Note publique d'information : Le diagnostic des défaillances des systèmes industriels est à l'origine de nombreux
travaux depuis ces dernières années. Il est défini comme l'opération permettant de
détecter et de localiser un défaut. La détection de défauts consiste à rendre une
décision sur l'état du système qu'il soit en fonctionnement normal ou défaillant.
Cette opération est ensuite suivie d'une étape de localisation du défaut afin d'identifier
ses causes et son origine. Ce mémoire de thèse présente une approche décentralisée
avec coordinateur pour le diagnostic des Systèmes à Evénements Discrets (SED) et plus
particulièrement pour les systèmes manufacturiers composés de capteurs et d'actionneurs
discrets. Cette approche considère la Partie Opérative (PO) comme un ensemble d'éléments
composé d'un actionneur et d'un ensemble de capteurs. La construction des diagnostiqueurs
s'appuie sur une modélisation modulaire des éléments de la Partie Opérative, d'un
modèle des spécifications de la Partie Commande (PC) et d'une information temporelle
liée à la réactivité des actionneurs. Chaque diagnostiqueur représente un observateur
de l'état du système affecté d'une étiquette de décision, cette décision étant le
résultat de l'observation des événements, des conditions sur les états du système
et/ou sur le temps de retard entre événements. Afin de définir la capacité de l'ensemble
des diagnostiqueurs locaux à diagnostiquer un ensemble de défauts dans un délai fini,
une notion de codiagnosticabilité a été établie. Dans cette thèse, cette notion tient
compte de la modélisation des défauts à base d'événements, à base d'états et à base
d'informations temporelles. Elle détermine ainsi l'ensemble des défauts que la structure
décentralisée peut diagnostiquer. L'ensemble des décisions locales doit être ensuite
agrégé afin d'obtenir une décision globale sur l'état du système. Cette fusion est
réalisée par un coordinateur construit à partir d'un ensemble de règles permettant
de résoudre les différents problèmes d'indécision et d'ambiguïté entre les diagnostiqueurs
locaux. Ce coordinateur permet d'obtenir des performances de diagnostic équivalentes
à celles d'un diagnostiqueur centralisé. Deux exemples d'applications manufacturières
illustrent l'efficacité et l'intérêt de la structure décentralisée en terme d'explosion
combinatoire. Un simulateur basé sur Stateflow de Matlab permet de tester et valider
l'approche proposée.
Note publique d'information : Fault diagnosis of industrial systems is a subject that has received a great attention
in the past few decades. It is defined as the process of detecting and isolating faults.
Fault detection leads to a binary decision that either the system is working under
normal conditions or an abnormality in its behaviour has occurred. Fault detection
is followed by fault isolation, which determines the fault type, location and causes.
This thesis presents a decentralized approach to realize the diagnosis of Discrete
Event Systems (DES), particularly manufacturing systems with discrete sensors and
actuators. This approach considers the plant as a set of elements. Each plant element
is composed of an actuator and a set of sensors. The construction of the local diagnosers
is based on a modular modelling of the plant elements, of the controller specifications
and the temporal information about the actuators reactivity. It is a special case
of an observer that carries fault information by means of labels attached to states.
Diagnosers base their decisions on the sequences of observed events, on the current
behavior and/or on the time delays between these events. In order to verify that the
set of local diagnosers are capable to diagnose a set of faults within a bounded delay,
a notion of codiagnosability must be defined. In this thesis, a timed-event-state-based
diagnosability notion is defined in order to verify the diagnosability property of
the set of local diagnosers. All local diagnosis decisions must be merged in order
to obtain one global diagnosis decision. This fusion can be realized by a coordinator
based on a set of rules. The goal of this coordinator is to solve the problem of decision
conflict and/or ambiguity among local diagnosers in order to obtain a diagnosis performance
equivalent to the one of the centralized diagnoser. Two examples of manufacturing
applications are used to illustrate and to show the advantages and the interest of
this approach. A simulation tool based on Stateflow of Matlab is constructed in order
to test and validate the proposed approach on application examples.
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