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Modélisation du processus de pilotage d'un atelier en temps réel à l'aide de la simulation en ligne couplée à l'exécution

Débutée le : 01/10/2005 Soutenue le : 17/06/2009
Axes : 
  • Axe 1 : IO
Encadrement : 
Membre du jury : 
  • Président :
  • Rapporteur :
  • Examinateur :
  • Invité :
Resume: 

Ce travail de recherche met en avant l'intérêt qu'offre la simulation en ligne comme outil d'aide à la décision, outil centré sur le pilotage d'atelier vis-à-vis d'événements se produisant en temps réel et pour un horizon à très court terme. La simulation en ligne permet en effet d'analyser et de comparer plusieurs scénarii qui affectent le système de production, comme l'apparition d'une panne ou l'arrivée d'une commande urgente. De plus, la simulation en ligne permet de plus de se projeter dans le futur sur le très court terme, afin de mesurer les conséquences d'un événement venant d'apparaître : c'est la simulation de projection. Enfin, la simulation en ligne apporte une aide à la prise de décision en simulant en accéléré plusieurs scénarii de correction en vue de limiter l'impact d'un événement critique. En conclusion, la simulation en ligne constitue l'un des outils les plus intéressants d'aide à la décision pour le pilotage d'un atelier. Malgré tout il n'existe actuellement que peu d'applications industrielles dans les systèmes manufacturiers.

La première partie de ce manuscrit présente le contexte général du pilotage des systèmes de production. Les différentes fonctions génériques du pilotage de la production, les modes de pilotage et les évolutions des ateliers de production et de leurs architectures sont détaillés. Nous explicitons également les typologies de pilotage en fonction de la réactivité face aux événements. Dans la seconde partie, nous étudions les outils logiciels existants et utilisés industriellement pour l'exploitation de la production, de même que les outils d'aide au pilotage permettant d'assurer le respect optimal des objectifs fixés. Après un travail préalable sur la simulation hors ligne, nous proposons de coupler un outil de simulation en ligne à un outil d'exécution d'atelier de type MES afin de piloter en temps réel le processus de production. Une démarche de modélisation faisant appel de façon complémentaire à deux approches, analytique et simulatoire, est finalement mise en place. L'objectif de la troisième partie est de mettre en exergue l'utilisation de la simulation de flux en ligne pour aider au pilotage d'un processus opérationnel. Ainsi, nous modélisons le processus de pilotage en temps réel afin de décrire les fonctions requises. Pour cela, nous utilisons différentes stratégies d'utilisation des simulateurs en ligne pour le pilotage, avec un ou deux modèles et avec plusieurs méthodes d'utilisation de ces modèles. La simulation en ligne apporte alors des informations objectives sur les conséquences à court terme d'un événement, ainsi que sur les divers scenarii de correction envisagés. Pour mieux convaincre les industriels de l'intérêt de la simulation en ligne, nous présentons dans la quatrième partie des solutions pratiques aux spécifications et besoins énoncés précédemment. Pour valider en pratique le concept de simulation en ligne comme outil d'aide au pilotage, mais aussi pour souligner les difficultés de développement, nous nous sommes appuyés sur une plate-forme expérimentale.

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