Analyse et amélioration des performances d'un syst `eme complexe par pilotage et par re-conception

par Bacem Samet

Projet de thèse en Sciences et technologies industrielles

Sous la direction de Marc Zolghadri et de Mohamed Haddar.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec l'Université de Sfax , dans le cadre de Interfaces : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation , en partenariat avec QUARTZ (ECS, L@RIS, LISMMA) (laboratoire) et de CentraleSupélec (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-11-2014 .


  • Résumé

    Les systèmes complexes à longue durée de service sont des systèmes de grande taille qui ont généralement un comportement stochastique. Dans cette thèse, nous étudions, particulièrement, un type de ces systèmes : le système de vélos en libre-service. Le principe de fonctionnement de ce service de transports est de disposer des vélos dans diverses stations de la ville. Les usagers viennent prendre des vélos pour effectuer un trajet et puis les déposent dans des stations quelconques. Comme la durée d'exploitation de ces systèmes est longue, de nouveaux besoins (p.ex. attractivité de station) et une dégradation de performance peuvent survenir. Un outil d'aide à la décision est ainsi nécessaire pour analyser et améliorer la performance par des opérations de pilotage (p.ex. changement de la taille de flotte) ou de re-conception (p.ex. changement de la capacité d'une station). L'approche suivie, pour cette finalité, est la modélisation stochastique en utilisant un réseau de files d'attente possédant des files à capacités limitées et un mécanisme de blocage. La méthode de résolution du modèle proposé est définie dans les travaux de Kouvatsos (1994). Notre cas d'étude est un sous-réseau de 20 stations du système Vélib' de Paris. L'analyse de la performance suite aux changements exogènes et aux opérations d'amélioration (pilotage et re-conception), nous a permis de déduire un ensemble de préconisations qui peuvent améliorer les performances du système. Comme la méthode de résolution de ce modèle possède une complexité importante, nous proposons une méthode d'agrégation des stations pour réduire la taille du problème en ayant des erreurs maîtrisables. Cette méthode est implémentée et évaluée pour un système particulier où tous les paramètres sont homogènes. Enfin, l'étude de cette méthode pour un système non-homogène et d'autres perspectives sont proposées pour étendre ces travaux de recherche.

  • Titre traduit

    Identification, specification and analysis of boundary conditions for performance of a complex long service system: from control to design.


  • Résumé

    Long service time complex systems are large-scale systems that typically exhibit stochastic behavior. In this thesis, we study, in particular, one type of these systems: the bike sharing system. The operating principle of this transport service is to have bicycles in various stations in the city. The users come to take bicycles to make a trip and then deposit them in any stations. As the operating period of these systems is long, new requirements (eg station attractiveness) and performance degradation may occur. A decision support tool is thus required to analyze and improve the performance using control operations (eg fleet size change) or re-design (eg changing of the station capacity). The followed approach is stochastic modeling using a network of queues with limited capacity queues and a blocking mechanism. The method of solving the proposed model is defined in the work of Kouvatsos (1994). Our case study is a sub-network of 20 Vélib 'stations in Paris. The performance analysis following these exogenous changes and improvement operations (control and re-design) allowed us to deduce a set of recommendations that can improve the performance of the system. As the resolution method of the proposed model has a great complexity, we propose a method of aggregation of the stations to reduce the size of the problem respecting some margins of errors. This method is implemented and evaluated for a particular system where all the parameters are homogeneous. Finally, the study of this method for a non-homogeneous system and other perspectives are proposed to extend this research work.Vélib'.