EURODECISION et Ecole Centrale Paris : proposition de th
Forum 'Emplois' - Sujet créé le 2009-06-09 par Céline VERLHAC
Sujet de thèse CIFRE
Optimisation multi-objectif appliquée à des problématiques de Conception de produits :
intégration de préférences dans l'identification de la frontière de Pareto
Contexte de la thèse :
o La société EURODECISION est positionnée sur le marché de l'optimisation de ressources et dispose d'une solide réputation dans le domaine de la recherche opérationnelle. EURODECISION propose aux entreprises des solutions globales en optimisation de ressources : conseil, étude de faisabilité, prototype opérationnel, développement d'applications, intégration dans le système d'information de l'entreprise et maintenance.
o Le laboratoire de Génie Industriel (LGI) de l'École Centrale Paris élabore des méthodes d'aide à la décision en conception et optimisation de produits, services et systèmes industriels et logistiques. L'activité de recherche du Laboratoire s'applique aux méthodes d'organisation, de gestion et d'exécution de la conception, de la production et de la distribution des produits et services, sur l'ensemble de leur cycle de vie.
o CSDL (Complex System Design Lab) est un projet de recherche labellisé par le pôle de compétitivité SYSTEM@TIC (3 ans, démarrage prévu été 2009) qui a pour objectif de mettre en place un environnement collaboratif complet d'aide à la décision pour la conception de systèmes complexes. EURODECISION y participe, en particulier dans le workpackage Optimisation et analyse de la sensibilité.
Contexte scientifique
La conception et optimisation de produits, services et de systèmes est un enjeu important pour de très nombreuses industries (automobile, aéronautique, ...). Le problème de la conception de produits se pose en termes d'optimisation sur ensemble combinatoire défini à partir des paramètres de conception (variables de décision). Les performances attendues des produits ont le plus souvent trait à de multiples dimensions, et conduisent à la formulation de problèmes d'optimisation multi-objectifs (ce qui conduit à calculer une frontière de Pareto). Ces problèmes d'optimisation rencontrés lors des projets de conception ont des caractéristiques communes : présence d'optima locaux et/ou irrégularité des fonctions objectifs, incertitude sur les données et/ou résultats de simulations, nombreuses contraintes, et coût de calcul élevé des objectifs et contraintes.
Sujet :
Une part importante des recherches sur problèmes d'optimisation rencontrés lors de projets de conception s'est focalisée sur le calcul du front de Pareto (cf. [Deb 2001], [Ehrgott 2004]). Ces recherches ont conduit au développement de nombreux algorithmes, notamment des algorithmes évolutionnistes basés sur des populations de solutions, approximant au mieux la frontière de Pareto. Toutefois, disposer de cette frontière ne permet pas aux concepteurs de prendre des décisions de façon éclairée lorsque le nombre de dimensions est élevé.
Le choix de la meilleure solution sur la surface de Pareto peut être envisagé comme une étape ultérieure au calcul de cette surface. Toutefois une piste de recherche intéressante consiste à chercher à intégrer des préférences a-priori (cf. Branke et al. 2008) lors de l'approximation de la frontière de Pareto de sorte d'obtenir des solutions ayant de bonnes chance de correspondre à des solutions de bon compromis du point de vue du concepteur. Une telle approche implique d'intégrer dans les algorithmes un modèle de préférences permettant de modéliser la « qualité » des solutions du point de vue du concepteur. Ce type de développement algorithmique entraîne nécessairement un accroissement des traitements, et il est important d'arbitrer les bénéfices liés à l'introduction d'un modèle de préférence dans et le surcoût computationnel induit.
Un autre intérêt de ce type d'approche tient au fait que la spécification de préférences a-priori par le concepteur peut se révéler difficile ; toutefois l'observation des solutions obtenues à une itération peut conduire à une révision des préférences, permettant ainsi l'enclenchement d'un processus de raffinement itératif.
La mise en œuvre de ce type d'algorithmique dans des contextes organisationnels de conception implique de prendre en compte divers enjeux :
o le fait que divers acteurs interviennent dans ces processus (marketing, ingénieurs responsables de sous-systèmes, ...), chacun portant une vision spécifique, et négociant avec les autres pour faire évoluer la définition technique du produit,
o Un projet de conception d'un système complexe s'inscrit dans le temps ; les premières décisions d'architecture étant les plus structurantes mais prises dans une très forte incertitude, et les choix plus tardifs concernant souvent des sous systèmes dont les performances interagissent.
Les méthodes investiguées et développées dans le cadre de la thèse seront implémentées et testées de façon opérationnelle sur des données réelles correspondant à des cas d'utilisation d'industriels spécifiés notamment dans le projet CSDL.
Encadrants:
o Ecole Centrale Paris (2 co-encadrants): =http://www.ecp.fr/
o Vincent Mousseau, Professeur
o Bernard Yannou, Professeur
o EURODECISION : www.eurodecision.com
o Armelle Le Gall, Responsable du Pôle Conception
o Eric Jacquet Lagrèze, PDG
Date de début : Octobre 2009
Rémunération :
1500-1600€ net/mois (négociable avec éventuellement partie variable)
Lieu de travail :
Lieu de travail partagé entre Versailles (EURODECISION) et Châtenay-Malabry (Ecole Centrale Paris)
Références :
o K. Deb. "Multi-Objective Optimization using Evolutionary Algorithms", Wiley-Interscience Series in Systems and Optimization. John Wiley & Sons, Chichester, 2001.
o Matthias Ehrgott, "Multicriteria Optimization", Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co.2004
o Jurgen Branke, Kalyanmoy Deb, Kaisa M. Miettinen , Roman Slowinski, Multiobjective Optimization: Interactive and Evolutionary Approaches, 2008, Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Candidature : expédier lettre de motivation + CV par e-mail à Armelle LEGALL : armelle.legall@eurodecision.com et Vincent MOUSSEAU : vincent.mousseau@ecp.fr.
Optimisation multi-objectif appliquée à des problématiques de Conception de produits :
intégration de préférences dans l'identification de la frontière de Pareto
Contexte de la thèse :
o La société EURODECISION est positionnée sur le marché de l'optimisation de ressources et dispose d'une solide réputation dans le domaine de la recherche opérationnelle. EURODECISION propose aux entreprises des solutions globales en optimisation de ressources : conseil, étude de faisabilité, prototype opérationnel, développement d'applications, intégration dans le système d'information de l'entreprise et maintenance.
o Le laboratoire de Génie Industriel (LGI) de l'École Centrale Paris élabore des méthodes d'aide à la décision en conception et optimisation de produits, services et systèmes industriels et logistiques. L'activité de recherche du Laboratoire s'applique aux méthodes d'organisation, de gestion et d'exécution de la conception, de la production et de la distribution des produits et services, sur l'ensemble de leur cycle de vie.
o CSDL (Complex System Design Lab) est un projet de recherche labellisé par le pôle de compétitivité SYSTEM@TIC (3 ans, démarrage prévu été 2009) qui a pour objectif de mettre en place un environnement collaboratif complet d'aide à la décision pour la conception de systèmes complexes. EURODECISION y participe, en particulier dans le workpackage Optimisation et analyse de la sensibilité.
Contexte scientifique
La conception et optimisation de produits, services et de systèmes est un enjeu important pour de très nombreuses industries (automobile, aéronautique, ...). Le problème de la conception de produits se pose en termes d'optimisation sur ensemble combinatoire défini à partir des paramètres de conception (variables de décision). Les performances attendues des produits ont le plus souvent trait à de multiples dimensions, et conduisent à la formulation de problèmes d'optimisation multi-objectifs (ce qui conduit à calculer une frontière de Pareto). Ces problèmes d'optimisation rencontrés lors des projets de conception ont des caractéristiques communes : présence d'optima locaux et/ou irrégularité des fonctions objectifs, incertitude sur les données et/ou résultats de simulations, nombreuses contraintes, et coût de calcul élevé des objectifs et contraintes.
Sujet :
Une part importante des recherches sur problèmes d'optimisation rencontrés lors de projets de conception s'est focalisée sur le calcul du front de Pareto (cf. [Deb 2001], [Ehrgott 2004]). Ces recherches ont conduit au développement de nombreux algorithmes, notamment des algorithmes évolutionnistes basés sur des populations de solutions, approximant au mieux la frontière de Pareto. Toutefois, disposer de cette frontière ne permet pas aux concepteurs de prendre des décisions de façon éclairée lorsque le nombre de dimensions est élevé.
Le choix de la meilleure solution sur la surface de Pareto peut être envisagé comme une étape ultérieure au calcul de cette surface. Toutefois une piste de recherche intéressante consiste à chercher à intégrer des préférences a-priori (cf. Branke et al. 2008) lors de l'approximation de la frontière de Pareto de sorte d'obtenir des solutions ayant de bonnes chance de correspondre à des solutions de bon compromis du point de vue du concepteur. Une telle approche implique d'intégrer dans les algorithmes un modèle de préférences permettant de modéliser la « qualité » des solutions du point de vue du concepteur. Ce type de développement algorithmique entraîne nécessairement un accroissement des traitements, et il est important d'arbitrer les bénéfices liés à l'introduction d'un modèle de préférence dans et le surcoût computationnel induit.
Un autre intérêt de ce type d'approche tient au fait que la spécification de préférences a-priori par le concepteur peut se révéler difficile ; toutefois l'observation des solutions obtenues à une itération peut conduire à une révision des préférences, permettant ainsi l'enclenchement d'un processus de raffinement itératif.
La mise en œuvre de ce type d'algorithmique dans des contextes organisationnels de conception implique de prendre en compte divers enjeux :
o le fait que divers acteurs interviennent dans ces processus (marketing, ingénieurs responsables de sous-systèmes, ...), chacun portant une vision spécifique, et négociant avec les autres pour faire évoluer la définition technique du produit,
o Un projet de conception d'un système complexe s'inscrit dans le temps ; les premières décisions d'architecture étant les plus structurantes mais prises dans une très forte incertitude, et les choix plus tardifs concernant souvent des sous systèmes dont les performances interagissent.
Les méthodes investiguées et développées dans le cadre de la thèse seront implémentées et testées de façon opérationnelle sur des données réelles correspondant à des cas d'utilisation d'industriels spécifiés notamment dans le projet CSDL.
Encadrants:
o Ecole Centrale Paris (2 co-encadrants): =http://www.ecp.fr/
o Vincent Mousseau, Professeur
o Bernard Yannou, Professeur
o EURODECISION : www.eurodecision.com
o Armelle Le Gall, Responsable du Pôle Conception
o Eric Jacquet Lagrèze, PDG
Date de début : Octobre 2009
Rémunération :
1500-1600€ net/mois (négociable avec éventuellement partie variable)
Lieu de travail :
Lieu de travail partagé entre Versailles (EURODECISION) et Châtenay-Malabry (Ecole Centrale Paris)
Références :
o K. Deb. "Multi-Objective Optimization using Evolutionary Algorithms", Wiley-Interscience Series in Systems and Optimization. John Wiley & Sons, Chichester, 2001.
o Matthias Ehrgott, "Multicriteria Optimization", Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co.2004
o Jurgen Branke, Kalyanmoy Deb, Kaisa M. Miettinen , Roman Slowinski, Multiobjective Optimization: Interactive and Evolutionary Approaches, 2008, Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K
Candidature : expédier lettre de motivation + CV par e-mail à Armelle LEGALL : armelle.legall@eurodecision.com et Vincent MOUSSEAU : vincent.mousseau@ecp.fr.