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Development and adaptation of water management systems to mitigate greenhouse gas emissions from intensive rice production / Développement et adaptation de systèmes de gestion de l'eau pour atténuer les émissions de gaz à effet de serre provenant de la production intensive de rizTariq, Azeem 11 January 2018 (has links)
Pour répondre à la demande de la population croissante, la production de riz doit être augmentée de 40% d’ici 2030. Cependant cette production émet des gaz à effet serre (GES), tel que le méthane (CH4), qui contribue au réchauffement climatique. Les stratégies de gestion, telles que le drainage des sols et la gestion durable des résidus, sont essentielles pour diminuer les émissions de GES des rizières, mais cela entrent souvent en conflit avec les pratiques de gestion des riziculteurs. L'objectif de ce projet était d'étudier le potentiel d'atténuation des GES par des pratiques de drainage et de gestion des résidus et par l’identification des opportunités et les contraintes auxquelles sont confrontés les petits exploitants dans la mise en œuvre des pratiques. Le projet a été élaboré en utilisant une approche interdisciplinaire incluant mésocosme en chambre climatique, des campagnes sur le terrain et une enquête après des agriculteurs au Vietnam. La première étude sur le mésocosme a été menée pour identifier l'impact du drainage en début et mi-saison sur les émissions de CH4 et de N2O par des sols amendés avec des résidus frais et compostés à différents niveaux de sol C (article I). La deuxième étude sur le mésocosme incluait des résidus de riz enrichis en 13C pour comprendre l'effet de la pré-plantation, d’un drainage précoce et à mi-saison sur la contribution des résidus C aux émissions de CH4 (article III). Des expériences de terrain ont été menées pendant deux saisons (printemps et été) pour documenter l'effet de la pré-plantation, du drainage en début et à mi-saison sur les émissions de CH4 et de N2O par des sols modifiés par l’apport de résidus dans deux systèmes de gestion d’eau: un système efficace de gestion de l'eau et un système de contrôle d'eau conventionnel (article II). Trente-cinq petits producteurs de riz ont été interviewés pour évaluer la diversité des pratiques de gestion des terres dans la région et comprendre leurs pratiques de culture, leurs défis et leurs contraintes à l'échelle de la rizière. Quatre ateliers ont été menés avec des agriculteurs, des conseillers agricoles locaux et régionaux pour concevoir et évaluer les pratiques de production de riz adaptées au climat, basées sur la gestion de l'eau et des résidus (article IV). Les études de laboratoire et de terrain ont montré que les pratiques de drainage (pré-plantation et drainage précoce) pouvaient atténuer les émissions de GES sans compromettre le rendement du riz. Au laboratoire, le drainage avant plantation a considérablement réduit les émissions de CH4 de 70 à 80%, alors que sur le terrain, le drainage se montre moins efficace dans la réduction des émissions de CH4 en raison des activités opérées par les agriculteurs avant transplantion. Dans l’étude de terrain, le drainage précoce et en mi-saison a diminué les émissions de CH4 de 67% et 43% dans les systèmes comprenant une gestion de l’eau efficaces et inefficaces. Au laboratoire, l’addition d’un drainage en début et mi-saison a réduit les émissions de CH4 de 75 à 90%. Sur le terrain, le système efficace de contrôle de l'eau associé avec une bonne aération des sols a considérablement augmenté le potentiel de diminution du CH4 des sols drainés et modifiés par les résidus. L'étude isotopique a indiqué que l'aération des sols au stade précoce (pré-plantation ou début de saison) réduit les émissions de CH4 dérivés des résidus de 57 à 87%. Cependant, les résultats ont mis en évidence que l’amélioration des pratiques de drainage impactaient très peu les émissions de N2O. Les résultats de l'étude participative ont souligné l'importance d'impliquer les agriculteurs et les acteurs locaux dans la conception des systèmes d'atténuation des GES. Ces résultats ont mis en évidence les contraintes et les opportunités possibles pour la mise en œuvre réussie des stratégies d'atténuation des GES dans les rizières des petits exploitants. / Rice production needs to increase by 40% to meet the demand of the world’s growing population by 2030, yet rice production contribute to global warming with elevated GHG emissions, particularly of methane (CH4). Management strategies, such as drainage of paddy soils & sustainable residue management are essential in order to mitigate GHG emission from rice systems, but they often conflict with the practical management preferences of rice farmers. The objective of this project was to investigate the GHG mitigation potential of drainage practices and residue management techniques, and to identify the constraints and opportunities faced by smallholders in the implementation of mitigation practices under local conditions. The project was formulated using an interdisciplinary approach that included two mesocosm studies in growth chamber, two field campaigns and a field survey of farmers in Vietnam. First mesocosm study was conducted to verify the impact of early season drainage and midseason drainage on CH4 and N2O emissions from fresh and composted residue-amended soils at different soil C levels (Paper I). Then second mesocosm study was conducted using 13C-enriched rice residue to understand the effect of pre-planting, early-season and midseason drainage on the residue carbon contribution to CH4 emissions (Paper III). Field experiments based on farmers’ field conditions were conducted for two seasons (spring and summer) to document the effect of pre-planting, early-season and midseason drainage on CH4 and N2O emissions from residue-amended soils under two field water management systems: an efficient field water control system and a conventional, inefficient field water control system (Paper II). Thirty-five smallholder rice farmers were interviewed to capture the diversity of different land management practices in the area and understand their cropping practices, challenges and constraints faced at field scale. Four workshops were conducted with farmers, local agricultural advisors and regional stakeholders to design and assess the climate-smart rice production practices, based on water and residue management (Paper IV). The lab and field studies showed that drainage practices (pre-planting and early season drainage) had the potential to mitigate GHG emissions without compromising rice yield. Pre-planting drainage greatly reduced CH4 emissions in the lab experiment by 70-80%, while in field condition pre-planting drainage had less effect on CH4 emission reduction due to constraints with farmers’ field operations before transplanting. Early season drainage reduced CH4 emissions in both lab and field experiments. In field study, early plus midseason drainage lowered the CH4 emissions by 67% and 43% in the efficient and inefficient field water management systems respectively. In lab, early plus midseason drainage lowered CH4 emissions by 75-90 %. The efficient field water control system and good soil aeration significantly increased the CH4 mitigation potential of the drainage regimes from residue-amended soils. The isotopic study in lab indicated that soil aeration in the early stage (pre-planting or early season) reduced the residue-derived CH4 emissions by 57-87%. The results highlighted that the effects of improved drainage practices on N2O emissions were very low when considering the total GHG effects of CH4 and N2O. The results of the participatory study highlighted the importance of involving farmers and local stakeholders in the process of designing the mitigating systems. The active involvement of farmers and local stakeholders in the process of designing, testing and assessing the water management systems highlighted the constraints and feasible options for successful implementation of GHG mitigation strategies in smallholders’ rice fields.
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Intégration d'un modèle de situation de travail pour l'aide à la formation et à la simulation lors de la conception et l'industrialisation de systèmesShahrokhi, Mahmoud 05 December 2006 (has links) (PDF)
Dans cette thèse nous nous intéressons à la définition des modèles d'humains pour leur prise en compte dans les situations de travail durant les phases de conception des systèmes industriels. Les différents modes d'interventions de l'homme (normal, dégradé, maintenance, dépannage, etc.) et tous les aspects de son intervention (ergonomie, sécurité, respect des normes, .. .) sont considérés. Dans ces cadres, nous avons envisagé et classifié les différents modèles d'humain dans les situations de travail en indiquant leurs spécificités et leurs applications dans les différents domaines. Nous proposons un modèle plus intégré, regroupant des aspects indispensables (mathématiques, sciences humaines, modèles descriptifs et réalité virtuelle) avec une interface mixte de logique floue et classique. Enfin, nous avons particulièrement étudié les modèles construits en ingénierie virtuelle afin d'améliorer les applications actuelles pour ajouter de nouveaux points de vues, plus généraux, plus flexibles et plus réalistes au sein des outils de conception de systèmes. Nous proposons une nouvelle approche pour définir des zones dangereuses de situation de travail dans un environnement virtuel ou augmenté. Notre proposition finale est un ensemble de modèles et de processus d'évaluation de performance applicables dans le cadre d'environnements d'ingénierie de production assistée par ordinateur.
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Conception de systèmes de production innovants dans une dynamique d'intensification laitière - Cas des exploitations de polyculture-élevage relevant des périmètres de la réforme agraire dans le municipe d'Unaí-MG, BrésilBernard, Jennifer 21 December 2010 (has links) (PDF)
Les éleveurs laitiers gèrent des systèmes complexes combinant production animale et production végétale. Dans un contexte d'évolutions rapides, les démarches de conception de systèmes de production doivent être renouvelées, et répondre à la diversité des situations des exploitations agricoles. La co-conception de systèmes innovants avec les producteurs eux-mêmes se présente comme une démarche intéressante. Les modèles d'exploitation permettent de représenter la complexité du système, mais leur utilisation comme outil d'accompagnement interroge les choix de développement. Ce travail propose une démarche d'accompagnement basée sur l'utilisation d'un modèle de simulation pour appuyer les réflexions de l'éleveur sur ses stratégies d'élevage. Les choix de développement s'appuient sur l'analyse du fonctionnement d'un échantillon de six exploitations. Trois exemples d'utilisation du modèle avec les producteurs sont présentés. Ils montrent comment les résultats du modèle alimentent la discussion autour du projet de l'éleveur.
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Co-conception des processus d'usinage et des configurations cinématiques d'un système de production reconfigurableBaqai, Aamer 27 April 2010 (has links) (PDF)
Ces travaux s'inscrivent dans la problématique de conception des systèmes de production, ils visent plus particulièrement à répondre à la question : « Comment optimiser la conception du processus d'usinage et du système de production reconfigurable en tenant compte des interactions entre le processus et les ressources, et des contraintes technologiques imposées par les pièces à fabriquer ? » via une proposition de co-exploration des espaces de solutions processus d'usinage et configurations cinématiques du système de production. Un cadre de conception a été formalisé permettant le lien entre le niveau stratégique et le niveau opérationnel. Afin d'explorer l'ensemble des solutions au niveau opérationnel, une approche algorithmique de génération des gammes d'usinage et des configurations cinématiques a été formalisée, développée, implémentée et validée sur 3 pièces du domaine automobile. Cette approche peut être assimilable à un problème de satisfaction de contraintes dynamiques, elle exploite l'ensemble des possibilités offertes par les RMS : plusieurs structures usinant en simultanée, .... La génération est supportée par une structuration en graphe des solutions générées (Des gammes d'usinage peuvent être créées comme des variantes de gammes déjà existantes et en phase de génération). Pour la sélection des solutions générées, des indicateurs des performances ont été définis, structurés, et leurs approches d'évaluation identifiées. Une attention plus particulière a été déployée pour le critère Qualité. Une adaptation des approches existantes a été faite, afin de traiter la simulation des défauts à partir des graphes générés. Une adaptation des graphes et l'utilisation de la simulation par =l permettent la validation des gammes générées.
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Le modèle PAYSAGRI<br />Expérimentation de la sensibilité au paysage des agriculteurs comme facteur des évolutions du paysage ruralDepigny, Sylvain 14 December 2007 (has links) (PDF)
Le regain d'intérêt de la société pour les paysages ruraux implique une meilleure connaissance des pratiques paysagères des agriculteurs. Le modèle PAYSAGRI propose une représentation originale des évolutions d'un paysage rural sous l'effet des activités agricoles : il<br />suggère l'hypothèse d'une sensibilité au paysage de l'agriculteur comme facteur de l'entretien des couverts végétaux des surfaces agricoles.<br /><br />La parcelle agricole, unité élémentaire choisie du paysage, est définie par un État Fonctionnel Physionomique (EFP), qui renseigne l'agriculteur sur ses potentialités fourragères et paysagères. Chaque système de production agricole est à la fois associé à un objectif de<br />production et à une finalité paysagère, dictée par la sensibilité au paysage de l'agriculteur. Les pratiques de production courante, considérées optimales, modifient les EFP du parcellaire. Chaque année, les pratiques d'entretien permettent de corriger les physionomies des parcelles agricoles inadaptées aux attentes paysagères de l'agriculteur ; elles initient également une modification pluriannuelle de la conduite du système de production agricole, afin de répondre plus justement aux objectifs fixés.<br /><br />Les simulations réalisées testent l'impact paysager de différentes populations d'agriculteurs sur un territoire virtuel comportant vingt exploitations agricoles. Chaque population représente une proportion donnée des deux types d'agriculteurs, respectivement deux sensibilités au paysage opposées. Les différences significatives observées soulignent la pertinence de considérer la<br />sensibilité au paysage des agriculteurs comme un facteur important de la modification des paysages ruraux.
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Une aide à la conception de systèmes de production basée sur la simulation et l'analyse de donnéesChristine, Heritier-Pingeon 20 June 1991 (has links) (PDF)
Les formes nouvelles de la concurrence imposent aux systèmes de production une flexibilité de plus en plus grande. Dans le cas de systèmes automatisés, les décisions prises lors de la conception vont fortement conditionner les possibilités du futur système ainsi que ses capacités d'adaptation aux changements, donc son degré de flexibilité. Le travail contenu dans ce mémoire s'attache précisément à l'étude de méthodes et d'outils d'aide à la décision pour la conception de systèmes de production. Le lecteur est d'abord introduit au domaine puis aux outils et méthodes utilisés. Le modèle d'atelier qui sert de support à la démarche est alors présenté : il est suivi d'une réflexion sur la construction des campagnes de simulations conduites à partir de ce modèle, réflexion concrétisée par la définition d'un module de génération automatique de plans de simulations associés au modèle d'atelier choisi. L'analyse des données utilisées comme méthode d'acquisition des connaissances sur le comportement des systèmes de production est ensuite envisagée : une méthode d'analyse est proposée et expérimentée. Ce travail a été développé avec le souci constant d'explorer les possibilités de l'analyse de données dans le domaine et d'évaluer ces possibilités sur la base de nombreuses expériences.
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Modeling the lean organization as a complex system / Modélisation de l’organisation lean en tant que système complexeMasai, Pierre 29 September 2017 (has links)
Dans cette thèse, après avoir expliqué l'historique et les concepts principaux de l’organisation lean dans différents contextes, le monde des systèmes complexes est exploré, puis il est montré pourquoi le lean est lui-même un système complexe. Un modèle novateur du lean est proposé sous forme d'ontologie, le Lean Organization Framework (LOF), qui peut être appliqué à toutes les formes d’organisations. Le LOF est testé avec celles qui ont déjà été explorées, proposant ainsi des pistes d’amélioration (lean pour la fabrication, pour l’IT, pour les soins de santé, pour la fonction publique, pour les organisations non gouvernementales, pour les start-ups et pour l’éducation). Il peut également être appliqué à de nouveaux domaines d’activités avec l’aide d’experts dans ces domaines, une approche montrée avec les exemples nouveaux d’une fondation lean et de l’architecture d’entreprise lean (Lean EA) mais aussi en comparant l’organisation lean au système immunitaire, un exemple bien connu de système complexe. Ensuite, un modèle de processus lean est proposé, présentant les propriétés émergentes d’un système complexe, le hoshin kanri (gestion des objectifs de l’organisation), y compris dans sa dimension culturelle. Les résultats de son expérimentation pratique avec l’application eHoshin sont discutés et un premier prototype en open source est présenté, déjà utilisé à ce jour par une centaine d’organisations dans le monde. Une seconde expérimentation plus robuste dans l’industrie (Toyota, dans plusieurs fonctions et entités juridiques) est exposée. Le modèle théorique est enfin amélioré sur base des résultats obtenus. En annexe, les concepts du lean sont expliqués avec leur application à six domaines de connaissance différents et les programmes de simulations sont listés. / In this thesis, after explaining the history and main concepts of the lean organization in various contexts, the world of complex systems is explored, then it is shown why the lean organization is itself a Complex System. A novel model of lean is proposed as an ontology, the Lean Organization Framework (LOF), which can be applied to all forms of organizations. The LOF is tested with those already explored (Lean Manufacturing, Lean IT, Lean Healthcare, Lean Government, Lean NGO, Lean Start-Up, Lean Education) and proposes ways to enhance them. It can also be applied to new domains with the help of subject matter experts, an approach that is checked with the novel cases of a Lean Foundation and Lean Enterprise Architecture (Lean EA), but also with the comparison of the lean organization with the immune system, a well-known Complex System example. Then, a model of lean process presenting the emergent properties of a Complex System is proposed: the hoshin kanri, or management of the organization objectives, including in its cultural dimension. The results of its practical implementation with the eHoshin application are discussed and a first open source prototype already used by around one hundred organizations in the world is explained. A second, more robust implementation in the industry is presented (at Toyota, extended to several departments and legal entities). Finally, the theoretical model is improved based on the experimentation results. In the appendices, the lean concepts are explained together with their application to six domains of knowledge and the simulation programs are listed.
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Spécificités de l'agriculture dans les vallées principales du bassin versant de la Maine / Specific features of agriculture in the largest valleys of the Maine river catchment basin (Western France)Gatien-Tournat, Amandine 16 September 2013 (has links)
La thèse examine les relations entre l'activitéagricole et le milieu qu'elle transforme : l'intérêt estici porté aux vallées. Dans ces espaces spécifiquesen matière de sols, de topographie et de modesd'écoulement, l'activité agricole doit s'adapter,valoriser ou surmonter les spécificités naturelles,tout en répondant à des attentes sociales fortes(qualité de l'eau et des paysages, aménagementdes cours d'eau, biodiversité...). L'espaced’analyse est constitué des trois principales valléesdu bassin de la Maine (Loir, Mayenne et Sarthe).Ces vallées de l'Ouest concentrent des fonctions etusages variés, dont l'agriculture représente l'un desprincipaux éléments structurants.Il est d'abord montré en quoi l'agriculture desvallées considérées est spécifique des points devue environnemental et socio-économique, àl'échelle du bassin versant jusqu'à celle de zonesd'études de quelques communes en vallée, et defaçon diachronique (du XIXe siècle à l'époqueactuelle). Puis, des entretiens auprès d'agriculteursà l'échelle des exploitations agricoles permettentd'accéder à la diversité des prises en compte d'unmême milieu, caractérisé par des contraintesd'hydromorphie dans le fond de vallée et de pentesur les versants. Les usages spécifiques à la valléesont mis en évidence : types de cultures,accessibilité des parcelles, type d'usage dufourrage herbager, etc. Enfin, grâce à huit critèresd'ordres quantitatifs et qualitatifs, tels que ladispersion des parcellaires, les dynamiquesd'usages des terres de vallée ou la relation à l'eau,une typologie d'exploitations est construite sur troisniveaux d'appréciation de la vallée portée par lesagriculteurs. / This PhD thesis analyzes relationships betweenfarming activity and its local environment,precisely in the valleys. In these valleyenvironments that have specific features in termsof soils, topography and water flows modes,farming activities have to adapt, take advantage orcope with the natural features, as well as satisfyresource management requirements (such aswater and landscapes quality, riverbankmanagement, biodiversity...). The case study fieldis made of the three main valleys of a basin inwestern France, Maine river basin (Loir, Mayenneand Sarthe rivers). In these valleys areconcentrated several functions and social uses, inwhich agriculture represents one of the mostdominant elements. First, it is shown thatagriculture is specific in these valleys in terms ofenvironmental conditions and socio-economicalcontext, at different scales (from basin level tostudy areas level composed of a few municipalitiesin valleys), and throughout time (from 19th centuryuntil today). Then, interviews with farmers at thefarming system level give access to the variety ofassessments of a same local environment, namelythe bottom of the valley characterized by wet soilsand sloped sides. Specific land uses in the valleysare revealed from these investigations: kinds ofcrops, plots accessibility, grass forage types, etc.Finally, the selection of eight qualitative andquantitative criteria, such as distribution of plots,land use dynamics or nature of the relationship towater resources in the valley, has allowed us tobuild a typology of three types of farms, based onthe level of appreciation of the valley environmentby farmers.
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Formalisation de la démarche de conception d'un système de production mobile : intégration des concepts de mobilité et de reconfigurabilité / Formalisation of a mobile manufacturing system design approach : integration of mobility and reconfigurability conceptsBenama, Youssef 12 February 2016 (has links)
Dans cette thèse nous analysons dans quelle mesure le concept de mobilité peut être pris en compte dans la démarche d'analyse et de conception de systèmes de production. Notre apport vise à formaliser la démarche d'analyse et de conception de ce dernier, explicitant les décisions à prendre, les informations nécessaires et les critères de décision à mettre en place. Dans cet objectif, deux niveaux d'analyse ont été distingués : un niveau local concernant un site de production et un niveau global comprenant un ensemble de sites.Le premier niveau local considère un seul site de production. A ce niveau nous avons proposé une approche prenant en compte les caractéristiques du site de production. Dans notre contexte, le choix de la localisation géographique de production est imposé par le client. De ce fait, la conception du système de production doit s'adapter à cette contrainte. D'un point de vue conception, quatre questions sont abordées : (1) dans quelle mesure le concept de mobilité peut être intégré dans une démarche de conception de système de production mobile ? (2) quelles caractéristiques de l'environnement de production doivent être prises en compte ? (3) comment déterminer ce qu'il faut produire sur site ou ce qu'il serait opportun d'externaliser ? et (4) compte tenu des informations obtenues quelle est la meilleure configuration du SPM à envisager et selon quels critères de choix ? La réponse à ces questions conduit à la proposition d'une configuration du SPM adaptée pour un seul site de production.Le deuxième niveau global traite la problématique de mobilité successive multi sites. En effet, pour être rentabilisé le système de production doit être mobilisé sur plusieurs sites de production. A chaque changement de site de production, une reconfiguration du système de production s'impose en se basant sur la configuration existante (version i-1). LaThèse de Youssef BENAMAreconfigurabilité concerne d'une part l'architecture interne du système (choix des machines, recrutement de nouvelles équipes locales, etc) et d'autre part l'organisation de la chaîne d'approvisionnement du SPM (faire en interne ou externaliser, fournisseur local, etc.). A ce niveau global d'analyse, nous proposons deux modèles d'analyse : (1) un premier modèle pour l'analyse de la reconfigurabilité interne. Ce modèle d'analyse permet d'adapter le nombre de lignes de production et le nombre d'équipes en fonction d'un scénario de demande (localisations géographiques, capacité nécessaire par site). L'originalité de notre proposition consiste d'une part en l'évaluation des coûts de reconfiguration nécessaires et d'autre part l'appréciation du niveau d'adéquation de la configuration proposée avec le contexte du site de production via l'utilisation de l'indicateur de mobilité. (2) Le deuxième modèle d'analyse concerne la reconfigurabilité de la chaîne d'approvisionnement amont du SPM. Il consiste en une adaptation du modèle d'aide à la décision "faire ou faire faire" par l'intégration d'un côté de l'importance du site de production et d'un autre côté des spécificités de chaque site de production.La démarche d'analyse proposée est illustrée sur le cas industriel concernant la conception d'une usine mobile pour la fabrication et l'installation sur site de composants de centrales solaires thermodynamiques. / In this thesis we analyse how the concept of mobility can be taken into account in the analysis and design of production systems. Our contribution aims to formalize the analysis and design process, explaining the decisions, the necessary information and decision criteria to be taken into account. For this purpose, two levels of analysis were distinguished: a local level concerning one production site and a global level including a set of sites.The first level considers one production site. At this level we have proposed an approach that takes into account the characteristics of the production site. In our context, the choice of the geographical location of production is imposed by the final client. Therefore, the design of the production system should be adapted to this constraint. From a design perspective, four questions are addressed: (1) To what extent the concept of mobility can be integrated into a mobile production system design approach? (2) What characteristics of the production environment must be taken into account? (3) How to determine what to produce on site or that it would be appropriate to outsource? And (4) taking into account all obtained information what is the best configuration of the mobile production system to consider and according towhich criteria? The answer to these questions led to the proposal of a configuration of SPM suitable for a single production site.The second Level of analysis addresses the problem of global mobility. In order to be profitable, the production system must be used on several production locations. every change of production location led to a need of reconfiguration of the Production System. Reconfigurability Concerns the internal architecture of the system (machine selection, recruitment News local teams, etc.) as well as the organization of the SPM supply chain. Fot this global level, we propose two analytical models: (1) the first model for the analysis of internal reconfigurability. This analysis model is used to adapt the number of production lines and the number of teams according to a production scenario (Geographical locations, necessary capacity per site). The originality of our proposal consists on the assessment of costs to support reconfiguration and the appreciation the convenience level with the context of the production site by using the mobility indicator. (2) Second model to analyse Concerns reconfigurability of the upstream supply chain of PMS. It Consists in June adaptation of the model using the decision "to do ou do" by integrating A side of the importance of the production site and another side Specifics Each of the production site.The proposed approach is illustrated on an industrial case concerning the design of a mobile manufacturing plant used to produce in-site and Install components of solar plant
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Contribution à l'évaluation de la reconfigurabilité et réorganisabilité d'un micro système de production : application à une micro-usine d'assemblage.Descourvières, Eric 07 October 2010 (has links) (PDF)
Les travaux de thèse s‟inscrivent dans le cadre de la conception des systèmes de production/assemblage pour les produits de taille micrométrique, appelés micro-produits. Il s‟agit de produits constitués de composants de taille submillimétrique, si bien qu‟il est difficile, voire impossible, de les observer à l‟oeil nu et encore de les manipuler précisément soit directement avec les doigts, soit avec un outillage manuel. FEMTO-ST, dans son équipe SAMMI - Systèmes Automatisés de Micromanipulation et de Micro assemblage - propose des solutions robotisées pour la manipulation et l‟assemblage de ces microproduits. Ces microrobots sont conçus et réalisés pour tenir compte des forces en présence à cette échelle et les exploiter au mieux pour une manipulation dextre et précise. L‟intégration de ces microrobots pour concevoir des systèmes de production - nous traitons ici le problème du micro-assemblage - a fait émerger le concept de micro-usine. Au niveau international, nous avons pris un positionnement original en proposant une modularité non seulement au niveau des cellules de production mais également à l‟intérieur de ces cellules. Cette modularité porte à la fois sur les structures physiques mais également sur les systèmes de commande et de supervision. Dans ce manuscrit, nous proposons d‟étudier la pertinence de cette décomposition modulaire en fonction des conditions de production. Notamment, nous nous placerons dans le contexte de production changeante nécessitant réorganisation et/ou reconfiguration du système de production. Trois parties composent le travail de thèse. Nous avons établi une structure de micro-usine et une stratégie de commande dont nous avons identifié les propriétés. Nous avons ensuite formalisé une architecture des données. Enfin, l‟étude du comportement a été obtenue par simulation d‟un modèle réalisé par réseau de Petri stochastique et T-temporisé. L‟évolution stochastique se justifie par l‟incertitude inhérente au micromonde, celle-ci est d‟autant moins importante que s‟accroit la connaissance et le savoir-faire dans une situation donnée. La temporisation permet de prendre en considération les durées relatives des reconfigurations ou réorganisations qui évoluent au gré des expérimentations. Dans le cadre d‟une conception orientée objet, les modélisations sont établies au moyen du langage de modélisation graphique UML qui autorise une analyse syntaxique. Concernant les études menées avec le modèle mathématique discret de réseau de Pétri, l‟outil de simulation utilisé est PACE - IBE Simulation Engineering Gmbh -. Ce logiciel permet une programmation conditionnant les transitions grâce au langage de programmation orienté objet, SMALLTALK, pour temporiser et rendre stochastique l‟exécution du modèle. PACE comporte par ailleurs une interface graphique utilisateur souple et lisible. Les résultats de simulation sont ensuite analysés et mis en forme avec MATLAB. Ces résultats nous ont montré la pertinence de l‟approche modulaire et du choix de décomposition mis en place pour assurer de bonnes performances à une cellule de micro-assemblage.
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