Modeling and simulating reactive production systems: a multi-agents approach
Modélisation et Simulation d'Organisations Productives Réactives: Une Approche Moiti-Agents
Résumé
The aim of this work is to propose a methodology for the conception of a model for the simulation of production systems. The model will take into account the representation of the distributed and cognitive behaviors of decisional actors, and will permits de study of organizational changes. The abandon of traditional structures, and the emergence of a new demand for more varied products, has brought uncertainty inside manufacturing systems. Market instability and rapid development of new technologies can both be. considered as uncertainty factors that increase complexity inside manufacturing systems. Those systems are increasingly fleXIble ( capacity of making varied products) and integrated. Whereas taylorist firms were faced with a relatively predictable reality, present day firms are faced to a widely impredictable one, the flexibility which allows the firm to fit with a very unstable industrial environment cannot be simulated with a simple cybemetic structure, it is necessary to build a structure which takes the actors' autonomy into account. Taking these points into consideration a modelling process was proposed beginning with the construction of a conceptual model for the representation of manufacturing systems. This model is a multilevel decision-making model based on an approach inspired by systemic and meta-systemic concepts. In order to describe the knowledge which influences behaviors and decision making, Multi-Agents Systems were studied as means for describing the behaviors and the interactions of autonomous actors. The model obtained was then used for simulation using Discrete Event Simulation concepts and object oriented implementation, and it was tested on two examples : the first one being conceptual and pedagogical, and the second one conceming an industrial situation.
L'objectif de cette thèse est de proposer une démarche méthodologique de conception d'un modèle de simulation de systèmes de production qui intègre une représentation des comportements distribués et cognitifs des acteurs décisionnels, et dont l'intérêt est de permettre d'étudier la pertinence de changements organisationnels dans ces systèmes. En effet, l'analyse des conditions d'évolution des systèmes de production et de leur contexte a permis de mettre en relief le besoin de " réactivité " pour faire face à un environnement de moins en moins stable et prévisible et devant lequel l'organisation doit chercher des alternatives à un fonctionnèment planifié, prédictif, figé et séquentiel. Les réponses organisationnelles des entreprises à ces sollicitations s'expriment par un mouvement vers la fleXIbilité et l'intégration, et passent par un rapprochement entre la structure décisionnelle et la structure physique. Pour mettre en évidence cette nouvelle réalité, nous proposons un processus de modélisation qui débute par la construction d'un modèle conceptuel de compréhension des organisations, basé sur une représentation des processus de décision, et sur une formalisation des phénomènes d'orientation des comportements décisionnels. En parallèle, nous analysons les concepts associés à la problématique des systèmes multi-agents, systèmes qui étudient l'émergence de comportements collectifs résultant de l'activité coopérative de plusieurs entités autonomes "intelligentes" sur lesquelles l'expertise est répartie. Ces études convergent vers un modèle de simulation issu des techniques de simulation à événements discrets, dans lequel nous intégrons une modélisation du système décisionnel à base d'agents. Enfin, l'implémentation de ce modèle sera basée sur des techniques de simulation orientée objets (objets actifs, programmation concurrente), et sera validée sur deux exemples, l'un pédagogique et conceptuel, 1 'autre industriel.