Optimisation interactive et multiobjectif d’agencement d’espace

Layout optimization based on multi-objective interactive approach

• Auteur / Autrice : Xiaoxiao Song
• Direction : Fouad Bennis, Émilie Poirson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique, Mécanique
• Date : Soutenance le 22/11/2022
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
• Jury : Président / Présidente : Eduardo Sousa de Cursi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fouad Bennis, Émilie Poirson, Eduardo Sousa de Cursi, Xavier Fischer, Bernard Yannou, Yannick Ravaut
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Xavier Fischer, Bernard Yannou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recuit simulé (mathématiques)

Applications industrielles

Métaheuristiques

Optimisation mathématique

Mots clés libres

Optimisation multiobjectif

Recuit simulé

Agencement d’espace

Indice de capacité

Placement constructif

Intégration de l’accessibilité

Multi-objective optimization

Simulated annealing

Layout problem

Capacity index

Constructive placement

Accessibility integration

Résumé

Dans tous les problèmes d’agencement, les contraintes de non-chevauchement entre composants et les contraintes d’appartenanceau conteneur sont présentes. Un modèle d’agencement multiobjectif avec contraintes fonctionnelles est développé. Intégrer l’accessibilité des composants comme contraintes fonctionnelles assure la maintenance ou le fonctionnement des composants. Cependant, les contraintes fonctionnelles augmentent la complexité d’optimisation d’agencement, notée indice de capacité. Par conséquent, un nouvel algorithme d’optimisation multiobjectif est proposé en utilisant le placement constructif et le recuit simulé pour rechercher des solutions de compromis entre les objectifs multiples. Ensuite, un indicateur de similarité est défini pour évaluer les similaires entre les solutions proposées par l’algorithme. Les expériences indiquent que l’approche d’optimistion proposée fonctionne bien pour garantir l’accessibilité et trouver efficacement des solutions optimales dans les problèmes industriels d’agencement d’espace à un ou plusieurs conteneurs, où l’analyse de similarité démontre une bonne diversité solutions proposées par l’algorithme, qui peut être appliqué en tant qu’outil interactif outil pour leconcepteur.

The conventional layout problem is concerned with finding the arrangements of components inside the container to optimize objectives under geometrical constraints, i.e., no component overlap and no container protrusion. A multi-objective layout model with functional constraints is developed. Integrating the accessibility of components as functional constraints ensures components maintenance or proper operation. However, thefunctional constraints increase the layout optimization complexity, denoted as capacity index. Therefore, a novel multi-objective optimizationalgorithm is proposed using the constructive placement and the simulated annealing to search for compromised solutions between the multiple objectives. Thereafter, a similarity indicator is defined to evaluate how similar optimized layout designs are. The experiments indicate that the proposed optimization approach performs well in ensuring accessibility and efficiently finding high-qualified solutions in single- and multi- container layoutapplications, where the similarity analysis demonstrates good diversity of the obtained layout set, which can be applied as an interactive tool.