L A REPARTITION DE FONCTIONS ENTRE L ’ HOMME ET LA MACHINE 65

La   conception   de   systèmes   homme-­‐machine   coopératifs   pour   résoudre   les   problèmes   d’ordonnancement   doit   considérer   la   problématique   de   la   répartition   des   fonctions   entre   l’opérateur   et   la   machine.   Cette   répartition   peut   être   décomposée   en   fonctions   élémentaires  dont  chacune  est  confiée  à  l’entité  la  plus  efficiente  (Fitts,  1951).  Cet  auteur  a   proposé   de   considérer   les   compétences   de   l’un   et   de   l’autre   en   introduisant   le   double   acronyme  “MABA-­‐MABA”  (Men  Are  Better  At…  Machines  Are  Better  At…).  

Dans   une   perspective   de   concevoir   des   systèmes   hybrides,   Nakamura   et   Salvendy   (1994)   notaient  qu’à  partir  du  développement  des  modèles  issus  de  la  recherche  opérationnelle  et   de   l’intelligence   artificielle,   la   machine   était   capable   de   proposer   très   rapidement   un   ensemble   d’ordonnancements   alternatifs   à   l’opérateur.   Toutefois   une   des   forces   de   ce   dernier  est  d’être  capable  de  réaliser  des  inférences  (à  partir  de  son  expérience  et  de  ses  

Chapitre  4  :  Coopération  homme-­‐machine  pour  l’ordonnancement  

connaissances   du   contexte   de   l’atelier),   ce   qui   permettrait   de   choisir   la   solution   la   plus   adaptée  parmi  ces  alternatives.  

Sheridan   (1992)   a   suggéré   dix   modes   de   décomposition   des   fonctions   à   répartir   entre   l’opérateur   et   la   machine.   Les   choix   de   conception   peuvent   alors   varier   entre   un   mode   entièrement  manuel  est  une  automatisation  complète  de  la  tâche  :  

(1) La  machine  n’offre  pas  d’assistance,  l’opérateur  doit  réaliser  seul  la  tâche   (2) La  machine  propose  l’ensemble  des  alternatives  possibles  

(3) La  machine  réduit  l’ensemble  des  alternatives  à  quelques  possibilités   (4) La  machine  réduit  l’ensemble  des  alternatives  à  une  seule  

(5) La  machine  exécute  la  suggestion  si  l’opérateur  l’approuve  

(6) La  machine  exécute  la  suggestion  si  l’opérateur  n’exerce  pas  un  droit  de  véto  en  un   temps  limité  

(7) La  machine  exécute  la  suggestion  et  elle  informe  systématiquement  l’opérateur   (8) La  machine  exécute  la  suggestion  et  elle  informe  l’opérateur  s’il  le  demande   (9) La  machine  exécute  la  suggestion  et  elle  informe  l’opérateur  s’il  elle  le  décide   (10) La  machine  décide  de  tout  et  agit  de  manière  autonome,  en  ignorant  l’opérateur   Dans   leurs   travaux,   Nakamura   et   Salvendy   (1994)   ont   distingué   trois   modes   d’interaction   homme-­‐machine  dans  l’ordonnancement  :  

− Les   systèmes   à   base   d’algorithmes   ou   à   base   de   connaissances.   La   machine   prend   les   décisions   d’ordonnancement   et   l’ordonnanceur   se   conforme   à   la   décision   de   la   machine.  Dans  les  termes  de  Sheridan  (1992),  il  s’agit  du  mode  10.  

− Les   systèmes   manuels.   L’ordonnanceur   prend   les   décisions   d’ordonnancement   et   les   met  en  œuvre.  La  machine  obéit  aux  décisions  humaines  (mode  1).  

− Les   systèmes   hybrides   intelligents.   Ce   mode   peut   être   réalisé   selon   trois   approches.   Premièrement,   la   machine   réalise   l’ordonnancement   et   propose   plusieurs   solutions   acceptables   (mode   3).   L’ordonnanceur   sélectionne   l’une   d’entre   elles   puis   l’exécute.   Deuxièmement,   la   machine   suggère   un   ordonnancement   puis   l’exécute   si   l’ordonnanceur   le   valide   (mode   5).   Troisièmement,   la   machine   décide   d’un   ordonnancement,  l’exécute,  et  l’informe  ensuite  (mode  7).  

Comme   le   précisent   van   Wezel,   Cegarra   et   Hoc   (2011),   la   question   de   la   répartition   de   fonctions   ne   se   résume   pas   uniquement   à   une   décomposition   puis   une   affectation   de   fonctions   plus   élémentaires.   En   effet,   ces   fonctions   entretiennent   souvent   des   relations   entre  elles,  ce  qui  implique  qu’elles  ne  doivent  pas  être  considérées  comme  indépendantes   entre  elles.  Il  en  résulte  des  implications  en  termes  de  coopération  homme-­‐machine  (Hoc  &   Chauvin,   2011),   dont   le   cadre   théorique   a   été   développé   à   partir   de   l’étude   de   situations   dynamique   (par   ex.,   dans   le   contrôle   aérien).   Dans   ces   situations   sous   contrôle   partiel   de   l’opérateur,  celui-­‐ci  doit  prendre  des  décisions  en  cherchant  à  atteindre  un  compromis  entre   performance  satisfaisante  et  coût  cognitif  acceptable  (Hoc  &  Amalberti,  2007).  

Dans   la   littérature   sur   l’ordonnancement,   d’autres   travaux   ont   mis   le   focus   sur   la   décomposition   de   la   tâche   de   l’ordonnanceur   en   sous-­‐tâches   (Higgins,   2001  ;   McKay   &   Wiers,  2003  ;  Mietus,  1994  ;  van  Wezel  et  al.,  1996  ;  Wiers,  1997b).  De  l’ensemble  de  ces   travaux,  les  auteurs  ont  pu  lister  les  sous-­‐tâches  possibles  auxquelles  les  ordonnanceurs  sont   confrontés.  Une  liste,  non  exhaustive  de  ces  tâches  est  par  exemple  :  affecter,  sélectionner,   classer,   compter   les   tâches,   superviser   l’activité,   anticiper   des   résultats,   administrer   la   production,   évaluer   des   actions,   interpréter   des   données,   communiquer   des   ordonnancements,  réagir  à  des  événements,  etc.  (Akkerman  &  van  Donk,  2009).  A  partir  de   l’ensemble  des  tâches  de  l’ordonnanceurs,  van  Wezel  et  al.  (1996)  ont  cherché  à  distinguer   celles  généralisables  à  toutes  les  situations,  d’autres  spécifiques  à  un  domaine.  Ils  ont  ainsi   proposé   un   cadre   théorique   pour   faciliter   le   développement   de   systèmes   d’aide   à   la   décision,  avec  l’idée  que  certaines  sous-­‐tâches  pouvaient  être  automatisées.  

Dans   cette   thèse,   nous   avons   réalisé   un   travail   pluridisciplinaire   dans   lequel   la   recherche   opérationnelle   propose   un   système   homme-­‐machine   pour   résoudre   les   problèmes   d’ordonnancement   (chapitre   8).   Ce   système   s’appuie   sur   une   méthode   développée   par   la   recherche   opérationnelle  :   l’ordonnancement   de   groupes.   La   répartition   des   fonctions   proposée  est  que  la  machine  réalise  des  regroupements  d’opérations  (ordonnancement  de   groupes)   et   que   l’humain   ordonnance   ensuite   à   l’intérieur   de   chaque   groupe   (ordonnancement   intra-­‐groupes).   Du   point   de   vue   de   la   recherche   opérationnelle,   l’ordonnancement   de   groupes   est   une   des   rares   méthodes   dites   “prédictive/réactive”  car   elle  cherche  à  combiner  les  forces  (au  sens  de  Fitts,  1951)  de  la  machine  et  de  l’opérateur  :  

− La  force  de  la  machine  est  notamment  liée  à  sa  rapidité  de  calcul.  Cela  permettrait  de   réduire   rapidement   la   complexité   du   problème   pour   l’ordonnanceur   en   lui   proposant   des   regroupements   d’opérations   calculés   a   priori   (dimension   prédictive),   en   fonction   d’un  algorithme  mathématique.  

− L’ordonnanceur   est   supposé   disposer   de   compétences   pour   la   négociation   avec   différents   niveaux   de   l’organisation,   mais   surtout   de   connaissances   sur   l’état   réel   de   l’atelier  à  un  instant  donné.  Ces  connaissances  devraient  alors  lui  permettre  de  faire  les   choix  les  plus  judicieux  pour  l’ordonnancement  des  opérations  au  sein  d’un  groupe,  par   exemple  en  tenant  compte  des  aléas  présents  dans  l’atelier  (dimension  réactive).  

Dans   ce   contexte   de   répartition   des   fonctions,   la   demande   issue   de   la   recherche   opérationnelle   a   été   que   nous   examinions   le   rôle   d’un   outil   d’assistance   sur   les   prises   de   décision  liée  à  l’activité  d’ordonnancement   intra-­‐groupes  réalisée  par  l’opérateur.  Lorsque   ces  prises  de  décision  s’inscrivent  dans  le  cadre  d’une  coopération  avec  la  machine,  et  plus   particulièrement   d’un   contrôle   mutuel,   il   devient   intéressant   d’en   observer   également   les   implications  sur  l’activité  d’ordonnancement.