Le premier chapitre décrit les concepts et typologies relatifs au pilotage non centralisé des systèmes de production. Le second chapitre présente les enjeux, les approches de modélisation et positionne les modèles et outils relatifs aux systèmes de pilotage hétérarchiques développés dans la littérature nationale et internationale. Le troisième chapitre positionne mon activité de recherche et décrit les principaux résultats obtenus. Un ensemble de perspectives de recherche à moyen et long terme sont présentées dans le quatrième chapitre.

Ce mémoire traite de la notion de champ de potentiel et de son application à l'allocation dynamique des tâches et au routage de produits dans des systèmes de production flexibles (FMS). Dans cette approche, les produits ont une liste de services à obtenir au sein du système de production. Les ressources émettent des champs de potentiel correspondant aux différents services offerts. Les produits détectent les champs émis par les ressources et sélectionnent le champ qui répond mieux à leur besoin. Les interactions se font donc entre produits et ressources et non uniquement entre ressources comme c'est généralement le cas dans les approches de pilotage plus classiques. Après un état de l'art sur les différentes approches d'interaction entre les entités intervenant dans le pilotage des systèmes de production, nous choisissons et détaillons l'approche à base de champs de potentiel. Un modèle formalisant les champs de potentiel est proposé pour le contrôle hétérarchique résolvant simultanément les problématiques d'allocation dynamique des ressources et de routage dynamique des produits en temps réel. L'approche repose sur l'utilisation d'entités autonomes décisionnelles capables de capter des informations dans leur environnement et de réagir dans celui-ci. Un modèle de produit « actif » embarquant des capacités décisionnelles, basé sur le concept d'augmentation est proposé. Grâce à la plateforme de simulation multi-agents « NetLogo », le modèle est validé tenant compte de contraintes caractéristiques des systèmes de production (temps de transport non négligeables, capacité des files d'attente des ressources et certaines situations de panne), et en s'inspirant d'un benchmark existant. Ce dernier est utilisé pour effectuer une comparaison entre notre modèle et une étude de référence basée sur l'utilisation du protocole contrat-net pour résoudre les problèmes d'allocation des produits entre ressources. Pour valider ce modèle, une mise en oeuvre réelle est présentée sur la cellule flexible AIP-PRIMECA de Valenciennes dans une partie « implémentation ». Dans celle-ci, après une présentation des équipements utilisés, une comparaison des deux approches (champ de potentiel / contract-net) est réalisée en utilisant le même protocole expérimental.

La complexité et la variabilité du contexte actuel des Systèmes de Production de Biens et de Services (SPBS) imposent une vision dynamique des performances (techniques, économiques,...) de ces systèmes, c'est-à-dire des performances continuellement améliorées. Ce besoin d'une vision dynamique des performances des SPBS est de plus en plus ressenti et exprimé par les acteurs de différents domaines de SPBS, s'inscrit dans le contexte plus global d'agilité et implique surtout de mettre en oeuvre des systèmes de pilotage adaptés.<br />D'une part, dans un contexte fortement concurrentiel, l'agilité devient une caractéristique clef de la prospérité d'un SPBS et symbolise l'actuel objet de compétition entre les SPBS. D'autre part, la mise en place d'un système de pilotage représente un moyen adéquat pour garantir l'agilité d'un SPBS. En effet, la fonction pilotage consiste à décider dynamiquement des commandes pertinentes à donner à un système soumis à des perturbations pour atteindre un objectif donné décrit en termes de maîtrise de performances. La notion de maîtrise intègre non seulement celle de maintien d'un niveau de performance donné, mais également celle de progrès (évolution vers un niveau de performance souhaité ou amélioration continue). C'est sur cet objectif d'amélioration continue des performances des SPBS que nous nous focalisons dans cette thèse.<br />Cependant, les systèmes de pilotage actuels ne répondent pas efficacement à cette évolution permanente du contexte des SPBS et par conséquent l'objectif d'amélioration continue des performances reste difficilement atteignable. Plus précisément, les systèmes de pilotage sont généralement conçus pour répondre à un besoin spécifique et ce manque de généricité réduit fortement les propriétés d'agilité d'un SPBS. Nos travaux de recherche s'inscrivent dans un cadre qui porte sur le développement d'un système de pilotage pour l'amélioration continue des performances des SPBS. En ce sens, grâce aux Technologies de l'Information et de la Communication (TIC), l'accès aux informations est de plus en plus simple et efficace. Cet accès offre l'opportunité de concevoir des systèmes de pilotage hétérarchiques qui favorisent la décentralisation des capacités décisionnelles.<br />L'objectif de ce mémoire est de proposer une caractérisation du paradigme d'agilité des systèmes de production de biens et de services, un cadre de modélisation générique des systèmes de production de biens et de services et un système de pilotage hétérarchique évolutif par apprentissage pour l'amélioration continue des performances des SPBS.