Objets Communicants et Interactions par les Services dans la Chaîne Logistique

Objets Communicants et Interactions par les Services dans la Chaîne Logistique

Aldo CEA, Eddy BAJICUniversité Henri Poincaré Nancy I

Centre de Recherche en Automatique de Nancy – CRAN – UMR CNRS 7039

Aix-en-Provence, 21 octobre 2004

GDR MACS Objets Communicants et Interactions par les Services dans la Chaîne Logistique

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Plan1. Problématique scientifique2. Problématique industrielle en logistique3. Approche Produit Intelligent et Services4. Etat de l’art5. Infrastructure de Services Ambiants 6. Technologie UPnP7. Interactions dans la Chaîne Logistique8. Cases d’études9. Conclusions et perspectives


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1. Problématique scientifique Nouvelles capacités attendues pour un produit dans son cycle

de vie : Capacités de communication, de gestion de l’information, de

perception et d’action. Demandes du marché chaque jour plus exigeantes :

Connaître l’état d’un produit ; Personnaliser un produit ; Tracer les interventions sur le produit ; Assurer la distribution du produit ; Permettre l’accessibilité aux informations caractéristiques ou

liées au produit ; Offrir de nouveaux services associés au produit.

Mutation d’un produit en produit intelligent ou objet communicant.


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2. Problématique industrielle en logistique

Les problématiques industrielles peuvent se regrouper sous les trois termes suivants:

La compétitivité d’une entreprise: Vers l’amélioration des indicateurs de performance.

La Traçabilité: Accessibilité à une information fiable pour la prévision, la rétroaction et l’optimisation des processus.

La Qualité comme moyen méthodologique pour être compétitif.

Transformation d’un Objet Physique en Acteur Communicant s’appuyant sur la Technologie de l’Identification Automatique par Radio Fréquence (RFID).


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3. Approche Produit intelligent et Services (1)

Postulat de notre travail: « Le produit est un acteur qui gère son évolution

en coopération avec les différents acteurs de la chaîne logistique » Acteurs de la chaîne logistique: Fournisseur,

producteur, distributeur, consommateur. Interaction produit - acteur en fonction du cycle de

vie du produit.


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ProduitPhysique

ProduitVirtuel

Services

Produit Intelligent

ProductionCommande

ClientDistribution

Maintenance Recyclage

Stockage

ProduitIntelligent

3. Approche Produit intelligent et Services (2)

- Produit Physique: objet matériel caractérisé et identifié par des informations de nature intrinsèque.

- Produit Virtuel: Artefact du produit représenté par un Système d’information, des ressources et des mécanismes de décision.

- Processus: Activités d’information, de décision et d’action associées a un système matériel, logiciel et humain et liées a un produit.

- Interaction: Mécanisme d’échange entre un produit et un processus.

- Services: Ressource matérielle et/ou logiciel qui offre une fonctionnalité caractéristique disponible localement ou à travers un réseau.

- Acteur: Producteur / Prestataire de service ou Consommateur / Client des services.


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4. Etat de l’art: Produit intelligent et Services

Produit Intelligent (C.Y.Wong et al., 2002): Un objet dual physique et virtuel, doté de capacités de

mémorisation, de communication, d’action, de décision, qui lui permettent de:

1. Posséder une identification unique;2. Communiquer avec son environnement;3. Mémoriser et gérer des informations propres;4. Disposer d’un langage de dialogue et d’échange de ses

informations et états;5. Participer aux processus de décision durant son évolution;6. Surveiller et contrôler son environnement.


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4. Etat de l’art: Objet communicant

Produit intelligent, smart object, objet communicant: Synonymes

« Objet qui interagit avec son environnement physique, avec d’autres objets communicants et les utilisateurs humains, doté de la capacité d’acquérir, recevoir et distribuer une information dans un environnement proche ou distant, et doté de capacité de réaliser et/ou de faire réaliser par d’autres objets des actions diverses » (G. Kintzig et al., 2002)

Produit passif: Il répond a des sollicitations des processus. Par exemple: Identification du produit par étiquette électronique, recherche d’informations sur Internet. (Cea et Bajic, 2004)

Produit actif: Le produit initie des demandes, des actions vers le processus hôte. Par exemple dans l’utilisation, la maintenance, le stockage et le recyclage du produit. (Cea et Bajic 2004)


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4. Etat de l’art: Technologie RFID

Identifier un produit physique au moyen d’un certain identificateur. (D. Paret, 2001)

Étiquetés électroniques: écriture et lecture de données, identifications simultanées de tags, opération à distance.

Tags passifs et actifs. Un système RFID est composé

de: Une étiquette électronique Une antenne Un contrôleur Un logiciel


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4. Etat de l’art: Ubiquitous computing

Nouveau paradigme des technologies de l’information qui repose sur trois principes: (G. Kintzig et al., 2002) technologie invisible ou

transparente, technologie disponible partout, renforcement du couplage des

mondes réel et informationnel. De nombreux projets sont menés dans

le prolongement de cette approche ubiquiste: Projet « The Disappearing Computer » :

Samrt-its, Smart-things, …. http://www.disappearing-computer.net/

Projet « Scalex Museum » : Information numérique additionnel associée aux oeuvres dans le musée. http://www.scalex.info/

Serv

Portable Ordinateur

$

Maison Téléphonie

Serveurs

Maison-agendafamilier..

Services TV,Radio, ...

Secteur Public- routes, trafic ...

Service Client-info technique …

InformationCommercialle

-client, produit..

Maintenance ProduitDiagnostic via Web...

Bureau-planning...

Services

Produit


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4. Etat de l’art: Approche ePCGlobal http://www.epcglobalinc.org/

Architecture de système d’information dans laquelle les produits son identifies avec un code unique sur 96 bits appelé code ePC (electronic produc code).

Un lecteur RFID lit le code du produit, et un programme informatique appelé SAVANT permet d’accéder aux informations associées au produit au travers d’une recherche Internet.

L’ Object Name Server (ONS) permet trouver l’information associée au produit.

Le « produit virtuel » est contenue dans un fichier PML (Physical Markup langage) codé en XML (eXtende Markup Langage)

L’objet est un « pointer » vers un SI : Entité passive


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5. Architecture des Services Ambiants Le Produit Intelligent est un Fournisseur de Services (entité passive) ou

un Demandeur de Services (entité active). Services Ambiants: Une vue abstraite de un système représentant la

gestion d’information, l’invocation d’actions et la gestion de messages entre acteurs dans une réseau ambiant.

Une architecture des Services Ambiants pour un produit intelligent a besoin de: l’identification du produit; la localisation du produit ; l’identification des sources d'information ; la découverte des services et la notification d'événements.

Les architectures de Services plus connues sont Jini, UPnP, OSGi, CORBA.

Protocoles de services: Saludation, SDP, SLP, WSDA.


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6. Technologie UPnP (1) www.upnp.org

UPnP (Universal Plug and Play) est un architecture ouverte et distribuée pour la gestion de dispositif dans un réseau informatique.

Entités: Dispositif (Device) et Point de Contrôle (Control Point)

Dispositif: Entité contrôlé et commandé par des points de contrôle.

Service: Définis par des actions et des variables d'état.

Point de Contrôle: Entité capable de découvrir et de contrôler les dispositifs.

(Jeronimo and Weast, 2003)

Dispositif UPnP

Dispositif UPnP

Point deContrôle

Dispositif

Root Dispositif

Dispositif Embarqué

Service

Service 2Service 1

Service 2Service 1

Point deContrôle

Service

StateTable

ControlServer

EventServer


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6. Technologie UPnP (2) Un point de contrôle peut:

récupérer la liste des services ; récupérer la description des services (fichier XML) ; invoquer des actions afin de contrôler un service ; être souscrit aux événements d’un service.

Fonctionnalités en UPnP: Auto - configuration dans la réseau ; Description des dispositifs et des services ; Annonce et découverte de dispositifs ; Contrôle ou invocation d'actions ; Souscription et réception des notifications ; Présentation ou interface d'application.


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6. Technologie UPnP (3)

La figure montre dans la partie supérieure l'identification du dispositif dans le réseau et sa découverte par le mécanisme de recherche et les requêtes d’un Point de Contrôle. Le dispositif informe sa description et les événements souscrits

Dans la partie inférieure, un point de contrôle est identifié dans le réseau et effectue des recherches de nouveaux dispositifs, en obtenant sa description et ensuite, il invoque des actions, et effectue des suscriptions.

Adressing DiscoveryControl

Eventing

Presentation

Description

Device Code

Control Point User

DHCP Auto IP

UPnP Device ActionRequest

ActionResponse

Events generatedby the device

DiscoverySearch

Discovery Control Eventing

Adressing

DHCP Auto IP

ControlRequest

Eventnotification

DiscoverySearch

DiscoveryResponse

IP Network

DeviceAdvertisement

DEVICE B

DEVICE A

ControlRequest

ControlResponse

ControlResponse

Eventnotification

Eventsubscription

Eventsubscription


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7. Interactions dans la Chaîne Logistique: Une proposition méthodologique Nous proposons dans notre approche une vue ubiquiste

transférée au domaine de la chaîne logistique s’appuyant en trois acteurs : produit, processus, utilisateur.

Dans le cycle de vie d’un produit, les interactions entre acteurs peuvent survenir entre : le produit et le processus le produit et l’utilisateur, le produit et l'environnement un produit et un autre produit.

Les interactions entre les acteurs dans les différentes phases de son cycle de vie, requièrent divers services spécifiques.


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7. Proposition méthodologique:

Intégration effective entre un produit physique et sa contrepartie virtuelle. (Cea and Bajic, 2004)

Basée en la intégration de la technologie RFID et UPnP.

Trois cases d’application: Objet Passif dans une

réseau UPnP. Objet Actif dans une réseau

UPnP. Objet comme un Dispositif

UPnP.UPnP Device

UPnP Object

Device

Control Point

RFID Interface Layer

Service1

Wireless Layer

Service2

Presentation

Control Point User


Adressing

DHCP Auto IP

A d r e s s in g D is c o v e r y C o n t r o l E v e n t in g

D e s c r ip t io n

D H C P A u to IP

Device

A d re s s in g D is c o v e ry C o n t ro l E v e n t in g

D e s c r ip t io n

D H C P A u to IP

UPnP IP Network

ControlPoint

:

Wireless Layer

Object

RFID Interface Layer

A d r e s s in g D is c o v e r y C o n t r o l E v e n t in g

D e s c r ip t io n

D H C P A u to IP

Case One:

Object

Service1 Service2

Case Three:

Case Two:

Presentation

Control Point User


Adressing

DHCP Auto IP

Service 1

Service 2

Service n


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7. Exemple: Classes de Services pour un produit intelligent dans une entrepôt.

Architecture UPnP dans une Entrepôt.

Produit comme entité active et passive.

SERVICES:- Product Identication- Product Storage Conditions- Product Local Information- Product Additional Information

SERVICES:- Flow Control System- Warehouse’s Information

UPnP IP Network

UPnP ControlPoint Warehouse

UPnP DeviceControl Point

PDA

Product with Tag

RFID ReaderSystem

Pallet withTag

SERVICES:- Pallet / Product Identification- Product Storage Conditions

UPnP DeviceT° Sensor


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8. Cases d’études

Deux projets expérimentaux pour formaliser et implémenter le concept de produit intelligent et les interactions produit- processus.

Ensemble de services centralisés sur un produit durant la phase après vente de son cycle de vie.


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8.1 Gestion et traçabilité de produits intelligents appliqués à l’approvisionnement (1)

Application dans le domaine des produits alimentaires

Ensemble de services centralisés: identification des produits; exploitation des caractéristiques des

produits; vérification de la date limite de

consommation des produits; assistant pour l’exploitation du produit:

une aide de recettes de cuisine en fonction de la disponibilité des produits;

traçabilité pour l’approvisionnement des produits.


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+Lancement service()

Acteur

-Systéme RFID-Reseau-Base Données

Informatique Ambiante

-Information intrinsèqueProduit Physique

+Identification des produits()+Exploitation caractéristiques()+Verification date consommation()+Assistant de recettes()+Traçabilité approvisionnement()

-Disponibilité serviceService

Profil Acteur

1

0..1

0..*0..*

1..*

1

0..*1..*

-Nom produit-Quantité du produit-Date consommation-Lien internet entreprise

Information Locale -Date et heure arrivée-Disponibilité des produits

Historique Transactions

1..*0..1

1

1..*

Actionneurs

Capteurs

10..*

1

0..*

-Information produit sur InternetProduit Virtuel

1

1..*

1

1

Diagramme de classes UML décrivant la gestion d’approvisionnement de produits intelligents


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Cette démonstration met en évidence une interaction intelligente utilisateur–produit.

Le produit n’est plus une entité physique mais un composant doté d’une finalité déterminée, contrainte et contextuelle : sa consommation culinaire.


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8.2 Système d’information augmentée de produit ou le « Poster Intelligent » (1)

Poster: information limitée à sa surface portante.

On peut envisager de « naviguer » sur le poster pour avoir plus d’information, et rentrer en relation avec ses concepteurs, voire à proposer des modifications ou extensions.

Poster avec un système d’information augmentée ambiante et des services associés.

WEBserver

3 Com

RéseauWiFi

Bornesans fil

INTERNET

Données


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Diagramme de Classes UML support de l’interaction avec le produit poster intelligent

+Lancement service()-Identificacion

Acteur

-Personal Data Assistant-Réseau sans fil-Base Données

Informatique Ambiante

-Information intrinsèqueProduit Physique

+Authentification utilisateur()+Identification du poster()+Exploitation caractéristiques()+Modification données()

-Droits du utilisateur-Disponibilité du service

Service

-Administrateur-Utilisateur logué-Utilisateur non logué

Profil Acteur

10..1

0..*0..*

1..*

1

0..*

1..*

-Code poster-Nom auteur-Date creation-Date dernière mise à jour-Adresse email contact-Nombre consultations-Date dernière consultation

Information Local Historique Transactions

1..*

0..1

1

1..*

Actionneurs

Capteurs

1

0..*

10..*

-Résumé du poster-Lien site web du poster-Information et adresse email du concepteur

Produit Virtuel

1

1..*1

1


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Ce démonstrateur met en évidence une augmentation des caractéristiques intrinsèques d’un produit, par une information vivante et dynamique dans un environnement d’interaction sans contact, piloté par des services contraints par les profils des acteurs.

Les capacités offertes du produit sont adaptés aux niveaux des utilisateurs, et leurs permet d’être en contact avec les autres acteurs intervenus sur le produit.


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9. Conclusions et perspectives (1) Notion de service associé à un produit permettant de

transformer un simple produit porteur d’information en un acteur d’une infrastructure de services ambiants.

Le produit n’est plus seulement une entité physique mais un composant doté d’une finalité déterminée, contrainte et contextuelle.

Le produit peut invoquer ou offrir des services dans son environnement.

La RFID constitue une solution industrielle émergente pour la mise en œuvre de ces nouvelles interactions et nouveaux services.


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9. Conclusions et perspectives (2) Une Architecture de Services Ambiant permet

développer les fonctionnalités requises par un produit intelligent dans un rôle de prestataire des services ou de demandeur des services.

UPnP est un technologie qui supporte les interactions de un produit intelligent dans son cycle de vie, assurant interopérabilité entre les acteurs et utilisant les standards Internet pour établir les communications.


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9. Conclusions et perspectives (3) Ce travail se poursuit par la spécification et la

modélisation dans une architecture de services ambiants UPnP (Universal Plug and Play) pour un produit intelligent selon: Les acteurs; Les processus de la chaîne logistique; Les phases du cycle de vie du produit.

L’évaluation et la simulation des interactions produit - processus s’appuieront sur la chaîne de modélisation et simulation UML et UPnP.


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Merci de votre attention.

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