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HAL Id: tel-01456546 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01456546 Submitted on 5 Feb 2017 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. PROPOSITION D’UN MODELE POUR L’ORDONNANCEMENT ET LA PLANIFICATION REACTIVE : APPLICATION A LA MAINTENANCE FERROVIAIRE Yann Le Quéré To cite this version: Yann Le Quéré. PROPOSITION D’UN MODELE POUR L’ORDONNANCEMENT ET LA PLANI- FICATION REACTIVE : APPLICATION A LA MAINTENANCE FERROVIAIRE. Automatique / Robotique. UNIVERSITE DE VALENCIENNES ET DU HAINAUT CAMBRESIS, 2004. Français. tel-01456546 UMR CNRS 8530 Numéro d’ordre : THESE présentée à L’UNIVERSITE DE VALENCIENNES ET DU HAINAUT CAMBRESIS en vue de l’obtention du titre de DOCTEUR de l’Université de Valenciennes Spécialité Automatique des Systèmes Industriels et Humains par yann LE QUERE Titulaire d'un D.E.A "Automatique et productique" de l'université de Bordeaux I PROPOSITION D'UN MODELE POUR L'ORDONNANCEMENT ET LA PLANIFICATION REACTIVE : APPLICATION A LA MAINTENANCE FERROVIAIRE Soutenue le 8 septembre devant la commission d’examen composée de : M. GOURGAND Rapporteur Pr. à l'université de Clermont-ferrand B. GRABOT Rapporteur Pr. à l'ENI de Tarbes M.-J. HUGUET Examinateur M.d.C. à l'INSA de Toulouse A. THOMAS Examinateur M.d.C., HDR, à l'université d'Epinal M. SEVAUX Co-directeur M.d.C., HDR, à l'université de Valenciennes D. TRENTESAUX Co-directeur Pr. à l'université de Valenciennes C. TAHON Directeur de thèse Pr. à l'université de Valenciennes E. BLERVACQUE Invité Directeur adjoint de l'EIMM d'Hellemmes Remerciements Cette étude s’inscrit dans le cadre d’une thèse CIFRE (Contrat Industriel de Formation par la Recherche). Le contrat a été passé entre trois partenaires : l’Etablissement Industriel de Maintenance du Matériel (EIMM) d’Hellemmes, le Laboratoire d’Automatique et de Mécanique Industrielles et Humaines (LAMIH) de l’Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis (UVHC) et le doctorant. Ce contrat, d’une durée de trois ans, a été mis en place par Monsieur Gilles MARTIN directeur de l’EIMM d’Hellemmes et le Professeur Christian TAHON directeur de l’équipe Système de Production du LAMIH. C'est donc vers eux que vont mes premiers remerciements. Je souhaite également remercier tous ceux qui ont aidé par leur encadrement et leur conseil à la réalisation de ce travail. Du côté du laboratoire, Messieurs Marc Sevaux et Damien Trentesaux, du côté de la SNCF, Messieurs Airy Magnien et Eric Blervacque, dont l'expérience a été fort gratifiante. Je tiens à adresser ma chaleureuse reconnaissance auprès de l'ensemble de mes collègues du laboratoire, Frédéric Tomala, Dante Gingali, Salah Bousbia et tous les autres mais la liste ne saurait être exhaustive, pour la bonne humeur qu'ils m'ont donné, ainsi que mes collègues de la SNCF, Catherine Trevet, Pascal Fournier, Christophe Sailly, Michel Parent et André Fontaine pour son assistance quotidienne. Il convient également de souligner l'affection donnée par mes proches, c'est à dire en premier lieu ma famille qui m'aura soutenue pendant toute la durée de ces travaux de recherche. En second lieu, je tiens à remercier mes amis de Marcoussis avec lesquels les rares moments de détente m'ont permis de recharger mon énergie. Enfin, je souhaite exprimer mes salutations à l'ensemble de mes camarades du rugby de l'ESML et du LUC pour m'avoir épargné lors des rencontres et pour leur franche camaraderie. Table des matières Chapitre I Contexte industriel et problématique __________________________________ 4 I.1 L'EIMM : contexte et problématique industrielle _____________________ 4 I.2 Modèle systémique de l'EIMM _____________________________________ 8 I.2.1 Les concepts de l'analyse systémique__________________________________ 8 I.2.2 Le système d’information__________________________________________ 11 I.2.3 Le système opérant_______________________________________________ 14 I.2.4 Le système de décision____________________________________________ 18 I.3 Problématique du pilotage d'un système de production________________ 25 I.3.1 Activité du système de pilotage _____________________________________ 26 I.3.2 Structure du système de pilotage ____________________________________ 28 I.3.3 Evolution du système de pilotage____________________________________ 29 I.4 Conclusion_____________________________________________________ 31 C hapitre II Les systèmes de pilotage de production ______________________________ 34 II.1 Structure du système de pilotage __________________________________ 34 II.1.1 Vue ontologique _________________________________________________ 34 II.1.2 Vue fonctionnelle________________________________________________ 37 II.1.3 Vue génétique___________________________________________________ 41 II.2 Modèles des activités de pilotage___________________________________ 42 II.2.1 Vue ontologique _________________________________________________ 43 II.2.2 Vue fonctionnelle________________________________________________ 44 II.2.3 Vue génétique___________________________________________________ 46 II.3 Spécifications pour la modélisation des systèmes de pilotage ___________ 47 II.3.1 Vue ontologique _________________________________________________ 48 II.3.2 Vue fonctionnelle________________________________________________ 48 II.3.3 Vue génétique___________________________________________________ 48 II.4 Conclusion du chapitre __________________________________________ 49 C hapitre III Proposition d'un modèle de pilotage pour l'ordonnancement et la planification réactive_____________________________________________ 52 III.1 Modèle de la structure de pilotage _________________________________ 52 III.1.1 Le réseau de pilotage____________________________________________ 53 III.1.2 Temps de réaction de la structure de pilotage_________________________ 58 III.2 Modèle des fonctions de pilotage___________________________________ 59 III.2.1 Propagation de contraintes _______________________________________ 59 III.2.2 Borne inférieure d’un problème d’ordonnancement ____________________ 64 III.2.3 Planification __________________________________________________ 65 III.3 Réactivité du système de pilotage __________________________________ 67 III.3.1 Définition de la réactivité ________________________________________ 67 III.3.2 Réactivité du système de pilotage __________________________________ 68 III.4 Conclusion du chapitre __________________________________________ 70 C hapitre IV Mise en œuvre__________________________________________________ 73 IV.1 Instanciation du modèle du système de pilotage ______________________ 74 IV.1.1 Paramétrage de la structure du réseau_______________________________ 75 IV.1.2 Paramétrage du réseau___________________________________________ 76 IV.1.3 La fonction Propage___________________________________________ 80 IV.2 Implémentation des algorithmes de planification et d'ordonnancement __ 84 IV.2.1 Planification __________________________________________________ 84 IV.2.2 Ordonnancement _______________________________________________ 86 IV.3 Maquette informatique __________________________________________ 87 IV.3.1 Liaison entre les applications _____________________________________ 87 IV.3.2 Algorithme général pour l’analyse de la réactivité _____________________ 87 IV.4 Conclusion du chapitre __________________________________________ 88 Chapitre V Application _____________________________________________________ 90 V.1 Présentation du modèle __________________________________________ 90 V.1.1 Structure de décision étudiée _______________________________________ 90 V.1.2 Instances du modèle ______________________________________________ 92 V.2 Protocole expérimental __________________________________________ 94 V.2.1 Date de détection et durée de l’aléa __________________________________ 94 V.2.2 Affectation des tâches ____________________________________________ 95 V.2.3 Disponibilité des informations ______________________________________ 98 V.3 Résultats et commentaires________________________________________ 98 V.3.1 Temps de réaction et durée des aléas _________________________________ 98 V.3.2 Affectation des tâches ___________________________________________ 102 V.3.3 Disponibilité des informations _____________________________________ 104 V.4 Conclusion du chapitre _________________________________________ 105 Table des figures Chapitre I Figure I-1 Fréquence et consistance des phases de maintenance d’une rame PSE_________ 4 Figure I-2 Exemple de gamme opératoire simplifiée ________________________________ 5 Figure I-3 Organigramme de l’EIMM d’Hellemmes ________________________________ 6 Figure I-4 Organigramme détaillé de l’EIMM d’Hellemmes__________________________ 7 Figure I-5 Environnement du système étudié ______________________________________ 9 Figure I-6 Décomposition d’un système de production _____________________________ 11 Figure I-7 Temps de transmission de l’information ________________________________ 12 Figure I-8 Un ordonnancement avec des marges libres_____________________________ 17 Figure I-9 Le processus décisionnel selon Simon__________________________________ 18 Figure I-10 Un exemple de modèle d’un problème d’ordonnancement _________________ 19 Figure I-11 Les boucles de réaction à l’EIMM d’Hellemmes ________________________ 22 Figure I-12 Les propriétés de flexibilité selon GOThA______________________________ 24 Figure I-13 Modèle d’un système de pilotage_____________________________________ 28 Chapitre II Figure II-1 Le modèle conceptuel GRAI pour un centre de décision ___________________ 36 Figure II-2 La boucle de pilotage du modèle PCS _________________________________ 38 Figure II-3 Un module de pilotage d’après Huguet ________________________________ 39 Figure II-4 Fonctions de décision pour un centre _________________________________ 40 Figure II-5 Modèle générique d’un centre de décision______________________________ 41 Figure II-6 Un exemple de processus selon [TREN 01] _____________________________ 41 Chapitre III Figure III-1 Modèle local de pilotage___________________________________________ 54 Figure III-2 Coordination entre deux centres de décision ___________________________ 56 Figure III-3 Arbitrage de décision par un centre de décision CDn ____________________ 58 Figure III-4 Précédence interdite-Précédence obligatoire. __________________________ 61 Figure III-5 Tâche i non première. _____________________________________________ 62 Figure III-6 Tâche I non insérable dans un ensemble S. ____________________________ 63 Figure III-7 Exemple d’ordonnancement réactif __________________________________ 69 Chapitre IV Figure IV-1 Schéma de la structure de décision de l’exemple illustratif ________________ 73 Figure IV-2 Graphe G(V,P,D) associé à l’exemple d’implémentation _________________ 74 Figure IV-3 Ordonnancements initiaux pour les ressources 1 et 2 ____________________ 74 Figure IV-4 Modèle de pilotage de deux centres de décision_________________________ 79 Figure IV-5 Les deux alternatives de la propagation de contraintes ___________________ 83 Figure IV-6 Ré-ordonnancement du scénario 2 ___________________________________ 83 Figure IV-7 Schéma de l’algorithme pour l’analyse de la réactivité ___________________ 87 Chapitre V Figure V-1 Structure du système de décision étudié________________________________ 91 Figure V-2 Graphe du problème d’ordonnancement pour une remorque _______________ 93 Figure V-3 Schéma de la structure du système de pilotage par produit_________________ 96 Figure V-4 Comparaison des ré-ordonnancements en fonction de la durée des aléas _____ 99 Figure V-5 Comparaison des réactivités en fonction de la durée des aléas_____________ 100 Figure V-6 Comparaison des réactivités en fonction des temps de réaction ____________ 101 Figure V-7 Comparaison des réactivités selon une affectation par produit_____________ 102 Figure V-8 Comparaison des réactivités selon une affectation par métier _____________ 103 Figure V-9 Comparaison des réactivités sans informations_________________________ 104 Table des tableaux Tableau I-1 Recensement des aléas à l'EIMM d'Hellemmes _________________________ 17 Tableau II-1 Synthèse des apports de la communauté scientifique ____________________ 47 Tableau V-1 Récapitulatif des temps de réaction en heures __________________________ 93 Tableau V-2 Affectation des tâches aux ressources ________________________________ 94 Tableau V-3 Affectation des tâches aux ressources par produit_______________________ 97 Tableau uploads/Litterature/ these-lequere-pdf.pdf
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- Publié le Mar 03, 2022
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