Contribution à l'optimisation de performances de systèmes de production flow-shop coordonnés par un contrôleur central : propositions pour un ordonnancement efficace de l'activité d'une ressource partagée
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Abstract EN:
The works presented in this thesis consist in organizing the activity of a central controller in charge of the coordination of the production machines of a flow-shop system. The controller reacts to the machine requests by processing the messages it receives and by sending back response messages. The aimed objective consists in optimizing the performances of the considered production systems, notably by minimizing the makespan. We can express the associated scheduling problem by F, C1/pmtnc, permu, block, rj/Cmax according to the Graham’s notation and some extensions we introduce to take into account the specificities of the studied systems. A configurable model built with the formalism of the timed colored Petri nets and its execution allowed us to simulate numerous configurations of controlled flow-shop systems. The impact of the controller on performances of the studied systems is shown by the analysis of the simulation results. Its influence varies according to the dispatching rule used to select the request message to process all the time. Then, we establish a control hound which shows that, in certain cases, the central controller becomes the critical resource of the production system and thus constitutes the bottleneck. After a study of the atteignability conditions of the optimal production rate, we formulate propositions for an efficient on-line scheduling of the controller activity from dispatching rules based on the EDF and LLF algorithms and what we respectively name EoDF and LoLF.
Abstract FR:
Les travaux présentés dans cette thèse sont relatifs à l’organisation de l’activité d’un contrôleur central chargé de la coordination des machines d’un système de production flow-shop. Le contrôleur réagit aux sollicitations des machines en traitant les messages de requête qui lui sont envoyés et en retournant des messages de réponse. L’objectif visé consiste à optimiser les performances des systèmes considérés, notamment en minimisant le makespan. La problématique d’ordonnancement associée s’exprime F, C1/pmtnc, permu, block, Tj/Cmax selon la notation dc Graham que nous étendons pour prendre en compte les spécificités des systèmes étudiés. La construction d’un modèle paramétrable à l’aide du formalisme des réseaux de Petri colorés temporisés et son exécution nous ont permis de simuler de nombreuses configurations de systèmes flow-shop contrôlés. L’impact du contrôleur sur le niveau de performances des systèmes étudiés est mis en évidence lors de l’analyse des résultats de simulation. Son influence varie selon la règle de tri utilisée pour sélectionner le message de requête à traiter à chaque instant. Nous établissons alors une borne de contrôle qui montre que, dans certains cas, le contrôleur central devient la ressource critique du système de production et en constitue alors le goulot d’étranglement. Après une étude des conditions d’atteignabilité de la cadence de production optimale, nous formulons des propositions pour un ordonnancement en ligne efficace de l’activité du contrôleur à partir de règles de tri basées sur les algorithmes EDF et LLF et que nous nommons respectivement EoDF et LoLF.