3.2 Architecture proposée
3.2.3 Application de DIMS à la robotique
L’adaptation faite de l’architecture DIMS dans ce travail de thèse, per-met d’avoir un agent pour le superviseur et des agents pour les ressources de transports, pouvant avoir autant de sous-agents qu’ils en ont besoin. Les agents et sous-agents dédiés aux robots sont génériques (Les mêmes struc-tures et compositions pour tous) et se distinguent de l’agent du superviseur que d’un module : Le superviseur dispose d’un module de Monitoring (Sur-veillance de l’atelier) contrairement aux robots qui disposent d’un contrôleur (organe d’exécution des tâches).
Des modules apparaissant dans l’approche originale (figure 3.1) tels que le
facilitateur et la base de connaissances KB sont absentes de l’adaptation dans la figure3.2. En effet les ressources de transport utilisées dans l’Industrie 4.0
Unité de contôle Base de connaissance
Contrôleur
Communication entre agent
Module de simulation
Environnement commun
Manager d’agent Base de données Facilitateur
Données capteurs
Action de sortie Vers d’autres agents
Unité de contôle Base de connaissance Contrôleur Communication entre agent Module de simulation Environnement commun
Manager d’agent Base de données Facilitateur
Données capteurs Action de sortie Unité de contôle Base de connaissance Contrôleur Communication entre agent Module de simulation Environnement commun
Manager d’agent Base de données Facilitateur
Données capteurs Action de sortie Agent parent Agent enfant B Agent enfant A
FIGURE3.1 – Architecture DIMS proposée par Zhang
disposent basiquement ces organes dès leur conception.
On remarque également la fusion de l’unité de contrôle et de l’environne-ment commun et la création d’une base de donnée centrale permettant la sauvegarde des données de l’ensemble des entités de l’atelier. Sept (7) diffé-rents modules sont utilisés au total dans cette nouvelle adaptation ainsi que treize (13) types de liens régissant les relations entre les différents modules.
3.2.3.1 Module d’interaction
L’unité d’interaction est l’organe qui régit toutes les communications ex-térieures d’un agent. Deux types d’échanges sont possibles : L’échange direct à travers le Middleware ROS combiné à autres protocoles de communication comme MTconnect ; Et l’échange indirect à travers la base de donnée. Dans ce second cas, l’information est mise à disposition et les entités peuvent la consulter ou la modifier au besoin. L’échange direct présente deux possibili-tés également :
a) La communication verticale : Concerne toutes les informations échan-gées entre des agents et/ou sous-agents de niveaux hiérarchiques diffé-rents. Par exemple le superviseur et les ressources de l’atelier utilisent ce genre de communication.
3.2. Architecture proposée 61
Module de stockage locale Contrôleur
Gestionnaire d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 9 1 2 4 3 8 6 5 7 11
Module de stockage locale Contrôleur
Gestionnaire d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 9 1 2 4 3 8 6 5 7 11 Module de stockage locale Contrôleur Gestionnaire
d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 9 1 2 4 38 6 5 7 11
Module de stockage locale Unité de surveillance
Gestionnaire d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 10 9 1 2 4 3 8 6 5 7 Module de stockage locale Contrôleur Gestionnaire
d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 9 1 2 4 38 6 5 7 11 Base de données centrale 12a 13a 12b Module de stockage locale Contrôleur Gestionnaire
d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 9 1 2 4 38 6 5 7 11 Module de stockage locale Contrôleur Gestionnaire
d’agent Module d’interaction Module de simulation Module de décision 9 1 2 4 38 6 5 7 11 12b Agent 1 : Superviseur
Agent 2 : AGV, Bras ou Manipulateur mobile Agent n : AGV, Bras ou Manipulateur mobile
Sous-agent 21 : AGV, Bras ou Manipulateur mobile
Sous-agent 2m : AGV, Bras ou Manipulateur mobile
Sous-agent n1 : AGV, Bras ou Manipulateur mobile
13b
Sous-agent nm : AGV, Bras ou Manipulateur mobile
FIGURE3.2 – Adaptation de DIMS
b) La communication horizontale : Elle se fait entre des entités de même niveau hiérarchique.
3.2.3.2 Base de données
Entité indépendante (n’appartient à aucun agent), la base de donnée per-met le stockage des données provenant des éléments de l’ensemble de atelier. Elle garantit une gestion dynamique des données hétérogènes provenant des différents systèmes (Robots, machines, applications utilisées par les opéra-teurs, etc.). La base de données est accessible à tous les éléments tant en lec-ture qu’en écrilec-ture de données [66]. Elle est au centre de la communication indirecte entre les agents et se fonde sur le système de gestion de base de
données MongoDB [9].
3.2.3.3 Module de décision
Cet outil contient un ensemble d’algorithmes permettant à l’agent de prendre des décisions. Ces algorithmes peuvent être des méthodes d’assignation de tâches et/ou d’optimisation pour des mécanismes complexes ayant plusieurs possibilités. Par exemple le choix des sous-agents et le choix d’un chemin parmi plusieurs sous certaines contraintes.
3.2.3.4 Unité de surveillance
Grâce à des représentations graphiques en temps réel, la surveillance per-met au superviseur d’acquérir continuellement des informations sur l’état
de l’atelier. Ceci lui permet d’agir rapidement en cas de problème. L’unité de surveillance sert aussi dans les actions de maintenance des ressources. L’humain joue un rôle essentiel dans l’interprétation des données de la sur-veillance ainsi que dans la prise de décision de différents niveaux, rendue facile grâce aux représentations graphiques.
3.2.3.5 Module de simulation
Dans cette application de DIMS à des robots, la simulation peut avoir un rôle de prédiction de la bonne faisabilité des actions ou dans les prises de décisions. Les robots utilisent des outils de simulation comme Gazebo et Rviz [132], en guise d’outil de planification de trajectoire, tous deux composants du Middleware robotique ROS.
Le superviseur dispose de simulateur de flux tel que NetLogo [168] ou Anylo-gic, comme outil de simulation. Ce dernier plus complexe et complet, répond aux besoins du superviseur en charge de tout l’atelier .
3.2.3.6 Gestionnaire d’agent
A l’instar du Manager dans la première version de DIMS (figure 3.1), ce
module permet une gestion d’un agent et de ses sous-agents. Il constitue d’abord un registre dans lequel est recensé tous les sous-agents d’une res-source avec leurs caractéristiques (identité, type, fonctions, etc.) et spécifie aussi le besoin d’intégrer ou de supprimer d’autres sous-agents.
3.2.3.7 Contrôleur
C’est l’organe exécutif des robots. Le contrôleur se charge de prendre des décisions de bas niveau (évitement d’obstacles, arrêt d’urgence, génération de trajectoires) ou ne suscitant pas de calculs complexes. Il joue un rôle im-portant dans la surveillance locale du robot et la bonne réalisation des tâches car il dispose des données de tous les capteurs intégrés au robot en temps réel.
3.2.3.8 Module de stockage de données
Ce module est relié à tous les autres car permet le stockage local ou tem-poraire des données de l’agent. Son organe physique est celle de la mémoire vive dédiée à la ressource (La mémoire de l’ordinateur dédié au superviseur représente son module de stockage).