Modélisation du processus de pilotage d'un atelier - Les thèses en ...

Partie III : Simulation en ligne couplée à l’exécution
III.1. Introduction
Dans cette partie, l’objectif est de mettre en avant l’utilisation de la simulation de flux
en ligne pour aider au pilotage d’un processus opérationnel réel. Dans la partie II, les
principaux outils informatiques utilisés pour le pilotage ont été présentés. Parmi ceux-ci, nous
avons présenté tout particulièrement la simulation hors ligne utilisée le plus souvent en
complément d’un outil d’ordonnancement, pour vérifier la faisabilité de la réalisation d’ordres
de fabrication par exemple, tout en prenant en compte des phénomènes aléatoires (variations
de temps de cycle, etc.), des interruptions prévues (changements de format, réglages, etc.) ou
imprévues (pannes, etc.). Dans cette partie, nous allons mettre en avant l’idée principale de
notre travail de recherche, qui consiste à utiliser la simulation pour piloter un processus en
temps réel en étant connecté et synchronisé à ce processus, d’où l’appellation de simulation
en ligne. Nous proposons en particulier une modélisation du processus de pilotage en temps
réel, afin de décrire les différentes fonctions nécessaires. Nous abordons aussi différentes
stratégies d’utilisation des simulateurs en ligne pour le pilotage, avec un ou deux modèles de
simulation et avec plusieurs méthodes d’initialisation de ces modèles. Nous terminons cette
partie par une discussion sur le couplage ou l’intégration de la fonction [Piloter un atelier en
temps réel] à l’aide de la simulation en ligne dans un outil de MES. En effet, ce type d’outil
répond à plusieurs fonctions de base décrites par la norme ISA S95, mais aucune fonction ne
correspond à l’aide à la décision pour le pilotage, même si certaines permettent de prendre des
décisions, mais sans aucune garantie du résultat. L’objectif de la simulation en ligne pour le
pilotage d’un processus est d’apporter des informations objectives sur les conséquences d’un
événement dans le court terme et, de la même manière, sur les différents scénarios envisagés
dans le cas où cet événement entraîne un écart par rapport aux objectifs fixés.
III.2. Simulation en ligne
Le pilotage réactif est fonction de l’évolution de l’état du système et des événements qui
peuvent arriver au cours du fonctionnement par rapport à ce qui avait été prévu. Comme cela
a été présenté dans la partie II, on peut utiliser des outils comme l’ordonnancement, la
supervision, le MES, etc. pour assurer ce pilotage réactif. Dans cette thèse, nous nous
intéresserons plus particulièrement à un autre outil, très peu utilisé comme outil de pilotage
réactif : la simulation en ligne, c’est-à-dire en phase d’exploitation du système et en temps
réel par rapport à la production.
III.2.1. Les différentes formes de la simulation en exploitation
En plus des utilisations courantes (conception et/ou amélioration de processus),
quelques travaux de recherche ont été menés pour démontrer l’intérêt de la simulation de flux
comme outil de prévision à court terme, en phase d’exploitation de la production. Dans ce
chapitre, nous proposons de faire un survol de la littérature concernant les différentes
utilisations de la simulation en exploitation. Nous tenterons en particulier d’aborder de façon
exhaustive et de définir les différents termes utilisés tels que simulation en ligne, look-ahead
simulation, hardware-in-the-loop, émulation, etc.
La simulation en ligne signifie qu’il est possible de s’engager dans une simulation en
cours et de valider immédiatement le résultat des simulations alternatives [Becker, 2005]. La
simulation en ligne à événements discrets est aussi définie par [Manivannan et Banks, 1992]
comme « un système automatisé capable d'effectuer des simulations déterministes et
stochastiques en temps réel ou quasi en temps réel, pour la supervision, le pilotage, et
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