Des systèmes automatisés aux systèmes coopérants

Coopération entre agents embarqués pour la gestion d'énergie dans l'habitat

Stéphane Ploix — 2010-01-08T09:12:43Z

@phdthesis{ploix2009e,
 Author = {Abras, S.},
 Date-Added = {2009-03-09 22:59:27 +0100},
 Date-Modified = {2009-07-11 22:47:59 +0200},
 School = {Institut Polytechnique de Grenoble},
 Title = {Syst{\`e}me domotique Multi-Agents pour la gestion de l'{\'e}nergie dans l'habitat},
 Year = {2009}}

Notion de {localisation de défaut}/{analyse diagnostique}

Stéphane Ploix — 2009-09-06T16:49:14Z

La notion de localisation de défauts émanent de la communauté Automatique mais c'est la communauté Intelligence Artificielle qui s'y consacre le plus mais sous le nom d'analyse diagnostique. Il s'agit de déterminer l'état réel d'un système en terme de modes de comportement ou de fonctionnement de ses constituants. Il s'agit de déterminer, à un instant choisi, dans quel mode se trouve chacun des constituants d'un système. Voici quelques définitions recueillies dans la littérature scientifique :

Le diagnostic consiste en la détermination d'un état d'après des symptômes [P. Robert. Dictionnaire alphabétique et analogique de la langue française. Dictionnaire Le Robert, Paris, France, 1994].

Le diagnostic est l'art ou l'acte d'identifier une maladie (N.D.A. : un état défaillant) à partir de ses signes et symptômes ou conclusion atteinte par le diagnostic [Webster. New Encyclopedic Dictionnary. Le prat, New-York, U.S.A., 1996]. (The art or act of identifying a desease from its signs and symptoms.)

Le diagnostic consiste en la détermination de la (des) cause(s) d'un trouble fonctionnel (N.D.A. : un état défaillant), à partir des symptômes et/ou observations [J. N. Chatain. Diagnostic par système expert. Diagnostic et Maintenance. Hermès Science, Paris, 1993].

Le diagnostic consiste en l'identification de la cause probable de la (ou des) défaillance à l'aide d'un raisonnement logique fondé sur un ensemble d'informations provenant d'une inspection d'un contrôle ou d'un test [AFNOR. Maintenance - Concepts et définitions des activités de maintenance, Norme NF X 60-010. 1994].

La localisation de défauts est un deuxième niveau de diagnostic, déclenché par une procédure de détection, consistant à déterminer de manière plus approfondie les composants défaillants (The goal of the failure detection stage is to determine that something has failed quickly and reliably, in the presence of modeling errors and noise. The goal of the failure isolation stage is to determine details of the failure. While the detection process is independent of the type of the failure, the isolation process requires different algorithms for the handling of different failures types. We structure the FDI system so that one failure detection algorithm, optimized to perform in the presence of modeling errors and noise, serves as a triger for a multiple-algorithm failure isolation stage. [D. T. Horak and B. H. Allison. Failure detection and isolation methodology. In American Control Conference, San Diego, California, U.S.A, 1990])

La localisation de défaut consiste à détermination la nature, l'endroit et l'instant d'apparition d'un défaut. Suit la détection. [R. Isermann and P. Balle. Trends in the application of model-based fault detection and diagnosis of technical processes. Control Engineering Practice, 5(5):709–719, 1997] (Determination of the kind, location and time of detection of a fault. Follows fault detection.)

L'étape de localisation/diagnostic consiste à chercher la cause probable de la défaillance, détectée dans l'étape précédente [J. N. Chatain. Diagnostic par système expert. Diagnostic et Maintenance. Hermès Science, Paris, 1993]. \item L'identification de défauts consiste à déterminer la taille et l'évolution d'un défaut [R. Isermann and P. Balle. Trends in the application of model-based fault detection and diagnosis of technical processes. Control Engineering Practice, 5(5):709–719, 1997]. (Determination of the size and time-variant behaviour of a fault. Follows fault isolation.)

La notion de diagnostic peut être distinguée de celle d'analyse diagnostique car cette première recouvre souvent l'ensemble des activités qui contribuent à construire des systèmes de diagnostic. La notion de surveillance est aussi une notion générique plus large encore que la notion de diagnostic puisqu'elle recouvre l'ensemble des activités qui consistent à vérifier si l'état de fonctionnement d'un système est correct. La surveillance se réduit parfois à présenter des indicateurs à des opérateurs humains et inclut rarement des systèmes de diagnostic.

Une méthode de diagnostic au sens large repose quelle qu'elle soit sur des tests de détection permettant de vérifier la consistance (au sens anglais : adéquation) entre un modèle de référence et des observations.

Système domotique Multi-Agents pour la gestion de l'énergie dans l'habitat

Stéphane Ploix — 2009-09-06T16:32:43Z

@phdthesis{ploix2009e, Author = {Abras, S.}, Date-Added = {2009-03-09 22:59:27 +0100}, Date-Modified = {2009-07-11 22:47:59 +0200}, School = {Universit{\'e} Joseph Fourier}, Title = {Syst{\`e}me domotique Multi-Agents pour la gestion de l'{\'e}nergie dans l'habitat}, Year = {2009}}

Un système avancé de gestion d'énergie dans le bâtiment pour coordonner production et consommation

Stéphane Ploix — 2009-09-06T16:30:50Z

Address = {Grenoble, France}, Author = {Ha, Long Duy}, Date-Added = {2009-05-22 10:49:49 +0200}, Date-Modified = {2009-05-22 11:01:16 +0200}, Month = {September, 19th}, School = {Grenoble Institute of Technology (INPG)}, Title = {Un syst{\`e}me avanc{\'e} de gestion d'{\'e}nergie dans le b{\^a}timent pour coordonner production et consommation}, Year = {2007}}

Génération des tests et placement de capteurs pour le diagnostic des systèmes physiques s'appuyant sur une modélisation structurelle

Stéphane Ploix — 2009-09-06T16:27:41Z

@phdthesis{ploix2008l, Author = {Yassine, A.}, Date-Added = {2009-03-09 23:00:53 +0100}, Date-Modified = {2009-05-08 12:03:34 +0200}, School = {Grenoble Institute of Technology (INPG)}, Title = {G{\'e}n{\'e}ration des tests et placement de capteurs pour le diagnostic des syst{\`e}mes physiques s'appuyant sur une mod{\'e}lisation structurelle}, Year = {2008}}

Diagnostic logique des systèmes complexes dynamiques dans un contexte multi-agent

Stéphane Ploix — 2009-09-06T16:23:50Z

@phdthesis{ploix2005e, Author = {Touaf, S.}, Date-Added = {2009-05-08 12:07:27 +0200}, Date-Modified = {2009-05-08 12:08:23 +0200}, School = {Grenoble Institute of Technology (INPG)}, Title = {Diagnostic logique des syst{\`e}mes complexes dynamiques dans un contexte multi-agent}, Year = {2005}}

Contribution à la mise au point d'une approche intégrée analyse diagnostique / analyse de risques

Stéphane Ploix — 2009-09-06T16:22:07Z

@phdthesis{ploix2006l, Author = {Desinde, M.}, Date-Added = {2009-05-08 12:09:50 +0200}, Date-Modified = {2009-05-08 12:10:29 +0200}, School = {Universit{\'e} Joseph Fourier}, Title = {Contribution \`{a} la mise au point d'une approche int\'{e}gr\'{e}e analyse diagnostique / analyse de risques}, Year = {2006}}

Des projets

Stéphane Ploix — 2009-09-06T14:56:44Z

Axe gestion des processus de diagnostic

projet européen MAGIC (2002-2005) avec SMS Demag, Sate, l'Université de Duisburg et l'Université de Karlsruhe : conception d'un système de diagnostic modulaire pour des laminoirs.

projet FUI solutionPV (2007-2010) avec Schneider Electric (et l'ex MGE-UPS), SAFT Batterie, H3C, GEG, TENESOL, PHOTOWATT : nouveau concept de supervision permettant le plug&play.

projet ANR DLDPV (2008-2011) avec le CEA/INES, TRANSENERGIE et le G2ELAB : nouveau concept de surveillance et de diagnostic d'installations photovoltaiques réparties sur de nombreux sites géographiques.

Axe gestion des flux énergétiques dans le bâtiment

projet ELESA IDDIME (2003-2004) avec le G2ELAB et le Laboratoire d'Informatique de Grenoble : premiers travaux sur la gestion des flux dans le bâtiment.

projet ADEME ENVHY (2006-2008) avec le CSTB de Grenoble, le CTBA, ISOROY, Cristopia... : mise au point du système de pilotage d'une enveloppe active pour un bâtiment à énergie positive.

projet ANR Multisol (2006-2009) avec Schneider Electric, le CEA/INES et Armines : consolidation des travaux, validation des concepts et prototypage sur les maisons INCA (simulée pour l'instant) à l'INES.

project ANR Reactivhome (2009-2012) avec Orange Labs, Schneider Electric, le CEA/INES et le LIG : vers une energy box supportant le plug&play et l'auto-adaptation au contexte (usages des habitants, comportement thermique du bâtiment).

projet FUI SENSCITY (2009-2011) avec Orange Labs, Hewlett Packard, DotVision, E-gee, Azimut, BH technologie, Coronis, le G2ELAB et le LIG : services urbains notamment autour de la gestion de l'énergie (quartiers solaires et véhicules électriques)

projet ANR SIMINTHEC (2008-2011) avec le CEA/INES, le LOCIE, le TREFLE, EBMwebsourcing, G2ELAB : conception d'environnement de simulation permettant de tester les algorithmes de supervision des flux énergétiques dans le bâtiment.

projet PMII HOMES (2009-2011, intégration au projet acceptée par Schneider Electric, en cours de validation par l'OSEO mais pas de problème en principe) avec Schneider Electric, le CSTB, la CIAT, le CEA/INES,.. : intégration de nos solutions de gestion de flux énergétique dans le bâtiment aux propositions industrielles Schneider Electric

VESTASYSTEM Participation à la création de l'entreprise VESTASYSTEM passée au GRAIN récemment (avec le CEA) pour pouvoir valoriser nos travaux sur la gestion des flux énergétiques dans le bâtiment et pour faciliter la collaboration avec l'entreprise IF&THEN de San Francisco qui souhaite adapter ces travaux aux DataCenters aux Etats-Unis.

Des perspectives

Stéphane Ploix — 2009-09-06T14:49:21Z

Deux perspectives importantes sont apparues au cours de nos recherches. L'une concerne la conception d'outils permettant de résoudre des problèmes de diagnostic sur un mode coopératif Homme-machine afin de mieux accompagner l'Homme durant les processus de diagnostic. Jusqu'à maintenant le diagnostic a été conçu comme un processus de résolution à un cycle : formulation du problème, résolution puis décision. Or, nous avons vu que dans certaines situations, cette approche n'est pas réaliste. L'approche interactive que nous avons évoquée permet de lever certaines des limites des approches actuelles en permettant à un expert d'être assisté sans avoir à expliciter toute la connaissance sur le comportement d'un système et réciproquement, à l'automate d'être renseigné par l'expert. Cela pose de nouveaux problèmes dont celui de la gestion de la coexistence de modèles liés à des niveaux d'abstraction différents. L'autre perspective importante qui s'est dégagée est celle de l'assistance à l'installation de systèmes de diagnostic pour laquelle, contrairement à l'analyse diagnostique, il existe peu d'outils d'aide parce que le processus ne peut être totalement automatisé. Là aussi, il faut concevoir cette étape comme un processus et assister l'installateur en tenant compte de ce qu'il peut raisonnablement expliciter. Cela pose des questions intéressantes sur la génération automatique de tests, qui constitue une étape supplémentaire à la conception de sous-systèmes testables. La découverte au sens plug&play d'un système montre que tout ne peut pas être automatisé et qu'une coopération Homme-machine est nécessaire.

L'axe gestion des flux d'énergie dans le bâtiment a conduit à des résultats prometteurs mais la prise en compte de l'Homme, de ses besoins, de son comportement, n'en est encore qu'à ses balbutiements. Il faut passer d'un paradigme où l'Homme est modélisé comme une perturbation à un paradigme où l'Homme est le coeur du système. Ce besoin est d'ores et déjà apparu dans les problèmes de construction de plans anticipatifs optimaux où il apparaît que si les habitants sont absents et ne demandent aucun service, la solution optimale est de ne démarrer aucun service. Peut-on vraiment parler de perturbations liées à la présence des habitants dans ces conditions ? Il faut travailler à définir des méthodes prenant l'Homme comme objet central à tous les niveaux : la découverte et l'aide à la configuration au niveau de l'installation, la prédiction du comportement des habitants et la façon d'interagir avec les habitants au niveau de la gestion énergétique et enfin, la simulation du comportement des habitants au niveau de la validation. A cela, il faut encore ajouter un besoin qui tend à se préciser : l'aide au diagnostic de dysfonctionnement dans le bâtiment et la préconisation sur le remplacement ou l'ajout d'équipements.

Le champ de recherche à mener est donc très vaste et ne pourra se faire qu'en développant des coopérations avec d'autres domaines scientifiques mais aussi avec des industriels car la coopération Homme-machine de type horizontal requiert des données d'expérimentation, et pour les obtenir, il faut rendre réelles les idées.

Mise en oeuvre de l'optimisation pour le dimensionnement et les études de faisabilité de systèmes multi-sources électriques dans le bâtiment

Stéphane Ploix — 2009-09-06T13:12:12Z

@inproceedings{ploix2008h, Address = {Lyon, France}, Author = {Ha Pham,T.T. and Clastres, C. and Wurtz, F. and Bacha, S. and Ploix, S.}, Booktitle = {conf{\'e}rence IBPSA}, Date-Added = {2008-11-15 14:04:12 +0100}, Date-Modified = {2008-11-15 14:10:58 +0100}, Title = {Mise en {\oe}uvre de l'optimisation pour le dimensionnement et les {\'e}tudes de faisabilit{\'e} de syst{\`e}mes multi-sources {\'e}lectriques dans le b{\^a}timent}, Year = {2008}}