Modeling Patterns for Performance Analysis of Production and Safety Systems in Process Industry

par Huixing Meng

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Antoine Rauzy et de Leïla Kloul.

Le président du jury était Dominique Barth.

Le jury était composé de Antoine Rauzy, Leïla Kloul.

Les rapporteurs étaient Jean-Yves Choley, Mitra Fouladirad.

  • Titre traduit

    Modélisation des patterns d'analyse des performances des systèmes de production et de sûreté de fonctionnement dans l'industrie des procédés


  • Résumé

    Les systèmes de production et de sûreté de fonctionnement sont d'une importance majeure dans l'industrie des procédés. Leurs performances impactent directement les intérêts de l'industrie. Ces systèmes ont des comportements similaires. Ces comportements peuvent être conceptualisés dans des modèles via des patterns de modélisation. La réutilisation de ces patterns permet de rendre le processus de modélisation à la fois simplifiée et plus efficace.Dans cette thèse, nous proposons un ensemble varié de patterns de modélisation. Ils sont classés en fonction de leur usage, ce qui reflète le fonctionnement d'un pattern de modélisation. Les patterns sont présentés sous forme d’un catalogue. Sur la base de l'étude de nombreux systèmes de production et de sécurité, vingt-quatre (24) patterns de modélisation sont introduits. Chaque pattern est représenté par un ensemble d'éléments structurés. Nous proposons une méthodologie basée sur les patterns pour l'analyse des performances des systèmes de production et de sûreté de fonctionnement.Pour tester la pertinence des patterns de modélisation suggérés, nous avons mené des études expérimentales sur un ensemble de systèmes de production et de sûreté. Tous les systèmes de validation sont extraits de la littérature. Ces systèmes traitent la majorité des difficultés de modélisation détectées auparavant. Une comparaison est effectuée entre les résultats obtenus en utilisant la modélisation basée sur les patterns et ceux rapportés dans la littérature.


  • Résumé

    Production and safety systems are crucial in the process industry. Their performances affect significantly the industry interests. These systems have common behaviors. Such behaviors can be captured in models via modeling patterns. By reusing modeling patterns, the modeling process can be simplified and made more efficient.In this thesis, we propose a versatile set of modeling patterns. They are classified according to their purpose, which reflects what a modeling pattern works for. Modeling patterns are exhibited as a catalog. Based on reviewing numerous production and safety systems, twenty-four (24) modeling patterns are introduced. Each pattern is illustrated with a set of structured items. We propose a pattern-based methodology for performance analysis of production and safety systems.To test the applicability of proposed modeling patterns, we conducted experimental studies on a set of production and safety systems. All systems are extracted from the literature. These systems are declared to cover most of modeling difficulties. Comparisons are performed between the results obtained using modeling patterns and those reported in the literature.


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