problème de formation de coalitions dans la littérature informatique. De plus, nous faisons l'analogie entre les agents de notre système multi-agents et des individus. Grâce à celle-ci, nous proposons d'aborder le problème de formation de coalitions en nous inspirant des dynamiques des groupes. Les dynamiques des groupes est un champ de la sociologie dont l'objectif est de comprendre comment des individus interagissent les uns avec les autres pour former, maintenir et faire vivre un groupe. Nous utilisons plus spécifiquement les mécanismes d'attraction et de cohésion qui permettent d'expliquer à l'aide de multiples facteurs comment les individus se rassemblent en groupes et quelles sont les raisons qui peuvent les pousser à se maintenir ou se dissoudre. Le travail abordé dans cette thèse se concentre sur la conception d'une architecture d'agent inspirée par ces mécanismes sociologiques capable de résoudre le problème de formation de coalitions et permettant de répondre aux besoins du système d'aide à la décision.

This work is part of the Circular project, which aims to set up the tools and conditions necessary for the design of a new industrial system for decision support in the circular economy. This industrial system will have to be able to transform used products at the end of their life into new products through the use of reconditioning strategies based on the reuse of their components. This thesis is motivated by the design of this decision support system. We propose to model it as a multi-agent system in which each used component from an end-of-life product is avatarized as a virtual agent with the ability to manipulate knowledge, communicate with others, make decisions and execute them. In other words, we associate to each physical component a virtual agent with the same characteristics (physical, logistic, etc.). In the same way that a product is a set of components assembled together, we want our agents to self-organize into groups in order to best form the products requested by a user of the decision support system. This problem is very similar to a coalition formation problem in the computer science literature. Moreover, we make the analogy between the agents of our multi-agent system and individuals. Thanks to this analogy, we propose to approach the coalition formation problem by taking inspiration from group dynamics. Group dynamics is a field of humanities and social sciences whose objective is to understand how individuals interact with each other to form, maintain and sustain a group. More specifically, we use the mechanisms of attraction and cohesion to explain, with the help of multiple factors, how individuals come together in groups and what are the reasons that can push them to maintain or dissolve. The work addressed in this thesis focuses on the design of an agent architecture inspired by these sociological mechanisms capable of solving the coalition formation problem and allowing to meet the needs of the decision support system.