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Zamaï, Eric (1971-....).

Overview
Works: 24 works in 29 publications in 2 languages and 41 library holdings
Roles: Thesis advisor, Opponent, Other, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by Eric Zamaï
Architecture de surveillance-commande pour les systèmes à événements discrets complexes by Eric Zamaï( Book )

3 editions published between 1997 and 2005 in French and held by 5 WorldCat member libraries worldwide

The work presented deals with the supervision of flexible manufacturing systems. It presents the integration of real-time monitoring of process failures. The originality of this approach is to consider the control and the monitoring on the same level and not the monitoring as a palliative for the control. A structure of a monitoring-control module is proposed. This module is made up of two cooperating models based on the activity concept. The first one, the reference model for monitoring and control, gives all the functionalities of the monitoring system. The second one, the strategy model for monitoring and control, models the constraints imposed by the objectives of the firm and the users. The execution of a monitoring treatment is not limited to the strict sequence ¿ detection, diagnosis, decision and recovery ¿. Other elaborated sequences are allowed and can be executed by the module. Taking the executed activity into account, a supervisor integrated in each module of the hierarchy manages the information by directing each one to the suitable monitoring or control functions: detection, follow, control, diagnosis, decision, recovery or emergency. An example based on a manufacturing process illustrates the main benefits of the approach: monitoring flexibility, reactivity to the process evolutions, respect of the monitoring constraints imposed by the factory
Synthèse de lois de commande pour la configuration et la reconfiguration des systèmes industriels complexes by Sébastien Henry( )

2 editions published in 2005 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

The presented work deals with the synthesis of controllaws in uncertain context of the automated production systems. The uncertain one is characterized here on the one hand by the unpredicted variations of customer requests, but also by the failures of resources. The approach, localised into level1 of the CIM, and in particular within the coordination modules of the functional chains, is integrated in a system of Supervision, Monitoring and Control. The approach considers globality from the process which leads to the reconfiguration of the controllaws. Indeed, it proposes not only one method of modelling of an operative part using a formalism adapted to process complexity but also a technique of controllaw synthesis based on the research of paths in a graph. The suggested modelling, near that used in the automatic planning field, is based on a set of operations which describe the dynamics of functional chains and theirs effects on product flow while taking into account the security and environmental constraints. The originality of the synthesis algorithm is the compromise between the complexity of the used graph and the solution performances. An application example based on a real manufacturing process, the platform SAPHIR of the Laboratoire d'Automatique de Grenoble, and on the software workshop developed on the basis of proposed synthesis algorithm illustrates the contributions of our approach
Architecture et déploiement de services d'aide à la personne by Molham Darwish( )

1 edition published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The ageing of the European population encouraged the community to search for solutions tosupport this evolution. In this context, several issues (related to the expensive and limited healthcare services and health facilities capacities) need to be addressed.Thus, several projects, research and industrial solutions have been proposed to address these issues.Most of these projects and industrial developments are based on the use of the latest ICT technicaldevelopments to provide solutions that ameliorate the well-being of the targeted ageing groupand to guaranty their independence in their own living spaces. The provided technologicalsolutions need to be guaranteed against potential faults which may lead to the systems failure andimpact the users' needs and independency.In this work, we propose a home automation system representation, based on the user's needs toprovide continuous and viable solutions that meets the users' expectations, and ensuring theavailability of system's services.For this goal, we propose to develop an integrated modeling framework allowing therepresentation of the home automation reconfigurable system with the consideration of a faulttolerance approach (based on the alternative definition of scenarios of system servicesdeliverance).In the proposed workflow, we describe the system structural elements (described as services andcomponents) in the design modeling view, and, we lead model transformation rules allowinggenerating an analysis model and a behavior model. The analysis model allows making a decisionabout the alternative elements selection in order to substitute the faulty elements. The analysismodel definition is based on the notion of Fault Tree Analysis approach (adopting the probabilityof events failure in order to evaluate a given system status).The behavior model is in charge of simulating the execution of the system services ensuring, thus,that the proposed scenarios lead to system services deliverance.Moreover, we propose to define an expert based feature measuring the importance of a system'scomponent within the service context. In this framework, we propose a new approach, based onthe joint integration of the importance factor into the Fault Tree Analysis approach in order to studythe criticality of the component, in case of failure, on the service continuity.We propose an experimental validation framework, based on several validation objectives toevaluate the proposed work in this research
Gestion dynamique des connaissances de maintenance pour des environnements de production de haute technologie à fort mix produit by Anis Ben Said( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le progrès constant des technologies électroniques, la courte durée de vie commerciale des produits, et la diversité croissante de la demande client font de l'industrie du semi-conducteur un environnement de production contraint par le changement continu des mix produits et des technologies. Dans un tel environnement, le succès dépend de la capacité à concevoir et à industrialiser de nouveaux produits rapidement tout en gardant un bon niveau de critères de coût, rendement et temps de cycle. Une haute disponibilité des capacités de production est assurée par des politiques de maintenance appropriées en termes de diagnostic, de supervision, de planification et des protocoles opératoires. Au démarrage de cette étude, l'approche AMDEC (analyse des modes de défaillance, leurs effets et de leur criticité) était seule mobilisée pour héberger les connaissances et le savoir-faire des experts. Néanmoins, la nature évolutive du contexte industriel requiert la mise à jour à des fréquences appropriées de ces connaissances pour adapter les procédures opérationnelles aux changements de comportements des équipements et des procédés. Cette thèse entend montrer que la mise à jour des connaissances peut être organisée en mettant en place une méthodologie opérationnelle basée sur les réseaux bayésiens et la méthode AMDEC. Dans cette approche, les connaissances et les savoir-faire existants sont tout d'abord capitalisés en termes des liens de cause à effet à l'aide de la méthode d'AMDEC pour prioriser les actions de maintenance et prévenir leurs conséquences sur l'équipement, le produit et la sécurité des personnels. Ces connaissances et savoir-faire sont ensuite utilisés pour concevoir des procédures opérationnelles standardisées permettant le partage des savoirs et savoir-faire des experts. Les liens causaux stockés dans l'AMDEC sont modélisés dans un réseau bayésien opérationnel (O-BN), afin de permettre l'évaluation d'efficacité des actions de maintenance et, par là même, la pertinence des connaissances existantes capitalisées. Dans un contexte incertain et très variable, l'exécution appropriée des procédures est mesurée à l'aide des indicateurs standards de performance de maintenance (MPM) et la précision des connaissances existantes en évaluant la précision de l'O-BN. Toute dérive de ces critères conduit à l'apprentissage d'un nouveau réseau bayésien non-supervisé (U-BN) pour découvrir de nouvelles relations causales à partir de données historiques. La différence structurelle entre O-BN et U-BN met en évidence de nouvelles connaissances potentielles qui sont validées par les experts afin de modifier l'AMDEC existante ainsi que les procédures de maintenance associées. La méthodologie proposée a été testée dans un des ateliers de production contraint par un haut mix de produits pour démontrer sa capacité à renouveler dynamiquement les connaissances d'experts et d'améliorer l'efficacité des actions de maintenance. Cette expérimentation a conduit à une diminution de 30% des reprises d'opérations de maintenance attestant une meilleure qualité des connaissances modélisées dans les outils fournis par cette thèse
Event-based probabilistic approach for proactive maintenance to improve production capacities in HMLV industries by Asma Abu samah( )

1 edition published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

INTRODUCTIONThis thesis takes place in the framework of the European project INTEGRATE.Given the highly competitive economic environment in many industry, increasing demand volumes and product functional diversities have led the emergence of automated and hi-mix low-volume production environment. The production is characterized by its complexities and uncertainties. The production equipments represent very significant capital costs and are actually operated at the limit of their capabilities. These are challenged by equipment breakdowns with unknown failures that significantly disrupt the production capacities. In this environment, improved equipment availability becomes more than ever a key factor.MOTIVATIONTo improve the esciency of these production equipments, it is necessary to enhance the availability of equipment by intervening at the right time, on the right equipment or piece of equipment.-what is expected (Predictive methodology to anticipate failureoccurrence-why do we need it (Anticipation of failure may become a criteriaof decision to proactive decision and actions aiming the avoidanceof failure or minimization of its effects)-where does it takes place (Physical level of analysis on productionequipment)-when does it takes place (On-line, before functional failures)-who is involved (Experts on the input to the methodology, andmaintenance personnels for the expected output criteria)-how it is done (Identification of rules/patterns to failure).The main objective of the phD thesis is to study equipment failureprediction techniques and approaches to make such decisions.CONTRIBUTIONThis dissertation presents methodology to extract and validate rules and/orpatterns as failure signatures for real time failure predictions.After a detailed study of the failure prediction approaches, we proposean integral methodology respecting following properties,1. Aiming on-line maintenance strategies generation2. Using event based contextual information collected from product, process,equipment and maintenance data sources due to the facts thatequipment is not always the source of product quality drifts and thatsensors reliability issues could result in under or over engineering3. Working at module level of production equipment (piece sharing commonfunctions)4. Using Bayesian Network to model current state of equipment (representingfailure-cause relationship and taking into account uncertainties).It serves as the basis to extract the rules and patterns to failures.5. Flexibility with consideration of experts provided criteria, specificallylead and warning time for maintenance decisions and actions.The solutions that will be proposed is expected to enable improved: availabilityof equipment, resource management, cycle time and overall performanceof production
Cybersecurity of industrial connected equipment : modeling, detection and temporal performance in the presence of intrusions of cyber-physical systems of the factory 4.0 by Salwa Alem( )

1 edition published in 2021 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Over the past decade, the industry has been the victim of several attacks. This phenomenon of cybercrime is eased with the emergence of I4.0. This fourth industrial revolution is characterized by the convergence of Information Technology and Operation Technology worlds', the huge generated data, the use of Cloud as new storage means and the limits of the security mechanisms. All these factors increase the risk of cyber-attacks in industry. The latter can be protected by several security mechanisms including IDS. IDS give visibility of a system activities which in turn allow a timely detection and response to suspicious events. In literature, exist two IDS approaches types: signatures-based and anomaly-based IDS. This last one is more efficient to detect advanced attacks and it is composed of two other IDS types: specification-based IDS and behavioral-based IDS. In industrial intrusion detection field, the main problematic is how to distinguish an industrial process dysfunction from a real intrusion. In this thesis, the proposed approach deals with this specific point. Consequently, hybridization of two types of anomaly-based IDS remains the most efficient method to distinguish a process dysfunction from a real cyber-attack in order to perform a high intrusion detection precision. Therefore, this thesis proposes a hybrid detection approach composed of a behavioral-based IDS is based on the network traffic analysis' using supervised neural network algorithm which learns the normal behavior of the production line and considers any activity that deviates from this reference behavior as intrusion. A specification-based IDS is based on ISA95 standard allowing the detection of the process anomalies and helps to measure the previously detected attacks impact. And a decision-making system (DMS) which pairs the two previous IDS detection results to determine the anomaly nature. The results of this approach are promising with more accurate detection with fewer false positives
Contribution à la modélisation Bayésienne de l'état de santé d'un système complexe : application à l'industrie du semi-conducteur by Mohammed Farouk Bouaziz( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Today, the semiconductor industry must be able to produce Integrated Circuit (IC) withreduced cycle time, improved yield and enhanced equipment effectiveness. Besides thesechallenges IC manufacturers are required to address the products scrap and equipment driftsin a complex and uncertain environment which otherwise shall severely hamper the maximumproduction capacity planned. The objective of this thesis is to propose a generic methodologyto develop a model to predict the Equipment Health Factor (EHF) which will define decisionsupport strategies on maintenance tasks to increase the semiconductor industry performance.So, we are interested here to the problem of equipment failures and drift. We propose apredictive approach based on Bayesian technique allowing intervene early to maintain, forexample, the equipment before its drift. The study presented in this thesis is supported by theIMPROVE European project
Prise en compte des risques de cyber-attaques dans le domaine de la sécurité des systèmes cyber-physiques : proposition de mécanismes de détection à base de modèles comportementaux by Franck Sicard( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Industrial Control Systems (ICSs) are infrastructures composed by several industrial devices connected to a network and used to control a physical system. They control electrical power grid (Smart Grid), production systems (e.g. chemical and manufacturing industries), transport (e.g. trains, aircrafts and autonomous vehicles), health and weapon systems. Designed to ensure productivity and respect safety in a non-malicious environment, the ICSs are, since the 21st century, increasingly vulnerable to attacks (e.g. Stuxnet, Industroyer, Triton) especially with the emergence of the industry 4.0. Several studies contributed to secure the ICS with approaches from the security field (e.g. cryptography, IDS) which do not take into account the behavior of the physical system and therefore the consequences of the malicious act. Thus, a security approach limited exclusively to the analysis of information exchanged by industrial network is not sufficient. Our approach creates a paradigm shift in detection mechanisms by integrating the behavioral modeling of the cyber-physical system.This thesis proposes detection mechanisms of attacks by locating detection closer to physical system. They analyze the data exchanged between the control system and the physical system, and filter the exchanges through deterministic models that represent the behavior of the physical system controlled by control laws. For this purpose, a design methodology has been proposed in which all actions are identified in order to instantly detect brutal attacks. To deal with other attacks, especially the more sneaky, such as sequential attacks, we propose a complementary detection strategy to estimate the occurrence of an attack before its consequences are destructive. To this end, we have developed the concepts of distance of a state identified as critical to which we have added a second mechanism called trajectory which leads to a temporal notion that characterize an intention to harm.As part of this thesis, the proposed approach combines two techniques oriented security (IDS probe) and safety (filter approach) to propose a detection strategy based on four mechanisms related to:• Context detection: based on the current state of the system, an order sent by the PLC can be blocked by the control filter if it leads to a critical state (brutal attack).• Combinatorial constraints (sequential attack): verified by the concepts of distance (risk indicator for the current state) and trajectory (indicator of the intention to harm by studying the evolution of the distance on a sequence).• Temporal constraints (temporal attack): verified by time windows on the appearance of events and an indicator monitoring the average duration of execution.• Over-solicitation monitoring mechanism: based on an indicator monitoring orders sent to the actuators to prevent premature ageing of the production equipment (attack on the equipment).The proposed approach has been applied to various simulation examples and an industrial platform where the detection strategy has shown its effectiveness against different scenarios corresponding to attacker profiles
Diagnostic en ligne des systèmes à événements discrets complexes : approche mixte logique/probabiliste by Dang-Trinh Nguyen( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les systèmes de production auquel nous nous intéressons ici sont caractérisés par leur haut niveau de flexibilité et leur fort niveau d'incertitude lié par exemple à la forte variabilité de la demande, le haut niveau des technologies produites, un flux de production stressant, la présence d'opérateurs humains, de produits, etc. Le domaine de l'industrie du semi-conducteur est un exemple caractéristique de ce type de systèmes. Ces systèmes caractérisent également des équipements nombreux et couteux, des routes de produits diverses, voire même réentrantes sur un même équipement, des équipements de métrologie produits, etc.La présence non systématique d'équipements de métrologie en sortie de chacun des équipements de production (Patterson et al, 2005) rend ce système encore davantage complexe. Cela a en effet pour conséquences des problématiques inéluctables de propagations de défaillances au travers du flux de produits, défaillances qui ne pourront être détectées plus tard qu'au travers d'un arrêt d'équipement non programmé ou alors lors d'un contrôle produit sur un équipement de métrologie. Pour faire face à une telle complexité, un modèle de structure de commande hiérarchique et modulaire est généralement en premier lieu préconisé, il s'agit du modèle CIM (Jones et al, 1990). Ce modèle consiste à décomposer dans un premier temps le système de pilotage en 5 niveaux de commande allant de la couche capteurs/actionneurs en passant par le contrôle-commande et la supervision. Nous nous intéresserons ici plus particulièrement aux trois derniers niveaux temps réels de ce modèle. En effet, lorsqu'une défaillance est détectée au niveau le plus bas de cette pyramide de commande, il s'agit de mettre en place un mécanisme permettant de localiser, en temps réel et de manière efficace, la ou les origines possibles d'une telle défaillance, qu'elle soit propagée, ou non afin de fournir au système d'aide à la décision les informations importantes pour guider l'opérateur humain dans sa phase de maintenance corrective et ainsi contribuer à réduire le temps d'arrêts d'équipements ; l'origine ou la cause de l'arrêt pouvant être l'équipement lui-même (panne de capteur, d'actionneur, déréglage...) ou une mauvaise maintenance, ou encore une recette mal qualifié, etc...L'idée générale que nous défendons ici consiste à s'appuyer sur le mécanisme de génération en ligne du modèle d'historique des opérations exécutées réduit à celles suspectes pour identifier la structure du réseau Bayésien correspondant au modèle de diagnostic ; et de mener par la suite le calcul des probabilités du modèle Bayésien résultant afin de déterminer les candidats à visiter en premier (notion de score) et ainsi contribuer à optimiser la prise de décision pour la maintenance corrective.L'approche générale se veut donc à la croisée d'une approche déterministe et une probabiliste dans un contexte dynamique. Au-delà de ces propositions méthodologiques, nous avons développé une application logicielle permettant de valider notre proposition sur un cas d'étude de la réalité. Les résultats sont particulièrement encourageants et ont fait l'objet de publications des conférences internationales et la soumission dans la revue International Journal of Risk and Reliability
Approche probabiliste pour l'estimation dynamique de la confiance accordée à un équipement de production : vers une contribution au diagnostic de services des SED by Quoc Bao Duong( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The work that we present in this paper contributes to the field of supervision, monitoringand control of complex discrete event systems services. It is placed in the context of randomfailure occurrence of operative parts where we focus on providing tools to maintenance teamsby locating the possible origin of potential defect products: better locate to better maintain, soeffectively to minimize more equipment's time drift. If the production equipment were able todetect such drifts, the problem could be considered simple; however, metrology equipment addsto the complexity. In addition, because of an impossibility to equip the production equipment witha sensor system which comprehensively covers all parameters to be observed, a variable sensorreliability in time and a stressed production environments, we propose a probabilistic approachbased on Bayesian network to estimate real time confidence, which can be used for productionequipment?s operation
Mécanismes décisionnels pour la reconfiguration dynamique des réseaux de distribution électrique by Trung Hieu Nguyen( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Dans un réseau électrique (cadre d'étude : le réseau de distribution HTA), si un défaut se produit (pour des raisons techniques comme l'usure des ressources, les incidents sur les conducteurs...), la fourniture d'électricité pour les clients impactés par le défaut et ses conséquences est interrompue suite au fonctionnement des dispositifs de protection. Le but de notre recherche consiste à développer et mettre en œuvre une méthode de reconfiguration d'un réseau de distribution après un défaut. Cette méthode devra proposer une solution la plus proche possible de la solution optimale avec un temps de calcul réduit. Une analyse des différences/analogies entre les deux systèmes (électrique et production) a été réalisée. En se reposant sur cette analyse, nous avons proposé une modélisation du réseau d'étude (HTA) ainsi que une démarche générale de la méthode de reconfiguration d'un réseau après un défaut. Du point de vue de la modélisation d'un réseau d'étude, nous avons proposé une manière générale pour modéliser un réseau afin d'appliquer la méthode de reconfiguration d'un réseau. D'après cette manière, un réseau est modélisé par des opérations de préparation (changeant l'état des opérations de ressources) et des opérations induites (changeant l'état électrique). En se basant sur ce modèle, nous pouvons déterminer complètement l'état mécanique et l'état électrique du réseau correspondant si un manœuvre (opération de ressource) de l'exploitant du réseau est réalisé. Du point de vue de la méthode de reconfiguration d'un réseau après un défaut développée comporte quatre étapes : la recherche des configurations possibles en se basant sur la construction d'un graphe des opérations d'activation des connexions dans un réseau, la recherche des configurations exploitables pour sélectionner les configurations possibles qui fonctionnent en sécurité (selon un calcul de la répartition des charges des configurations possibles), la construction des séquences des manœuvres à manipuler et le chois de la séquence optimale par le critère de temps d'exécution, l'optimisation de plus de la la séquence choisie est réalisée par un recherche et une insertion des opérations en parallèle dans la séquence. Cette décomposition de la méthode a toujours pour le but de réduire la masse de calculs de la méthode et donc le temps de calcul de la méthode. Une application d'un cas concret est exécutée pour un réseau de 123 nœuds IEEE. Quelques analyses et commantaires sont réalisés
Extension des systèmes MES au diagnostic des performances des systèmes de production au travers d'une approche probabiliste Bayésienne by Ngoc Hoang Tran( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This Phd thesis takes place in the diagnostic field, especially in contexte of Manufacturing Execution System (MES). It contributes to the diagnostic system in the presence of potential failures following a triggering signal OEE drift, an indicator performance that gives a picture of the production system state (equipment, production line, site, and enterprise) by estimating downtime from 3 major origins: availability, performance, and quality. Our objective is to provide maximum information of the origins of an OEE variation and to support making the best decision for four categories users of OEE (operator, leader team, supervisor, direction). Also, basis on that model, the purpose will provides a deployment methodology to integrate with MES solution in an industrial context
Diagnostic de services pour la reconfiguration dynamique de systèmes à évenements discrets complexes by Eric Deschamps( Book )

2 editions published in 2007 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la reconfiguration dynamique des systèmes de production. Elle apporte sa contribution au diagnostic de services en présence de défaillances de la partie opérative. L'objectif visé est de mettre à jour, en ligne, un modèle représentant les capacités offertes par une partie opérative. Aussi, sur la base d'un tel modèle reprenant les principes issus de la planification automatique, nous avons tout d'abord proposé un mécanisme de suivi permettant de construire et de gérer un modèle d'historique. Ensuite, un algorithme de recherche avant/arrière basé sur un système de règles a été développé afin, sous l'occurrence de défaillances, de localiser non seulement les services étant à l'origine possible du dysfonctionnement constaté mais aussi ceux potentiellement affectés. Après quoi, une mise à jour du modèle de partie opérative est opérée afin de présenter au système de reconfiguration une image « honnête» des capacités opératoires encore disponibles
Comment donner aux PME les moyens de réussir un passage structuré à l'Industrie 4.0 ? by Christophe Kollros( )

1 edition published in 2021 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Industry 4.0, with its impact on products, business models and jobs, represents a major challenge for companies that have to deal with these changes. This is why it was decided to focus on the following research question: How to help SMEs to progress in a structured way in the implementation of Industry 4.0?This question has been derived in three sub-questions the first one being : How to enable SMEs to assess their maturity status towards Industry 4.0 and identify areas for improvement?For this, maturity model artifacts were presented. These artifacts are used to assess an organization against a given domain and identify potential improvements. The most effective development method was identified as the one proposed by Becker et al. It was chosen as the basis for the work, although it was slightly adapted. The specific needs of SMEs were also carefully studied in order to define a corresponding tool. This study was followed by a literature review of currently available Industry 4.0 maturity models, which showed that they do not meet the needs of SMEs. This led to the development of a maturity model for Industry 4.0. This maturity model was validated by applying it to the Hildesheim site.This led to the second research question: How can a coherent strategy for the implementation of Industry 4.0 be developed and a structured action plan be derived from it?An interpretation of the results of the maturity assessment and an ideal were proposed. This allows the company on the one hand to understand what is possible with Industry 4.0 and on the other hand to define the level to be reached in each category. The interdependencies between the categories have been explained so that companies can develop a coherent strategy. An action plan per category was proposed to help SMEs in their strategy development.The action plan and projects are at the heart of the implementation of Industry 4.0; however, these are important changes that affect the entire company. It is therefore necessary to anticipate and prepare for these changes. This leads to the third research question: How to implement the changes induced by Industry 4.0 so that they are sustainable?To do this, a literature review was conducted in order to find answers to four questions: Is it better to have a fast and brutal change or a slow and continuous change? Is it better to have a bottom-up change or a change imposed by the management? What methods are currently available for organizing change? What are the pitfalls to avoid? Based on this literature review and the experience gained at Howmet, a change method has been proposed for the implementation of Industry 4.0
Évaluation d'indicateurs de sûreté de fonctionnement d'architectures de contrôle-commande dans un contexte dynamique et incertain by Grâce Boyer( )

1 edition published in 2021 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ce mémoire, réalisé dans le cadre d'une convention CIFRE avec la société Schneider Electric, porte sur l'évaluation sur l'évaluation d'indicateurs de sûreté de fonctionnement des architectures de contrôle-commande. Le problème industriel posé est un problème d'aide au dimensionnement des architectures en réponse à des exigences de performances. Les problèmes scientifiques sont relatifs, d'une part, à la génération automatique des modèles support à l'évaluation pour un ensemble d'architectures dans la mesure où leur construction manuelle ne permet pas de faire face à la multiplicité des architectures dans des délais contraints, et, d'autre part, à la prise en compte des phénomènes de dégradation dans les modèles dysfonctionnels des architectures. Le choix du formalisme de modélisation s'est porté sur les réseaux de Petri colorés et temporisés (CPN) qui permet notamment la hiérarchisation des modèles et la prise en compte de phénomènes temporisés dont les durées peuvent suivre des distributions de probabilité. Notre contribution se présente sous la forme d'une méthodologie permettant la construction automatique d'un modèle CPN d'architecture par instanciation d'un ensemble de composants élémentaires et de la définition d'observateurs génériques couvrant les besoins exprimés et qui permettent de déterminer les indicateurs de sûreté de fonctionnement tels que la fiabilité, la disponibilité du système, son MTTF, le nombre de défaillances mais aussi des facteurs d'importance permettant d'orienter les choix des concepteurs en phase d'élaboration en réponse à un appel d'offre
Approche de diagnostic des défauts d'un produit par intégration des données de traçabilité unitaire produit/process et des connaissances expertes by Thierno M. L Diallo( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis, which is part of the Traçaverre Project, aims to optimize the recall when the production process is not batch type with a unit traceability of produced items. The objective is to minimize the number of recalled items while ensuring that all items with defect are recalled. We propose an efficient recall procedure that incorporates possibilities offered by the unitary traceability and uses a diagnostic function. For complex industrial systems for which human expertise is not sufficient and for which we do not have a physical model, the unitary traceability provides opportunities to better understand and analyse the manufacturing process by a re-enactment of the life of the product through the traceability data. The integration of product and process unitary traceability data represents a potential source of knowledge to be implemented and operate. This thesis propose a data model for the coupling of these data. This data model is based on two standards, one dedicated to the production and the other dealing with the traceability. We developed a diagnostic function based on data after having identified and integrated the necessary data. The construction of this diagnosis function was performed by a learning approach and comprises the integration of knowledge on the system to reduce the complexity of the learning algorithm. In the proposed recall procedure, when the equipment causing the fault is identified, the health status of this equipment in the neighbourhood of the manufacturing time of the defective product is evaluated in order to identify other products likely to present the same defect. The global proposed approach was applied to two case studies. The first study focuses on the glass industry. The second case of application deals with the benchmark Tennessee Eastman process
Analyse et prévention des attaques cachées de vieillissement : une approche basée sur la théorie des systèmes dynamiques by Cédric Escudero( )

1 edition published in 2021 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Industrial Control Systems (ICSs) are architectures controlling a physical system to achieve an industrial objective. They are present in various sectors including energy generation and distribution, water treatment, manufacturing production, aerospace and defense. Those architectures are equipped with various digital entities (e.g. HMI, PLC, regulator) organized for the decrease in complexity of the control. Historically, ICSs have been designed to improve the productivity, but the cybersecurity has not been considered. Due to this lack, ICSs are facing cyberattacks. Plenty of them manipulating the architecture have been reported in the literature. They aim to steal sensitive information or to violate the integrity of the physical system. The violation of the physical system integrity refers to an intended alteration or destruction of the physical system through its control. It leads to a partial or complete failure of the services delivered by the physical system. Hence, cyberattacks are a new root-cause of failure, that we call the malicious acts. Those malicious acts aim to create and propagate anomalies in the architecture by exploiting vulnerabilities of the digital entities.The research works developed in this thesis contribute in the prevention of the malicious acts in the ICS architectures. In particular, the contributions focus on the prevention of attacks targeting the controllers, of type of industrial regulator (e.g. PID controller). The type of attacks we address aim to accelerate the aging of the actuators through the control signal. Thus, this thesis considers this type of attacks by assuming an attacker who can modify the control signal.About the contributions, they can be gathered in two propositions. Firstly, we propose to analyze those attacks. A first method of analysis aims to demonstrate the feasibility of such attacks by designing the control signal an attacker could inject to accelerate the aging of the actuators. It consists in solving an optimization problem with Sequential Linear Programming (SLP). A second method of analysis, based on a set theoretic approach, is developed to prove the feasibility of such attacks. It consists in quantifying the effect of those attacks on the physical system. Secondly, we propose to prevent the occurrence of those attacks. This method is derived from the previous one based on a set theoretic approach. It consists in restraining the control signal to make those attacks infeasible. The main idea of the set theoretic-based methods is to search for a pseudo Lyapunov function. Two cases are considered: the quantification of the effects on an infinite-time horizon based on the concepts of positive invariance, and the quantification of the effects on a finite time horizon based on techniques from the robust convex simulation. In both cases, the methods consist in solving an optimization problem with semidefinite programming (SDP) under constraints expressed in terms of Linear Matrix Inequalities (LMI). Lastly, the proposed methods are validated on experimentations
An Integrated Physics-Informed Process Control Framework and Its Applications to Semiconductor Manufacturing by Wei-Ting Yang( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The primary task in semiconductor manufacturing is to produce chips with high quality while keeping short production cycles. To reduce the process variation, many process monitoring and control solutions have been implemented in the fabrication. To improve the product quality and reduce process variability, these solutions should seamlessly coordinate to not only share the information but also make consistent and optimal decisions. In this thesis, an Integrated Physics-Informed Process Control Framework is proposed, which is capable of coordinating various data sources and supporting multiple applications. Dynamic Bayesian Network (DBN) is employed as the modeling foundation of the framework, which can consolidate available data and existing physics information. As DBN is presented as connected graphs, the interpretation of the associations between process variables is intuitive and understandable. Three DBN-based applications are proposed in this thesis. A monitoring mechanism is employed for fault detection and diagnosis. A Virtual Metrology (VM) model is developed to provide efficient prediction and its underlying causalities. Finally, a Structured Run-to-Run Controller (SRC) is implemented, which aims to optimize the control decision by considering not only the product metrology but also the interactions between process parameters. The proposed approaches are evaluated through a practical case study and simulated data
Sécurisation de capteurs/actionneurs sur réseau industriel by Thomas Toublanc( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

De nos jours, les systèmes de production sont confrontés à leur 4e révolution. Celle-ci est numérique avec des réseaux toujours plus denses et complexes s'ouvrant sur l'extérieur. Cette ouverture rend ces systèmes plus vulnérables. Les menaces sur ces Systèmes Cyber-Physiques de Production (SCPP) ne sont plus seulement théoriques. L'attaque sur l'aciérie allemande ou le cryptovirus Wannacry en sont de parfaits exemples. Ce travail propose un outil contribuant à la sécurité des SCPP. Nos contributions sont triples : La conception d'un Système de Détection et Réaction aux Anomalies (SDRA) placé sur le réseau de terrain. Celui-ci intègre des méthodes de détection comportementales et informationnelles. Il comprend également des capacités de réaction à la fois passives, mettant en œuvre de la remontée d'information vers l'humain ou vers des systèmes de niveaux supérieurs, et actives intégrant du filtrage d'ordre ou de la mise en repli. L'application des méthodes proposées entraîne naturellement un effort de conception supplémentaire qui doit être réduit. Nous avons donc mis au point une démarche permettant d'assister les concepteurs pour la configuration de notre SDRA. Cette dernière se base sur une approche hybride (composant/opération) et étend un flot de conception existant. Plusieurs transformations raffinent des vues surveillance/supervision des composants alors que d'autres génèrent la configuration du SDRA. Une troisième contribution propose un démonstrateur réaliste basé sur un environnement virtuel de test. Ce dernier intègre la simulation conjointe de la partie opérative et de la partie commande et permet de montrer les qualités fonctionnelles des solutions face à des scénarios d'attaque ou de défaillance
Modélisation bayésienne des interactions multidimensionnelles dans un système complexe : application à la gestion des risques de crues by Quan Liu( )

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Le travail aborde la modélisation et l'analyse de systèmes complexes, caractérisés, dans un cadre incertain et évolutif, par de nombreuses interactions entre composants. Dans un cadre de gestion des risques, le travail vise à créer un modèle causal spatio-temporel pour l'explication et la probabilisation de certains événements redoutés à des fins de diagnostic et de pronostic. Le travail de modélisation est basé sur l'approche bayésienne et, plus particulièrement, sur les Réseaux Bayésiens (RB). Dans l'optique de considérer des systèmes de grande taille et de représenter leur complexité spatio-temporelle, leur caractère multiéchelles et incertain dans un cadre dynamique, l'idée de ce travail est alors d'étendre le concept des Réseaux Bayesiens Dynamiques (RBD) et d'utiliser le paradigme Orienté Objet pour l'appliquer aux réseaux bayésiens. Dans leur forme actuelle, les réseaux bayésiens orientés objet permettent de créer des instances réutilisables mais non instanciables. En d'autres termes, cela implique que l'objet généré est susceptible d'être appelé plusieurs fois dans la construction d'un modèle mais sans pour autant que ces paramètres (tables de probabilités marginales ou conditionnelles) ne soient modifiés. Ce travail de thèse vise à combler cette lacune en proposant une approche structurée permettant de construire des grands systèmes à base d'objets (caractérisés par des réseaux bayésiens simples) dont les paramètres peuvent être actualisés en fonction de l'instant ou du contexte de leur appel et de leur utilisation. Ce concept est concrétisé sous la forme de Réseaux Bayésiens Multidimensionnels par leur propension à combiner plusieurs dimensions qu'elles soient spatiales ou temporelles
 
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