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Synchronisation de modèles de P.O. suite à loccurrence de défaillances Eric Deschamps sous la direction de Eric Zamaï Journées STP des 16 et 17 novembre.

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1 Synchronisation de modèles de P.O. suite à loccurrence de défaillances Eric Deschamps sous la direction de Eric Zamaï Journées STP des 16 et 17 novembre 2006

2 1 Sommaire : 1.Contexte 2.Problématique 3.Hypothèses 4.Principe 5.Exemple 6.Conclusions / Perspectives

3 2 NIVEAUX TEMPS REEL DU CIM Système contrôlé 1. Contexte : le processus de reconfiguration Le processus de reconfiguration : -Détecter la défaillance -Diagnostiquer les causes -Pronostiquer les conséquences -Décider … Synthétiser des lois de commande Pronostic Diagnostic Synthèse Détection Module de pilotage Fonctions SS&C Suivi Décision Loi de commande Algorithme de Synthèse Modèle du Système contrôlé Demande DEFAILLANCE ? ?

4 3 2. Problématique Décision avant la connaissance précise de la cause de la défaillance ? OUI : capacités PO compatibles avec les objectifs initiaux, NECESSITE : démarche dynamique de mise à jour de modèles de PO. principe de confinement décider au plus tôt… En tenant compte des contraintes temporelles imposées par le niveau supérieur En tenant compte des problèmes de contraintes de sécurité et décologie liées au sous-système commandé Niveau I+1 Niveau I Niveau I-1 Contraintes Flexibilité Fonctionnalités (SSC) Modèles RQ du niveau I+1 (objectifs à atteindre, délais, …) RQ vers niveau I-1Remise en cause Remise en cause Compte rendu du niveau I Compte rendu du niveau I-1 commande ? Décision RQ du niveau I+1 Remise en cause Niveau I-1 CR ou Remise en cause vers niveau I+1 Date au + tôt Date au + tard

5 4 2. Problématique Diagnostic basé sur une connaissance du fonctionnement anormal systèmes experts signature temporelle dune défaillance Modèle du fonctionnement anormal (qualitatif, quantitatif…) … Impossible de décider si la défaillance na pas été prévue Diagnostic basé uniquement sur une connaissance du fonctionnement normal modèle des interactions physiques diagnostic analytique (à partir des règles de fonctionnement normal) … Aucune garantie didentification de la défaillance à lorigine de la détection commande Diagnostic Décision RQ du niveau I+1 Remise en cause Niveau I-1 CR ou Remise en cause vers niveau I+1 Date au + tôt Date au + tard Niveau I+1 Niveau I Niveau I-1 Contraintes Flexibilité Fonctionnalités (SSC) Modèles RQ du niveau I+1 (objectifs à atteindre, délais, …) RQ vers niveau I-1Remise en cause Remise en cause Compte rendu du niveau I Compte rendu du niveau I-1

6 5 2. Problématique : Synchro Décision commande Diagnostic Synchro Décision RQ du niveau I+1 Remise en cause Niveau I-1 CR ou Remise en cause vers niveau I+1 Date au + tôt Date au + tard Niveau I+1 Niveau I Niveau I-1 Contraintes Flexibilité Fonctionnalités (SSC) Modèles RQ du niveau I+1 (objectifs à atteindre, délais, …) RQ vers niveau I-1Remise en cause Remise en cause Compte rendu du niveau I Compte rendu du niveau I-1 Mettre à jour le modèle du sous-système contrôlé sous contraintes temporelles => rejet de la binarité « dispo / Non dispo » Pour donner les moyens à la fonction décision de décider… Nécessité de mettre en place une échelle de qualification des capacités des services offerts Paradoxe : il faut prendre le temps de diagnostiquer, mais on doit décider dans un temps imparti

7 6 2. Problématique : Synchro Décision commande Diagnostic Synchronisation de modèle de P.O qualifier les capacités encore offertes par la PO : correcte : fonctionnement correct observé (direct/indirect), non suspecte : fonctionnement non observé et non suspecté, suspecte : fonctionnement à lorigine possible de (ou affecté par) la défaillance détectée, perdue : dysfonctionnement avéré (diagnostic par exemple). Synchro Décision RQ du niveau I+1 Remise en cause Niveau I-1 CR ou Remise en cause vers niveau I+1 Date au + tôt Date au + tard Niveau I+1 Niveau I Niveau I-1 Contraintes Flexibilité Fonctionnalités (SSC) Modèles RQ du niveau I+1 (objectifs à atteindre, délais, …) RQ vers niveau I-1Remise en cause Remise en cause Compte rendu du niveau I Compte rendu du niveau I-1

8 7 Sommaire : 1.Contexte 2.Problématique 3.Hypothèses 4.Principe 5.Exemple 6.Conclusions / Perspectives

9 8 Modélisation par le concept dopération Exprimé sur les variables détat caractérisant létat de la partie opérative et du flux de produit Opération Description de leffet sur la chaîne fonctionnelle offrant le service Pré-conditions et conditionsà remplir pour demander le service Pré- contrainteset contraintesà respecter Comportement de base de la C.F. Description de leffet sur le flux de produit Pré-conditions et conditionsà remplir pour obtenir cet effet Pré- contrainteset contraintesà respecter 1 er comportement flux de produit Opération Description de leffet sur la chaîne fonctionnelle offrant le service Pré-conditions et conditionsà remplir pour demander le service Pré- contrainteset contraintesà respecter Comportement de base de la C.F. Description de leffet sur le flux de produit Pré-conditions et conditionsà remplir pour obtenir cet effet Pré- contrainteset contraintesà respecter 1 er comportement flux de produit

10 9 Modélisation des services offerts par une chaîne fonctionnelle par des opérations 3. Hypothèses : modélisation du système contrôlé Chaîne fonctionnelle dotée de fonctionnalités de surveillance, supervision et commande : détection (durée opération connue) diagnostic … Module 1,1 (local control level) Module 2,1 (coordination level) Module 1,1 (local control level) Module 1,1 (local control level) Module 1,1 (local control level)

11 10 Modélisation par le concept dopération Exprimé sur les variables détat caractérisant létat de la partie opérative et du flux de produit Opération Description de leffet sur la chaîne fonctionnelle offrant le service Pré-conditions et conditionsà remplir pour demander le service Pré- contrainteset contraintesà respecter Comportement de base de la C.F. Description de leffet sur le flux de produit Pré-conditions et conditionsà remplir pour obtenir cet effet Pré- contrainteset contraintesà respecter 1 er comportement flux de produit Opération Description de leffet sur la chaîne fonctionnelle offrant le service Pré-conditions et conditionsà remplir pour demander le service Pré- contrainteset contraintesà respecter Comportement de base de la C.F. Description de leffet sur le flux de produit Pré-conditions et conditionsà remplir pour obtenir cet effet Pré- contrainteset contraintesà respecter 1 er comportement flux de produit

12 11 Position vérin (modèle C.L.) rentrée Int. sortie DopFop Capteur FdC sortie 0 1 Cohérence entre observation et modélisation de lactionneur CR dexécution dun service correcte 4. Hypothèse : fiabilité des CRs envoyés par les chaînes fonctionnelles

13 12 4. Hypothèse : fiabilité des CRs / extension à lobservabilité du flux de produit Cohérence entre observation et modélisation du flux de produits leffet du service sur le flux de produit correct Observation du flux de produits Connaissance du système Présence pièce (info fournie par coordination) non oui Capteur pièce 0 1 Requête de surveillance (V.E. à surveiller, valeur, temps)

14 13 4. Hypothèses : défaillances prises en compte Défaillance due à une panne dun composant dune chaîne fonctionnelle ou dune dégradation de son environnement direct Impossibilité de réaliser le service dû au non respect des conditions et contraintes Propagation de défaillances à travers la partie opérative : Service précédemment mal exécuté RQ commande Remise en Cause Défaillance

15 14 Sommaire : 1.Contexte 2.Problématique 3.Hypothèses 4.Principe 5.Exemple 6.Conclusions / Perspectives

16 15 Remise en cause : Mauvaise réalisation du service Défaillance C.F. Rendant le service Propagation de défaillance (Etat non compatible pour le lancement du service) Mauvaise réalisation du service y 4. Synchronisation : principe origine Mauvaise réalisation du service z origine Autre cons. Mauvaise réalisation du service z Opérations offertes par cette Chaîne fonctionnelle Suspecte Valeurs des V.E. concernées Suspectes Basé sur un historique! Comment lorganiser? Comment en maîtriser sa taille?

17 16 4. Synchronisation : structuration de lhistorique et réduction réalisation du service z effet À respecter VE1=x VE2=y À respecter VE3=z effet VE4=x ConséquencesOrigines réalisation du service u effet À respecter réalisation du service y Qualifié de correct CORRECTE + Structuration en pré-conditions, conditions, pré-contraintes et contraintes

18 17 4. Synchronisation : génération règles origines - conséquences Pré-condition non respectée pas deffet et aucune dégradation de la chaîne fonctionnelle Pré-contrainte non respectée pas deffet ou effet partiel et dégradation possible de la chaîne fonctionnelle et/ou du flux de produit Ex: RQ de sortie du vérin sans produit en A Ex: RQ de sortie du vérin, et vérin orthogonal en position sortie

19 18 4. Synchronisation : décomposition du problème Suivi temps réel - Historisation des informations nécessaires au processus de reconfiguration - Gestion de la taille de lhistorique : suppression des informations qualifiées de correctes Synchronisation - Recherche des opérations suspectes - Recherche des variables détat suspectes - Mise à jour du modèle de P.O. Déclenchement : Remise en cause en provenance du niveau inférieur

20 19 4. Suivi : historisation et réduction Si leffet final dun comportement est correct Les (pré-)conditions et (pré-)contraintes associées sont correctes Exploitation de la fiabilité des CRs pour réduire lhistorique + Si tous les effets finaux des comportements flux de produits sont corrects Toutes les (pré-)conditions et (pré-)contraintes sont correctes

21 20 4. Synchronisation : recherche dans lhistorique et mise à jour Projection sur le modèle du système contrôlé

22 21 Sommaire : 1.Contexte 2.Problématique 3.Hypothèses 4.Principe 5.Exemple 6.Conclusions / Perspectives

23 22 5. Exemple illustratif : poste de tri automatique Partie opérative : - 3 capteurs de surveillance produit - 2 vérins - 1 convoyeur

24 23 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

25 24 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

26 25 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

27 26 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

28 27 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

29 28 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

30 29 Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A 5. Suivi: Exemple

31 30 5. Suivi: Historisation + réduction Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B-C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A

32 31 5. Suivi: Historisation + réduction Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A

33 32 5. Suivi: Historisation + réduction Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A

34 33 5. Suivi: Historisation + réduction Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A

35 34 5. Suivi: Historisation + réduction Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A

36 35 5. Suivi: Exemple Placer Pièce en A CR Placer Pièce en A Rq Placer Pièce en A / Rq Suv Position A = non vide (tps op placer pièce en A) Déplacement pièce B- C fin (t) Sortir V1 CR Sortir V1 Rq Sortir V1 Rentrer V1 Rq Rentrer V1 CR Rentrer V1 Sortir V2 CR Sortir V2 Rq Sortir V2 si type=1 / Rq Suv Position D = non vide (tps op sortir V2) Rentrer V2 Rq Rentrer V2 CR Rentrer V2 Enlever pièce CR Enlever pièce Rq Enlever pièce/ Rq Suv Position D = vide (tps op Enlever pièce) Ordre surv CR Suv Position A Ordre surv CR Suv Position D Ordre surv CR Suv Position A

37 36 5. Synchronisation : exemple Remise en cause issu de la C.L. la chaîne dacquisition (gérant capteur produit en D) Historique après un certain nombre de cycles de fonctionnement S

38 37 5. Synchronisation : exemple S S S Recherche des origines S = suspect

39 38 5. Synchronisation : exemple S S S S S Recherche des origines S = suspect

40 39 5. Synchronisation : exemple S S S S S S S Recherche des origines S = suspect

41 40 5. Synchronisation : exemple S S S S S S Recherche des conséquences S S = suspect

42 41 5. Synchronisation : exemple ? S S S S S S S S S S Recherche des conséquences S S = suspect

43 42 5. Synchronisation : exemple ? S S S S S S S S S S Conséquences / Vérifications possibles SS

44 43 6. Conclusion Processus dhistorisation des informations Mécanisme de réduction de cet historique Caractérisation de la disponibilité dun service Caractérisation de létat du système contrôlé Processus de mise à jour du modèle de P.O.

45 44 6. Perspective formalisation de lhistorique des évolutions passées Faciliter la réduction Faciliter la recherche des origines de lincohérence détectée et autres conséquences possibles Borne supérieure de la taille de lhistorique Réflexion sur laspect décisionnel dans un but de reconfiguration Implémentation et validation expérimentale sur un système réel


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