Soutenance mémoire
L’avènement des nouvelles technologies de l’information et de la communication a des impacts insoupçonnés sur l’évolution des systèmes de contrôle et de surveillance de pannes notamment dans les grandes installations industrielles. Une politique de maintenance industrielle est un mélange harmonieux d’entretien préventif systématique et d’entretien correctif. La surveillance des installations industrielles s’intègre dans cette politique; elle doit assurer entre autres :
➤ La prévention des risques majeurs par l’arrêt des machines lorsque les conditions de sécurité pour l’homme et la machine ne sont plus satisfaites.
➤ La détection précoce des anomalies pour éviter au maximum les arrêts par un remplacement des pièces défectueuses si possible avant l’incident et au meilleur moment pour limiter les pertes de production.
➤ L’analyse après incident pour remédier aux défauts constatés et éviter à l’avenir de les retrouver ou définir les modifications nécessaires.
Il s’agit alors de considérer le diagnostic comme un processus permanent et dynamique se déroulant en parallèle avec la vie d’une installation . Ceci relève du domaine de la « gestion des connaissances » (Knowledge Management) orientée réutilisation, et dont l’objectif est de mettre le savoir-faire d’un individu et de ses connaissances au service de toute une communauté d’individus. Cependant, contrairement aux systèmes experts au lieu de viser une résolution automatique pour une tâche avec des capacités automatiques de raisonnement, une mémoire d’entreprise doit plutôt aider l’utilisateur en lui fournissant des informations appropriées de l’entreprise mais en lui laissant la responsabilité d’une évaluation contextuelle de ces informations. Selon le cas, la mémoire d’entreprise construite pourra intégrer ou non des connaissances formelles. Les motivations de la capitalisation des connaissances sont diverses :
• Eviter la perte de savoir-faire d’un spécialiste après sa retraite ou sa mutation .
• Exploiter l’expérience acquise des projets passés et conserver les leçons du passé afin d’éviter de reproduire certaines erreurs.
• Améliorer la circulation de l’information et la communication dans l’organisation .
• Améliorer l’apprentissage des employés de l’organisation.
• Intégrer les différents savoir-faire d’une organisation.
Le domaine de diagnostic et de maintenance de matériel dans les stations de compression nécessite un savoir-faire technique spécifique et une expertise. Cette dernière est acquise sur le terrain à travers les études et les expériences par quelques spécialistes. Cependant, ces spécialistes ne sont pas disponibles à tout moment et dans chaque station. Recueillir, préserver et exploiter les connaissances de diagnostic de pannes dans ce domaine est donc un besoin important ressenti comme une nécessité ou au moins une aide importante dans l’organisation considérée qui en effet centralise une expertise et un retour d’expérience importants sur certains équipements. Ce besoin nous a conduit à fixer deux objectifs principaux:
1- Formaliser une démarche générale pour capitaliser les connaissances expertes de diagnostic et de maintenance afin de concevoir des aides au diagnostic exploitant ces connaissances expertes.
2- Développer un environnement de gestion de connaissances de diagnostic, servant de support à cette démarche et offrant les possibilités suivantes :
a)- Recueil et gestion de connaissances de diagnostic et de maintenance de matériels.
b)- Consultation et analyse de connaissances.
c)- Exploitation des connaissances capitalisées.
Cet environnement doit fournir une assistance automatique pour le diagnostic des équipements industriels.
Définition des connaissances de l’entreprise
Pour pouvoir gérer les connaissances, il faut savoir les identifier, surtout au sein de l’entreprise. Ceci nous amène à porter un éclairage sur les concepts de donnée, d’information, de connaissance, de savoir, de savoir-faire,.etc .
Donnée, information et connaissance
Une donnée peut être définie comme toute représentation à laquelle une signification peut être attachée [16], c’est un fait discret et objectif résultant d’une acquisition , d’une mesure effectuée par un instrument ou construite par l’homme. Elle peut être qualitative ou quantitative. La donnée n’a pas de sens en elle même, c’est seulement en associant un sens à cette donnée que l’individu possède une information . L’information est donc une association significative de données organisées pour donner forme à un message, elle permet de savoir un fait, un objet, un événement, un phénomène [66]. La connaissance(1) est un ensemble composite d’informations mais aussi de comportements de gestes, de mots , de sons …. qui est un savoir théorique ou un savoir faire (savoir expérimental), voir un savoir être davantage comportemental. La connaissance implique forcément l’homme « porteur ». La connaissance se définit comme suit : « La connaissance s’acquiert par l’accumulation et l’organisation d’informations dans la tête de chaque individu, elle va ensuite se structurer, se codifier et se transformer selon le contexte et les besoins dans lesquels elles évoluent » [66]. La notion de connaissance peut être confondue avec celle de compétence, la différence est que la compétence se créée à partir de l’évolution des connaissances. En résumé, les données permettent d’accéder à l’information et à la connaissance, l’information permet de savoir un fait, un événement ou un phénomène ; tandis que la connaissance permet de comprendre (donc d’évaluer de comparer, de juger ,etc.) et de reproduire, voire soutenir un processus d’apprentissage et d’intervention sur le terrain , ou le pilotage d’une organisation.
Les connaissances de l’entreprise
Les connaissances de l’entreprise sont généralement présentées selon deux catégories essentielles « Les savoirs de l’entreprise » et « les savoirs-faire de l’entreprise » .
En effet, nous remarquons que les connaissances peuvent être soit explicites soit tacites. Les connaissances explicites se résument à ce qui est chiffrable, directement compréhensible et exprimable par chaque individu dans l’organisation, pour ces connaissances il existe toujours une trace visible sous forme d’information (dans des documents par exemple). Les connaissances tacites, communément appelées savoirfaire sont propres à chaque individu , elles sont constituées, d’une part, de son expertise technique informelle et d’autre part de ses croyances et aspirations personnelles. Ces connaissances sont celles pour lesquelles l’information associée n’est pas explicite.
Deux grandes catégories de connaissances sont distinguées , les savoirs de l’entreprise où connaissance de domaine et les savoirs faire de l’entraprise où connaissance de contrôle.
Les connaissances du domaine : Cette catégorie contient l’ensemble des connaissances clairement partagées par toutes les personnes de l’entreprise travaillant dans le domaine visé . En d’autres termes, ce sont les connaissances de base du domaine dénuées de toute interprétation particulière.
Les Connaissances de contrôle : Cette catégorie recouvre toutes les connaissances permettant d’effectuer des raisonnements dans le domaine. Elles décrivent les tâches et les inférences relatives au processus étudié . L’analyse de ces connaissances permet de voir qu’il existe 03 types de connaissances combinés :
– Les Connaissances Pragmatiques : décrivent des réflexes , issus de l’expérience , il s’agit de connaissances procédurales , représentées sous la forme de type « situation Î action » . Par exemple [65] : si bruits anormaux du compresseur , alors balourd du rotor du compresseur et équilibrer de nouveau : sinon soupçonner paliers usés par l’encrassement présent dans l’huile ,etc.
– Les connaissances Causales :Décrivent des relations de cause à effet plus au moins complexes entre phénomène du domaine .Exemple [65] : Problème de démarrage de la pompe auxiliaire d’une turbine . Si pression de refoulement de la pompe supérieure à la pression de service entre la pompe et manomètre M1 et pression indiquée entre manomètre M1 et manomètre M2 Alors fuite dans le collecteur pompes et vérifier pressostat 63QA-1 Si défaillance du pressostat 63QA-1 Alors étalonnage ou changement du pressostat 63QA-1.
– Les connaissances structurelles : enfin décrivent la structure fonctionnelle du matériel ainsi, à chaque entité fonctionnelle sont attachés les phénomènes la concernant. par exemple [65] : Pompe à piston étanchéité HP .
Pompe : etat (marche, arrêt, insuffisante, bloquée)
Puissance : 106CV
Vitesse :1450 tour/mn
Débit :162 L/mn
Pression aspiration : 1.5à2 At
Pression refoulement : 2At
Produit traité : huile étanchéité
Viscosité : à 65°, 1.9°.
Les systèmes à base de connaissances
Les systèmes à base de connaissances (SBC) constituent une branche particulièrement florissante de l’intelligence artificielle (IA) . L’hypothèse principale qui sous-tend la construction de SBC est la reconnaissance du rôle majeur que jouent les connaissances dans la résolution d’un problème. La construction d’un SBC nécessite donc l’acquisition de connaissances . Ces connaissances peuvent être acquises auprès d’experts du domaine. On pourra alors parler de système expert au sens strict, historiquement les premiers SBC réalisés relèvent plutôt de cette catégorie. Cette tâche d’acquisition des connaissances a longtemps été, et reste encore , une tâche délicate . Il est indéniable que les difficultés rencontrées en acquisition de connaissances lors de la construction de SBC de première génération ont joué un rôle majeur dans l’avènement des systèmes experts dits de deuxième génération .
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Table des matières
Introduction générale
1 Introduction générale
2 Objet du mémoire
3 Structure du mémoire
Partie I – Etat de l’art & Problématique
Chapitre 1 Les SBC & la gestion des Connaissances
1 Introduction
2 Définition des connaissances de l’entreprise
2.1 Donnée, information et connaissance
2.2 Les connaissances de l’entreprise
3 Les systèmes à base de connaissances (SBC)
3.1 Les systèmes experts
3.2 Problèmes soulevés par les systèmes experts de première génération
3.3 Les systèmes experts de seconde génération
3.4 L’approche niveau connaissance ou “Knowledge level “
3.5 Développement des systèmes à base de connaissances
3.6 Acquisition des connaissances
3.7 Modélisation
3.8 Elicitation dirigée par les modèles
4 Ingénierie des connaissances
5 La gestion des connaissances « Knowledge Management »
5.1 Définition et objectifs
5.2 Les composantes de la gestion des connaissances
5.2.1 La capitalisation des connaissances
5.2.2 La mémoire d’entreprise
5.2.2.1 Caractéristiques d’une mémoire d’entreprise
5.2.2.2 Le cycle de vie d’une mémoire d’entreprise
5.2.2.3 Typologie d’une mémoire d’entreprise
5.2.3 L’ontologie
6 Conclusion
Chapitre 2 Les méthodes de gestion des connaissances
1 Introduction
2 La méthodologie CommonKADS
3 La méthodologie MKSM
4 La méthodologie REX
5 La méthodologie Cygma
6 Comparaison des différentes méthodes de capitalisation des connaissances
7 Conclusion
Chapitre 3 Le problème de diagnostic de pannes
1 Introduction
2 Présentation du système réel
2.1 Les turbines
2.2 Le compresseur
3 Le problème de diagnostic
4 Les concepts associés
5 Le diagnostic de pannes avec la méthode CommonKADS
6 Conclusion
Partie II – Conception & Réalisation
Chapitre 4 Analyse & Conception
1 Démarche adoptée
2 Acquisition des connaissances
3 Modélisation
4 Approche de modélisation
4.1 Le modèle de décomposition structurelle et fonctionnelle du système
4.2 Le modèle causal de propagation des pannes
4.3 Le modèle de tâches
5 Architecture du système
Chapitre 5 Environnement de développement & Application
1 Introduction
2 Environnement de développement
2.1 Protégé 2000
2.2 Jess
2.3 Jess-Tab
3 Réalisation
3.1 présentation de l’application
3.2 Description de l’ontologie
3.3 Description des instances de la base de connaissances
3.4 Exemples extraits de l’application
Conclusion
