Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Décisions automatisées“

Depuis 1978, le droit encadre les algorithmes décisionnels, c’est-à-dire les algorithmes aidant ou remplaçant la décision humaine. Pourtant, le développement effréné de ces outils et leur diffusion dans tous les domaines questionnent la pertinence de ces règles ; En particulier, il apparaît que l’encadrement des algorithmes décisionnels s’oriente aujourd’hui vers la protection du destinataire de la décision, soit la personne soumise à la décision prise sur le fondement de l'algorithme. Ce faisant, une part essentielle des enjeux sont oubliés : la protection de l’auteur de la décision et du caractère humain de la décision. La réintégration à sa juste valeur de la protection de l’auteur de la décision, sans oublier celle du destinataire, permet alors de donner toute sa force au droit des algorithmes. Ainsi, les deux catégories classiques d’algorithmes de prise de décision et d’algorithmes d’aide à la décision peuvent être réinterprétées. De la même manière, les règles de conception et d’utilisation des algorithmes décisionnels peuvent également être lues sous la double fonction de la protection de l’auteur et du destinataire de la décision. Dans le premier cas, c’est la faculté même de décider qui est protégée. L’interdiction des algorithmes de prise de décision dans certains domaines ou l’encadrement strict de la légalité de ces outils en sont deux illustrations. Dans le second cas, c’est le droit de ne pas être soumis à une décision prise par une machine qui doit être mis en avant. On retrouve alors de nombreux mécanismes issus du droit du pouvoir tels que la faculté de demander le réexamen de la décision ou l'obligation de motivation<br>In France, decision-making algorithms have been regulated for almost 50 years. However, given the constant development of these tools and their ever-broadening use, the effeetivity of this control has come into question. In particular, the law seems to focus on the protection of the person subjected to an automated decision. In doing so, it neglects one of the most important issues at stake : the protection of the authors of the decision themselves. This thesis argues that it is only through a subtle balance between the protection of the authors and the subjects of a given decision that the law might be able to properly regulate decision-making algorithms. Using this approach, the two classic categories of decision-making algorithms namely algorithms serving as the only basis for a decision versus algorithms serving as a simple help for the decision - can be reinterpreted. At the same time, rules regulating the conception and the use of such algorithms can be reinforced. The interdiction of all decision-making algorithms in certain domains can be seen as a proper protection of the human decision. Other mechanisms, such as the right to obtain human intervention, or to contest the decision, arc specifically designed to protect the person subjected to a decision based on an algorithm

Présentation de la coopération homme-calculateur dans les systèmes de supervision des procédés automatisés pour assister les opérateurs dans les tâches décisionnelles de haut niveau cognitif telles que la détection de mauvais fonctionnements, le diagnostic et la reprise de défaut

Dans ce travail, nous étudions des méthodes d’aides à la décision en temps-réel pour la maintenance des systèmes distribués, avec d’importantes contraintes logistiques entre les différents sites de ces systèmes avec des ressources de maintenance partagées. Les méthodes proposées utilisent des approches d’ordonnancement d’activités. Pour la prise de décision, nous avons développé des règles localement optimales qui sont ensuite adaptées dans des algorithmes temps-réel pour la planification dynamique des tâches de maintenance des systèmes de grandes tailles. L’objectif est d’assurer une bonne disponibilité du système et de minimiser les coûts d’exploitation, tout en garantissant dans le même temps une grande réactivité dans les prises de décision. Les coûts concernés sont dus notamment aux états critiques du système (coûts de dégradation avancée ou de pannes fortuites), à des fréquences trop élevées de maintenance ou à des retards de maintenance. Les décisions tiennent compte des fonctions disponibilités, très souvent révélatrices de l’état de dégradation des entités du système. Les résultats obtenus permettent non seulement la maîtrise des coûts, mais également de dimensionner les ressources de maintenance par rapport à la taille et aux caractéristiques de fonctionnement du système<br>In this thesis, we study methods for real-time decision making in the maintenance process of large distributed systems with important set-up times between the different sites in the system and shared maintenance resources. The methods are based on scheduling approaches in which we proved local optimality rules. These rules are adapted in algorithms for real-time decision making in the maintenance process of large size distributed systems. The aim is to ensure a required availability of systems and to minimize the costs of exploitation, while guaranteeing great reactivity in decision-making. The costs are namely due to critical states of systems (great degradation of fortuitous breakdowns), to over-frequent maintenance, and to tardiness of maintenance. The decisions take account of the availability functions, which often reveal the systems degradation states. The results enable not only to minimize costs, but also to dimension the maintenance resources according to the size and according to their operation characteristics

La fabrication de semi-conducteurs est un processus long et très complexe avec de nombreuses contraintes. Le processus de fabrication d'un lot peut durer plusieurs mois avec plusieurs centaines d'opérations. Plusieurs milliers de lots doivent ainsi être transportés et stockés en permanence. Un système de transport efficace est par conséquent critique pour garantir que les centaines de machines dans l'usine sont livrées dans les temps.Cette thèse s'intéresse à la modélisation et à l'optimisation d'un système de transport et destockage automatisé (AMHS) dans une unité moderne de fabrication de semi-conducteurs. Différentes problématiques ont été étudiées. La première a visé à analyser l'impact de paramètres clés de l'AMHS et à proposer de nouvelles approches pour déterminer ces paramètres clés. Un modèle de simulation a permis de valider les résultats obtenus. La deuxième problématique a porté sur la gestion de situations de crises liées à une ou plusieurs pannes sur le réseau, avec pour objectif de minimiser les perturbations sur le fonctionnement de l'AMHS. La dernière problématique concerne la conception d'un nouvel AMHS pour le transport de ressources auxiliaires dans un atelier spécifique.Ces travaux de thèse ont été réalisés dans le cadre d'une convention CIFRE entre l'Ecole des Mines de Saint-Étienne et le site de Crolles de STMicroelectronics. Les approches scientifiques proposées ont conduit à plusieurs applications industrielles en cours d'utilisation<br>The manufacturing of semiconductors is a long and very complex process with many constraints. The process of manufacturing a lot can last several months with several hundred operations. Several thousand lots must be transported and stored permanently. An efficient transportation system is therefore critical to ensure that the hundreds of machines in the factory are delivered on time.This thesis focuses on the modeling and optimization of a transport and automated storage (AMHS) system in a modern semiconductor manufacturing unit.Different issues have been studied. The first aimed to analyze the impact of key parameters of the AMHS system and to propose new approaches to determine these key parameters. A simulation model has allowed to validate the results obtained. The second issue focused on the management of crisis situations related to one or more failures on the network, with the aim of minimizing disruption to the operation of the AMHS system. The last issue concerns the design of a new AMHS system for the transportation of auxiliary resources in a specific workshop.These thesis work was carried out within the framework of a CIFRE agreement between the Ecole des Mines de Saint-Etienne and the Crolles site of STMicroelectronics. The proposed scientific approaches have led to several industrial applications in use

Dans un circuit asynchrone, la synchronisation entre les blocs est locale: on s'affranchit ainsi des contraintes liées à l'horloge. Ces circuits sont plus robustes, modulaires, moins bruités, et ont une consommation dynamique plus faible que les circuits synchrones. Cependant, le manque d'outils de conception de tels circuits freine leur développement. Cette thèse a permi de développer une technique de synthèse automatique de circuits asynchrones quasi insensibles aux délais (QDI), qui sont particulièrement robustes. La méthode de synthèse permet de synthétiser un circuit totalement décomposé en portes logiques élémentaires, ce qui permet d'effectuer une projection technologique. De plus, une étude formelle réalisée durant la thèse démontre que les circuits synthétisés respectent la contrainte de quasi insensibilité aux délais. Cette technique de synthèse a été développé au sein du projet TAST. Elle a été validée sur un ensemble de circuits de tests<br>In an asynchronous circuit, the synchronization between the blocs is local: the constraints due to the clock do not apply. These circuits are more robust, modular, have less noise and a lower dynamic power consumption that asynchronous circuits. However, the lack of design tools for such circuits prevents them from spreading widely. This thesis aimed at developping an automatic synthesis technique targeting asynchronous quasi delay insensitive (QDI) circuits, which are particularly robust. The technique synthesizes a circuit totally decomposed in elemetary logical gates, which allows a later technology mapping. Moreover, a formal study done during this thesis proves that the circuits synthesized respect the constraint of quasi delay insensitivity. This synthesis technique was developped in the TAST project. Is has been validated on a set of test circuits

Les bénéfices engendrés par l’utilisation croissante de l’automatisation masquent un problème fondamental. En cas de pannes ou de situations imprévues, les opérateurs présentent souvent des difficultés dans la reprise en main de tels systèmes. Le but de cette thèse était d’étudier comment le cadre théorique de l’agentivité pouvait nous aider à identifier et évaluer les informations requises pour rendre la supervision de systèmes fortement automatisés plus efficace, pour restaurer un sentiment de contrôle approprié et pour augmenter l’acceptabilité du système par les opérateurs. Pour y parvenir, nous avons réalisé quatre expériences lors desquelles les participants devaient superviser le vol d’un avion sous pilote automatique. Dans un premier temps, nous avons montré que fournir des informations sur les intentions du système augmentait le sentiment de contrôle des participants. Cependant, ce gain d’information ne nous a pas permis d’observer le phénomène de liage intentionnel. Nous avons également trouvé que cette information entraînait de meilleures performances pour détecter des décisions non-optimales du système, conduisait à un changement dans la façon dont les participants allouaient leurs ressources attentionnelles et aussi augmentait le niveau d’acceptabilité du système. De façon intéressante, nous avons également montré dans la dernière expérience que le délai entre l’apparition de l’information sur les intentions du système et l’implémentation de son action impactait différemment la performance et les sentiments de contrôle et d’acceptabilité des opérateurs<br>Human operators seem often helpless to takeover an automated system in case of failure. This "out-of-the-loop” problem occurs when an operator is unable to understand the intentions and to predict the outcome of actions of the system. The goal of this thesis was to study how the theoretical framework of agency can help identifying and evaluating the information required to make supervision of fully automated systems more efficient, to restore an appropriate sense of control and to increase the user acceptance of what the system is doing. To achieve this goal, we tested participants in four aircraft supervision tasks. We first showed that providing greater information about the system’s intentions increased the participants' sense of control. However, this condition did not produce any change in a frequently-used implicit marker of the sense of agency, the so-called “intentional binding effect”. We also found that this information led to better performances in detecting when the system’s decisions were non-optimal, to a change in the way participants allocated their attentional resources and also to increase the level of user acceptance. Interestingly, we also showed in the last experiment that the delay between prime messages providing information about the system's intentions and the system's actions impacted differently the performance and the operator's levels of control and acceptance. In the last section, we discuss the implications of our results for the field of human-machine interaction. We claim that the science of agency may be useful to elaborate concrete recommendations for designing automatic systems in which operators remain "in the loop" of control

Au cours de ces dernières décennies, les systèmes technologiques ont beaucoup évolué. Dans le même temps, leurs installations sont de plus en plus distribuées sur plusieurs sites. Ceci conduit à la résolution de problèmes logistiques lors des prises de décision en vue d'actions de maintenance qui exigent par ailleurs des approches coopératives dans un contexte de gestion à distance. Dans ce travail, nous étudions des méthodes d'aides à la décision temps-réel pour la maintenance des systèmes multi-sites distribués dans un environnement à ressources partagées, avec des contraintes logistiques non négligeables entre les différents sites. Les exigences sont de planifier et d'ordonnancer les tâches de maintenance, de les affecter en temps-réel aux ressources de maintenance disponibles, tout en minimisant les coûts inhérents au fonctionnement et en maîtrisant les délais d'intervention des ressources. Les coûts sont relatifs notamment au fonctionnement en état dégradé (état critique), aux fréquences trop élevées ou au déficit de maintenance. Ils dépendent aussi de combinaisons linéaires ou convexes d'ensemble de paramètres tels que les temps de réponse (temps de séjour), les retards et avances ainsi que des facteurs de pondération des tâches de maintenance. Les coûts sont également fonction de la disponibilité, cette dernière étant révélatrice des dégradations des entités constituant le système. Pour satisfaire ces exigences, différents problèmes doivent être résolus dans le but de maintenir la disponibilité du système au dessus d'une limite minimale, de minimiser le coût des opérations de maintenance et d'affecter en temps-réel les tâches aux ressources de maintenance, le tout dans un processus optimal de décision. Ce processus doit tenir compte de différentes contraintes : dates d'arrivée inégales des tâches, temps logistiques non négligeables entre les sites, séquences optimales des tâches d'une intervention, précédences entre les tâches d'une même entité et critères de priorité et d'urgence de chaque tâche. Dans cette démarche, les caractéristiques et lois de comportement en fiabilité et en maintenabilité, et les sollicitations d'intervention sur les entités sont connues. Pour résoudre ces problèmes, nous proposons une approche mettant en oeuvre des méthodes d'ordonnancement d'activités (tâches ou actions) de maintenance basées sur des règles de priorité dont nous montrons l'optimalité locale (par rapport au temps) dans ce document. Partant d'une ressource de maintenance, ces règles de décision s'inspirent des principes d'ordonnancement sur une seule machine. Elles sont utilisées dans des algorithmes d'aide à la décision en temps-réel pour la planification dynamique des tâches de maintenance des systèmes distribués. Aux solutions fournies par la plupart de ces règles nous avons déterminé des bornes inférieures. Nous avons structuré ce document en six chapitres dont le premier introduit de façon générale la maintenance et ses différentes pratiques dans les entreprises. Le chapitre 2 propose une analyse de l'état de l'art des travaux de recherche scientifique dans le domaine de la gestion des activités de maintenance. Ensuite, dans le chapitre 3, des approches de résolution des problèmes relatifs aux coûts des états critiques du système sont proposées. Le chapitre 4 traite alors les différents problèmes relatifs aux contraintes de délais sur les opérations de maintenance induisant notamment des coûts combinés liés aux états critiques et aux retards d'intervention d'une part, et des coûts dus aux avances ou retards des tâches d'autre part. Il apparut alors nécessaire d'étudier la robustesse des performances des approches proposées dans les chapitres 3 et 4 en environnements incertains. Cette étude fût donc réalisée dans le chapitre 5 par des simulations Monte Carlo de la maintenance à partir des données d'un système réel soumis à des aléas de défaillance appelant des actions correctives. Enfin, de l'ensemble des investigations menées dans ce travail furent tirées les principales conclusions et les perspectives proposées dans le chapitre 6.

L'intelligence artificielle est la science informatique qui permet de construire des machines capables de procéder à des opérations relevant habituellement de l'esprit humain. L'un de ses champs d'application a porté sur le développement de systèmes à base de connaissances, visant à simuler le raisonnement d'un expert humain dans un domaine limité. Le développement de ces systèmes comporte une tâche d'acquisition de connaissances auprès d'un expert humain. Depuis les années 80, l'acquisition des connaissances est vue comme un processus de modélisation, elle a pour résultat un modèle de l'expertise. La tâche de construction de modèles est complexe. Différents travaux visent à réduire sa difficulté. Notre travail de thèse d'inscrit dans cette préoccupation : nous proposons un outil informatique, ASTREE - pour aide à la structuration de l'expertise -, visant à aider la modélisation d'une expertise. Cet outil est capable de construire, en intéraction avec son utilisateur, des parties d'un modèle de l'expertise étudiée. Cet outil s'intègre dans un environnement de modélisation des connaissances, MACAO, développé à l'IRIT (Toulouse). Le modèle de l'expertise comporte une description des connaissances du domaine d'application et une description du raisonnement. ASTREE aide son utilisateur à modéliser les connaissances du domaine disponibles dans l'expertise. Il propose pour cela un langage de modélisation, issu du modèle entité-association, ayant une syntaxe précise et une sémantique formelle. ASTREE aide son utilisateur à construire le modèle de résolution de problèmes en construisant automatiquement des composants du modèle. Il exploite pour cela des correspondances entre la structuration des connaissances du domaine et des procédures de résolution de problème. Notre approche a été testée sur un problème d'allocation de personnes dans des bureaux (SISYPHUS-I), sur un problème de diagnostic financier, pour lequel nous avons réalisé une acquisition de connaissances en situation réelle auprès d'un expert

Les travaux présentés dans la thèse étudient dans quelle mesure les modèles d'aide a la décision issus des sciences de gestion sont susceptibles de remédier aux carences formelles des méthodes usuelles d'optimisation des décisions de maintenance. Résolument orientée + risk-management, la recherche préconise de recourir a l'analyse décisionnelle par utilité multi attribut dans un cadre théorique plus général que celui de l'utilité espérée. En guise de préliminaire, le chapitre 1 présente les concepts de bases de la maintenance. Le chapitre 2 consiste en une analyse critique des modèles d'optimisation de la maintenance issus de la recherche opérationnelle. En s'appuyant sur cette critique, il est propose, dans le chapitre 3, de recourir a l'analyse décisionnelle par utilité multi attribut. Le chapitre 4 étudie dans quelle mesure, cette méthode peut être utilisée dans le cadre théorique plus général des modèles d'utilite à dépendance de rang. Le chapitre 5 consiste en une présentation d'une procédure interactive d'estimation des fonctionnelles d'utilite multi attribut généralisée. Le chapitre 6, enfin, est consacre a une étude de cas<br>Thesis studies formal methodologies that will be helpful in the maintenance decision- making process and preconises to use an extension of multi-attribut utility theory to non-expected utility theories. Thesis does not only discuss attribute independence axioms and their decompositional effects on non-expected utility theories, but focuses rather on practical procedures and methods to elicit the multi-attributed utility function that remain valid in non-expected utility framework. In chapter 1, basic maintenance concepts are explained. Chapter 2 deals with maintenance optimisation models issu of operation research area. Chapters 3 and 4 preconise to use multi-attributed generalized expected utility framework in nuclear power plants maintenance. Chapter 5 presents a multi-attributed utility assessment program under risk based on generalized expected utility models. Chapter 6 consists in a case study

Le cadre de travail dans lequel s'inscrit cette thèse porte sur le développement d'une structure de pilotage prenant en compte simultanément les contraintes prévisionnelles et les contraintes réelles du système de production. Ces premières s'expriment en terme d'objectifs globaux et les secondes en terme de réactivité et de flexibilité. Plusieurs études ont montré les possibilités offertes par la structure distribuée pour absorber les fonctionnements dégradés. L'objectif de ce mémoire est d'étendre et de compléter la structure de pilotage de Tchako afin: • de permettre la prise en compte de la notion d'objectif global, • d'accroître la capacité intrinsèque de réactivité de l'approche distribuée. Nous montrons d'une part que l'intégration de la notion d'objectif global peut être obtenue par l'adjonction d'un niveau de supervision au modèle de Tchako. D'autre part, afin de conserver un niveau de réactivité satisfaisant, nous montrons qu'un compromis efficace entre les besoins en termes de réactivité et de gestion prévisionnelle (objectifs globaux) consiste à ordonnancer une partie des opérations à réaliser (ordonnancement partiel). Nous élaborons une liste des différentes approches possibles concernant les opérations (ou les ressources de production) à ordonnancer, et justifions une approche par ordonnancement partiel d'une ressource critique. Nous désignons la structure de pilotage correspondante sous le terme de pilotage hybride. L'accroissement de la capacité intrinsèque de réactivité résulte de la conception et du développement d'une structure de communication décomposée en deux niveaux, intégrant chacun une gestion de la robustesse. Ce point constitue une conceptualisation et une extension de la structure de communication de Tchako. Un autre point porte sur le développement d'un module de gestion de contraintes dynamiques portant sur le processus de fabrication. Par ailleurs, l'étude des processus de décision dans un cadre de pilotage temps-réel et distribué montre que les décisions sont de nature multicritère. L'étude de faisabilité que nous présentons a porté sur l'intégration d'une approche multicritère au niveau des processus décisionnels, prenant en compte les contraintes imposées au niveau du pilotage hybride. Elle a mis en évidence le faible niveau de structuration des processus décisionnels et conduit à analyser les possibilités d'intégration de l'opérateur humain via un système interactif d'aide multicritère à la décision.