Allocation et routage dynamique dans un FMS basés sur le concept de champ de potentiel

par Nadine Zbib

Thèse de doctorat en Automatique et génie informatique

Sous la direction de Damien Trentesaux.

Soutenue en 2010

à Valenciennes .


  • Résumé

    Ce mémoire traite de la notion de champ de potentiel et de son application à l’allocation dynamique des tâches et au routage de produits dans des systèmes de production flexibles (FMS). Dans cette approche, les produits ont une liste de services à obtenir au sein du système de production. Les ressources émettent des champs de potentiel correspondant aux différents services offerts. Les produits détectent les champs émis par les ressources et sélectionnent le champ qui répond mieux à leur besoin. Les interactions se font donc entre produits et ressources et non uniquement entre ressources comme c’est généralement le cas dans les approches de pilotage plus classiques. Après un état de l’art sur les différentes approches d’interaction entre les entités intervenant dans le pilotage des systèmes de production, nous choisissons et détaillons l’approche à base de champs de potentiel. Un modèle formalisant les champs de potentiel est proposé pour le contrôle hétérarchique résolvant simultanément les problématiques d'allocation dynamique des ressources et de routage dynamique des produits en temps réel. L’approche repose sur l’utilisation d’entités autonomes décisionnelles capables de capter des informations dans leur environnement et de réagir dans celui-ci. Un modèle de produit « actif » embarquant des capacités décisionnelles, basé sur le concept d’augmentation est proposé. Grâce à la plateforme de simulation multi-agents « NetLogo », le modèle est validé tenant compte de contraintes caractéristiques des systèmes de production (temps de transport non négligeables, capacité des files d’attente des ressources et certaines situations de panne), et en s’inspirant d’un benchmark existant. Ce dernier est utilisé pour effectuer une comparaison entre notre modèle et une étude de référence basée sur l’utilisation du protocole contrat-net pour résoudre les problèmes d’allocation des produits entre ressources. Pour valider ce modèle, une mise en oeuvre réelle est présentée sur la cellule flexible AIP-PRIMECA de Valenciennes dans une partie « implémentation ». Dans celle-ci, après une présentation des équipements utilisés, une comparaison des deux approches (champ de potentiel / contract-net) est réalisée en utilisant le même protocole expérimental.

  • Titre traduit

    Dynamic allocation and routing in a FMS based on potential field concept


  • Résumé

    This thesis deals with the potential field concept and its application to dynamic task allocation and dynamic routing controls of flexible manufacturing systems (FMS). In this approach, products request services from resources within the manufacturing systems. The resources emit potential fields that are correspondent to the different offered services. The products sense the fields emitted by resources and select the field that best satisfies the service request. This potential field approach requires increasing the interaction capabilities of the different entities, not only resources as it is usually the case in more traditional control approaches but also products themselves. After the stat of art of the different approaches of intercation between the entities involved in the control of the manufacturing systems, we choose and explain potential field approach. Next, a potential field model is proposed in the real-time heterarchical control of dynamic resource allocation and dynamic product routing. This approach is based on the active and decisional entities that are able to receive information in their environment and react in this environment. A model of an "active" product is proposed that embarks the decision-making capacities based on the concept of "augmentation" system. Using the Platform of multi-agent simulation "NetLogo", the model is validated while taking into consideration constraint characteristics of manufacturing systems (transportation time, capacity of waiting queues of resources and certain failure situations), and inspiring from an existing benchmark. This benchmark is used to make a comparison between our model and another study of reference based on the use of contract-net protocol in order to solve the problems of allocation of products between the resources. To validate this model, a real implementation is presented with the flexible cell AIP-PRIMECA of Valenciennes. In this part, after the presentation of the used equipments, a comparison between the both approaches (potential field / contract-net) has taken place by using the same experimental protocol.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (138 f.)
  • Annexes : Bibliographie p. 129-138

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  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 900742 TH
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