Le monde des entreprises est profondément soumis à un ensemble de contraintes toujours plus exigeantes provenant d’une part des clients, exigeant des produits plus personnalisables, de qualité supérieure et à faible coût, et d’autre part des aléas internes auxentreprises, comprenant les pannes machines, les défaillances humaines, la fluctuation de la demande, les fréquentes variations de production. Cette thèse propose une architecture de contrôle de systèmes de production, basée sur les principes holoniques développées dans l’architecture ADACOR (ADAptive holonic COntrol aRchitecture), et l’étendant en s’inspirant des théories de l’évolution et en utilisant des mécanismes d’auto-organisation. L’utilisation des théories de l’évolution enrichit l’architecture de contrôle en permettant l’évolution de deux manières distinctes, en réponse au type et au degré de la perturbation apparue. Le premier mode d’adaptation, appelé auto-organisation comportementale, permet à chaque entité qui compose le système d’adapter dynamiquement leur comportement interne, gérant de cette façon de petites perturbations. Le second mode, nommé auto-organisation structurelle, traite de plus grandes perturbations, en permettant aux entités du système de ré-organiser leurs relations, et par conséquent modifier structurellement le système. L’architecture holonique auto-organisée de contrôle de systèmes de production proposée dans cette thèse a été validée sur une cellule de production flexible AIP-PRIMECA. Les résultats ont montré une amélioration des indicateurs clés de performance par rapport aux architectures de contrôle hiérarchiques et hétérarchiques. / The manufacturing world is being deeply challenged with a set of ever demanding constraints where from one side, the costumers are requiring products to be more customizable, with higher quality at lower prices, and on other side, companies have to deal on a daily basis with internal disturbances that range from machine breakdown to worker absence and from demand fluctuation to frequent production changes. This dissertation proposes a manufacturing control architecture, following the holonic principles developed in the ADAptive holonic COntrol aRchitecture (ADACOR) and extending it taking inspiration in evolutionary theories and making use of self- organization mechanisms. The use of evolutionary theories enrich the proposed control architecture by allowing evolution in two distinct ways, responding accordingly to the type and degree of the disturbance that appears. The first component, named behavioural self- organization, allows each system’s entity to dynamically adapt its internal behaviour, addressing small disturbances. The second component, named structural self-organization, addresses bigger disturbances by allowing the system entities to re-arrange their rela- tionships, and consequently changing the system in a structural manner. The proposed self-organized holonic manufacturing control architecture was validated at a AIP-PRIMECA flexible manufacturing cell. The achieved experimental results have also shown an improvement of the key performance indicators over the hierarchical and heterarchical control architecture.

[pt] Sistemas multi-agentes abertos são freqüentemente caracterizados como sistemas distribuídos onde agentes, que podem não ser conhecidos a priori, podem entrar ou sair do sistema a qualquer momento. Uma abordagem de governança estabelece regras de interação que precisam ser seguidas pelos agentes de um determinado sistema. O uso destas regras permite uma maior previsibilidade e controle sobre o comportamento observável do sistema. Nesta tese, apresenta-se uma abordagem de governança de sistemas multi-agentes abertos como adequada para lidar não apenas com o monitoramento e controle do comportamento dos agentes, mas também com aspectos de fidedignidade. Um software é dito fidedigno quando se pode confiar no mesmo através de verificações formais ou informais assumindo riscos de danos compatíveis com o serviço prestado pelo software. A incorporação de aspectos de fidedignidade em uma abordagem de governança tem como principal benefício a geração de uma tecnologia integrada que possui as vantagens de uma abordagem de governança e ao mesmo tempo lida com especificações de instrumentos de fidedignidade tais como prevenção e tolerância a faltas. A abordagem proposta é ilustrada através de um estudo de caso no contexto de controle de tráfego aéreo. / [en] Open multi-agent systems are frequently characterized by having little or no control over the behavior of the agents. The internal implementation and architecture of agents usually are inaccessible, and different teams may have developed them but with no coordination between them. Furthermore, agents may enter or leave the system at their will. A governance approach defines the interaction rules that must be obeyed by the agents. These rules allow for a greater control and predictability of the observable system behavior. In this thesis, we propose a governance approach to deal not only with the monitoring and control of agents` behavior but also to deal with dependability concerns. The original definition of dependability is the ability to deliver service that can justifiably be trusted. A governance approach that also deals with dependability has as main benefit the reuse of the monitoring and enforcement present in the governance infrastructure for dependability. We present a case study in the context of an air traffic control system to illustrate our approach.

[pt] Mecanismos de reputação são utilizados para aumentar a confiança e o desempenho de sociedades virtuais. Diferentes modelos de reputação descentralizados foram propostos baseados em interações entre agentes. Cada agente de software é capaz de avaliar e armazenar as reputações dos agentes com quem eles interagiram e também podem testemunhar a outros agentes sobre tais reputações. As desvantagens principais de tais abordagens quando aplicadas em sistemas multi- agentes abertos e de larga escala são a dificuldade de estabelecer interações repetidas entre os agentes, a inviabilidade, em algumas situações, do processo de busca por testemunhas, o fato de a reputação ser influenciada pelo ponto de vista de um outro agente e o fato de que os agentes podem não estar dispostos a testemunhar colaborando com agentes concorrentes. Esta dissertação propõe um modelo de reputação híbrido, reunindo características de abordagens centralizada e descentralizada para superar tais problemas. As reputações são providas pelos próprios agentes de software mas também por subsistemas centralizados que podem ser facilmente acessados por qualquer agente e podem fornecer reputações seguras baseadas em testemunhos sobre comportamentos indesejados dos agentes, caracterizados pelas violações de normas do sistema. Tais subsistemas centralizados são instâncias do framework proposto, que flexibiliza as fórmulas de cálculo da reputação, o tempo de atualização da mesma e permite criar novos tipos de reputações relacionados a contextos diferentes. / [en] Reputation mechanisms are being used to increase the reliability and performance of virtual societies. Different decentralized reputation models have been proposed based on interactions among agents. Each system agent evaluates and stores the reputations of the agents with whom they have interacted and can also testify to other agents about such reputations. The main disadvantages of such approaches when applied to open large-scale multi-agent systems are the difficulty of establishing strong links between the agents, the sometimes infeasible witness search process, the fact of the reputation is being influenced by the point of view of another agent and the fact that the agents cannot be willing to testify and collaborate with possible competitive agents. In this work we propose a hybrid reputation system with centralized and decentralized characteristics to overcome such problems. The reputations are provided by the system agents themselves but also by centralized subsystems that can be easily reached by any agent and can supply reliable reputations of any agent based on testimonies about undesired agent's behavior, characterized by the violation of system norms. Such centralized subsystems are instances of the proposed framework.

[pt] Nos dias atuais, muito mais do que no passado, é sabido que o sucesso de projetos de software depende criticamente de requisitos. Um exemplo de GORE, que significa Engenharia de Requisitos Orientada a Metas, é o Framework i* (iestrela). Este afirma que os requisitos devem representar a intencionalidade do grande número de atores sociais, os quais são pessoas ou sistemas. Dentro desse contexto, existe ainda um vazio de métodos para cobrir o processo da elicitação de metas. Vários métodos para SMA (Sistemas Multi-Agentes) mencionam a elicitação das metas, mas eles não fornecem detalhes de como essa atividade é feita, eles tratam principalmente da modelagem de metas sem antes cuidar dos detalhes da elicitação. Em adição, modelos intencionais como exemplo o Framework i*, podem ser complexos e até mesmo incompreensíveis. Esta tese propõe um método chamado ERi*c – “Engenharia de Requisitos Intencional”, o qual primeiro provê um processo de elicitação que aplica uma abordagem “bottom-up” e simples, com perguntas que podem identificar metas concretas e metas flexíveis. Além disso, o método Eri*c propõe uma solução para reduzir o problema da “escalabilidade” de modelos i* que inclui heurísticas para a especificação desses modelos. O método contém também uma estratégia para fazer diagnósticos de modelos i* de maneira a cobrir o processo de análise de requisitos. / [en] Nowadays, much more than in the past, it is known that the success of software projects depends critically on the requirements. Goal Oriented Requirements Engineering - GORE, for example i Framework, says that requirements must represent the intentionality of a large number of social actors, which can be people or systems. Several Multi-Agent Systems (MAS) methods mention goals elicitation but they do not provide details of how this is performed, they mainly focus on goals modeling. In this context, there is still a lack of methods to cover the goal elicitation process. Only after eliciting goals, requirements engineers will be able to deal properly with goal models. Typically, this is a difficult task to carry on since requirements engineers are not familiarized with the domain from the early stages of software development. And, intentionality models, for example i Framework, can be complex and incompreensible. This thesis proposes a method called ERi c - Engenharia de Requisitos Intencional which provides an inquire process that can identify goals and softgoals in a bottom-up and simple elicitation approach together with one solution to reduce the problem of scalability of i models. The method ERi c also includes heuristics for modeling specification and a diagnoses aproach in order to analyze i models.

Sistemas multi-agentes devem oferecer recursos suficientes para que seus agentes possam interagir de maneira satisfatória e atingir seus objetivos. Um exemplo de recurso é um conjunto de dados armazenados em algum tipo de mecanismo de persistência, como um sistema gerenciador de banco de dados. O acesso a dados deve ser possível mesmo que eles estejam distribuídos, fato inclusive que também caracteriza os sistemas multi-agentes. Assim, este trabalho apresenta um sistema chamado DASE cujo objetivo é prover a agentes o acesso a dados distribuídos de forma simples e transparente, ou seja, independentemente da complexidade que o ambiente dos agentes possui e das peculiaridades do Sistema de Banco de Dados Distribuído. O DASE suporta qualquer Sistema Gerenciador de Banco de Dados, seja ele centralizado ou distribuído, desde que o mesmo esteja em conformidade com o JDBC. Além disso, oferece recursos importantes como controle de concorrência, suporte a ambientes de dados simultâneos e uso de sentenças de acesso a dados pré-definidas e parametrizadas. Todos os aspectos mais importantes analisados durante o projeto deste sistema estão descritos neste trabalho, evidenciando e justificando o porquê de cada decisão que certamente refletiram no funcionamento e comportamento do DASE. O sistema foi implementado de acordo com o seu projeto, resultando em uma versão funcional e estável, o que foi comprovado através de seu uso em um projeto que envolvia sistemas multiagentes e controle de tráfego aéreo. Além disso, alguns testes de análise de desempenho considerando cenários variados foram realizados. / Multi-agent systems must offer the needed resources to allow their agents to interact and to reach their goals. An example of resource is a set of data stored in any kind of resource manager, such as a database management system. Data access must be possible even if the data is distributed, characteristic that is also present in multi-agent systems. Thus, this work describes a system whose objective is to provide to agents distributed data access in a simple and transparent way, in other words, hiding the agent environment and complexities related to distributed database systems. DASE supports any database management system, centralized or distributed, in compliance with JDBC (Java Database Connectivity). In addition it offers important features, such as concurrency control, simultaneous data environments and stored SQL sentences. All challenges and important aspects overcome in order to design and implement DASE are described, explaining and justifying every decision that in some way had a participation to form DASE set of functions and behavior. The system was implemented following its design, resulting in a functional and stable version, what could be verified through its adoption in a project based on multiagent systems and air traffic control systems. In addition, a plenty of performance tests were done regarding different scenarios.

Neste trabalho apresentamos um modelo para ambientes inteligentes baseado em organizações de agentes, onde interações entre entidades são associadas a espaços físicos, pessoas carregam dispositivos e se movimentam entre diferentes espaços físicos e cada espaço físico contém definições de interações (comportamentos definidos por normas) próprias do seu contexto. São definidos três componentes deste modelo: (1) modelo conceitual, (2) linguagem de especificação e (3) ambiente de execução. A separação do modelo nestes três componentes traz como principais conseqüências: (1) a ativação de um ambiente inteligente é feita através de um mecanismo de alto nível, (2) a especificação de um ambiente inteligente é independente do domínio de aplicação e (3) as especificações podem ser executadas em mecanismos diferentes de execução. / We introduce a conceptual model for smart environments based on agent organizations where interactions between entities are associated with physical spaces, people (carrying mobile devices) move between different physical spaces and these physical spaces contain definitions of interactions (behaviors defined by norms) related to each context. This model defines three components: (1) conceptual model, (2) language specification, and (3) execution environment. The separation in these three components brings as main consequences: (1) activation of a smart environment is performed through a high-level mechanism, (2) specification of a smart environment is independent of the application domain, and (3) specifications can be performed on different mechanisms of execution.

[pt] O crescente uso da tecnologia da informação exerce nos dias atuais grande influência sobre o comportamento da sociedade. Isso é parcialmente decorrente da aplicação de novas estratégias organizacionais que fazem com que pessoas e entidades se beneficiem e evoluam em suas atividades. Uma tendência observada no presente está associada aos benefícios alcançados quando pessoas com o mesmo interesse se unem para a realização de uma tarefa comum. Esta dissertação apresenta um framework multi-agente que permite a instanciação de aplicações que fornecem como resultado um relatório de grupos de interesse formados a partir de qualquer base de dados, heurística de definição de perfil do usuário, heurística de definição de perfil do grupo, estratégia de formação de grupos, e formato de apresentação dos dados. / [en] The current growth on the use of information technology exerts great influence on the behavior of the society. That is partially due to the application of new organization strategies which assist people and institutions on the development of their activities. A tendency which can be currently observed is associated with the benefits that occur when people with the same interest are grouped together for the accomplishment of a common task. This dissertation presents a Multi Agent framework that allows for the instantiation of applications that generate interest groups reports from any database, user profile definition heuristic, group formation strategy and data presentation format.

Cette thèse porte sur la conception de systèmes multi-agents ambiants pour faciliter l'autonomie et l'accessibilité aux espaces publics, en particulier aux personnes âgées. Le vieillissement de la population et l'accroissement des situations de handicap liées à la progression en âge, appellent une approche nouvelle de l'accessibilité des espaces publics urbains. Dans ce contexte, cette thèse propose la conception d'un dispositif outillé d'assistance aux personnes âgées dans leurs activités quotidiennes à l'extérieur qui s'adapte à l'environnement ouvert et évolutif de son usager. Pour permettre son acceptabilité, ce dispositif d'assistance ambiant s'appuie sur une démarche de conception centrée utilisateur, interdisciplinaire et collaborative. Un prototype a été réalisé et il offre une assistance en temps réel aux activités quotidiennes par apprentissage. En effet, il permet de détecter des anomalies dans le comportement, de notifier des alertes ou de proposer des recommandations. / The purpose of my thesis is to design and develop an ambient multi-agent system for seniors to increase their autonomy and their accessibility to public spaces. The ageing of the population and the increase of disability situations linked to age, call for a new approach to the accessibility of urban public spaces. In this context, this thesis provides a personalized system to assist elderly in their daily outdoor activities. It takes into account the openness and the evolution of the environment to which the system should adapt. In order to ensure its acceptability, this ambient sociotechnical system is based on a user-centered interdisciplinary collaborative design approach. A prototype has been implemented and it offers assistance in daily external activities thanks to learning. In fact, the system detects unusual situations and acts accordingly (notifications, alerts or recommendations).

Sistemas multi-agentes devem oferecer recursos suficientes para que seus agentes possam interagir de maneira satisfatória e atingir seus objetivos. Um exemplo de recurso é um conjunto de dados armazenados em algum tipo de mecanismo de persistência, como um sistema gerenciador de banco de dados. O acesso a dados deve ser possível mesmo que eles estejam distribuídos, fato inclusive que também caracteriza os sistemas multi-agentes. Assim, este trabalho apresenta um sistema chamado DASE cujo objetivo é prover a agentes o acesso a dados distribuídos de forma simples e transparente, ou seja, independentemente da complexidade que o ambiente dos agentes possui e das peculiaridades do Sistema de Banco de Dados Distribuído. O DASE suporta qualquer Sistema Gerenciador de Banco de Dados, seja ele centralizado ou distribuído, desde que o mesmo esteja em conformidade com o JDBC. Além disso, oferece recursos importantes como controle de concorrência, suporte a ambientes de dados simultâneos e uso de sentenças de acesso a dados pré-definidas e parametrizadas. Todos os aspectos mais importantes analisados durante o projeto deste sistema estão descritos neste trabalho, evidenciando e justificando o porquê de cada decisão que certamente refletiram no funcionamento e comportamento do DASE. O sistema foi implementado de acordo com o seu projeto, resultando em uma versão funcional e estável, o que foi comprovado através de seu uso em um projeto que envolvia sistemas multiagentes e controle de tráfego aéreo. Além disso, alguns testes de análise de desempenho considerando cenários variados foram realizados. / Multi-agent systems must offer the needed resources to allow their agents to interact and to reach their goals. An example of resource is a set of data stored in any kind of resource manager, such as a database management system. Data access must be possible even if the data is distributed, characteristic that is also present in multi-agent systems. Thus, this work describes a system whose objective is to provide to agents distributed data access in a simple and transparent way, in other words, hiding the agent environment and complexities related to distributed database systems. DASE supports any database management system, centralized or distributed, in compliance with JDBC (Java Database Connectivity). In addition it offers important features, such as concurrency control, simultaneous data environments and stored SQL sentences. All challenges and important aspects overcome in order to design and implement DASE are described, explaining and justifying every decision that in some way had a participation to form DASE set of functions and behavior. The system was implemented following its design, resulting in a functional and stable version, what could be verified through its adoption in a project based on multiagent systems and air traffic control systems. In addition, a plenty of performance tests were done regarding different scenarios.

Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-08-21T13:05:14Z No. of bitstreams: 1 Adriana Leite.pdf: 5184172 bytes, checksum: 6e560c465acfbbc76b4bfc1dd01bd86b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T13:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriana Leite.pdf: 5184172 bytes, checksum: 6e560c465acfbbc76b4bfc1dd01bd86b (MD5) Previous issue date: 2009-02-17 / The interest in the agent-oriented paradigm development has increased in recent years. This is due mainly to the increasing complexity of current software that requires new characteristics as autonomy behavior. In the agent-oriented paradigm, the software has no longer a strictly predictable behavior, has from the control over their own behavior and can make decisions based on observations the environment and inferences upon its knowledge base. A set of meth and process have been already proposed for agent-oriented software engineering. Domain Engineering is a process for the development of a reusable application family in a particular domain problem, and Application Engineering, the one for the construction of a specific application in a family based on the reuse of software artifacts in the application family previously produced in the Domain Engineering process. MADAE-Pro is an ontology-driven process for multi-agent domain and application engineering which promotes the construction and reuse of agent-oriented applications families. The process is specified in a formal representation language, thus avoiding ambiguous interpretations. Another differential of MADAE-Pro is the reuse of software support in all levels of abstraction, from the requirements to the deployment. / O interesse pelo paradigma de desenvolvimento orientado a agentes tem aumentado nos últimos anos. Isso se deve principalmente ao crescente aumento da complexidade dos produtos de software atuais que requerem novas características como comportamento autônomo. No paradigma orientado a agentes, o software deixa de ter comportamento estritamente previsível e passa a ter controle sobre seu próprio comportamento, podendo tomar decisões a partir de observações do ambiente e de inferências realizada em sua base de conhecimento. Para guiar o desenvolvimento orientado a agentes tem sido proposto um conjunto de metodologias e processos pela comunidade da Engenharia de Software. Nesse trabalho, apresenta-se MADAE-Pro, um processo para o desenvolvimento de sistemas multiagente com alguns diferenciais em relação aos já propostos pela comunidade. A Engenharia de Domínio é um processo para criação de abstrações de software reusáveis no desenvolvimento de uma família de aplicações em um domínio particular de problema. A Engenharia de Aplicações é um processo para construção de aplicações baseadas no reúso de artefatos de software previamente produzidos no processo da Engenharia de Domínio. O MADAE-Pro é um processo dirigido por ontologias para a Engenharia de Domínio e de Aplicações Multiagente, o qual promove a construção e o reúso de famílias de aplicações. O processo é especificado em uma linguagem de representação de processos formal, evitando assim interpretações ambíguas. Outro diferencial do MADAE-Pro é o suporte ao reúso de software em todos os níveis de abstração, desde os requisitos até a implementação.