Multi-constraints modelling of manifacturing systems

Les ateliers flexibles représentent pour les industriels un réel atout face à la concurrence et à l'imprévisibilité du marché. La mise en place et la gestion de ces catégories d'ateliers de production est souvent complexe, difficile et coûteuse. Ce travail de thèse, propose un outil d'aide à la décision permettant d'accompagner les industriels dans l'acquisition et la gestion d'ateliers flexibles de production. Cet outil s'appuie sur un modèle de simulation basé sur les Réseaux de Pétri Colorés Hiérarchiques. En effet, la simulation permet d'observer les variations des paramètres du système et de déterminer ses critères de performance. Les objectifs de cet outil sont de permettre la modélisation, la simulation et l'évaluation des systèmes de production en prenant en compte plusieurs contraintes rencontrées dans les systèmes industriels. Nous avons utilisé ce simulateur pour tester et valider une solution au problème d'acheminement des produits au cours de la production. Le choix des Réseaux de Pétri(RdP), au détriment des modèles analytiques, se justifie par le fait qu'ils offrent une représentation graphique permettant une description des processus plus simplifiée que des modèles analytiques. Au-delà de la modélisation et la simulation, les RdP permettent de vérifier les blocages d'un système. Parmi les modèles que nous avons développés nous pouvons citer : les modèles des machines, des stocks, des ressources de transport et des produits dans un système de production flexible. Nous avons insisté sur la modélisation des produits, des machines et du système de transport qui représentent le coeur des problématiques de flexibilité. Nous avons validé ces modèles sur un cas réel à savoir la chaîne de production du CESI de Rouen. Ensuite pour résoudre le problème du transport, nous avons proposé et déployé une méthode d'aide à la décision basée sur l'entropie et le classement de règles de dispatching. Cette méthode permet de définir, en fonction de l'état actuel, un ordre de priorité entre les règles de dispatching. Nous avons comparé cette nouvelle méthode à la méthode classique où l'importance des règles de priorité est définie préalablement, avant la phase de production. Notre proposition a donné des résultats intéressants que nous avons exposés et discutés.Flexible Manufacturing Systems are real opportunity for industrials to face the comptetion and the unpredictability of the market. The management implementation of this kind of manufacturing systems are complex difficult and expensive.In this thesis work, we propose a decision making tool for managing Flexible Manufacturing Systems. The latter is based on a simulation model with Hierarchical Colored Petri Nets. The simulation allows the observation of the parameters variation of a system, and the determination of performance criteria. The objectives of this tool are to enable the modeling, simulation and evaluation of production systems taking into account most of the constraints encountered in industrial systems. We used this simulator to test and validate a solution to the problem of routing products during production. The choice of Petri nets (PN) to the detriment of analytical models is justified by the fact that Petri Nets with its graphical representation allows a simplified description of processes as analytical models , Petri Nets can be used for simulation, and with simulation we can predict the behaviour of a systems during a production phase. Petri Nets allow, beyond modeling and simulation to prevent the dead locks of systems. These are the reasons why we use Petri Nets to develop our models. Among the models that we have developed we can mention : machine, stocks, transportation resources and products models. We insisted on product and machine modelling which are in the center of flexibility issues. In order to study the routing problem, We defined models to represent the transport activity. We validated these models on a real case namely the production chain of CESI of Rouen. Then to solve the routing problem, we developed a decision making method based on entropy and dispacthing rules. This method allows to modify the dispatching rules weight in function of the state of the manufacturing systems during the production (size of stocks; machine failure). We compared this method with an another one where the weight of dispatching rules are unchanged during the production phase. We obtained interesting result that we have presented and discussed