L'utilisation de la communication sans fil dans les applications de contrôle offre de nombreux avantages comme la mobilité. Toutefois, la communication sans fil souffre de nombreux inconvénients tels que la perte d'information, délais aléatoires. Ces problèmes sont essentiellement induits par le non déterministe du comportement de la communication sans fil qui peut avoir un impact négatif sur la performance du système. L'objectif de ce travail porte sur l'amélioration des performances de Systèmes Discrets Contrôlés via un Réseau Sans fil. Ses systèmes sont caractérisés par une commande logique distribuée sur des automates programmables et des boîtiers d'entrées/sorties déportés communiquant via un réseau de communication sans fil, IEEE 802.11. L'approche proposée repose sur un processus de co-conception basé : un, sur une modélisation conjointe des comportements de la commande et du réseau au travers de modèles SED déterministes pour la commande et stochastiques pour le réseau, et sur la simulation pour évaluer les performances des SDCR sans fil et notamment leur temps de réponse. Deux, la proposition d'un algorithme qui alloue dynamiquement les priorités définies par l'IEEE 802.11e sur les trafics de communication en fonction des besoins et des états de la commande; cet algorithme est évalué sur un cas d'étude, pour lequel la communication sans fil induit des risques de collision entre des équipements d'une installation industrielle, en utilisant l'environnement de simulation précédemment défini. Les simulations montrent une amélioration de la performance du système surtout dans des cas où le réseau est très chargé / Using wireless communication in the control system introduces many advantages like reduced wiring costs but also many drawbacks such as the delays, packet losses... which may disturb the system performance. The objective of this thesis is to improve the performance of a Wireless Networked Discrete Control System. This kind of system is characterized with a logic command distributed among PLC and plant part communicating through a wireless network, IEEE 802.11. The proposed approach is based on a co-design concept by simultaneously modeling the behavior of the command part (deterministic), and network part (non deterministic). Simulation tools do not cope with this co-design point of view because they are generally either ?control design? or ?network analysis? dedicated. Two solutions are explored: first, by integrating the network model into a control-oriented tool, Matlab-Truetime library and second, by integrating the discrete control system behavior into a network-oriented tool, OPNET. Comparisons between these tools confirm the possibility of modeling a WNDCS using Matlab-Truetime (with some modifications) and OPNET. Moreover, an algorithm is proposed to improve the global system performance; it dynamically allocates IEEE 802.11e priorities to the communication traffic with regard to the control requirements and the current state of the system, but also by taking into account the current quality of service provided by the network. Simulations of a case study performed using OPNET have highlighted the efficiency of the proposed algorithm

Il y a de cela un demi-siècle, l’expression de la performance industrielle était taylorienne, monocritère, rattachée aux résultats financiers de l’entreprise. Aujourd’hui, la performance a adopté une dimension multicritère, multi niveau, liée au degré d’atteinte d’un objectif généralement global. Les performances du système sont établies à des fins de pilotage, calculées sur la base de comparaisons entre les objectifs fixés et les mesures correspondantes. Toutefois, cette performance est restée exprimée, de manière statique, généralement à l’instant final de l’horizon temporel associé à l’atteinte de l’objectif.Nous proposons, dans le cadre de cette thèse, une définition de la performance temporelle, déployée selon trois performances, instantanée, tendancielle et prédictive. L’hypothèse émise dans nos travaux consiste à considérer un objectif défini par une trajectoire d’objectifs dits intermédiaires, sur un horizon temporel donné. La performance instantanée est définie comme le degré d’atteinte de l’objectif à un jalon donné de l’horizon temporel. Elle repose ainsi sur une fonction de comparaison de la valeur de l’objectif et celle de la mesure de son atteinte. La performance tendancielle est le résultat de la comparaison de la tendance de l’objectif avec la tendance de la mesure. Cette performance renseigne de la manière dont l’objectif est atteint. La performance prédictive est définie à un jalon donné de l’horizon temporel, pour un jalon futur. Elle est le résultat de la comparaison de la valeur de l’objectif intermédiaire associé au jalon futur, avec une estimation de valeur de la mesure à ce même jalon futur. Une méthode d’exploitation de ces performances est proposée, fondée sur un principe d’agrégation, « deux à deux », des trois performances temporelles ; ce qui nous permet de fournir une information synthétique unique, relative à la performance de la trajectoire de l’objectif en quelque sorte. A l’issue de cette étape de définition, nous proposons une formalisation qualitative de ces performances, fondée sur l’utilisation de la théorie des sous-ensembles flous. Jeux de règles et descriptions linguistiques sont utilisés dans ce sens. Nous illustrons enfin ces propositions par des exemples extraits d’un projet d’amélioration du TRS de la Société Fournier. / Fifty years ago, the expression of industrial performance was Taylorian, mono criterion, and attached to the financial results of the company. Today, the performance has adopted both multi criteria and multilevel dimensions. More generally, such a performance is usually related to the achievement of overall objectives and is dedicated to control purposes, post Taylorian performances are thus expressed on the basis of comparisons between the fixed objectives and the corresponding measures. However, this performance is often statically expressed, generally at the final moment of the temporal horizon which is associated with the objective achievement.In this thesis, we propose a definition of the “temporal” performance, according to three performances: the instantaneous performance, the trend performance and the predictive performance. The fundamental assumption in our work consists of considering an objective as being a trajectory of what we call intermediate objectives, throughout a given temporal horizon. Instantaneous performance is expressed by the objective achievement at a given milestone of the temporal horizon. Such a performance relies on the comparison of the objective and the measurement of its achievement. Trend performance is the result of the comparison of the trend objective with the trend measurement. This performance provides information concerning the objective achievement. Predictive performance is defined at a given milestone of the temporal horizon, for a future milestone of this horizon. It is the result of the comparison of the intermediate objective of the considered future milestone with an estimation of measurement at this same future milestone. Moreover, a methodology for using these performances is proposed, based on a principle of aggregation, "in pairs", of the three temporal performances, which allows us to provide a single synthetic piece of information that is, to some extent, the performance of the objective trajectory. As a continuation of this definition step, we propose a qualitative formalization of these performances, based on the fuzzy subsets theory. Rules-based aggregations and linguistic descriptions are used in this. Finally, we illustrate these propositions with examples that are extracted from the OEE improvement project of the Fournier Company.

L'utilisation de la communication sans fil dans les applications de contrôle offre de nombreux avantages comme la mobilité... Toutefois, la communication sans fil souffre de nombreux inconvénients tels que la perte d'information, délais aléatoires. Ces problèmes sont essentiellement induits par le non déterministe du comportement de la communication sans fil qui peut avoir un impact négatif sur la performance du système. L'objectif de ce travail porte sur l'amélioration des performances de Systèmes Discrets Contrôlés via un Réseau Sans fil. Ses systèmes sont caractérisés par une commande logique distribuée sur des automates programmables et des boîtiers d'entrées/sorties déportés communiquant via un réseau de communication sans fil, IEEE 802.11. L'approche proposée repose sur un processus de co-conception basé : un, sur une modélisation conjointe des comportements de la commande et du réseau au travers de modèles SED déterministes pour la commande et stochastiques pour le réseau, et sur la simulation pour évaluer les performances des SDCR sans fil et notamment leur temps de réponse. Deux, la proposition d'un algorithme qui alloue dynamiquement les priorités définies par l'IEEE 802.11e sur les trafics de communication en fonction des besoins et des états de la commande; cet algorithme est évalué sur un cas d'étude, pour lequel la communication sans fil induit des risques de collision entre des équipements d'une installation industrielle, en utilisant l'environnement de simulation précédemment défini. Les simulations montrent une amélioration de la performance du système surtout dans des cas où le réseau est très chargé.