Responsable : Jean-claude HENNET




Mots clés : Génie cognitif, Ingénierie des connaissances, Théorie des Jeux, Analyse multicritère, Pilotage, Gestion des risques, Interfaces Homme-Machine, Systèmes holoniques, Chaînes logistiques.


Le projet vise à l’élaboration, l’analyse et l’utilisation de modèles de connaissance du comportement humain au sein de différents environnements où il accomplit des tâches d’exploration, de décision (acteurs) et d’exécution (opérateurs). De façon complémentaire, nous cherchons à concevoir et à organiser les systèmes de contrôle, de pilotage et de gestion intégrant la répartition des tâches entre l’homme et la machine et leurs interfaces.


Méthodologie :
Le projet de recherche est centré sur des systèmes qui impliquent l’homme ou des entités décisionnelles élaborées par l’homme dans la réalisation de tâches, dans un univers socio-technique. Les modèles conçus, validés et utilisés reposent donc sur l’ingénierie des connaissances, le génie cognitif, les systèmes à événements discrets et la recherche opérationnelle. En particulier, une modélisation structurale et comportementale d’organisations complexes, à dimensions humaine et technologique, est réalisée dans l’objectif de résoudre des problèmes en relation avec leur sécurité, leur autonomie et leurs performances. Les solutions apportées à ces problèmes se présentent sous forme d’outils informatiques d’aide à la décision, d’aide à la résolution de ces problèmes, ou d’aide à la validation via simulation/émulation.
Dans la première étape méthodologique, nous développons des méthodes d’extraction de connaissances à partir d’un corpus pouvant être constitué de traces diverses : traces textuelles, traces d’activité (interactions avec le dispositif pendant l’exécution de tâches), entretien d’experts, etc. Le domaine des connaissances extraites est structuré soit sur une base sémantique (objets, actions, raisonnement), soit, dans le cas de connaissances pauvres sémantiquement, par la définition de distances ou de fonctions de similarité. La construction d’une modélisation conceptuelle ou de modèles de comportement issus du Génie Cognitif permet ensuite d’appréhender les mécanismes de raisonnement des opérateurs humains engagés dans les tâches étudiées. La résolution de problèmes passe ensuite par l’utilisation d’opérations formelles, de méthodes analytiques ou d’outils informatiques qui s’appliquent nécessairement à des modèles formels : modèles à événements discrets (Réseaux de Petri, DEVS, modèles markoviens), modèles mathématiques, problèmes d’optimisation. Le passage d’une modélisation conceptuelle à un ou plusieurs modèles formels constitue donc une étape-clé de notre méthodologie. Notre ambition n’est pas d’automatiser ce passage, mais plutôt d’améliorer et de valider par l’ingénierie des connaissances les modèles formels proposés dans des secteurs applicatifs précis : gestion de risques, re-engineering de dispositifs de surveillance, conception d’Interfaces Homme-Machine adaptatives, gestion de la production et des échanges dans les chaines logistiques, recherche d’informations sur un site web, environnement de formation, etc.
Les interactions entre acteurs ou entre groupes d’acteurs autonomes prennent souvent la forme de négociations, constituées de séquences de propositions devant aboutir à des décisions mutuellement acceptables. Les principaux facteurs d’élaboration des actions et des décisions sont les buts, les connaissances et les procédures. La théorie des jeux formalise ces facteurs et les met en interaction. Elle améliore ainsi la compréhension des mécanismes de négociation et sert de base à l’élaboration d’outils performants d’aide à la décision. Au niveau algorithmique, la recherche opérationnelle fournit à la fois un support à la modélisation de problèmes (modèles SED, programmation mathématique, formulations multicritères) et à leur résolution par l’utilisation performante des outils mathématiques et informatiques.
Enfin, certains des systèmes étudiés peuvent se prêter à des modèles fonctionnant sans aucun contrôle hiérarchique, élaborés sur la base de l’intégration ad hoc d’éléments de la théorie des priorités et la théorie des hiérarchies ouvertes, peuvent apporter de nouvelles performances. Dans ce contexte, nous nous intéressons aux structures décisionnelles distribuées, en vue d’un pilotage holonique, isoarchique et multicritère, reposant en particulier sur les méthodes AHP (Analytic Hierarchy Process) / ANP (Analytic Network Process). La validation se fera par expérimentations via un environnement de simulation distribuée HLA (High Level Architecture), et à terme, en interaction avec un système réel ‘in the loop’ : la Plateforme Polyvalente de Production du LSIS.
D’un point de vue général, la simulation permet une description détaillée des systèmes et le calcul de leurs performances. Elle permet aussi de valider les modèles analytiques élaborés pour la résolution de problèmes. Plus spécifiquement, la simulation de modèles de comportement est une finalité des recherches menées en ce sens qu’elle apporte :
• un moyen de vérification des modèles ;
• un moyen de réflexion et d’apprentissage pour les acteurs concernés ;
• un moyen de prospective pour envisager de nouvelles formes d’organisation

Secteurs applicatifs :

En gestion de situations critiques, le projet s’intéresse à la conception d’Interfaces Homme-Machine plus sûres, permettant d’éviter les erreurs et d’améliorer les prises de décision dans des tâches de supervision. Dans ce contexte, on utilise une approche basée sur la simulation : simulation de l’équipement piloté et des interfaces de communication Homme-Machine à l’aide d’outils issus des SED, et simulation du comportement humain à l’aide de modèles cognitifs.
Un domaine applicatif privilégié est l’assistance à la tâche d’un opérateur dans une activité médiatisée par ordinateur. Par exemple dans le champ de la recherche d’information, de l’e-learning ou du partage d’expériences, il s’agit de comprendre et analyser les parcours des utilisateurs, modéliser le processus de décision pour être capable de proposer une aide en ligne dynamique ou restructurer les documents afin d’améliorer l’efficacité des environnements (selon les modèles construits).
Dans le contexte des réseaux de production, d’offre et de demande de biens et de services, on étudie principalement les structures décisionnelles distribuées et les mécanismes de négociation, par deux approches complémentaires : l’approche stratégique et l’approche coopérative.
Sur de tels environnements décisionnels complexes en production, les travaux portent aussi sur le pilotage des ateliers de production automatisés et flexibles (Intelligent Manufacturing System) ou des réseaux logistiques partenariaux auto organisés (Intelligent Supply Chain). L’exploration de ces approches sera renforcée par l’étude de l’usage des technologies infotroniques, avec une vision de type ‘informatique ambiante’.
Des rapprochements méthodologiques ont été développés entre membres du projet sur les problèmes d’analyse et de gestion de risques dans les chaînes logistiques. Cette problématique, encore peu traitée dans la littérature, offre de vastes champs d’investigations scientifiques et d’applications industrielles.