habilitation à diriger des recherches vincent cocquempot maître de conférences iut a de lille...

Habilitation à Diriger des Recherches

Vincent Cocquempot

Maître de conférences

IUT A de LilleLAGIS UMR 8146

Le 10 novembre 2004

Contribution à la surveillance des systèmes industriels

complexes

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Enseignement Recherche Responsabilités Perspectives

Etablissements- formations

Matières

Encadrements et suivi des étudiants

•Automatique

•Systèmes numériques

•Informatique

Plan de la présentation

• Enseignement• Recherche

• Responsabilités

• Perspectives




Matières


•Automatique


•Informatique




• Perspectives




Matières

Encadrements, suivi des étudiants

•Automatique


•Informatique


1993Thèse

1989DEA



Matières


•Automatique


•Informatique

Service national

1989-1991 : Allocataire de recherche et moniteur d’initiation à l’enseignement supérieur à l’université de Lille 1

1992-1993 : ATER à l’EUDIL

Mutation1997-2004 : Maître de conférences

à l’IUT A de Lille

1993-1997 : Maître de conférences à l’IUT de Béthune

Surveillance des processus industriels complexes : Génération et optimisation des relations de redondance analytiquesle 18 février 1993

Directeurs : M. StaroswieckiJ.P. Cassar

Rapporteurs : J. RagotM. Vergé

Examinateurs : B. DubuissonM. Labarrère

Mention très honorable avec félicitations




Matières


•Automatique


•Informatique

Formations

1ère et 2ème année d’IUTDEUG A

1er Cycle

2nd Cycle Licence IE, Licence SPI,Maîtrise EEAIUP productique, QEPI

Formation ContinuePréparation à l’agrégation de GE

Ecole ingénieur 1ère et 2ème année




Matières


•Automatique


•Informatique

Automatique+

-Régulateur

capteur

Cours (50h), TD (24h), TP (42h)

Applications en GE et génie des procédés

Analyse et synthèse des systèmes continus et échantillonnés linéaires et non-linéaires

?




Matières


•Automatique


•Informatique

Informatiqueindustrielle

Grafcet, API

1

2

cond1

cond2

init

Action1

?

#include <stdio.h>void main(void){ .......}

Pgme

A1 A2 A3

Programmation structurée

Cours (6h), TD (6h), TP (24h)


B



Matières


•Automatique


•Informatique

Systèmes numériques

Logique combinatoire et séquentielle?

A

C

S

Cablée et programmée

Cours (10h), TD (24h), TP




Matières


•Automatique


•Informatique

Stages 2ème année IUT

Stages et projets EUDIL (Polytech Lille)

Projets tuteurés Langage C

Stages étudiants ERASMUS

Encadrements techniques

Projets tuteurés

Projets Personnels Professionnalisés

Projets Accompagnement Personnalisé

Suivi des étudiants

Stages 2ème année IUT

Stages et projets EUDIL (Polytech Lille)

Projets tuteurés Langage C

Stages étudiants ERASMUS

Encadrements techniques



Problématique

- Redondance analytique

Thèmes

- Systèmes dynamiques hybrides

- Analyse structurelle

- Tolérance aux défauts

Bilan



Problématique


Thèmes




Bilan

Surveillance

Commande Actionneurs Système

SURVEILLANCE

Capteurs (physiques ou logiciels)

mesures, estimations

Objectifs

Informations sur l’état du système



Problématique


Thèmes




Bilan

SURVEILLER

Localiser Identifier

tout fonctionnement anormal résultant d ’une défaillance

Détecter

Comparer

Comportement en-ligne(Système réel)

Comportement attendu(Modèle de fonction. Normal)

Résidu

OBSERVATIONS

ESTIMATIONS



Problématique


Thèmes

Bilan

SURVEILLER


le (les) sous-système(s) défaillant(s)

Détecter

structurés

directionnels

Comparer

Comportement en-ligne

Comportement défaillant estimé(Modèle de fonction. Défaillant)

VecteurRésidus






Problématique


Thèmes

Bilan

SURVEILLER


= Déterminer “l’amplitude”, “ l’évolution” de la défaillance

Détecter

résidu = f(défaillance) défaillance = f-1(résidu)

Estimation par observateur

Identification de paramètres






Problématique


Thèmes

Bilan

Résidus issus des RRA

Principe

),,,(

),,,(

duxhy

duxfx),,,( duyr e

),(

),(

uxhy

uxfx),( uyr c

Le résidu r(t) indique si la trajectoire de yréel est « consistante » avec un modèle






Problématique


Thèmes

Bilan


Principe

),,,(

),,,(

duxhy

duxfx),,,( duyr e

),(

),(

uxhy

uxfx),( uyr c

Problème général d’élimination

systèmes linéaires






Problématique


Thèmes

Bilan


Principe

),,,(

),,,(

duxhy

duxfx),,,( duyr e

),(

),(

uxhy

uxfx),( uyr c

Problème général d’élimination

systèmes linéaires

systèmes non linéaires

Techniques d’élimination formelle

Evaluation des dérivées

Application à la MAS

splines, mise en forme des signaux

base de Groebner, résultants

projet interGDR AUTO/SDSE/ISIS (96-01)

collaboration université de Sétif (Algérie)

Publications Thèse Cyrille Christophe1 OC, 5 CI, 4CN






Problématique


Thèmes

Bilan

Observateurs

Principe

Système

Observateur

Comparer r(t)

uy

yest

Le résidu r(t) indique si les trajectoires de yréel et de yest sont identiques

observateurs adaptatifs, linéaires, non linéaires

Estimation des défaillances capteurs et actionneurs

Observateurs robustes pour la détection

observateurs à mode glissant

observateurs NL

filtre H, retards multiples

syst. bilinéaires

Contexte

Publications

Collaboration avec J. Bin, Action transversale du LAIL

4 RI et 7 CI






Problématique


Thèmes

Bilan

Comparaison

Liens entre les résidus

Ma thèse (linéaire)Thèse C. Christophe1 RI1 OS 4 CI

•Formulation générale•Forme analytique des résidus•Etude de sensibilité

•Complexité•Calcul des dérivées•Sensibilité aux bruits

•Connaissance des observ.•Robustesse•Signaux et non-linéarités non dérivables

•pas de forme d’évaluation•synthèse difficile en NL•pas de généralité

Avantages Inconvénients

RRA

Obs.






Problématique


Thèmes

Bilan

Analyse structurelle

Système = {Contraintes, Variables}

Modèle structurel ne considère que l’existencede liens entre les variables

• pré-traitement du modèle

Analyse structurelle • déterminer les propriétés structurelles






Problématique


Thèmes

Bilan

Publications 2 RI1 OC12 CI2 revues en révision

Analyse structurelle : BilanContexte

• Thèse de Dilek Düstegor

• Stages de Roozbeh Izadi Zamanabadi, de Carsten Källesoe (Aalborg, Dnk)

• Projet Cosy : Control of Complex System

• Travaux de l’équipe (Thèse Declerck)

Contexte

• Thèse Samuel Artus

Aspects algorithmiques (choix du couplage)

Isolabilité structurelle






Problématique


Thèmes

Bilan

Commande tolérante (approche active)

Commande Actionneurs Système

SURVEILLANCE

Objectifs

Capteurs (physiques ou logiciels)

mesures, estimations

Défaillance détectée, localisée et identifiée






Problématique


Thèmes

Bilan

Contexte

Collaboration avec J. Bin

Orientations de l’équipe et de la communauté

Publications

2 RI (estim.)4 CI (estim.)

1 CI (FTC)1 RI en révision (FTC)

Stagiaires Ingénieurs (FT monitoring)






Problématique


Thèmes

Bilan

Systèmes Dynamiques Hybrides

Dynamique continue

Dynamique discrète

Événements externes

Commandes continues

)u,x(hy

)u,x(fx

),m(

),m(m

u

y

MULTI-MODELES

)u,x(hy

)u,x(fx

,m

,m

m

)x,u,,m(

)x,u,,m(m

x

Système Dynamique Hybride






Problématique


Thèmes

Bilan

Comportement (dynamique) d’un SdH

Succession de modes

Modélisation par automate hybride{modalité état discret, dynamique continue, contraintes inégalités}

Contexte

• Thèse Touria El Mezyani

• AS 193 « Diagnostic des SDH »

• SUSyH

• Action transversale LAGIS

Publications 3 CI, 1 CI soumise

Surveillance des SDH






Problématique


Thèmes

Bilan

Classification des défaillances

Suivant leurs effets

Affectent l’évolution de l’état discret

Défaillances « discrètes »

Pas de changementTransition vers un mode non successeur

Transition non voulue

Affectent l’évolution de l ’état continuDéfaillances « continues »

Contrainte égalité non vérifiéeContrainte inégalité non vérifiée






Problématique


Thèmes

Bilan


des contraintes égalitédes contraintes inégalitéde la modalité de l’état discret

A chaque instant :

SURVEILLANCE






Problématique


Thèmes

Bilan


Résidus structurés

Transformation des contraintes inégalité initiales en contraintes inégalité testables

par rapport aux défaillances cont.

par rapport « aux modes »

• permettent de surveiller les contraintes égalité

• permettent d’identifier le mode courant

• permet de surveiller les contraintes inégalité et les transitions spontanées

• permettent d’identifier le mode courant

Evolution du sous-ensemble de résidus calculés en fonction de la dynamique discrète






Problématique


Thèmes

Bilan

Discernabilité

Deux modes i et j sont non discernables si et seulement si le couple de signaux réels (ur(t), yr(t)), prélevés en ligne sur le système, peut provenir indifféremment du mode i ou du mode j.

Discernabilité faible, forte

Conditions géométriques (linéaire)

Publications

3 CI






Problématique


Thèmes

Bilan

Application : Benchmark AS 193

P1P2

V1

V2

V3

V4

Q1

QP

Q4

Q2

Q3

h2

h1

h2max

h2min

5 états discrets : V1, V2, V3, V4, C3






Problématique


Thèmes

Bilan

4 modes permettent de décrire le comportement normal du SDH

Mode d’exploitation normal

V1, V2, V3 : toujours ouvertesP2 : arrêt, P1 contrôlée (maintenir h2 entre h2min et h2max), QP mesurée (entrée continue)

5 états discrets 32 modes

Application : Benchmark AS 193






Problématique


Thèmes

Bilan




(O,V)

h1<h, h2<h

(O,P)

h1>h, h2<h

CI

r1

r2

r3

r4

0

01

10

01

10

01

10

01

1

1

11 1

1

1 1

1

11

1

1Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4

43222

32111

QQQKh

QQQQKh p

4

3

4222

2111

QQKh

QQQKh p

(F,V)

222

2111

QKh

QQQKh p

h1<h, h2<h

1h1>h

h1<h

h1<h

h1>he1

e2

e2

e1(F,P)

3222

32111

QQKh

QQQQKh p

h1>h, h2<h

2






Problématique


Thèmes

Bilan




(O,V)

h1<h, h2<h

(O,P)

h1>h, h2<h

CI

r1

r2

r3

r4

0

01

10

01

10

01

10

01

1

1

11 1

1

1 1

1

11

1


43222

32111

QQQKh

QQQQKh p

4

3

4222

2111

QQKh

QQQKh p

(F,V)

222

2111

QKh

QQQKh p

h1<h, h2<h

1h1>h

h1<h

h1<h

h1>he1

e2

e2

e1(F,P)

3222

32111

QQKh

QQQQKh p

h1>h, h2<h

2

10

1

r(t)Mode 1

1






Problématique


Thèmes

Bilan




(O,V)

h1<h, h2<h

(O,P)

h1>h, h2<h

CI

r1

r2

r3

r4

0

01

10

01

10

01

10

01

1

1

11 1

1

1 1

1

11

1


43222

32111

QQQKh

QQQQKh p

4

3

4222

2111

QQKh

QQQKh p

(F,V)

222

2111

QKh

QQQKh p

h1<h, h2<h

1h1>h

h1<h

h1<h

h1>he1

e2

e2

e1

0

1

1

r(t)Mode 2

2

(F,P)

3222

32111

QQKh

QQQQKh p

h1>h, h2<h

2






Problématique


Thèmes

Bilan

21

?

Tester les inégalités

1 2 quand h1 devient supérieur à h

soit quand hgA

Q

21

21

2

Transition confirmée

h






Problématique


Thèmes

Bilan




(O,V)

h1<h, h2<h

(O,P)

h1>h, h2<h

CI

0

01

1

43222

32111

QQQKh

QQQQKh p

4

3

4222

2111

QQKh

QQQKh p

(F,V)

222

2111

QKh

QQQKh p

h1<h, h2<h

1h1>h

h1<h

h1<h

h1>he1

e2

e2

e1

r1

r2

r3

r4

0

01

10

01

10

01

1

1

11 1

1

1 1

1

11

1


0

1

1

r(t)Mode 2

2

(F,P)

3222

32111

QQKh

QQQQKh p

h1>h, h2<h

2






Problématique


Thèmes

Bilan




(O,V)

h1<h, h2<h

(O,P)

h1>h, h2<h

CI

r1

r2

r3

r4

0

01

10

01

10

01

10

01

1

1

11 1

1

1 1

1

11

1


43222

32111

QQQKh

QQQQKh p

4

3

4222

2111

QQKh

QQQKh p

(F,V)

222

2111

QKh

QQQKh p

h1<h, h2<h

1h1>h

h1<h

h1<h

h1>he1

e2

e2

e1(F,P)

3222

32111

QQKh

QQQQKh p

h1>h, h2<h

2

1

1

0

1

r(t)- Systèmes dynamiques hybrides





Problématique


Thèmes

Bilan

2 1

?

Tester les inégalités

2 1 quand h1 devient inférieur à h

soit quand hgA

Q

21

21

2

Transition non confirmée

Défaillance détectée et diagnostiquée

C3 bouchée






Problématique


Thèmes

Bilan




(O,V)

h1<h, h2<h

(O,P)

h1>h, h2<h

1

CI

r1

r2

r3

r4

0

01

10

01

10

01

10

01

1

1

11 1

1

1 1

1

11

1


43222

32111

QQQKh

QQQQKh p

4

3

4222

2111

QQKh

QQQKh p

(F,V)

222

2111

QKh

QQQKh p

h1<h, h2<h

1h1>h

h1<h

h1<h

h1>he1

e2

e2

e1(F,P)

3222

32111

QQKh

QQQQKh p

h1>h, h2<h

2

11

1

r(t)

?- Systèmes dynamiques hybrides





Problématique


Thèmes

Bilan

1

?

Problème de décision (fausse alarme, déf. multiple, transitoire)

Calculer d’autres résidus pour identifier ce successeur

ou transition vers un successeur ne faisant pas partie du mode d’exploitation

Exemple : Mode 5 identifié : Vanne V2 fermée

Conduite C2 bouchée

1défaillant






Problématique


Thèmes

Bilan

Recherche Théorique

Bilan thématique

Evolution depuis 3 ans vers les SDH et la tolérance aux fautes

Méthode de surveillance à base de modèle






Problématique


Thèmes

Bilan

Machines électriques


Bilan thématique

Contrat LAIL/Thomson CSF (95-97)

Projet InterGDR Auto/ISIS/SDSE (96-01)

Collaborations universités algériennes (02-)Collaboration Carsten Källesoe (03-04)

Thèse Cyrille Christophe (97-01)






Problématique


Thèmes

Bilan

Machines électriques


Actionneurs (vannes)

Bilan thématique

Groupe européen DAMADICS (00-04)

Thèse Dilek Düstegor (01-04)






Problématique


Thèmes

Bilan

Machines électriques Actionneurs (vannes)


Ship propulsion benchmark

Bilan thématique

Groupe européen COSY

Collaboration Roozbeh Izadi Zamanabadi






Problématique


Thèmes

Bilan

Machines électriques Actionneurs (vannes)

Ship propulsion benchmark


Transport

Bilan thématique

Thèse Samuel Artus (contrat Renault Trucks)

Projets régionaux (ST2, TAT-Susyh)

Projet prédit RAPL






Problématique


Thèmes

Bilan

Bilan publications

02468

1012141618

90-92 93 à95

96 à98

99 à01

02 à04

RI OC RN CI RC






Enseignement

Recherche

Mandats



Enseignement

Recherche

Mandats

Modules d’enseignement

Laboratoire d’automatique du dépt. GEII

Participation à la mise en place de la maîtrise EEA de la FSA

Automatique, systèmes numériques

Gestion planning, matériel, ...



Enseignement

Recherche

Mandats

• Co-encadrement de 4 thèses (1 soutenue) et de 4 DEA

• Participation à 5 jurys de thèse

• Encadrement de 2 stages de PhD

• Diagnostic des entraînements électriques (interGDR AUTO/ISIS/SDSE) (96-01) • AS193 : Diagnostic des SDH (04)

• SUSyH, Objectif 1 de TAT (00-) • ST2 : projet 7 (01-04)

• Thème 5 du GRRT (04-)

Responsabilités de groupes de travail



Enseignement

Recherche

Mandats

Membre élu de la CSE 61 USTL (vice-président)

Membre titulaire de la CSE 61 UVHC

Membre élu au SCAS USTL

Membre des conseils de laboratoire LAIL et LAGIS

Membre du conseil scientifique du Graishym

Mandats



Enseignement

Recherche



Enseignement

Recherche

Le public étudiant évolue

La société évolue

La technologie évolue



Enseignement

Recherche

Evolution du rôle de l’enseignant

Evolution de l’automatique

Evolution des moyens et méthodes pédagogiques

Tutorat

Supervision

Multimédia, Internet



Enseignement

Recherche

Poursuite des travaux dans chacun des thèmes évoqués

Orientation forte vers la Supervision des Systèmes Dynamiques Hybrides

• Discernabilité

• Modélisation des SDH pour la surveillance

• Décision

• Reconfiguration, tolérance aux fautes

• Surveillance des contraintes inégalité

• Utilisation d’observateurs

• Elargir la classe de SDH considérée


Conception de systèmes sûrs de fonctionnement


Enseignement

Recherche

Objectifs généraux

Implantation de la surveillance dans un contexte industriel

habilitation à diriger des recherches vincent cocquempot maître de conférences iut a de lille...

Documents