Cette thèse rappelle les fondements du pilotage des systèmes logistiques et montre l'intérêt de la mise en place d'un SCP (Systèmes Contrôlés par le Produit). L'intégration de tels systèmes doit d'abord prendre en compte la cohérence entre les différents éléments le constituant. Ainsi les systèmes centralisés cherchent à proposer des plans de moyen-long termes visant un optimal de coût, mais aussi une certaine stabilité et peu de nervosité dans le temps. Par ailleurs, les systèmes distribués ont démontré leur capacité à permettre une réaction rapide à des événements impromptus survenant dans le système physique. L'hybridation de ces deux types de pilotage est donc une voie de gain de productivité pour les systèmes logistiques et industriels. Le premier chapitre de la thèse décrit l'évolution des systèmes de planification et de pilotage de la production, avec l'objectif d'identifier les forces et faiblesses des différentes approches proposées jusqu'à nos jours et permettent définir l'objectif général de la thèse. Le chapitre deux analyse l'état de l'art concernant les outils de modélisation des systèmes de production centralisés/distribués et aussi le concept de contrôle par le produit. Ce chapitre sert de base pour définir les objectifs spécifiques de la thèse. Le chapitre trois présente le cadre de modélisation proposé. Ce cadre est basé sur une approche cybernétique, et plus spécifiquement sur le modèle de système viable (VSM). Le chapitre démarre avec une présentation générale du modèle de système viable, puis présente un modèle générique de modélisation de systèmes contrôlés par le produit. Enfin, le chapitre décrit une application de ce cadre général aux systèmes de planification et pilotage de la production de type SCP. Le chapitre quatre définit les différentes méthodes de décision, tant centralisées que distribuées, développées pour l'implémentation du modèle générique définit dans le chapitre trois. Aux niveaux centralisés et distribués ces méthodes sont basées sur des modèles de programmation mathématique développés pour considérer l'adaptabilité et la flexibilité du système. Le chapitre cinq montre les principaux résultats dans une application basée sur un cas industriel qui a nécessité le développement d'un outil de simulation qui considère des variables de court, moyen et long termes pour les différents modèles d'optimisation. Ces résultats montrent l'intérêt de ce type d'hybridation / This thesis is concerned with the foundations of the planning and control logistics systems and shows the interest of the PDS (Product-driven Systems) applied in this context. The development of such systems must consider the coherence between the different components. Centralized systems offer long terms plans aiming an optimal cost, but also some stability and nervousness reduction. Distributed systems allow a fast reaction to perturbations happening in the physical system. Then, the hybridization of these two kinds of planning and control systems is a way of increase productivity for logistic and industrial systems. The first chapter of the thesis describes the evolution of the production planning and control systems, to identify forces and weaknesses of the different approaches proposed until our days and allow to define the general objective of the thesis. Chapter two analyses the state of the art concerning the tools for modeling hybrid centralized/distributed production systems and also the concept of product-driven systems. This chapter serves as a basis to define the specific objectives of the thesis. Chapter three introduces the proposed modeling framework. This framework is based on a cybernetic approach, and more specifically in the Viable System Model (VSM). The chapter starts with a general presentation of VSM and then introduces a generic framework to model PDS. Finally, this chapter describes an application for production planning and control. Chapter four defines the different decision methods developed for the implementation of the generic model defined in the chapter three. At centralized and distributed levels these methods are based on mathematical programming models. Chapter five shows the main results of an application based on an industrial case which required the development of a simulation tool which considers variables of short, médium and long terms for the different optimization models. These results show the interest of this type of hybridization

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Cette thèse rappelle les fondements du pilotage des systèmes logistiques et montre l'intérêt de la mise en place d'un SCP (Systèmes Contrôlés par le produit). L'intégration de tels systèmes doit d'abord prendre en compte la cohérence entre les différents éléments le constituant. Ainsi les systèmes centralisés cherchent à proposer des plans de moyen, long termes visant un optimal de coût, mais aussi une certaine stabilité et peu de nervosité. Par ailleurs, les systèmes distribués ont démontré leur capacité à permettre une réaction rapide à des événements impromptus survenant dans le système physique. L'hybridation de ces deux types de pilotage est donc une voie de gain de productivité pour les systèmes logistiques et industriels. Le premier chapitre de la thèse décrit l'évolution des systèmes de planification et de pilotage de la production, avec l'objectif d'identifier les forces et faiblesses des différentes approches proposées jusqu'à nos jours et permettent définir l'objectif général de la thèse. Le chapitre deux analyse l'état de l'art concernant les outils de modélisation des systèmes de production centralisés/distribués et aussi le concept de contrôle par le produit. Ce chapitre sert de base pour définir les objectifs spécifiques de la thèse. Le chapitre trois présente le cadre de modélisation proposé. Ce cadre est basé sur une approche cybernétique, et plus spécifiquement sur le modèle de système viable (VSM). Le chapitre démarre avec une présentation générale du modèle de système viable, puis présente un modèle générique de modélisation de systèmes contrôlés par le produit. Enfin, le chapitre décrit une application de ce cadre général aux systèmes de planification et pilotage de la production de type SCP. Le chapitre quatre définit les différentes méthodes de décision, tant centralisées que distribuées, développées pour l'implémentation du modèle générique définit dans le chapitre trois. Aux niveaux centralisés et distribués ces méthodes sont basées sur des modèles de programmation mathématique développés pour considérer l'adaptabilité et la flexibilité du système. Le chapitre cinq montre les principaux résultats grâce à une application basée sur un cas industriel qui a nécessité le développement d'un outil de simulation qui considère des variables de court, moyen et long termes pour les différents modèles d'optimisation. Ces résultats montrent l'intérêt de ce type d'hybridation.

Les contraintes en probabilité constituent un modèle pertinent pour gérer les incertitudes dans les problèmes de décision. En management d’énergie de nombreux problèmes d’optimisation ont des incertitudes sous-jacentes. En particulier c’est le cas des problèmes de gestion de la production au court-terme. Dans cette Thèse, nous investiguons les contraintes probabilistes sous l’angle théorique, algorithmique et applicative. Nous donnons quelques nouveaux résultats de différentiabilité des contraintes en probabilité et de convexité des ensembles admissibles. Des nouvelles variantes des méthodes de faisceaux « proximales » et « de niveaux » sont spécialement mises au point pour traiter des problèmes d’optimisation convexe sous contrainte en probabilité. Ces algorithmes gèrent en particulier, les erreurs d’évaluation de la contrainte en probabilité, ainsi que son gradient. La convergence vers une solution du problème est montrée. Enfin, nous examinons deux applications : l’optimisation d’une vallée hydraulique sous incertitude sur les apports et l’optimisation d’un planning de production sous incertitude sur la demande. Dans les deux cas nous utilisons une contrainte en probabilité pour gérer les incertitudes. Les résultats numériques présentés semblent montrer la faisabilité de résoudre des problèmes d’optimisation avec une contrainte en probabilité jointe portant sur un système de environ 200 contraintes. Il s’agit de l’ordre de grandeur nécessaire pour les applications. Les nouveaux résultats de différentiabilité concernent à la fois des contraintes en probabilité portant sur des systèmes linéaires et non-linéaires. Dans le deuxième cas, la convexité dans l’argument représentant le vecteur incertain est requise. Ce vecteur est supposé suivre une loi Gaussienne ou Student multi-variée. Les formules de gradient permettent l’application directe d’un schéma d’évaluation numérique efficient. Pour les contraintes en probabilité qui peuvent se réécrire à l’aide d’une Copule, nous donnons de nouveau résultats de convexité pour l’ensemble admissibles. Ces résultats requirent la concavité généralisée de la Copule, les distributions marginales sous-jacents et du système d’incertitude. Il est suffisant que ces propriétés de concavité généralisée tiennent sur un ensemble spécifique. / In optimization problems involving uncertainty, probabilistic constraints are an important tool for defining safety of decisions. In Energy management, many optimization problems have some underlying uncertainty. In particular this is the case of unit commitment problems. In this Thesis, we will investigate probabilistic constraints from a theoretical, algorithmic and applicative point of view. We provide new insights on differentiability of probabilistic constraints and on convexity results of feasible sets. New variants of bundle methods, both of proximal and level type, specially tailored for convex optimization under probabilistic constraints, are given and convergence shown. Both methods explicitly deal with evaluation errors in both the gradient and value of the probabilistic constraint. We also look at two applications from energy management: cascaded reservoir management with uncertainty on inflows and unit commitment with uncertainty on customer load. In both applications uncertainty is dealt with through the use of probabilistic constraints. The presented numerical results seem to indicate the feasibility of solving an optimization problem with a joint probabilistic constraint on a system having up to 200 constraints. This is roughly the order of magnitude needed in the applications. The differentiability results involve probabilistic constraints on uncertain linear and nonlinear inequality systems. In the latter case a convexity structure in the underlying uncertainty vector is required. The uncertainty vector is assumed to have a multivariate Gaussian or Student law. The provided gradient formulae allow for efficient numerical sampling schemes. For probabilistic constraints that can be rewritten through the use of Copulae, we provide new insights on convexity of the feasible set. These results require a generalized concavity structure of the Copulae, the marginal distribution functions of the underlying random vector and of the underlying inequality system. These generalized concavity properties may hold only on specific sets.

Ce mémoire présente un outil d'aide à la décision qui permet aux décideurs des entreprises oeuvrant dans le domaine de l'assemblage des cartes électroniques et plus spécialement celles qui oeuvrent dans la niche "Grande variété, faible volume" de choisir la technologie et le type d'aménagement des ressources sur leurs planchers de production, s'adaptant, le mieux, à leur contexte de travail. Dans le cadre d'une étude de cas, trois alternatives sont approchées soit, l'alternative 1 où nous gardons en place l'aménagement actuel des ressources sur le plancher et nous remplaçons le type de technologie existant par un autre plus adéquat, l'alternative 2 où nous gardons en place la technologie actuelle et nous changeons l'aménagement existant, et finalement l'alternative 3 où nous changeons la technologie et l'aménagement actuels. Dans le cadre des alternatives 2 et 3, nous proposons des aménagements découlant des six organisations de production suivantes: "Fonction", "Produit", "Cellulaire", "Fractale", "Holographique", et "Réseau". Chaque aménagement conçu est évalué selon des mesures de performance se résumant dans la flexibilité, la qualité, la productivité, les flux de production, le temps de passage, les temps de réglage, et autres mesures jugées pertinentes. Une analyse multicritère, concrétisée par l'analyse AHP, est mise en application afin de choisir l'aménagement s'adaptant, le mieux, à notre cas d'étude et par extrapolation aux entreprises oeuvrant dans la niche "Grande variété, faible volume" de l'industrie d'assemblage des cartes électroniques. En outre, une analyse de sensibilité est mise en oeuvre en vue de tester la robustesse de notre choix final. Les outils informatiques utilisés dans cette présente étude sont: le logiciel "Weblayout" dans lequel nous concevons et nous simulons les scénarios de la demande, le chiffrier électronique "Excel" dans lequel nous effectuons certains calculs, et enfin le logiciel "Expert Choice" dans lequel nous mettons en application l'analyse AHP ainsi que l'analyse de sensibilité. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagements, Assemblage de cartes électroniques PCBA, Grande variété faible volume, Analyse multicritère AHP.

Nous présentons dans cette thèse une méthode d'évaluation de l'efficience basée sur la modélisation temporelle et stochastique et de la simulation de la propagation des fautes dans les systèmes industriels. Les TRS (Taux de Rendement Synthétique) est devenu au travers de la norme NF E60-182 l'un des indicateurs majeurs de l'efficience du pilotage des systèmes de production. Il intègre essentiellement 3 notions (Qualité, Productivité et Disponibilité). Si son expression pour un composant est assez simple, sa modélisation pour l'évaluation du comportement fonctionnel et dysfonctionnel l'est beaucoup moins (prise en compte des facteurs d'échelle, des désynchronisations et du facteur humain). Afin de permettre une prise en compte des contributions individuelles de chaque composante du TRS et de chaque partie constitutive des systèmes de production (technique et humaine), nous avons utilisé les automates d'états comme haut langage de description. Les attendus débouchent en amont sur un apport formel pour l'établissement d'une méthodologie d'analyse et de conception, et en aval sur une fourniture d'indicateurs décisionnels. Les résultats sont implantés autour d'un démonstrateur basé sur AltaRica Data-Flow langage à la fois formel et graphique et véritable outil de modélisation / simulation.

Continental est l'outil de référence utilisé par EDF pour la gestion d'électricité à long terme. il permet d'élaborer la stratégie d'exploitation du parc constitué de centrales réparties sur toute l'europe. l'outil simule sur chaque zone et chaque scénario plusieurs variables telles que la demande d'électricité, la quantité générée ainsi que les coûts associés. nos travaux de thèse ont pour objectif de fournir des méthodes d'analyse de ces données de production afin de faciliter leur étude et leur synthèse. nous récoltons un ensemble de problématiques auprès des utilisateurs de continental que nous tentons de résoudre à l'aide des technique de détection d'anomalies et de ruptures dans les séries temporelles. / Continental is the main tool that edf uses for the long-term management of electricity. It elaborates the strategy exploitation of the electrical parc made up by power plants distributed all over europe. the tool simulates for each zone and each scenario several variables, such as the electricity demand, the generated quantity as well as the related costs. our works aim to provide methods to analyse the data of electricity production in order to ease their discovery and synthesis. we get a set of problmatics from the users of continental that we tent to solve through techniques of outliers and changepoints detection in time series.

Malgré de nombreux travaux, il apparaît que les outils d'Analyse Typologiques ne permettent pas de réduire les délais d'implantation de la Technologie de Groupe. Cette démarche de rationalisation du système de production pose un problème général de classification que nous baptiserons ACCI. Il s'agit de construire sur un domaine de connaissance peu formalisé, une classification jugée pertinente par les experts du domaine. En terme d'Acquisition de Connaissances, l'ACCI a pour objectif de représenter l'activité d'un groupe d'expert à l'aide d'un modèle dit de classification simple. Les outils susceptibles de contribuer à résoudre ce problème proviennent de domaines variés : l'Analyse Typologique, la Classification Conceptuelle, les réseaux de Neurones et les Algorithmes Génétiques mais reposent sur un principe commun qui défini le concept d'Outils de Classification Automatique (OCA). Dans le cadre de l'ACCI, ces outils présentent des limites intrinsèques. La plupart des travaux menés pour y remédier, proposent des approchent interactives qui aident les experts à reformuler leurs connaissances en fonction de l'OCA utilisé. C'est à dire, sous la forme d'attributs descriptifs des objets tels qu'il devient possible d'en déduire des classes par des opérations de comparaison simples. Nous proposons une approche interactive qui a pour vocation de s'adapter aux experts en intégrant directement dans le processus de classification, les connaissances qu'ils sont à même de formuler naturellement lorsqu'ils valident une partition des objets du domaine. Cette approche a été testé sur un cas réel à l'aide d'un prototype informatique. Elle contribue à résoudre le problème de l'utilisation des outils d'Analyse Typologique pour réduire les délais d'implantation de la TG, et s'applique potentiellement à d'autre domaine, car les connaissances manipulées par le système ne sont pas liées au domaine d'application, mais à la structure recherchée (une partition).

Les marchés de l’électricité sont aujourd’hui en forte transformation, notamment du fait des efforts de libéralisation pour étendre la compétence de gestion du système électrique par le marché. C’est par exemple le cas avec la mise en place de prix nodaux pour gérer les congestions sur le réseau. Par ailleurs, le développement des moyens de production d’électricité d’origine renouvelable met en cause le fonctionnement du système électrique. Dans ce cadre, la question d’investissement pour un producteur éolien se complexifie. Sa rémunération est susceptible à court terme de passer d’un système de subvention, à une rémunération basée sur le produit des ventes sur le marché, fluctuante dans le temps et l’espace (dans le cadre de marchés à prix nodal). Dans ce contexte, ce travail de thèse propose une analyse de l’impact des caractéristiques éoliennes de sites potentiels d’installation, le facteur de charge et la prédictibilité (capacité d’un site à fournir de bonnes prévisions), sur la décision d’investissement. Nous commençons par une analyse statistique pour plusieurs marchés, puis proposons un estimateur du revenu des producteurs éoliens, afin de réaliser le même travail d’une manière moins coûteuse qu’avec un calcul exhaustif. Ensuite, afin de mener ce type d’analyse avec un mix énergétique paramétrable, nous développons un outil de résolution du problème d’optimisation de l’implantation de centrales éoliennes dans un cadre de marché à prix nodal. Il prend en compte une participation au marché de l’électricité la veille pour le lendemain, ainsi que les pénalités versées pour les déviations introduites entre les productions prévues et injectées en temps réel (dues aux erreurs de prévision). Nous faisons l’hypothèse que les productions renouvelables sont suffisamment importantes pour impacter les prix de marché (qui sont également générés avec l’outil), et nous prenons en compte des scénarios pour les productions éoliennes et la demande. Il s’agit donc d’un problème d’optimisation stochastique résolu à l’aide d’une décomposition de Benders. Enfin, nous analysons l’impact du facteur de charge et de la prédictibilité sur l’investissement optimal, selon la configuration pour le coût de la régulation, la capacité des lignes et la corrélation des données éoliennes. / Electricity markets are in a period of intense change. This is notably due to liberalization efforts to increase the extent of electricity system’s management carried out through market operations. One such example is the implementation of nodal prices for network constraints. Moreover, the surge for electricity from renewable sources questions the operation of the electricity system. In this framework, the investment issue for wind producers is becoming more complex. Its income may go from a subsidy-based scheme to a full market participation in the short term, and more volatile according to time and location (in a nodal-pricing scheme). Bearing all this in mind, this PhD work first analyzes the impact of potential installation sites’ characteristics: load factor, and predictability (a site’s ability to enable reliable predictions), on investment. To this end, we carry out a statistical analysis on historical data from several markets, then we suggest an estimator of wind producers revenue, to carry out the same work with a less costly approach than exhaustive calculation. Then, in order to carry out the same kind of analysis, this time in a customizable framework, we build an algorithm to solve the problem of Optimal investment planning of wind turbines within a nodal price market environment. It takes into account the participation in the Day-ahead market as well as penalties paid for imbalances between the energy contracted and injected in real-time (due to forecasting errors). We assume renewable production is important enough to influence market prices which are also generated with our model, and we integrate scenarios for wind production and demand. Therefore we have a stochastic problem which we solve using Benders decomposition. Ultimately we analyze the impact of load factor and predictability on optimal investment according to the chosen setting for regulation cost, line capacities and wind data correlation.

Nous présentons dans cette thèse une méthode d’évaluation de l’efficience basée sur la modélisation temporelle et stochastique et de la simulation de la propagation des fautes dans les systèmes industriels. Les TRS (Taux de Rendement Synthétique) est devenu au travers de la norme NF E60-182 l’un des indicateurs majeurs de l’efficience du pilotage des systèmes de production. Il intègre essentiellement 3 notions (Qualité, Productivité et Disponibilité). Si son expression pour un composant est assez simple, sa modélisation pour l’évaluation du comportement fonctionnel et dysfonctionnel l’est beaucoup moins (prise en compte des facteurs d’échelle, des désynchronisations et du facteur humain). Afin de permettre une prise en compte des contributions individuelles de chaque composante du TRS et de chaque partie constitutive des systèmes de production (technique et humaine), nous avons utilisé les automates d’états comme haut langage de description. Les attendus débouchent en amont sur un apport formel pour l’établissement d’une méthodologie d’analyse et de conception, et en aval sur une fourniture d’indicateurs décisionnels. Les résultats sont implantés autour d’un démonstrateur basé sur AltaRica Data-Flow langage à la fois formel et graphique et véritable outil de modélisation / simulation. / We present in this thesis a method to assess a system efficiency based on modelling of the temporal and stochastic spread of faults. The OEE (Overall Equipment Effectiveness) has become through the NF E60-182 standard one of the major indicators of the effectiveness in piloting production systems. It includes 3 main concepts (Quality, Performance and Availability). If its evaluation can be easy for a single system, the modeling of its components for the global efficiency assessment is much more difficult (taking into account redundancies, temporal scale factors…).in order to take in account the local contribution of each component of complex production system, a notion of OTE (Overall Throughput Effectiveness) is developed. The purpose of OTE is twofold: it measures factory-level performance and factory-level diagnostics such as bottleneck detection. The expected result gives a formal contribution to establishment a methodology for analysis, design, and decision-making. The results are discussed using a demonstrator based on AltaRica Data-Flow, language in both formal and graphic and real tool modeling / simulation.