Domaines d’application des agents logiciels et des systèmes multi-agents

Les systèmes multi-agents offrent des perspectives en matière de support à l’ingénierie de systèmes technologiques nécessitant la mise en relation d’entités autonomes dans le but de résoudre un problème donné. Ils permettent aussi de servir de support logiciel pour reproduire et analyser le fonctionnement d’organisations sociales modélisées à l’aide des notions d’organisation et d’interaction. La conception et la programmation d’un système d’intermédiation électronique et d’un logiciel d’analyse des risques requièrent la mise en œuvre de ces mécanismes. Dans cette section, un ensemble de domaines d’application ayant utilisé les systèmes multi-agents comme support méthodologique ou technologique est présenté. Elles correspondent à quatre préoccupations : « l’interopérabilité » entre systèmes, la simulation, le traitement de l’information et le contrôle de systèmes technologiques.

3.1.1.1 Les agents comme support de l’interopérabilité de systèmes

d’information

« L’interopérabilité » de systèmes informatiques existants est un problème majeur pour de nombreux industriels. Dans [GENESERETH94], une des solutions à cette problématique repose sur l’idée « d’encapsuler » les programmes existants avec un composant doté de mécanismes de communication permettant un échange d’information entre les différents systèmes.

A partir de cette hypothèse, des modèles d’agents coopératifs ont été conçus. Parmi ces travaux on peut citer le projet ARCHON [WITTIG92] qui a consisté à la réalisation d’une architecture d’agent permettant la réutilisation de logiciels existant dans des systèmes plus complexes et coopératifs. Cette architecture a été utilisée dans le domaine industriel, notamment pour la distribution et la transmission de l’électricité, pour le contrôle d’accélérateur de particules ainsi que pour le contrôle d’application robotique [COCKURN96].

Dans un autre domaine, celui de la gestion des crises, des travaux similaires ont été menés pour réaliser « l’interopérabilité » et la coopération entre des systèmes d’informations (bases de données, systèmes d’information géographiques, etc.) et ce,

De l’apport des Systèmes Multi-Agents pour la mise en œuvre d’une organisation virtuelle de prévention des risques

pour réaliser un dispositif d’aide à la gestion des crises [CARDON97] ou bien un système de soutien à la gestion de feux de forêts [JABER98].

Ces travaux illustrent le potentiel offert par les modèles et les technologies des systèmes multi-agents pour la mise en œuvre de l’interorpérabilité de systèmes d’information hétérogènes et géographiquement distribués. La mise en œuvre de ces mécanismes est un des préalables à la conception et la programmation d’un système d’intermédiation électronique puisque celui-ci doit assurer l’échange d’information entre différents types de systèmes technologiques.

3.1.1.2 Les agents comme support de simulation

La simulation est une des phases du processus de modélisation qui permet de vérifier la cohérence d’un modèle selon des hypothèses de fonctionnement. L’utilisation des systèmes multi-agents pour la simulation de système permet de représenter directement les acteurs du modèle, leurs comportements et leurs interactions [FERBER95]. Ainsi, de nombreux travaux de simulation à base d’agents sont et ont été conduits.

Dans [GUERRIN98], les SMA sont utilisés pour modéliser des échanges de matières organiques, des coûts de transfert et des négociations entre exploitants agricoles dans des régions rurales, avec pour objectif la détection des dysfonctionnements et le test des différentes alternatives d’organisation d’acteurs.

Les travaux présentés dans [FRANCHESQUIN00] décrivent un Système Multi-Agents dédié à la gestion hydraulique de la Camargue. Le modèle proposé est composé d’agents qui reproduisent le comportement des individus du système social de gestion de l’hydraulique. L’environnement du système est constitué de différents éléments du modèle hydrologique.

La plate-forme de réalité virtuelle présentée dans [QUERREC01] consiste à reproduire des situations d’exercices de gestion opérationnelles et de commandement d’une division de pompiers. Elle permet, à l’aide de modèles de dispositifs physiques, de phénomènes naturels et du comportements d’acteurs humain d’analyser les conséquences d’une décision et ainsi contribuer à la formation des pompiers à la gestion de situations de crise.

La première couche fonctionnelle du logiciel d’analyse des risques étudiée, doit permettre de reproduire le fonctionnement des différents éléments d’un dispositif technologique. L’utilisation d’un modèle d’agent peut être une solution pour reproduire le fonctionnement des différents constituants du dispositif et pour servir de support à la réalisation des fonctionnalités d’analyse des risques.

3.1.1.3 Les agents comme support de traitement de l’information

Certains traitements de manipulation d’information nécessitent la prise en compte de nombreuses contraintes. Les systèmes multi-agents peuvent servir de support de représentation ainsi qu’à la manipulation de l'information. Les travaux menés dans le domaine de la génération de carte IGN6_{, à l'aide d'une approche agent, illustre ce}

domaine d’application.

La génération de cartes IGN à différentes échelles nécessite de considérer de nombreuses contraintes dues à la quantité d’informations manipulées mais aussi à la

6 _{IGN : Institut Géographique National}

Chapitre 3

variation de la représentation et de la précision de l'information selon l'échelle d'affichage et de la nécessité de respecter les caractéristiques topologiques d'un terrain. Les travaux proposés dans [BAEJIS00] consistent à représenter chaque élément d’une carte par un agent et de gérer la génération des cartes par différents processus d’interaction et de prise de décision. L'objectif de cette démarche est de réaliser un logiciel de génération et de gestion des changements d’échelles de cartes IGN [BAEJIS00].

La réalisation d’un système d’intermédiation électronique et d’un logiciel d’analyse des risques nécessite la définition de structures de données permettant, d’une part, de représenter les traitements gérés par le système d’intermédiation, et d’autre part, les composants du dispositif étudié par le logiciel d’analyse des risques. L’utilisation des mécanismes associés aux agents pourrait servir de support aux mécanismes associés aux deux types d’information.

3.1.1.4 Les agents pour le contrôle de systèmes industriels

Le contrôle des systèmes industriels requiert l’utilisation de dispositifs logiciels adéquats. Différents travaux traitent de l’utilisation des systèmes multi-agents pour superviser le fonctionnement de dispositifs constitués d’un nombre important de composants en interaction.

Les travaux présentés dans [TRANVOUEZ99] concernent l’utilisation d’un système multi-agent pour le contrôle et l’aide à la gestion des perturbations dans un atelier de production. Le système suit le fonctionnement des différentes machines de production : dès qu’une perturbation est détectée, un processus d’interaction est mis en œuvre pour générer un plan de réordonnancement de l’atelier.

Dans [BALBO01], un modèle de système multi-agents est présenté pour assurer le contrôle d’un réseau de bus. Ce modèle permet de générer les horaires théoriques, de les comparer avec les horaires réels afin de détecter les retards et gérer les conséquences des perturbations sur un réseau de transport.

Les fonctionnalités de supervision du logiciel d’analyse des risques peuvent par conséquent être abordées à l’aide d’une approche agent, dans la mesure où les fonctionnalités de simulation et de traitement de l’information reposent également sur ces concepts.

Les différents exemples présentés laissent envisager la possibilité d’aborder la conception et le développement d’un système d’intermédiation électronique et d’un logiciel d’analyse des risques à l’aide d’une approche agent. Pour justifier cette démarche, une présentation des idées de conception et de programmation orientées agents est, par la suite, effectuée avant une proposition de justification de leur utilisation pour aborder les deux systèmes technologiques nécessaires à la réalisation d’une organisation virtuelle de gestion des risques.