Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le contexte de la supervision des ateliers flexibles de production manufacturière. Il traite plus particulièrement de l'intégration de la surveillance temps réel des défaillances du procédé. L'approche se distingue en considérant la commande et la surveillance sur un même plan et non la surveillance comme un palliatif à la commande. Une structure d'un module de surveillance-commande est proposée. Le module est constitué de deux modèles coopérants basés sur le concept d'activités : l'un, appelé modèle de référence pour la surveillance-commande, modélise toutes les fonctionnalités mises en ¿uvre par le système de surveillance, l'autre, appelé modèle de la stratégie de surveillance-commande, modélise les contraintes imposées par les objectifs propres de l'entreprise et des utilisateurs. L'exécution d'un traitement de surveillance (séquence d'activités) n'est pas limitée au strict enchaînement des fonctions détection, diagnostic, décision puis reprise. D'autres séquences mettant en ¿uvre des activités de surveillance-commande plus élaborées (par exemple, activation de plusieurs fonctions de surveillance-commande du module simultanément) sont autorisées et réalisables par le module. En fonction des activités en cours d'exécution, un superviseur implanté dans chacun des modules gère l'ensemble des informations qui transitent par le module en les orientant vers la ou les fonctions de surveillance-commande aptes à les prendre en compte : détection, diagnostic, décision, reprise, urgence, suivi, commande. Un exemple d'application basé sur un processus manufacturier réel, la cellule flexible de l'Ecole Nationale d'Ingénieur de Tarbes (ENIT), illustre les apports de notre approche. Ils se traduisent en terme de flexibilité de surveillance, de réactivité aux diverses évolutions du procédé, de prise en compte et de respect des contraintes imposées par l'entreprise d'un point de vue surveillance.

L'objet de cette thèse est l'étude d'un problème d'ordonnancement, dont le critère d'optimisation est la minimisation du nombre total de changements d'outils sur une machine flexible. Différents problèmes liés à l'outillage et pouvant constituer un obstacle au fonctionnement d'un atelier flexible sont brièvement examinés, (de la gestion de l'inventaire aux changements d'outils). Nous nous concentrons ensuite sur le problème d'ordonnancement avec gestion d'outils sur une seule machine: ce problème est NP-complet. Un premier aspect qui est la gestion off-line des outils est étudié: différents modèles sont proposés pour la minimisation des changements en fonction d'une séquence des tâches donnée. Dans ce cas, le problème est polynomial. Nous revenons ensuite au problème d'ordonnancement proprement dit, pour lequel plusieurs types de méthodes heuristiques sont décrites et comparées. La seconde partie du travail est consacrée à la gestion on-line des changements d'outils; elle se compose de deux chapitres: dans le premier, le modèle que nous allons utiliser est décrit en détail. Il s'agit de la modélisation des problèmes de k-serveurs. Le principe peut être résumé comme suit: sur un réseau de n clients potentiels, on dispose de k serveurs mobiles, avec lesquels on doit répondre on-line aux demandes unitaires et successives des clients, tout en optimisant les déplacements des serveurs. Ce problème est en étroite relation avec la gestion des mémoires en informatique. Dans le dernier chapitre, le modèle des k-serveurs «classique» est généralisé aux problèmes avec service par blocs de demandes, ce qui permet d'adapter l'algorithme de partitionnement, (fortement compétitif pour le service unitaire), au cas plus général des demandes groupées. Cet algorithme dont nous étudions les propriétés et la compétitivité est applicable à la gestion on-line des changements d'outils. Il sert de base à la construction d'une heuristique d'ordonnancement avec gestion d'outils. Cette dernière méthode se révèle très efficace comparée aux précédentes

Un Système de production peut être représenté par les systèmes à événements discrets. En dehors de la planification (où les gens travaillent avec des ratios de produits fabriqués par semaine ou par jour), la modélisation pourrait être basée sur les concepts d'événement et d'activités. Un événement correspond à un changement d'état. Une activité est une boîte noire d'encapsulation de ce qui se passe entre deux événements. En utilisant les réseaux de Petri (RdP), les événements sont représentés par les transitions, et les activités par les lieux. Notre travail propose une synthèse de commande par supervision pour les systèmes d'événements discrets modélisés par une classe de réseaux de Petri appelé graphe d'événements. L'objective de cette thèse est de concevoir un superviseur capable d'aider à améliorer la performance de système et de protéger le système en respectant des spécifications données par le fabricant ou le client selon les besoins et les conditions de travail. Pour modéliser ces spécifications, nous avons proposé un nouveau modèle mathématique de contrainte, appelé Contrainte d'Exclusion de Marquage (CEM). La deuxième contribution principale de ma thèse est de synthétiser une technique efficace et simple pour construire un superviseur qui impose le système de respecter des contraintes en évitant l'ensemble des états interdits modélisé par CEM. Nous avons également développé cette synthèse pour résoudre le problème d'existence des événements incontrôlables et des événements inobservables. Parfois, afin d'étudier les aspects liés à la performance, nous devons prendre le temps en considération. Donc, nous avons résolu aussi le problème des événements temporisé en utilisant RdP temporisés soumis à CEM / A manufacturing system may be represented by Discrete Event System (DES). Apart from planning (where people work with ratios of products fabricated per week or per day), any modelling could be based on the concepts of event and activities. An event corresponds to a state change. An activity is a black-box summarizing what is occurring between two events. When using Petri Nets, events are associated with transitions, and activities with places. Our work proposes a supervisory synthesis for Discrete Event System modelled by a class of Petri Net called Marked Graph. The objective of this synthesis is to build a control law that enforces the system to respect a set of given specifications. To model these specifications, we propose new mathematical formulas called Marking Exclusion Constraint (MEC). This model is our first contribution. The Second main contribution of my thesis is to synthesize a computationally efficient technique to build a supervisor that enforces the system to respect the constraints by avoiding a set of forbidden states modelled by MEC specifications. We extend this synthesis technique to solve the problem in the presence of uncontrollable events and unobservable events. Sometimes in order to study the performance aspects, we must take in consideration the time data. Thus we address control synthesis for Timed Discrete Event Systems under MEC specifications by using Timed Petri Nets

Les outils classiques de simulation ne permettent pas de prendre facilement en compte dans leur modèle, le niveau décisionnel lié à l'ordonnancement des tâches. La politique de décision est figée tout au cours d'une simulation. Par ailleurs, les outils classiques de gestion de production ne permettent pas de contrôler correctement le flux *de production, parce qu'ils ne prennent pas en compte l'état réel de l'atelier (temps mort devant les machines, pannes, ...). Ils induisent des surdimensionnements de stocke ou de mauvais taux d'utilisation des ressources. Nous proposons dans ce mémoire un outil d'aide à la conduite d'atelier flexible intégrant les aspects fonctionnement de l'atelier et gestion de production réduite au routage et à l'ordonnancement des tâches* Le simulateur proposé est basé sur l'interaction dynamique entre un interpréteur de réseaux de Petri Colorés Temporisés, garant de l'état courant de l'atelier, et un niveau décisionnel rempli par système expert. La présence d'une décision de routage, d'ordonnancement. ou la détection d'un état prédéfini se traduit au niveau de interpréteur par un conflit dans le modèle RdPCT. La construction d'un ensemble de règles de décision, par les experts humains de l'entreprise permet au système expert de résoudre le conflit. Avec l'introduction des techniques de l'Intelligence Artificielle, le système SAGASSE se caractérise par une approche ascendante du problème de conduite de l'atelier flexible, du système physique vers le système décisionnel. Des exemples industriels sont cités dans ce mémoire pour valider l'approche retenue.