Les systèmes de production manufacturiers sont une classe des systèmes à événements discrets. Leur taille nécessite de distribuer le logiciel de contrôle sur une architecture industrielle de plusieurs ordinateurs reliés en réseau. Dans ce contexte, il devient essentiel d'être capable d'évaluer l'impact d'une architecture réseau spécifique sur les services des systèmes manufacturiers en termes de la performance et la qualité. Les performances du réseau sous-jacent peuvent notamment nuire à la productivité du système. Dans la méthodologie traditionnelle proposée dans la littérature, cet aspect n'est pas pris en compte au niveau conception. Cependant, la modélisation de tels systèmes est importante pour vérifier certaines propriétés. Dans cette thèse, nous proposons une approche de modélisation par composants à l’aide des réseaux de Petri haut niveau pour la modélisation de certains protocoles de réseaux afin d'évaluer les systèmes manufacturiers comme étant des systèmes distribués. La sélection des réseaux de Petri est justifiée par leur pouvoir d'expression en ce qui concerne la modélisation des systèmes distribués et concurrents. L’approche par composants permet de diminuer la complexité de la modélisation et encourage la généricité, la modularité et la réutilisabilité des composants prêt-à-utiliser. Cela permet de construire facilement de nouveaux modèles et de réduire les coûts de développement de systèmes. En outre, cela peut aider à une meilleure gestion des services et des protocoles et à changer facilement/modifier un élément du système. Notre modélisation permet enfin d'évaluer ces systèmes par le biais de simulations centralisées / Manufacturing systems belong to the class of distributed discrete event systems. Their size requires distributing the software to control them on architecture of several industrial computers connected by networks. In this context, it becomes crucial to be able to evaluate the impact of a specific architecture on the manufacturing systems services both in terms of performance and quality. The performance of the underlying network can notably affect the productivity of the system. In traditional methodology proposed in literature, this aspect is not taken into account in the design stage. Thus, modeling such systems is important to verify some properties at that stage. In this thesis, we propose a component-based modeling approach with High Level Petri nets based method for modeling some network protocols in order to evaluate the manufacturing systems as being distributed systems. The selection of Petri nets is justified by their expression power with regard to the modeling of distributed and concurrent systems. Component-based approach can decrease modeling complexity and encourages genericity, modularity and reusability of ready-to-use components. This allows building new models easily and reducing the systems development cost. Moreover, this can help in better managing services and protocols and to easily change/modify a system element. Finally, this modeling enables us to evaluate discrete event systems by means of centralized simulations

Cette étude analyse les systèmes de production mis en oeuvre par les agriculteurs dans les municipalités de Porto Xavier et Roque Gonzalez - RS, où l´on cultive la canne à sucre pour la production d'éthanol. Il s'agit d'une expérience innovatrice dans le cadre de l´agriculture familiale de la région et on a cherché à identifier les transformations qui en résultent à travers la caractérisation des systèmes de production mis en oeuvre et la vérification des possibilités de reproduction socio-économique de ces agriculteurs. Pour ce faire, on a utilisé l'approche systémique de la théorie des systèmes agraires. L'univers de cette étude a contemplé l'ensemble des producteurs de canne-à-sucre associés à la Coopercana qui a son siège à Porto Xavier et réunit 280 producteurs environ. Grâce à l'approche méthodologique préconisée, on a pu réalisé la caractérisation et la tipification des systèmes de production mis en oeuvre par ces producteurs. On a identifié cinq systèmes de production. Pour une analyse détaillée et l'évaluation des systèmes de production on a appliqué la méthodologie de l'étude de cas à cinq unités de production agricole (UPA) représentatifs des systèmes de production décrits. L'étude a révélé que la culture de la canne à sucre pour la production d'ethanol par les agriculteurs a augmenté son potentiel de reproduction socio-économique. Toutefois, le système de culture adopté montre, dans quatre des cinq unités , un degré élevé de sous-traitance dans la realisations des activités agricoles dans la culture de la canne à sucre pour l'éthanol. L'étude a également révélé que, en plus de la canne à sucre, la mise en place d'un système d'élevage plein et de baisse technologie joue un rôle important dans les cinq cas. Une autre activité importante, dans quatre unités étudiées, est la production élevée pour la consommation domestique. Les revenus provenant des activités non-agricoles et realisées en dehors de l'unité sont présents dans quatre unités étudiées, et dans l'une des unités ils représentent 95% du revenu total de l'UPA. On a vérifié le vieillissement et la réduction du nombre de personnes résidant dans les UPA de la même façon qu'un nombre élevé de retraités, mais qui continuent à développer des activités productives dans leurs unités. On peut donc conclure que les UPA étudiés adoptent des stratégies de reproduction socio-économiques qui épargnent de la maind ´oeuvre (degré élevé de sous-traitance pour la culture de la canne et élevage de bétails), des activités de production pour auto-consommation et des activités non-agricoles. / Neste estudo foram analisados os sistemas de produção implementados por agricultores familiares dos municípios de Porto Xavier e Roque Gonzales – RS, que cultivam cana-de-açúcar destinada à produção de etanol pela usina da Coopercana, localizada no município de Porto Xavier. Trata-se de uma experiência inovadora no ambiente da agricultura familiar da região e desta forma buscou-se identificar as transformações daí decorrentes através da caracterização dos sistemas de produção implementados e a verificação das possibilidades de reprodução socioeconômica destes agricultores. Para sua realização utilizou-se a abordagem sistêmica, através da Teoria dos Sistemas Agrários. O universo pesquisado foi o conjunto dos produtores de cana-de-açúcar vinculados a Coopercana, aproximadamente 280 produtores, com sede em Porto Xavier. Através do procedimento metodológico preconizado, procedeu-se a caracterização e tipificação dos sistemas de produção implementados por estes produtores. Foram identificados cinco sistemas de produção. Para análise e avaliação detalhada destes sistemas de produção utilizou-se a metodologia do estudo de caso através da escolha de cinco unidades de produção agrícola (UPAs) representativas dos sistemas de produção descritos. O estudo constatou que o cultivo de cana-de-açúcar para produção de etanol pelos agricultores familiares dos dois municípios agregou possibilidades a sua reprodução socioeconômica. Entretanto, o sistema de cultivo adotado em quatro das cinco UPAs, apresenta um alto grau de terceirização na realização das operações agrícolas na cultura da cana-de-açúcar para etanol. O estudo revelou ainda que, além da cana, a criação de gado de corte num sistema de criação completo e de baixa tecnologia tem importante participação nos cinco casos estudados. Outra atividade importante, elevada em quatro das unidades estudadas, é a produção para o autoconsumo. As rendas oriundas de atividades não-agrícolas, realizadas fora da unidade, foram verificadas em quatro unidades estudadas, sendo que em uma delas representam 95 % da renda total. Registrou-se o envelhecimento e a redução do número de pessoas residindo nas UPAs, da mesma forma que um número elevado de aposentados que, entretanto continuam desenvolvendo atividades produtivas nas suas unidades. Pode-se então concluir que as UPAs estudadas baseiam suas estratégias de reprodução socioeconômica em atividades agropecuárias poupadoras de mão de obra (cultivo de cana com alto grau de terceirização e criação de gado de corte), na produção para o autoconsumo e em atividades não-agrícolas.

Au cours des dernières décennies, la complexité croissante des systèmes de production et de leur commande a rendu crucial le besoin d’utiliser les méthodes formelles pour faire face aux problèmes relatifs au contrôle, à la fiabilité, au diagnostic des fautes et à l’utilisation optimale des ressources dans les installations de production. Cela concerne en particulier les systèmes automatisés de production (SAP), caractérisés par des cycles technologiques complexes qui doivent s’adapter à des conditions changeantes. Les SAP modernes sont des sous-systèmes interconnectés tels que des machines à commande numérique, des stations d'assemblage , des véhicules guidés automatisés (AGV), des cellules robotisées, des convoyeurs et des systèmes de contrôle par ordinateur. Les fabricants utilisent des machines automatisées et des contrôleurs pour assurer des produits de qualité plus rapidement et plus efficacement. Aussi, ces systèmes automatisés peuvent fournir des informations essentielles pour aider les gestionnaires à prendre les bonnes décisions. Cependant, en raison de la grande flexibilité des SAP, des défaillances telles qu’un mauvais assemblage ou le dépôt d’une pièce dans un tampon inapproprié peuvent se produire lors du fonctionnement du système. De tels dysfonctionnements diminuent la productivité du système générant ainsi des pertes économiques et des effets perturbateurs sur le système. En conséquence, le problème de l’optimisation des performances des SAP est impératif.Cette thèse se focalise sur l’évaluation et l’optimisation des performances des systèmes de production automatisés via le modèle des réseaux de Pétri temporisés. / In the last decades, there has been a constant increase in the awareness of company management about the importance of formal techniques in industrial settings to address problems related to monitoring and reliability, fault diagnosis, and optimal use of resources, during the management of plants. Of particular relevance in this setting are the so-called Automated Manufacturing Systems (AMSs), which are characterized by complex technological cycles that must adapt to changing demands. Modern AMSs are interconnected subsystems such as numerically controlled machines, assembly stations, automated guided vehicles, robots, conveyors and computer control systems. Manufacturers are using automated machines and controls to produce quality products faster and more efficiently. Meanwhile, these automated systems can provide critical information to help managers make good business decisions. However, due to the high flexibility of AMSs, failures such as a wrong assembly or a part put in a wrong buffer may happen during the operation of the system. Such failures may decrease the productivity of the system which has an economical consequence and can cause a series of disturbing issues. As a result, the performance optimization in AMSs are imperative. This thesis focuses on the performance evaluation and performance optimization of automated manufacturing systems using timed Petri nets models.

Cette étude analyse les systèmes de production mis en oeuvre par les agriculteurs dans les municipalités de Porto Xavier et Roque Gonzalez - RS, où l´on cultive la canne à sucre pour la production d'éthanol. Il s'agit d'une expérience innovatrice dans le cadre de l´agriculture familiale de la région et on a cherché à identifier les transformations qui en résultent à travers la caractérisation des systèmes de production mis en oeuvre et la vérification des possibilités de reproduction socio-économique de ces agriculteurs. Pour ce faire, on a utilisé l'approche systémique de la théorie des systèmes agraires. L'univers de cette étude a contemplé l'ensemble des producteurs de canne-à-sucre associés à la Coopercana qui a son siège à Porto Xavier et réunit 280 producteurs environ. Grâce à l'approche méthodologique préconisée, on a pu réalisé la caractérisation et la tipification des systèmes de production mis en oeuvre par ces producteurs. On a identifié cinq systèmes de production. Pour une analyse détaillée et l'évaluation des systèmes de production on a appliqué la méthodologie de l'étude de cas à cinq unités de production agricole (UPA) représentatifs des systèmes de production décrits. L'étude a révélé que la culture de la canne à sucre pour la production d'ethanol par les agriculteurs a augmenté son potentiel de reproduction socio-économique. Toutefois, le système de culture adopté montre, dans quatre des cinq unités , un degré élevé de sous-traitance dans la realisations des activités agricoles dans la culture de la canne à sucre pour l'éthanol. L'étude a également révélé que, en plus de la canne à sucre, la mise en place d'un système d'élevage plein et de baisse technologie joue un rôle important dans les cinq cas. Une autre activité importante, dans quatre unités étudiées, est la production élevée pour la consommation domestique. Les revenus provenant des activités non-agricoles et realisées en dehors de l'unité sont présents dans quatre unités étudiées, et dans l'une des unités ils représentent 95% du revenu total de l'UPA. On a vérifié le vieillissement et la réduction du nombre de personnes résidant dans les UPA de la même façon qu'un nombre élevé de retraités, mais qui continuent à développer des activités productives dans leurs unités. On peut donc conclure que les UPA étudiés adoptent des stratégies de reproduction socio-économiques qui épargnent de la maind ´oeuvre (degré élevé de sous-traitance pour la culture de la canne et élevage de bétails), des activités de production pour auto-consommation et des activités non-agricoles. / Neste estudo foram analisados os sistemas de produção implementados por agricultores familiares dos municípios de Porto Xavier e Roque Gonzales – RS, que cultivam cana-de-açúcar destinada à produção de etanol pela usina da Coopercana, localizada no município de Porto Xavier. Trata-se de uma experiência inovadora no ambiente da agricultura familiar da região e desta forma buscou-se identificar as transformações daí decorrentes através da caracterização dos sistemas de produção implementados e a verificação das possibilidades de reprodução socioeconômica destes agricultores. Para sua realização utilizou-se a abordagem sistêmica, através da Teoria dos Sistemas Agrários. O universo pesquisado foi o conjunto dos produtores de cana-de-açúcar vinculados a Coopercana, aproximadamente 280 produtores, com sede em Porto Xavier. Através do procedimento metodológico preconizado, procedeu-se a caracterização e tipificação dos sistemas de produção implementados por estes produtores. Foram identificados cinco sistemas de produção. Para análise e avaliação detalhada destes sistemas de produção utilizou-se a metodologia do estudo de caso através da escolha de cinco unidades de produção agrícola (UPAs) representativas dos sistemas de produção descritos. O estudo constatou que o cultivo de cana-de-açúcar para produção de etanol pelos agricultores familiares dos dois municípios agregou possibilidades a sua reprodução socioeconômica. Entretanto, o sistema de cultivo adotado em quatro das cinco UPAs, apresenta um alto grau de terceirização na realização das operações agrícolas na cultura da cana-de-açúcar para etanol. O estudo revelou ainda que, além da cana, a criação de gado de corte num sistema de criação completo e de baixa tecnologia tem importante participação nos cinco casos estudados. Outra atividade importante, elevada em quatro das unidades estudadas, é a produção para o autoconsumo. As rendas oriundas de atividades não-agrícolas, realizadas fora da unidade, foram verificadas em quatro unidades estudadas, sendo que em uma delas representam 95 % da renda total. Registrou-se o envelhecimento e a redução do número de pessoas residindo nas UPAs, da mesma forma que um número elevado de aposentados que, entretanto continuam desenvolvendo atividades produtivas nas suas unidades. Pode-se então concluir que as UPAs estudadas baseiam suas estratégias de reprodução socioeconômica em atividades agropecuárias poupadoras de mão de obra (cultivo de cana com alto grau de terceirização e criação de gado de corte), na produção para o autoconsumo e em atividades não-agrícolas.

Cette étude analyse les systèmes de production mis en oeuvre par les agriculteurs dans les municipalités de Porto Xavier et Roque Gonzalez - RS, où l´on cultive la canne à sucre pour la production d'éthanol. Il s'agit d'une expérience innovatrice dans le cadre de l´agriculture familiale de la région et on a cherché à identifier les transformations qui en résultent à travers la caractérisation des systèmes de production mis en oeuvre et la vérification des possibilités de reproduction socio-économique de ces agriculteurs. Pour ce faire, on a utilisé l'approche systémique de la théorie des systèmes agraires. L'univers de cette étude a contemplé l'ensemble des producteurs de canne-à-sucre associés à la Coopercana qui a son siège à Porto Xavier et réunit 280 producteurs environ. Grâce à l'approche méthodologique préconisée, on a pu réalisé la caractérisation et la tipification des systèmes de production mis en oeuvre par ces producteurs. On a identifié cinq systèmes de production. Pour une analyse détaillée et l'évaluation des systèmes de production on a appliqué la méthodologie de l'étude de cas à cinq unités de production agricole (UPA) représentatifs des systèmes de production décrits. L'étude a révélé que la culture de la canne à sucre pour la production d'ethanol par les agriculteurs a augmenté son potentiel de reproduction socio-économique. Toutefois, le système de culture adopté montre, dans quatre des cinq unités , un degré élevé de sous-traitance dans la realisations des activités agricoles dans la culture de la canne à sucre pour l'éthanol. L'étude a également révélé que, en plus de la canne à sucre, la mise en place d'un système d'élevage plein et de baisse technologie joue un rôle important dans les cinq cas. Une autre activité importante, dans quatre unités étudiées, est la production élevée pour la consommation domestique. Les revenus provenant des activités non-agricoles et realisées en dehors de l'unité sont présents dans quatre unités étudiées, et dans l'une des unités ils représentent 95% du revenu total de l'UPA. On a vérifié le vieillissement et la réduction du nombre de personnes résidant dans les UPA de la même façon qu'un nombre élevé de retraités, mais qui continuent à développer des activités productives dans leurs unités. On peut donc conclure que les UPA étudiés adoptent des stratégies de reproduction socio-économiques qui épargnent de la maind ´oeuvre (degré élevé de sous-traitance pour la culture de la canne et élevage de bétails), des activités de production pour auto-consommation et des activités non-agricoles. / Neste estudo foram analisados os sistemas de produção implementados por agricultores familiares dos municípios de Porto Xavier e Roque Gonzales – RS, que cultivam cana-de-açúcar destinada à produção de etanol pela usina da Coopercana, localizada no município de Porto Xavier. Trata-se de uma experiência inovadora no ambiente da agricultura familiar da região e desta forma buscou-se identificar as transformações daí decorrentes através da caracterização dos sistemas de produção implementados e a verificação das possibilidades de reprodução socioeconômica destes agricultores. Para sua realização utilizou-se a abordagem sistêmica, através da Teoria dos Sistemas Agrários. O universo pesquisado foi o conjunto dos produtores de cana-de-açúcar vinculados a Coopercana, aproximadamente 280 produtores, com sede em Porto Xavier. Através do procedimento metodológico preconizado, procedeu-se a caracterização e tipificação dos sistemas de produção implementados por estes produtores. Foram identificados cinco sistemas de produção. Para análise e avaliação detalhada destes sistemas de produção utilizou-se a metodologia do estudo de caso através da escolha de cinco unidades de produção agrícola (UPAs) representativas dos sistemas de produção descritos. O estudo constatou que o cultivo de cana-de-açúcar para produção de etanol pelos agricultores familiares dos dois municípios agregou possibilidades a sua reprodução socioeconômica. Entretanto, o sistema de cultivo adotado em quatro das cinco UPAs, apresenta um alto grau de terceirização na realização das operações agrícolas na cultura da cana-de-açúcar para etanol. O estudo revelou ainda que, além da cana, a criação de gado de corte num sistema de criação completo e de baixa tecnologia tem importante participação nos cinco casos estudados. Outra atividade importante, elevada em quatro das unidades estudadas, é a produção para o autoconsumo. As rendas oriundas de atividades não-agrícolas, realizadas fora da unidade, foram verificadas em quatro unidades estudadas, sendo que em uma delas representam 95 % da renda total. Registrou-se o envelhecimento e a redução do número de pessoas residindo nas UPAs, da mesma forma que um número elevado de aposentados que, entretanto continuam desenvolvendo atividades produtivas nas suas unidades. Pode-se então concluir que as UPAs estudadas baseiam suas estratégias de reprodução socioeconômica em atividades agropecuárias poupadoras de mão de obra (cultivo de cana com alto grau de terceirização e criação de gado de corte), na produção para o autoconsumo e em atividades não-agrícolas.

Les accords mondiaux parrainés par l’ONU pour le développement durable et la réduction des émissions de gaz d'effet de serre, proposent la réduction de la déforestation et l'augmentation de la productivité des zones occupées par les systèmes de production agropastoraux. En Amazonie brésilienne, la déforestation couvre une zone de 760,305.5 km2 en 2014. Les différents usages de la zone déforestée ont des impacts environnementaux et des rendements financiers et sociaux spécifiques. Connaître l'occupation et l'usage des terres ainsi que les systèmes de production prédominants dans cet espace est une condition de base de la planification des actions dédiées au développement durable. Cette étude propose des méthodologies destinées à la cartographie détaillée de l'occupation et de l'usage des terres (LULC), et à l'identification de la régionalisation des systèmes de production agropastoraux. La cartographie LULC de l'Amazonie brésilienne a confirmé les résultats des études antérieures montrant que la plupart des surfaces déboisées sont utilisées principalement pour l'élevage (environ 60%), qu’environ 20% sont couvertes par une végétation secondaire et 5% par l’agriculture annuelle de large échelle. La régionalisation des systèmes de production agropastoraux a été réalisée en deux étapes. La première étape a été effectuée au niveau des divisions administratives municipales, en utilisant des données spatialement explicites de LULC et de déforestation, analysées conjointement avec des données socio-économiques spatialisées au niveau municipal. Les résultats de cette première étape de traitement ont permis d'identifier cinq systèmes de production agropastoraux à l'échelle de l'Etat. La configuration territoriale a ainsi montré que chaque système de production crée différents types de paysages. La deuxième étape a été menée sur des cellules de 10x10 km avec des données spatialement explicites de LULC, de déforestation et une matrice de distance aux infrastructures, et en utilisant des métriques paysagères. Il est alors possible de classer le système de production prédominant dans chaque cellule, et d'identifier l'effet de chaque système de production sur le paysage. Neuf systèmes de production agropastoraux ont été mis en évidence : deux dans les forêts (domaine forestier, phase initiale), trois dans l'agriculture (agriculture stricte, agriculture dominante et aires de coexistence) et quatre dans l'élevage (élevage intensifié pour la viande, élevage non intensifié pour la viande, élevage intensifié pour la viande et le lait et élevage non intensifié pour la viande et le lait). Les méthodologies qui résultent de cette thèse permettront la création d'un système opérationnel de surveillance continu et à faible coût de LULC et des systèmes de production agropastoraux dans les territoires déboisés. Grâce à ce système de surveillance, il sera possible de suivre les impacts des politiques publiques qui visent à un développement durable de la région / Recent global agreements sponsored by UN to sustainable development and reduction of greenhouse gases emission, undergo by the reduction of deforestation and an increase of productivity of the areas occupied by agricultural production systems. In 2014 the Brazilian Amazon deforestation reached 760.305,5 km2. This area has different land uses with different financial and social returns and different environmental impacts. To know the land use and land cover (LULC) and the predominant production systems in this deforested area is a basic condition for planning actions and public policies for sustainable development. This study developed methodologies for detailed LULC mapping, and to regionalization of agricultural production systems. The mapping of LULC of Brazilian Amazon confirmed previous studies, showing that most of the deforested area is used for livestock activity (about 60%), followed by secondary vegetation (about 20%) and annual crops (about 5%). Regionalization of agricultural production systems was carried out in two stages. The first one was carried out at local administrative boundary, using spatially explicit data of LULC and deforestation, analyzed in conjunction with municipal socioeconomic data spatialized at local level. Based on these results we identified, among five agricultural production systems at the state level. The dimension of territorial configuration showed that each agricultural production system form different types of landscapes. The second stage was conduced with cells of 10 X 10 Km, with LULC spatially explicit data, deforestation and a matrix of distance to infrastructure elements, and using landscape metrics. Was possible to classify the predominant agricultural production system in each cell, and identify the effect of these systems on the landscape. Nine agricultural production systems were found: two in forest domains (Forest Domain, Initial Front), three in agriculture domain (Strict Agriculture, Dominant Agriculture and Coexistence Area) and four in livestock domain (Intensified Beef, Not Intensified Beef, Intensified Beef-Milk and Not Intensified Beef-Milk). The methodologies resulted from this thesis will enable the creation of an operational monitoring system of LULC, continuous and at low cost, and also of the prevailing agricultural production system in each of the deforested territory. With this monitoring system, it will be possible to follow up the effect of public policies in the region, looking for sustainable development.

Pour rester performants et compétitifs, les systèmes de production doivent être capables de s’adapter pour faire face aux changements tels que l’évolution de la demande des clients. Il leur est essentiel de pouvoir déterminer quand et comment s’adapter (capacités, etc.). Malheureusement, de tels problèmes sont connus pour être difficiles. Les systèmes de production étant complexes, dynamiques et spécifiques, leurs gestionnaires n’ont pas toujours l’expertise nécessaire ni les prévisions suffisantes concernant l’évolution de leur système. Cette thèse vise à étudier la contribution que peut apporter l’apprentissage automatique à l’auto-adaptation des systèmes de production. Dans un premier temps, nous étudions la façon dont la littérature aborde ce domaine et en proposons un cadre conceptuel dans le but de faciliter l’analyse et la formalisation des problèmes associés. Ensuite, nous étudions une stratégie d’apprentissage à partir de modèles qui ne nécessite pas d’ensemble d’apprentissage. Nous nous intéressons plus précisément à une nouvelle approche basée sur la programmation génétique linéaire visant à extraire des connaissances itérativement à partir d’un modèle de simulation pour déterminer quand et quoi faire évoluer. Notre approche est implémentée à l’aide d’Arena et μGP. Nous l’appliquons à différents exemples qui concernent l’ajout/retrait de cartes dans un système à flux tiré, le déménagement de machines ou encore le changement de politique de réapprovisionnement. Les connaissances qui en sont extraites s’avèrent pertinentes et permettent de déterminer en continu comment chaque système peut s’adapter à des évolutions. De ce fait, elles peuvent contribuer à doter un système d’une forme d’intelligence. Exprimées sous forme d’un arbre de décision, elles sont par ailleurs facilement communicables à un gestionnaire de production. Les résultats obtenus montrent ainsi l’intérêt de notre approche tout en ouvrant de nombreuses voies de recherche. / Manufacturing systems must be able to continuously adapt their characteristics to cope with the different changes that occur along their life, in order to remain efficient and competitive. These changes can take the form of the evolution of customers demand for instance. It is essential for these systems to determine when and how to adapt (e.g., through changes in capacities). Unfortunately, such issues are known to be difficult. As manufacturing systems are complex, dynamic and specific in nature, their managers do not always have all the necessary expertise nor accurate enough forecasts on the evolution of their system. This thesis aims at studying the possible contributions of machine learning to the self-adaptation of manufacturing systems. We first study how the literature deals with self-adaptation and we propose a conceptual framework to facilitate the analysis and the formalization of the associated problems. Then, we study a learning strategy relying on models, which presents the advantage of not requiring any training set. We focus more precisely on a new approach based on linear genetic programming that iteratively extracts knowledge from a simulation model. Our approach is implemented using Arena and μGP. We show its benefits by applying it to increase/decrease the number of cards in a pull control system, to move machines or to change the inventory replenishment policy. The extracted knowledge is found to be relevant for continuously determining how each system can adapt to evolutions. It can therefore contribute to provide these systems with some intelligent capabilities. Moreover, this knowledge is expressed in the simple and understandable form of a decision tree, so that it can also be easily communicated to production managers in view of their everyday use. Our results thus show the interest of our approach while opening many research directions.

Dans les systèmes manufacturiers de plus en plus complexes, les variations du processus de fabrication et de ses paramètres opératoires ainsi que leurs effets sur l’ensemble du système doivent être maîtrisés, mesurés et contrôlés. Cette thèse propose un cadre d’optimisation pour l’élaboration d’un plan d’inspection optimal qui permet une prise de décision opérationnelle afin d’assurer la satisfaction des objectifs stratégiques (réduction des coûts, amélioration de la qualité, augmentation de la productivité, …). La prise de décision se divise en trois questions : Quoi contrôler ? Comment contrôler ? Quand contrôler ? Le manque d'informations fiables sur les processus de production et plusieurs facteurs environnementaux est devenu un problème important qui impose la prise en compte de certaines incertitudes lors de la planification des inspections. Cette thèse propose plusieurs formulations du problème d’optimisation de la planification du processus d'inspection, dans lesquelles, les paramètres sont incertains et les machines de production sont sujettes aux défaillances. Ce problème est formulé par des modèles de programmation mathématique avec les objectifs : minimiser le coût total de fabrication, maximiser la satisfaction du client, et minimiser le temps de la production totale. En outre, les méthodes Taguchi et Monte Carlo sont appliquées pour faire face aux incertitudes. En raison de la complexité des modèles proposés, les algorithmes de méta-heuristiques sont utilisés pour trouver les solutions optimales. / Quality inspection in multistage production systems (MPSs) has become an issue and this is because the MPS presents various possibilities for inspection. The problem of finding the best inspection plan is an “inspection planning problem”. The main simultaneous decisions in an inspection planning problem in a MPS are: 1) which quality characteristics need to be inspected, 2) what type of inspection should be performed for the selected quality characteristics, 3) where these inspections should be performed, and 4) how the inspections should be performed. In addition, lack of information about production processes and several environmental factors has become an important issue that imposes a degree of uncertainty to the inspection planning problem. This research provides an optimization framework to plan an inspection process in a MPS, wherein, input parameters are uncertain and inspection tools and production machines are subject to breakdown. This problem is formulated through several mixed-integer mathematical programming models with the objectives of minimizing total manufacturing cost, maximizing customer satisfaction, and minimizing total production time. Furthermore, Taguchi and Monte Carlo methods are applied to cope with the uncertainties. Due to the complexity of the proposed models, meta-heuristic algorithms are employed to find optimal or near-optimal solutions. Finally, this research implements the findings and methods of the inspection planning problem in another application as hub location problem. General and detail concluding remarks are provided for both inspection and hub location problems.

Cette thèse porte sur l’étude des impacts environnementaux de systèmes de production de bovins. Le premier objectif était d’analyser et de comparer les impacts environnementaux de systèmes de production de viande et de lait par analyse de cycle de vie (ACV) attributionnelle. Les effets de pratiques d’atténuation de ces impacts ont été évalués pour les systèmes de production de viande. Le second objectif était un développement méthodologique afin d’explorer les conséquences possibles d’une préférence accrue pour un lait produit à base d’herbe, par ACV conséquentielle. Dans un système de production de viande par le troupeau allaitant, le méthane entérique a été le principal contributeur à l’impact changement climatique, et la production de l’herbe a été la principale contributrice aux autres impacts (demande énergétique cumulée, eutrophisation, acidification, occupation du sol). L’atelier naisseur (vaches allaitantes et leurs veaux, génisses) a contribué de manière majeure aux impacts du système allaitant dans son ensemble. La pratique d’atténuation la plus efficace pour le système a été la diminution de l’âge au vêlage de 3 à 2 ans. L’utilisation de lipides riches en acides gras oméga-3 dans le régime a très peu affecté les impacts du système. L’application simultanée de plusieurs pratiques d’atténuation compatibles entre elles réduit sensiblement les impacts. L’application de pratiques telles que la réduction du gaspillage d’herbe, l’engraissement des génisses non utilisées pour le renouvellement et la diminution de l’âge au vêlage réduisent l’occupation du sol. Un usage alternatif des terres libérées tel que la plantation de forêt pour séquestrer du carbone dans la biomasse semble prometteur. L’étude de systèmes de production de lait a été centrée sur les comparaisons de systèmes à base d’herbe ou d’ensilage de maïs, d’une race spécialisée (Holstein) ou mixte (Normande) et sur l’effet du niveau de production laitière par ACV attributionnelle. Quelle que soit la méthode d’attribution des impacts aux co-produits, les impacts par kg de lait ont été plus faibles pour les systèmes à base d’ensilage de maïs et pour les Holstein, sauf pour l’eutrophisation. L’accroissement de la production de lait par vache grâce à une consommation d’énergie accrue et au vêlage à 2 ans a permis de réduire les impacts du lait et de son co-produit viande. Les conséquences de la conversion d’une exploitation laitière utilisant beaucoup de maïs ensilage vers une exploitation utilisant de l’herbe comme unique source de fourrage pour répondre à une demande de lait produit à base d’herbe en France ont été évaluées par ACV conséquentielle. Cette conversion entraîne des changements notables de l’utilisation des sols en dehors de l’exploitation, et donc un fort accroissement des impacts du système dans son ensemble et du lait produit. / This thesis addresses the environmental impacts of cattle production systems. The first objective of this thesis was to analyse and compare the environmental impacts of suckler-beef and dairy production systems using attributional life cycle assessment (ALCA). Subsequently, the effects of mitigation practices for suckler-beef production systems were assessed. The second objective addressed methodology development by exploring possible consequences due to an increase in preference for grass-based milk using consequential LCA (CLCA).For a suckler-beef production system, enteric methane fermentation was the main contributor to the climate change impact, and grassland production contributed most to other impacts (cumulative energy demand, eutrophication, acidification and land occupation). The suckler cow-calf herd substantially contributed to the impacts of the suckler-beef system. The most effective mitigation practice for the suckler-beef production system was decreasing calving age from 3 to 2 years. The use of lipids rich in omega-3 fatty acids in ruminant diets did not substantially affect the impacts of the suckler-beef production system. Simultaneous application of several compatible practices can substantially mitigate the impacts of the suckler-beef production system. The application of certain practices (e.g. reducing ungrazed grass losses, fattening heifers not used for replacement and reducing calving age) reduced land occupation. Alternative uses for the “released land”, e.g. the introduction of forest to sequester C into biomass, seems promising. For dairy production systems, the assessment focused on a grass-based vs. maize-silage-based system, dual-purpose breed (Normande) vs. specialised breed (Holstein) and the effect of increasing milk yield per cow, using the ALCA approach. Independent of co-product handling methods, the impacts per kg of milk were lower with the maize-silage-based system and with Holstein cows (except for eutrophication). Increasing milk yield per cow by increasing feed energy intake and applying more intensive management (first calving at 2 years) decreased the impacts of milk and its beef co-product. The consequences of converting a maize-silage-based to a grass-based dairy farm in France to meet the increased domestic preference for grass-based milk were assessed using the CLCA approach. This farm conversion caused land-use change outside the dairy farm and thus substantially increased the impacts of the whole production system and the milk it produced.

Les systèmes de production actuels sont soumis à des contraintes de réactivité et de productivité. Par conséquent, les variabilités du flux physique sont de plus en plus prononcées. Ces variabilités s’amplifient en raison d’un ensemble de facteurs humains. Elles impactent la productivité et peuvent donner lieu à des facteurs de risque qui peuvent contribuer dans la genèse des maladies professionnelles. Par conséquent, les systèmes de production doivent offrir la flexibilité nécessaire afin de mieux amortir cette variabilité et en particulier, son incidence sur l’opérateur. Dans ce contexte, ces travaux de thèse proposent une approche pour instaurer la flexibilité temporelle nécessaire dans un système de production : les marges de manœuvre temporelles. Ce travail décrit le développement d’un outil permettant de simuler un système afin d’évaluer son comportement. L’outil développé est baptisé AEN-PRO : Agent based ENgine for PROduction system simulation. Ces travaux proposent également la définition d’un indicateur permettant de mesurer les marges de manœuvre temporelles disponibles sur un poste de travail. L’analyse par états élémentaires est aussi proposée pour évaluer le comportement des entités du système afin de proposer des modifications de la conception qui améliorent les marges de manœuvre et la productivité du système. / Today's production systems are subject to reactivity and productivity constraints. Consequently, variability in the physical flow are increasingly pronounced. This variability affects productivity and may contribute to occupational diseases through different kind of risk factors. Therefore, production systems must have the needed flexibility to better cushion this variability and its impact on workers. In this context, this article proposes a tooled approach to establish temporal flexibility in production system: temporal margins of maneuver. The developed tool is used to simulate a production system and assess its behavior with respect to variability. This work also proposes the definition of an indicator to measure the temporal margins of maneuver in the simulated system. Elementary states analysis is proposed to evaluate the behavior of the system’s entities. This analysis leads to improvements that aim to enhance the temporal margins of maneuver and the productivity of the system as well.