Couplage des Architectures Holonique et Orientée-Services pour la Conception de Systèmes de Production Agiles

• Auteur / Autrice : Francisco Gamboa Quintanilla
• Direction : Pierre Castagna, Olivier Cardin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et informatique appliquée
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Université Nantes-Angers-Le Mans - COMUE (2009-2015)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en communications et cybernétique (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Edgar Chacòn
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Castagna, Olivier Cardin, Edgar Chacòn, Damien Trentesaux, Theodor Borangiu, Anne L'Anton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Damien Trentesaux, Theodor Borangiu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Petri, Réseaux de

Systèmes holonomes

Mots clés libres

Architecture orientée service

Résumé

Pour atteindre des objectifs en termes de réactivité, flexibilité, coûts et productivité, les entreprises recherchent des solutions remplaçant les systèmes de contrôle manufacturiers conventionnels afin de gagner en robustesse, adaptabilité, configuration rapide et maximisation de l’utilisation des ressources. Les Architectures Holoniques et Orientées-Services ont été proposées en tant que solutions de conception pour de tels types de systèmes, le premier dans le domaine manufacturier fournissant un contrôle flexible, le dernier en informatique au niveau process. Leur combinaison a été reconnue comme une solution encore plus attractive pour la conception des systèmes de production futurs. Ce travail propose une architecture pour Système de Production Holonique Orienté-Services (SoHMS) basée sur les produits en tant que méthodologie pour modéliser les systèmes de production flexibles en utilisant un ensemble de modèles et méthodologies pour sa spécification. Au niveau des modèles, notre contribution se porte sur un modèle de service adapté à la production, un modèle flexible de process basé sur les Réseaux de Petri (RdP), un protocole d’orchestration et des stratégies pour l’ordonnancement et la planification intégrés de ces process (IPPS) afin d’explorer efficacement les solutions offertes tout en évitant une explosion combinatoire, et des modèles et protocoles holoniques permettant de former une architecture SoHMS. Au niveau méthodologique, nous proposons un framework permettant de concevoir des services de production et des spécifications de process, la création d’une ontologie de services d’application et une méthodologie pour modéliser les gammes sous forme de RdP.

In order to achieve responsiveness, flexibility, cost reduction and increased productivity, companies searching for solutions to conventional manufacturing control in terms of robustness, adaptability, rapid configuration and an efficient use of resources. The Holonic and Service-oriented Architectures have been proposed as solutions for the conception of such kind of systems, the former ( in the manufacturing), providing flexibility at the control level, the latter ( in the computer science) at a process level. The combination of both has been recognized as a very attractive solution for the design of the Next Generation Manufacturing Systems. However, the integration of the concept of services needs new models to adapt to the manufacturing context, specifically for process planning and scheduling. This work proposes a product driven Service Oriented Holonic Manufacturing System architecture (SoHMS) as a methodology for modeling flexible production systems with a set of models and prescriptive methodologies for its specification. As models, we contribute with a manufacturing service model (MService) and a computational Flexible Petri-Net based Process Model; an orchestration protocol and strategies for the Integrated Process Planning and Scheduling of such processes for the effective and efficient exploration of solutions while dealing with the problem of combinatorial complexity; as well as the holonic models and protocols forming the SoHMS architecture. As methodologies, we propose a framework for: conceiving manufacturing services and processes specifications, the creation of an application service-ontology, and a methodology for modeling flexible petri- net models.