Contribution à la gestion des perturbations dans les systèmes manufacturiers à contraintes de temps

par Anis M'halla

Thèse de doctorat en Automatique et informatique industrielle

Sous la direction de Mohamed Benrejeb, Simon Collart-Dutilleul et de Étienne Craye.

Soutenue le 12-07-2010

à l'Ecole centrale de Lille en cotutelle avec École nationale d'ingénieurs de Tunis (Tunisie) , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille) , en partenariat avec Laboratoire d'automatique, génie informatique et signal (LAGIS) (laboratoire) et de Laboratoire d'Automatique, Génie Informatique et Signal (laboratoire) .

mots clés

• Atelier à contraintes de temps
• Réseau de Petri P-temporel
• Perturbation temporelle
• Robustesse
• Chronique
• Surveillance distribuée
• Filtrage flou des comptes rendus
• Arbre de défaillances flou
• Petri, Réseaux de
• Commande robuste
• Fabrication, Systèmes flexibles de
• Systèmes flous
• Commande de processus

Résumé

Les travaux proposés dans cette thèse s’intéressent à la commande et la surveillance d’une classe particulière de systèmes de production : les systèmes manufacturiers à contraintes de temps de séjour. Nous supposons dans l'étude que les ressources ont déjà été affectées et que l'ordre des opérations est déjà fixé par le module de planification/ordonnancement. Les hypothèses de fonctionnement répétitif avec et sans postes d'assemblage sont adoptées. De manière assez classique pour ce type de problématique, le formalisme utilisé est celui des Réseaux de Petri P-temporels pour l'étude des instants de débuts et de fins des opérations.Une étude de la robustesse des ateliers manufacturiers à contraintes de temps a été développée. La robustesse est abordée avec et sans modification de la commande relative à la robustesse active et à la robustesse passive respectivement, face aux perturbations temporelles. Un algorithme de calcul d'une borne supérieure de la robustesse passive est présenté. De plus, trois stratégies de commande robuste face aux perturbations temporelles ont été développées.Par ailleurs, l’incertitude dans les systèmes de production manufacturière à été étudié. Notre contribution dans ce cadre porte sur l’intégration des résultats concernant la robustesse dans la génération de symptômes et la classification des comptes rendus associés aux différentes opérations en utilisant la logique floue.Partant d’un système commandé, nous avons présenté en détail une démarche à suivre pour la mise en œuvre d’un modèle de surveillance en se basant sur les chroniques et les arbres de défaillance flous. Cette démarche est appliquée à un atelier de production laitière

mots clés

• Manufacturing system with time constraints
• P-time Petri net
• Time disturbances
• Robustness
• Chronicle
• Distributed monitoring
• Fuzzy filtering of sensors signals
• Fuzzy fault tree

Titre traduit

Contribution to the management of temporal disturbances in manufacturing systems with time constraints

Résumé

The works proposed in this thesis are interested in controlling and monitoring of a particular class of production system : manufacturing job-shops with time constraints. We suppose in the study that the resources are allocated and the operations order is fixed by the module of planning/scheduling. The assumptions of repetitive functioning mode with and without assembling tasks are adopted. For this type of problems, the formalism of P-time Petri nets is used in order to study the operations time constraints.A study of the robustness of the manufacturing workshop to time constraints, has been developed. The robustness is approached with and without control reaction qualified as active robustness and passive robustness respectively, towards time disturbances. A computing algorithm of the upper bound of the passive robustness is presented. In addition, three robust control strategies facing time disturbances were developed.Furthermore, uncertainty in manufacturing systems has been studied. Our contribution in this context is by integration of the analytical knowledge of the robustness in the filtering mechanism of sensors signals that are associated to operations, by using fuzzy logic.Starting from a controlled system, we have presented in detail, a method to be followed for the implementation of a monitoring model based on the chronicles and fuzzy fault tree analysis. This approach is applied to a milk production unit