Processus de conception d’une simulation

Fishwick [Fishwick, 1994] a d´efini les trois grandes ´etapes qu’un concepteur doit suivre pour r´ealiser une simulation qui sont : l’´elaboration du mod`ele, l’ex´ecution du mod`ele et l’analyse de l’ex´ecution. Shannon [Shannon, 1976] [Shannon, 1998], quant `a lui, d´etaille le processus de conception qui permet d’appr´ehender pr´ecis´ement ce processus. Il identifie les ´etapes suivantes qui sont repr´esent´ees sur la figure 1.5 :

1. D´efinition du probl`eme : Il s’agit au cours de cette phase initiale d’identifier les objectifs de l’´etude afin de fixer clairement les grandes lignes de r´eflexion. En

d’autres termes, il faut d´eterminer les questions auxquelles l’´etude doit r´epondre. 2. Planification du projet : Ayant d´efini lors de la phase pr´ec´edente les objectifs de

l’´etude, il faut ensuite d´eterminer si l’utilisateur/concepteur dispose des ressources n´ecessaires. Les ressources sont essentiellement des ressources humaines et mat´e- rielles pour mettre en oeuvre l’´etude souhait´ee.

3. D´efinition du syst`eme : Nous avons vu pr´ec´edemment qu’il est indispensable d’identifier les caract´eristiques du syst`eme qui seront observ´ees pour le mod´eliser par la suite. Les objectifs de l’´etude d´efiniront les aspects du syst`eme `a observer pour construire le mod`ele.

4. Formulation du mod`ele conceptuel : Cette ´etape correspond `a une premi`ere ´elaboration du mod`ele o`u les diff´erentes entit´es qui composent le syst`eme sont identi- fi´ees. Il s’agit de r´ealiser une premi`ere abstraction g´en´erale du syst`eme o`u le concep- teur d´etermine les composants, les variables, les interactions entre composants, etc. 5. Analyse pr´eliminaire de l’exp´erimentation : Les exp´erimentations effectu´ees doivent ˆetre analys´ees pour ´evaluer l’ad´equation du mod`ele avec le syst`eme simul´e. Pour ce faire, le concepteur doit pr´eciser au pr´ealable les crit`eres d’´evaluation de la qualit´e de l’exp´erimentation. Il pr´ecisera ´egalement le protocole d’exp´erimenta- tion pour tester l’immersion du mod`ele dans le simulateur (nombre d’exp´eriences n´ecessaires `a l’exp´erimentation dans son ensemble, ...).

6. Constitution des param`etres initiaux : Cette phase consiste `a d´eterminer et `a collecter les donn´ees qui sont n´ecessaires `a l’´elaboration des valeurs initiales pour param´etrer le mod`ele.

7. Transcription du mod`ele : `A cette ´etape, il faut choisir une plate-forme de simu- lation qui d´efinira le langage `a utiliser pour traduire le mod`ele conceptuel en mod`ele op´erationnel (voir section 1.2.3). Le concepteur met en oeuvre le mod`ele du syst`eme pour r´ealiser ses exp´erimentations.

8. V´erification et validation : Les termes de v´erification et de validation sont lourds de sens lorsqu’on aborde les notions de mod`ele et de simulation. Pour simplifier et sans rentrer dans le d´etail, cette ´etape permet de v´erifier l’ex´ecution du mod`ele dans le simulateur, la pertinence et coh´erence des r´esultats obtenus avec le mod`ele impl´ement´e et avec le syst`eme.

9. Analyse finale de l’exp´erimentation : Cette ´etape de conception est un retour sur l’´etape trois du processus qui est l’´etape d’´elaboration du mod`ele conceptuel. Ce retour sur mod`ele est effectu´e `a ce niveau car les connaissances sur le mod`ele se sont affin´ees.

1.2. La simulation informatique satisfaisante insatisfaisante oui non Formulation du problème Définition du système Élaboration d’un modèle conceptuel Préparation de l’expérience paramètres initiaux, critères, ...

Implémentation du modèle Vérification Validation Expérimentations des résultats Interprétation Documentation

Utilisation des résultats

10. Exp´erimentation : la simulation ´etant v´erifi´ee et valid´ee, elle peut ˆetre ex´ecut´ee pour r´ecup´erer les r´esultats d´esir´es et pour effectuer une analyse de sensibilit´e du mod`ele aux param`etres initiaux.

11. Analyse et interpr´etation des r´esultats : Durant cette ´etape, les r´esultats sont trait´es pour tirer les conclusions sur le mod`ele.

12. Utilisation et documentation : Le concepteur fournit une documentation com- pl`ete sur le mod`ele et sa mise en oeuvre car il faut toujours associer les r´esultats au mod`ele conceptuel et au mod`ele informatique qui eux mˆemes d´ependent des objectifs initiaux.

Notre probl´ematique s’articule autour des politiques d’ordonnancement et des m´eca- nismes de s´election d’actions dans le cadre de simulation d’agents, ce qui suppose d’avoir un mod`ele op´erationnel `a base d’agents. Ainsi, la phase “´Elaboration du mod`ele” du processus de simulation propos´e par Fishwick (figure 1.1) est fond´ee sur une abstraction multi-agents du syst`eme pour en produire un mod`ele. La construction du mod`ele multi- agents consiste `a identifier et `a ´elaborer l’ensemble des comportements et actions que les agents peuvent effectuer en fonction de leur contexte [Macal and North, 2005]. Et la deuxi`eme phase “Ex´ecution du mod`ele” du processus de simulation consiste `a ex´ecuter le mod`ele dans un simulateur qui sera une plate-forme de simulation multi-agents.

La mod´elisation du syst`eme correspond `a la premi`ere ´etape du processus de conception d’une simulation propos´e par Fishwick [Fishwick, 1994]. La mod´elisation du probl`eme doit ˆetre ind´ependant de l’outil de simulation qui va ˆetre choisi pour ex´ecuter le mod`ele. Ensuite, il faut organiser et planifier l’ensemble des actions pour avoir un comportement de simulation pertinent. La deuxi`eme ´etape du processus de conception d’une simulation propos´e par Fishwick fait r´ef´erence au passage du mod`ele `a sa mise en oeuvre dans un outil de simulation. Cette ´etape d´epend de l’outil de simulation. Ult´erieurement, nous nous int´eresserons `a la difficult´e de distinguer la mod´elisation du syst`eme de sa mise en oeuvre dans une plate-forme de simulation multi-agents. Cette difficult´e provient des techniques utilis´ees pour organiser les comportements des agents et pour selectionner l’action qu’un agent souhaite ex´ecuter en fonction de l’analyse de son contexte.

La section suivante d´efinit les notions li´ees aux Syst`emes Multi-Agents (SMA) et `a leurs usages pour la simulation ou plus pr´ecis´ement sur le simulateur. Nous expliciterons aussi les avantages et les inconv´enients d’utiliser le paradigme agent dans la phase de mod´elisation du syst`eme.