Papers by Patrick Esquirol
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific r... more HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Bilan et prospectives 2019 du département Décision & Optimisation du LAAS-CNRS Dimitri Peaucelle, Marie-José Huguet, Yannick Pencolé, Christian Artigues, Emmanuel Hébrard, Didier Henrion, Laurent Houssin, Sophie Tarbouriech, Louise Travé-Massuyès, Luca Zaccarian, et al.
Les premières lignes des remerciements sont habituellement dédiées aux directeurs de thèse et aux... more Les premières lignes des remerciements sont habituellement dédiées aux directeurs de thèse et aux rapporteurs. Permettez-moi de transgresser cette règle et de remercier les gens qui ont rendu possible cette thèse par ordre chronologique. En effet, ce travail est le fruit d'un long processus qui a démarré il y a environ 5 ans quand j'ai identifié certaines difficultés au sein du projet de développement de l'A380. Avant le lancement de la thèse, j'ai eu l'occasion de discuter avec plusieurs responsables d'Airbus. Je tiens à remercier spécialement Jean-Claude Roussel, membre du EDD-Airbus et actuellement président de l'Association Française d'Ingénierie Système (AFIS), qui a porté au sein d'Airbus le projet de recherche SPEED dans le cadre duquel cette thèse a été réalisée. Les discussions avec le LAAS-CNRS ont démarré grâce à Robert Valette, avec qui la chance a voulu que je partage le bureau quelques années plus tard. Cela a été un privilège pour moi de recevoir ses derniers conseils avant son départ en retraite. Une autre personne qui part en retraite et qui a soutenu de cette thèse à ses débuts est Jacques Erschler, Directeur de la Recherche de l'INSA de Toulouse, qui m'a présenté les membres du groupe MOGISA parmi lesquels se trouvaient Pierre Lopez et Patrick Esquirol. Mil esker Jacky. Merci Pierre pour ta présence dans le comité scientifique de ma thèse, même si nous n'avons pas gardé le rythme des réunions de la première année. Et, bien évidemment, un grand merci à Patrick, grâce à qui j'ai eu l'occasion d'approfondir le sujet de ma thèse, même si souvent nos discussions n'étaient pas directement liées à la thèse. Je suis sur que nous retravaillerons ensemble sur un autre projet un jour. Coté EADS, la première personne que je dois remercier est Yves Baudier. Il m'a accueilli au sein du Centre de Recherche et il a été une personne clé dans le montage de la thèse. Et maintenant c'est ton tour Arno ! Je tiens à remercier Arnaud Rivière. Merci pour le temps consacré à ce projet, merci pour tes conseils, surtout au démarrage du projet et merci pour m'avoir aidé à gérer quotidiennement cette thèse, je pense qu'elle n'aurait pas été si bien organisée sans ton aide. Dans le cadre du CCR, je voudrais également remercier Martine Callot. Merci Maurice pour ton soutien et un grande merci à Agnès. « Un fuerte saludo » pour les gens avec qui j'ai partagé le bureau, spécialement, Claude, Laurent et Pascal. Et un « gracias » généralisé pour toutes les membres du CCR, maintenant Innovation Works, surtout ceux et celles avec qui j'ai partagé un croissant le vendredi matin et ceux qui m'ont dépanné quand mon vélo avait un problème mécanique. Un « thank you » pour les différents membres d'Airbus qui ont accepté de consacrer quelques minutes de leur temps précieux à mon projet de recherche. Et un « mil esker » pour les membres de MOGISA avec qui j'ai eu l'occasion de découvrir des sujets passionnants de recherche. Je pense que cela va être difficile de pas continuer dans ce domaine. Un merci aussi à Régine, Victor et Sernin, qui ont participé au projet SPEED. Les dernières lignes sont habituellement réservées aux ami-e-s et à la famille. Pour ce point je ne vais pas transgresser la règle. Un merci à tous et toutes, et sur tout à toi Sandra. Inutile de dire qu'il n'aurait pas du tout été possible de réaliser cette thèse si tu n'avais pas été là. Eskerrik asko. 4 5 Contents List of Tables.
Le Centre pour la Communication Scientifique Directe - HAL - Université Toulouse - Jean Jaurès, Apr 11, 2012
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Cet article presente une approche energetique pour l'analyse du probleme d'ordonnancement... more Cet article presente une approche energetique pour l'analyse du probleme d'ordonnancement de tâches sous des contraintes de temps et de ressources. La representation du probleme est basee sur les notions d'intervalle temps-ressource et d'energie, concepts visant une prise en compte simultanee du temps et des ressources. On distingue les intervalles consommateurs, ou tâches, et les intervalles fournisseurs. L'approche proposee consiste a etudier les interactions entre les tâches et les intervalles fournisseurs de maniere a deduire de nouvelles contraintes sur les extremites temporelles d'une tâche (date de debut au plus tot, date de fin au plus tard); ceci permet de «retrecir» la fenetre temporelle allouee pour son execution
Since the last decade, hard combinatorial problems such as scheduling have been the target of man... more Since the last decade, hard combinatorial problems such as scheduling have been the target of many approaches combining Operations Research and Artificial Intelligence techniques, focussed on constraint satisfaction as a general paradigm for the representation of the efficient solving of such problems. Amongst these approaches, the so-called Constraint-Based-Analysis (CBA) (Erschler 76, Esquirol 87, Lopez 91) has focussed on the characterization of feasible solutions, aiming at proposing a decision-aid based alternative to optimization approaches. CBA can be viewed as a panel of consistency enforcing techniques for scheduling problems defined as a special instance of Constraint Satisfaction Problems (CSP). CBA proposes several inference techniques that make resource and time constraints interacting. In order to prevent the combinatorial solving of conflicts between tasks in competition for resources with limited capacities , the last researches on energy-based reasoning have enabled...
There has been a lot of interest lately from people solving constrained optimization problems for... more There has been a lot of interest lately from people solving constrained optimization problems for Constraint Programming (CP). Constraint programming cannot be described as a technique by itself but perhaps better as a class of computer languages tailored to the expression and resolution of problems which are non-deterministic in nature, with a fast program development and eecient runtime performances. Constraint programming derives from logic programming, operational research and artiicial intelligence. Logic programming ooers the general non-deterministic host language which accommodates dedicated constraint solvers from OR and AI such as linear programming or constraint satisfaction techniques. In this paper, we rst review how pure logic programming languages evolved into Constraint Logic Programming (CLP) languages, bringing to light the interface between logic programming and constraint solvers. Some extra attention is given to a speciic class of constraint solving techniques w...
This paper proposes a method which assists the firms for cooperating inmake-to-order production. W... more This paper proposes a method which assists the firms for cooperating inmake-to-order production. We especially focus on the operational decision levels ofmanufacturing companies : the forecast scheduling and the real-time scheduling. Themethod organizes a production process which is distributed over several companies,by lowering the production stocks with the aim of decreasing production costs. In theselected approach, the global organization is achieved progressively by a set of coop-erations between pairs of actors of the supply chain. We study in particular the cus-tomer/supplier relationship for which the cooperation process concerns the attributesof the orders transmitted by the customer to the supplier. We assume that the relationis governed by a cooperation contract which defines a more contractual framework tothe cooperation between the decision-makers. Our objective is to design support toolsthat assist them during this cooperation process. 1 IntroductionMore and more often, ...
Cet article propose un modele de planification d'une chaine logistique, base sur une structur... more Cet article propose un modele de planification d'une chaine logistique, base sur une structure decisionnelle a deux niveaux. Adoptant un processus dynamique permettant d'actualiser les donnees a chaque etape de planification, le premier niveau planifie la production en recherchant le meilleur compromis entre les leviers decisionnels disponibles lies aux aspects capacite et cout de production. Le deuxieme niveau etablit un ordonnancement des operations de fabrication et de transport en minimisant la date de fin du planning. L'interaction entre les deux niveaux est etablie par des contraintes de conservation d'energie. Nous adoptons une approche par satisfaction de contraintes dynamiques ("Dynamic Constraint Satisfaction Problem") permettant de mettre en evidence cette interaction.
This paper investigates the problems of project scheduling at the design stage of the development... more This paper investigates the problems of project scheduling at the design stage of the development of a civil aircraft. Such a complex system development is characterised by a dynamic environment and uncertainties concerning the duration of design activities. In order to leverage these uncertainties, we propose a scenario based approach to define and manage design schedules. These scenarios are created from detailed schedules and should allow project management functions to handles uncertainties and to anticipate the possible consequences of decisions which might affect design schedules. In our proposal, the problem is considered as a discrete Constraint Satisfaction Problem. The proposed solution includes the energy allocation based approach and the mathematical definition of two new types of constraints for resources allocation. These foundations contribute to the identification of scenarios which are different design schedules alternatives. To illustrate these proposals the capabi...
This work proposes a method which assists the firms for cooperating in mak e-to-order production.... more This work proposes a method which assists the firms for cooperating in mak e-to-order production. The method organizes a production process which is distribu ted over several com- panies, by lowering the production stocks with the aim of decreasing produ ction costs. In the selected approach, the global organization is achieved progressively b y a set of cooperations between pairs of actors of the supply chain. We study in particular the custo mer-supplier rela- tionship for which the cooperation process concerns the attributes of the or ders transmitted by the customer to the supplier. Our objective is to design support tools that ass ist them during this cooperation process.
Cet article propose une méthode d'aide à la coopération interentreprises dans le cadre d'une prod... more Cet article propose une méthode d'aide à la coopération interentreprises dans le cadre d'une production à la commande. L'approche retenue assimile le problème d'organisation globale à un processus de décision distribuée dans lequel l'organisation est progressivement construite par un ensemble de coopérations entre des couples d'acteurs du réseau d'entreprises. Nous étudions en particulier les couples d'entreprises donneur d'ordre-fournisseur pour lesquels la coopération concerne les attributs des commandes passées entre eux. Nos objectifs sont de fournir aux décideurs un cadre plus formel qui contractualise la coopération et des outils d'aide à la coopération permettant de les assister dans les diverses phases du processus. ABSTRACT. This paper proposes a method which assists the firms for cooperating in make-toorder production. In the selected approach, the global organization is achieved progressively by a set of cooperations between pairs of actor of the companies network. We study in particular the process of cooperation which concerns the attributes of orders transmitted by the customers to the suppliers. Our objective is to give a more contractual framework to the cooperation between the decision-makers, and to design support tools that assist them during the cooperation process. MOTS-CLÉS : coopération, réseau d'entreprises, aide à la décision, ordonnancement.
RESUME. Ce travail porte sur la planification tactique d'une chaîne logistique dans un environnem... more RESUME. Ce travail porte sur la planification tactique d'une chaîne logistique dans un environnement incertain et perturbé. Dans le but de minimiser l'effet des perturbations dues à ces incertitudes, nous proposons une approche basée sur les problèmes de satisfaction de contraintes dynamiques. Il s'agit de planifier la production en recherchant le meilleur compromis entre les leviers décisionnels disponibles liés aux aspects capacité et coût de production en adoptant un processus dynamique qui permet d'actualiser les données à chaque étape de planification. Notre approche est évaluée par simulation de scénarios dans un contexte de données incertaines et de perturbations, influant notamment sur une variation de la demande et de la capacité. Les expérimentations mettent en balance une résolution statique et une résolution dynamique. La performance d'une solution de planification est renseignée par des mesures de la stabilité. Les résultats illustrent l'intérêt de l'approche basée sur la satisfaction de contraintes dynamiques. ABSTRACT. This work focuses on the supply chain tactical planning problem in an uncertain and turbulent environment. In order to minimize the effect of disturbances due to these uncertainties, we propose an approach based on dynamic constraint satisfaction problems. This is to plan production by searching the best compromise between available decision-making levers for capacity and production costs by adopting a dynamic process, which enables data update at each planning step. Our approach is evaluated by simulation under uncertain data. For this, we have developed various experiments related to the variation of customer demand and resource capacity. All the experiments are carried out by two different methods: a method based on a static CSP and a method based on a dynamic CSP. The performance of a planning solution is reported through stability measurement. Results of experiments confirm the performance of the method based on a dynamic CSP.
Journal Européen des Systèmes Automatisés
RESUME. Ce travail porte sur la planification tactique d'une chaîne logistique dans un environnem... more RESUME. Ce travail porte sur la planification tactique d'une chaîne logistique dans un environnement incertain et perturbé. Dans le but de minimiser l'effet des perturbations dues à ces incertitudes, nous proposons une approche basée sur les problèmes de satisfaction de contraintes dynamiques. Il s'agit de planifier la production en recherchant le meilleur compromis entre les leviers décisionnels disponibles liés aux aspects capacité et coût de production en adoptant un processus dynamique qui permet d'actualiser les données à chaque étape de planification. Notre approche est évaluée par simulation de scénarios dans un contexte de données incertaines et de perturbations, influant notamment sur une variation de la demande et de la capacité. Les expérimentations mettent en balance une résolution statique et une résolution dynamique. La performance d'une solution de planification est renseignée par des mesures de la stabilité. Les résultats illustrent l'intérêt de l'approche basée sur la satisfaction de contraintes dynamiques. ABSTRACT. This work focuses on the supply chain tactical planning problem in an uncertain and turbulent environment. In order to minimize the effect of disturbances due to these uncertainties, we propose an approach based on dynamic constraint satisfaction problems. This is to plan production by searching the best compromise between available decision-making levers for capacity and production costs by adopting a dynamic process, which enables data update at each planning step. Our approach is evaluated by simulation under uncertain data. For this, we have developed various experiments related to the variation of customer demand and resource capacity. All the experiments are carried out by two different methods: a method based on a static CSP and a method based on a dynamic CSP. The performance of a planning solution is reported through stability measurement. Results of experiments confirm the performance of the method based on a dynamic CSP.
This paper is concerned with the design of distributed decision support systems for organizations... more This paper is concerned with the design of distributed decision support systems for organizations (companies, project consortiums, virtual enterprises), in which several decisionmakers have to cooperate. Typical situations can be found in the domain of the distributed management of time and resources (i.e. planning, scheduling, personal management, allocation of shared resources…). Each decision-maker has some latitude that enables to accommodate himself with unpredictable changes of his environment without disturbing the overall organization, making this last more reactive. Nevertheless this autonomy must be evaluated and controlled to ensure the global consistency of local decisions. To facilitate autonomy regulations between decision-makers, we propose to design tools supporting both local problem solving and cooperation. Our approach is based on a rigorous but non-deterministic use of CSP models and constraint propagation mechanisms ([16]). The goal is the improvement of the robustness of decisions each decisionmaker imposes to others, but also, in a reversible way, to evaluate the acceptability of external decisions he must comply with. We propose some protocols associated to asynchronous communications (via mailboxes) whereby decision-makers coordinate themselves and negotiate constraints. Managing interlaced conversations and several plausible solving scenarios is a complex task that needs first a good representation of the state of decision processes. We propose a tree-structure, in which nodes represent CSP models, and branching represent constraints addition derived from internal or external hypothesis. Our communication protocols and the evolution of such CSP trees are illustrated through several scenarios in the context of the resourceconstrained multi-project management. We conclude on specifications of the distributed decision support systems that are currently under development.
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