Sujet de Thèse
Titre :
Vers une approche anthropocentrée des architectures de contrôle hybride : Application à un industriel de l'ameublement
Dates :
2018/12/04 - 2022/01/31
Etudiant :
Description :
Ce sujet s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le Département ISET du CRAN et l'entreprise Parisot (Saint-Loup-sur-Semouse, 70800), produisant des meubles en kit à base de panneaux de particules pour des acteurs de la grande distribution (Conforama, But, Alinéa, Fly, Leroy Merlin, etc.).
Le projet scientifique de la thèse s'intègre dans les objectifs et les axes de recherche du département et plus particulièrement dans le futur projet de recherche « Système et Objets Intelligents en Interactions (S&O-2I)» d'ISET. Ce projet s'intéresse aux diverses manières de piloter les flux de produits dans les systèmes logistiques complexes (chaînes logistiques et intra-atelier) ainsi qu'aux moyens d'y apporter des services (concept d'environnement ambiant) et ce, en partant de l'hypothèse que les produits et/ou les ressources sont intelligents et en interactions. Ce projet de thèse répond à un contexte industriel ou l'entreprise souffre de difficultés de gestion et de maîtrise de ses flux (tant physiques qu'informationnels) dans les processus de planification et de production, de gestion des compétences, connaissances et responsabilités métiers.
Par ailleurs, ce projet s'appuie sur divers travaux antérieurs dans l'entreprise, en particulier la thèse de (Klein, 2008) sur l'étude de l'interopérabilité décisionnelle centralisé/distribué apportée par un système de Kanban actifs. Ce travail préliminaire a démontré le besoin de l'entreprise de disposer d'une architecture de contrôle hybride, qui reste encore d'actualité. Cette architecture doit concilier l'approche centralisée d'une approche traditionnelle classique, du niveau du Plan Industriel et Commercial (PIC ou S&OP) jusqu'au niveau de l'ordonnancement en atelier, avec une approche réactive et adaptable d'une architecture distribuée basée sur l'intelligence conférée aux éléments bas niveau de la production.
L'hypothèse proposée par (Bril El-Haouzi, 2017) est qu'un système complexe-adaptable centré Homme peut être modélisé sous la forme d'un modèle cybernétique (architecture holonique, Viable System Model, Système Multi-agents...) présentant différents niveaux hiérarchiques et deux axes de coordination : axe horizontal entre Homme-Ressource-Produit et axe vertical entre les différentes agrégations de ces derniers. La méthodologie qui sera suivie consiste à fédérer des approches de résolutions industrielles (basée sur le concept d'autonomation) et scientifiques, souvent considérées comme antinomiques mais en réalité complémentaires.
Le premier axe se concentre sur la nature de l'autonomation ainsi que sur la structure physique du système de production. Il est dans un premier temps essentiel de définir le niveau de mobilité des différentes ressources physiques (produits, machines, AGVs (Demesure & al, 2017), (Nishi & al, 2008), ...). L'idée est de définir la flexibilité des entités : Doit-on laisser uniquement les produits naviguer dans le système ? Ou peut-on aussi permettre à certaines machines de se mouvoir dans le système ? Quelle complexité va être engendrée selon le niveau de flexibilité choisi. Ensuite, quel niveaux d'intelligence doit-on donnés aux entités, en sachant que celle-ci devront communiquer entre elles, mais aussi avec des ressources humaines (à l'aide d'interfaces homme/machines, par ex) ? La définition de ces niveaux d'intelligence a aussi un grand rôle au niveau de l'organisation puisque cela va impacter la manière dont la prise de décision est distribuée entre les produits, les ressources physiques et les opérateurs (Trentesaux & al, 2016).
Le second axe s'intéressera aux interactions entre le pilotage global de l'entreprise (architecture centralisée/hiérarchique), permettant de répondre aux besoins à moyen/long termes, et le pilotage local (architecture distribuée/hétérarchique), permettant une réactivité face aux évènements inattendus à l'aide d'entités intelligentes ...). L'objectif est de mettre en place une architecture hybride qui bénéficie au mieux des avantages de chacune des architectures, en termes de réactivité, de performances globales tout en minimisant leurs faiblesses telles que la myopie entre les entités de bas niveau ou encore le retard et les instabilités à la prise de décision par les entités de haut niveaux à travers la hiérarchie.
L'homme devra être pris en compte dans les deux axes présentés précédemment, de la conception jusqu'à la mise en oeuvre. Les problématiques seront liées aux compétences de l'humain, à sa compréhension du système et ses améliorations, mais aussi aux moyens d'améliorer ses conditions de travail. L'humain, qu'il soit opérateur ou manager, devra être capable d'interagir avec le système, de communiquer avec celui-ci, de comprendre son fonctionnement et les impacts de ses décisions (responsabilisation). A l'inverse, le système (ou partie du système) interagissant avec l'humain ne doit pas entrer en conflit entre celui-ci (qui renforcerait la résistance aux changements) mais être facile d'utilisation et de compréhension pour obtenir des actions et/ou décisions mutuelles entre « Homme et machine ».
Mots clés :
pilotage de la production, système hybride, approche anthropocentrée, système contrôlé par le produi
Département(s) : 
Ingénierie des Systèmes Eco-Techniques