INTELLIGENCE ARTIFICIELLE

7-8 novembre 1996

Q.Zeng - Optimisation de l'utilisation des explosifs dans le génie civil OPTIMIZATION OF EXPLOSIVES IN CIVIL ENGINEEFRING UTILIZATION
H.Terrier - Calcul du volume utile normalisé ces coffres de véhicule de tourisme COMPUTATION OF EFFECTIVE NOTMALIEZED VOLUME OF CARS TRUCKS
M.Bouissou - Evaluation et allocation d'indisponibilité à la conception de tranches nucléaires: méthodes et outils EVALUATION AND ALLOCATION OF UNAVAILABILITY AT THE DESIGN STAGE FOR NUCLEAR POWER PLANTS
A.Jovanovic - Practical implementation of the concept of corporate memory systems at MPA Stuttgart APPLICATION PRATIQUE DU CONCEPT DE CORPORATE MEMORY SYSTEMS A MPA. STUTTGART
K.Maile - News Concepts of damage analysis of high temperature components and corresponding  application in monitoring and assessment of remaining life NOUVEAUX CONCEPTS DE L'ANALYSE DES DOMMAGES DE COMPOSANTS UTILISÉS À HAUTES TEMPERATURES
B.Ewers - Supervision des réacteurs par logique floue SUPERVISION OF CONVENTIONAL CONTROL SYSTEMS W1TH FUZZY LOGIC
M.Dominguez - Application des techniques neuronales à l'identification des lois de frottement FRICTION IDENTIFICATION USING NEURAL TECHNIQUES
J.S.Darrozes - Simulation en mécanique: apport du calcul formel. Application aux systèmes pneumomécaniques CAPABILITIES OF "SYMBOLIC MANIPULATION". APPLICATION TO PNEUMATIC SYSTEMS
D.Haubensack - Gestion de configuration d'une installation en ingénierie simultanée PLANT MANAGEMENT IN CONCURRENT ENGINEERING
J.P.Lorre - Proposition d'une architecture pour les grands logiciels scientifiques A FRAMEWORK FOR SCIENTIFIC APPLICATIONS PROPOSAL

 OPTIMISATION DE L'UTILISATION DES EXPLOSIFS DANS LE GENIE CIVIL

par Q. ZENG, P. NAVIDI, J. ZARKA
Laboratoire de Mécanique des Solides
Ecole Polytechnique 91128 Palaiseau Cedex

La conception des tirs de mine qui consiste à l'extraction et à la fragmentation des roches par des tirs à explosifs est un art où l'expérience du praticien a encore une part prépondérante.

Nous avons effectué ce travail afin de mieux comprendre les phénomènes complexes qui couplent deux disciplines difficiles telles que la détonation des explosifs et la réponse dynamique des roches et d'arriver à la conception optimisée intelligente des tirs.

Nous commençons à partir de la théorie de la propagation de détonation, par choisir le modèle numérique qui assure le lien entre les caractéristiques simulées et celles retenues dans la pratique.

Nous donnons ensuite une modélisation de la fracturation des roches raisonnable pour le comportement dynamique des roches en l'intégrant dans RADIOSS, un code de calculs en E.F. capable de simuler le problème dynamique transitoire. Ce modèle est fondé sur une approche de type mésomécanique-micromécanique (pour déterminer les matrices effectives élastiques et l'évolution cinématique d'endommagement). il permet aussi de calculer les tailles représentatives des fragments.

Nous montrons enfin comment atteindre l'optimisation des tirs à l'aide de traitements numériques avancés comme les générateurs de règles par l'apprentissage automatique. ainsi que les algorithmes d'optimisation fondés sur les algorithmes génétiques.

OPTIMIZATION OF EXPLOSIVES IN CIVIL ENGINEEFRING UTILIZATION

Blasting is one of the basic operations in mining industry. An efficient blasting for a given geology conditions. Rock volume to break and security conditions. is the result of a correct choice of explosive types. explosive quantities and the blasting planning (diameter. and length of boreholes. drilling pattern. initiation modes, firing sequence and delay time ... ) for a best quality of rock fragmentation and a minimum cost. In this sense it is. a problem of optimization. At present. almost all blast designs are based on the experiences; at first because the behavior of the explosive and the surrounding fractured rocks are still not well known secondly because of the complex coupling effects. However-. the computer aided design techniques. numerical blasting models and expert systems can considerably reduce both the cost and duration of blast design while increasing the quality of prediction. The key to a good blast design is it's precise prediction. The first part of the work focus on the prediction by numerical simulation. in which the modeling of explosives and the anisotropic damage roc- behavior are the discussion center.

The second part is dedicated to the optimization for blast design based on the coupling with automatic learning techniques, and special optimization schemes. The general methodology

of our approach with one particular example for blast design are underlined.

 

CALCUL DU VOLUME UTILE NORMALISE DES COFFRES DE VEHICULES DE TOURISME, UNE APPROCIIE BASEE SUR LA PROGRAMMATION PAR CONTRAINTES

par H. TERRIER A. LEFORESTIER. D. BEJA. P. GÉRARD.
Groupe Informatique Scientifique &, Technique
855, Avenue Roger Salengro 92370 Chaville

et G. NICOLAS
Renault SAI Direction ingénierie véhicules. Service12210. -
92508 Rueil -Malmaison

Le projet consiste à calculer le volume "utile" normalisé d'un coffre de voiture. Le volume utile, par opposition au volume réel. correspond à l'espace pouvant être réellement utilisé pour charger des marchandises ou des bagages. Ce volume utile est mesuré par la méthode du remplissage optimal du coffre à l'aide de briques de dimensions standardisées. Partant d'une représentation tridimensionnelle d'un coffre issue d'un logiciel de CAO (norme internationale ISO/DIS 3832) il s'agit de convertir et de transférer cette géométrie dans un environnement de programmation par contraintes pour optimiser le remplissage du coffre et obtenir des informations quantitatives selon la norme de remplissage. Les techniques de propagation de contraintes réduisent l'explosion combinatoire engendrée par la prise en compte des différentes positions de chaque brique et accélère la recherche de solution optimale.

Le système permet ainsi de calculer le volume utile maximal des coffres conçus par les bureaux d'études de Renault. Ce calcul permet d'optimiser le dessin du coffre pour un encombrement donné. Ainsi, le Chef de Projet peut suivre au fur et à mesure de la conception la valeur du remplissage et est donc averti si une dégradation du volume se produit. Il peut alors prendre toutes les mesures afin de corriger les dégradations tout en respectant les contraintes de conception mécanique (sécurité, acoustique. encombrement, etc.) .

 

COMPUTATION OF EFFECTIVE NORMALIEZED VOLUME OF CARS TRUCKS

This project aims at computing the effective normalized volume of car trunks The effective volume differs from the volume in that it is the maximum usable space able to be filled with objects ( merchandise. Luggage...) This effective volume is measured via the method of optimal filling by bricks of a standardized dimension. In entrance of the method is a three-dimensional representation of the car trunk obtained via CAD tool (international standard ISO/DIS 3832). The geometrical point of view issued of the CAD tool is to be converted and transferred in the formalism of the constraint programming environment. This is done in a way to optimize the filling of trunk and to obtain quantitative information in accordance with the standard.

Constraint programming techniques conduce to master the combinatorial explosion generated by taking into account the various positions of each brick. The research of an optimal solution is then accelerated.

Using this method one would be able to optimize the design of trunk for a specified volume. So. the project manager will be able to follow during the design the actual value of trunk filling. Then. lie will be alarmed if an unexpected damage appears to this last one. H will be able to take the appropriate measures to correct the damage while the mechanical design constraints will be respected (security-. acoustic. dimensions ...)

 

ÉVALUATION ET ALLOC ATION D'INDISPONIBILITE A LA CONCEPT10N DES TRANCHES NUCLÉAIRES MÉTHODES ET OUTILS

par M. BOUISSOU, E. BOURGADE
Electricité de France. Direction des Etudes et Recherche--.
avenue du Général de Gaulle. 92141 CLAMART Cedex

Cet article présente des méthodes et outils élaborés dans le cadre du projet CIDEM, lancé par EDF pour améliorer la productivité de ses futures centrales électriques. CIDEM a pour but de prendre en compte des objectifs de maintenance, de disponibilité et de dosimétrie dès la conception, en se fondant sur le retour d'expérience des centrales en exploitation. L'article présente la démarche globale qui en est encore au stade d'une proposition, et détaille plus particulièrement les points relatifs à l'allocation et l'évaluation d'indisponibilité fortuite. En particulier. il donne le principe des méthodes d'allocation proposées pour CIDEM ainsi que des modèles permettant d'évaluer l'indisponibilité induite sur une tranche nucléaire par les défaillances de ses composants.

EVALUATION AND ALLOCATION OF UNAVAILABILITY AT THE DESIGN STAGE FOR NUCLEAR POWER PLANTS

This paper describes methods and tools developed in the framework of the CIDEM project, which has been launched by EDF in order to improve the profitability of its future power plants. The objective of CIDEM is to take into account maintenance, availability. and dosimetry at the design stage, using operational feedback- on existing plants. The article gives the global approach. and describes more precisely the allocation methods. and the principles of the models used to evaluate the unavailability of a nuclear power plant due to the failures of its components.

 

PRACTICAL IMPLEMENTATION OF THE CONCEPT OF CORPORATE
MEMORY SYSTEMS AT MPA STUTTGART

par A. JOVANOVIC, K. KUSSMAUL
Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA) Pfaffennwaldring -32
D 70569 Stutg,art. Germany

The paper describes an innovative and advanced concept of preserving and re-use of knowledge and know-how developed and implemented at MPA Stuttgart, Germany. The concept is based on the idea of the corporate memory systems, essentially meaning that all the information/'knowledge of a corporation (company, institutes, etc.) should be maximally exploited in future activities of the company. with minimum changes in the existing structure of the data/information/knowledge already available. The goal has been achieved by means of modern AI (artificial intelligence) techniques. namely by introducing the intelligent agents and the data mining techniques. Furthermore. the concept provides three issues necessary for practical implementation: a) the organizational one, represented by MPA - Life Tech Information and Service Center Life Management Technologies for Industrial Plants, b) the software system one represented by WISDOMWWW-based Intelligent System for Data and Documentation Management, and c) the application software one, represented by now more than 15 single application software packages. the top of all of them, as parent system. he Advanced modular intelligent Life Software System (ALIAS).

 

APPLICATION PRATIQUE DU CONCEPT DE CORPORATE MEMORY SYSTEMS A MPA. STUTTGART

Le document décrit un concept nouveau et avancé pour conserver et remplacer les connaissances et le savoir-faire développés et appliqués à MPA1 Stuttgart. RFA

 

Le concept de base sur l'idée de corporate memory systems qui dit que toutes les ressources d'une entreprise dans le domaine d'information et de connaissance doivent être exploitées au maximum avec un minimum de changement (sans la structure existante des données/coniiaissances. Ce but est atteint au moyen de l'intelligence artificielle, à travers l'introduction des agents intelligents et des techniques de data mining Le concept prévoit les trois éléments nécessaires pour la réalisation pratique : a) celui d'organisation représenté par -MPA Life Tech Information and Service Center Life Management Technologies for Industrial Plants. b) celui du logiciel de système représenté par WISDOM WWWl--based Intelligent System for Data and Documentation Management et c) celui de logiciel appliqué représenté par plus de 15 s,ystènies appliqués et parmi eux, comme le système parent ALIAS : The Advanced Modular Intelligent Life Assessment Software System

 

NEW CONCEPTS OF DAMAGE ANALYSIS OF HIGH TEMPERATURE COMPONENTS AND CORRESPONDING APPLICATION IN MONITORING AND ASSESSI\IENT REMAINING LIFE

K. MAILE, M. OBER
Deutsche Materialprüfungsanstalt. Universitât Stuttgart Waldring 32,
70569 Stuttgart. Gerniany,

 

New approaches to quantify the damage situation at components operating in the high temperature range with homogeneous and non homogeneous stress distribution will be introduced The presented new assessment method integrates these approaches and takes also into account the realistic comportment stress to calculate life time consumption. The state of the art will be shown as well as possible corresponding application in monitoring and life assessment of these components on the basis of intelligent software systems.

NOUVEAUX CONCEPTS DE L'ANALYSE DES DOMMAGES DE COMPOSANTS
UTILISÉS À HAUTES TEMPERATURES

L'endommagement de composants employés à températures élevées est le sujet de cet article. De nouveaux concepts pour quantifier l'endommagement seront introduits pour des composants avec des distributions de contraintes homogènes et non homogènes. Une nouvelle méthode est décrite qui permet d'intégrer ces nouveaux concepts et en même temps la contrainte effective pour calculer la durée de vie. L'état de la technique et une application de surveillance et d'analyse de la vie résiduelle à la base d'un logiciel intelligent seront montrés.

 

SUPERVISION DES RÉGULATEURS PAR LOGIQUE FLOUE

par B. EWERS, J. BORDENEUVE-GUIBÉ
Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Construction Aéronautiques
Département Avionique et Systèmes
1.place Emile Blouin, 31056 Toulouse.

Le but de cette publication est d'exposer les potentialités de la supervision par logique floue des systèmes de commande, et d'en tirer des concepts méthodologiques. Les techniques de supervision ont un intérêt évident quand le système à contrôler est fortement non-linéaire, par suite par exemple à des variations de paramètres ou à des actionneurs saturés. Nous montrons ici. Grâce à deux exemples d'applications différents. comment ces méthodes peuvent effectivement être appliquées pour améliorer les performances d'un asservissement classique. Ces exemples sont tirés d'une étude conjointe entre l'Aérospatiale et l'ENSICA. ce travail ayant pour but d'évaluer les potentialités de la logique floue dans les problèmes de commande de systèmes aéronautiques

SUPERVISION OF CONVENTIONAL CONTROL SYSTEMS W1TH FUZZY LOGIC

Classical control theory is based upon an analytic system design procedure using deterministic or stochastic approaches. In the past years. there has been a growing interest in using, new computational and machine intelligence technologies such as rule-based systems fuzzy logic or neural networks in process control. These approaches are often referred to as expert or qualitative control Fuzzy logic, in particular. has been successfully applied to various industrial control problems. Generally speaking, fuzzy logic and rule-based techniques are a means of dealing with imprecision, a method of modeling human behavior, allowing to incorporate heuristic knowledge and symbolic information into process calculators. This approach becomes particularly interesting .when a sufficient analytic representation of the process is too difficult or even impossible to obtain. However. although expert control is more and more accepted in the control engineering community. its place among conventional techniques has not been defined clearly. This is primarily due to the lack of a general methodology to systematically validate the global functioning and performance of systems that incorporate intelligent components . Nevertheless, it can bc observed that expert control and symbolic data processing have the potential to improve the performance of a feedback- loop and to provide new functions in a control system. As a part of a research program to study the potential role of fuzzy logic for future aircraft control systems. this paper focuses on the conception of supervisory control structures for aeronautical applications using rule based expert systems and fuzzy logic theory This concept can bc used to back-up or monitor a conventional control system improving its performance in the presence of a changing system environment or in extreme operational conditions. The effectiveness of this method could be successfully demonstrated by two application examples. Which be discussed in this paper.

APPLICATION DES TECHNIQUES NEURONALES À L'IDENTIFICATION DES LOIS DE FROTTEMENTS

par M. DOMINGUEZ, J.-M. MARTINEZ
CEA Saclay DRN/DMT/SERMA 91191 Gif-sur-Yvette

et J.-M. MICHELIN
SFIM Iridustries E.A. 2 rue Alphonse Kappler 92600 Asnières

Résumé

Dans les systèmes mécaniques de haute précision le frottement est le principal facteur limitant les performances. De nombreux auteurs ont travaillé sur la nature dynamique du frottement lorsque des expériences de mesures fines sont mise en oeuvre. Ils ont mis en évidence des phénomènes physiques agissant sur la loi de frottement : effet de Dahl, effet de Stribeck, retard temporel, ...

 

Dans un système optique industriel, un vérin de télescope, nous recherchons la présence de ces phénomènes de façon à les intégrer comme connaissance a priori, dans une modélisation dynamique du frottement de type "boîte noire", comme les réseaux de neurones. Nous montrerons les effets introduits par les bruits de mesures sur l'estimation des variables d'état, comme la vitesse et l'accélération, à partir de mesures de position.

FRICTION IDENTIFICATION USING NEURAL TECHNIQUES

For high accuracy pointing devices friction is an important limiting factor. Several authors have investigated the dynamic nature of friction when fine measures are available showing the presence of several physica1 effects affecting friction evolution : Dahl' effect, Stribeck effect, time-lag, ... In an industrial optical device, a telescope jack, we investigate the presence of these phenomena, to use them as a priori knowledge to improve the identification of friction using a non-linear dynamical black-box mode as neural networks. The effects of noise and the estimation of state variables such as velocity and acceleration from position measurement are taken in account.

SIMULATION EN MÉCANIQUE: APPORT DU CALCUL FORMEL

APPLICATION AUX SYSTÈMES PNEUMOMECANIQUES

 

par J.S. DARROZES
ENSTA, Chemin de la Hunière 91120 Palaiseau

et J. MASSE
1 rue James Joule 78286 Guyancourt Cedex

Le but de cet article est de montrer comment l'utilisation conjointe du Calcul Formel et du Calcul Numérique permet de concevoir des logiciels ouverts et génériques. Nous l'appliquons aux systèmes pneumatiques à équipages mobiles, que l'on retrouve dans de nombreux secteurs de l'industrie. Ces systèmes jouent généralement des rôles critiques comme la pressurisation des réservoirs ou le pilotage de vannes dans les systèmes embarqués.

CAPABILITIES OF "SYMBOLIC MANIPULATION". APPLICATION
TO PNEUMATIC SYSTEMS

The main objective of the paper is to demonstrate the capabilities of the "symbolic manipulation" way to combine advantages and eliminate drawbacks of "classical" simulation methodologies. We apply this technique to pneumatic systems which are used in a lot of industrial fields. This technical domain covers a lot of safety critical systems like embedded engine pressurisation or gas governor for gas distribution.

 

GESTION DE CONFIGURATION D'UNE INSTALLATION
EN INGENIERIE SIMULTANEE

par D. HAUBENSACK, P. MALVACHE. P. VALLEIX
CEAICadarache, DER/SSAE 13108 St-Paul-lez Durance

Le projet ImagIn est constitué d'une méthode et d'un ensemble d'outils informatiques destinés à apporter des améliorations sensibles dans le domaine de la sûreté des opérations dans une centrale nucléaire.

Son but est de construire un système d'information qui maintienne une image informatique détaillée d'une installation nucléaire tout au long de son cycle de vie. ImagIn n'est pas un outil d'aide à la conduite, mais bien d'aide à la gestion des opérations décentralisées, qui modifie de manière concourante la configuration de l'installation (opérations de maintenance par exemple). La configuration de l'installation, ainsi que ses règles et ses contraintes de fonctionnement, sont décrites dans une base de données orientée objet, construite à partir d'un méta-modèle ImagIn générique basé sur la théorie des réseaux sémantiques. Un moteur de réflexion travaille sur cette base de données et est connecté à la réalité par des interfaces vers les opérateurs et des capteurs vers l'installation; il vérifie constamment en temps - réel la cohérence de la base de données en considérant ses règles et contraintes internes, et rapporte tout problème rencontré aux opérateurs concernés. Un effort spécial a été porté sur les interfaces de manière à disposer d'outils naturels et intuitifs (en utilisant la réalité virtuelle, le langage naturel, la reconnaissance et la synthèse de la parole).

Une application de laboratoire portant sur une installation fictive mais réaliste existe déjà et est utilisée pour simuler différents tests et scénarii. Une application grandeur réelle est en cours de développement sur SILOE, un réacteur expérimental du CEA.

 

PLANT MANAGEMENT IN CONCURRENT ENGINEERING

The ImagIn project consists in a method and a set of computer tools apt to bring perceptible and assessable improvements in the operational safety of a nuclear plant.

Its aim is to design an information system that would maintain a highly detailed computerized representation of a nuclear plant in its initia1 state and throughout its in-service life. It is not a tool to drive or help driving the nuclear plant, but tool that manages concurrent operations that modify the plant configuration in very general way (maintenance for example).

The configuration of the plant, as well as rules and constraints about it, are described in object-oriented knowledge data base, which is built using a generic ImagIn meta-model based on the semantica1 network theory. An inference engine works on this database and is connected to reality through interfaces to operators and captors on the installation; it verifïes constantly in rea1-time the consistency of the a data base according to its inner rules, and reports eventual problems to concerned operators. A specia1 effort is made on interfaces to provide iiatura1 and intuitive tools (using virtual reality, natural language, voice recognition and synthesis). A laboratory application on fictive but realistic installation already exists and is used to simulate various test and scenario. A real application is being constructed on SILOE, an experimental reactor of the CEA.

PROPOSITION D'UNE ARCHITECTURE POUR LES GRANDS
LOGICIELS SCIENTIFIQUES

par J.-P. LORRE
CRIL Ingénierie Imrneuble LE NEWTON 25127,
rue J. Braconnier 92360 Meudon la Foret

et M. DUMAS, 1. TOUMI
CEA/Saclay DRN/DMT/SERMA/LETR CE SACLAY
91191 Gif-Sur--Yvette Cedex

Ce papier propose un environnement pour l'utilisation des grands logiciels scientifiques basée sur l'utilisation de techniques de l'informatique avancée, telles que l'approche objet, l'intelligence artificielle et les objets distribués (CORBA). Certains logiciels de calcul développés au CEA, présentent une structure modulaire où un langage de commande permet d'enchaîner l'exécution de modules de calcul s'échangeant des données. Cette architecture doit évoluer pour pouvoir prendre en compte l'ouverture vers des codes ayant une autre structure, la nécessaire distribution des données et des programmes sur un réseau hétérogène et le besoin d'aide à la maîtrise de la complexité des codes. La plate-forme proposée s'articule autour des éléments suivants : une syntaxe de description des données techniques indépendante de tout langage d'implémentation, un langage de commande orienté objet permettant de construire des procédures de calcul muni d'outils intelligents pour l'aide à la définition et à la réutilisation de ces procédures, un exécuteur assurant la mise en oeuvre des procédures en gérant de manière transparente la distribution des données et des programmes et procurant à l'utilisateur une aide pour la supervision de l'exécution et l'interprétation des résultats. Cette architecture est basée sur des concepts objets améliorant la maintenabilité, l'évolutivité et favorisant la réutilisabilité. De plus, elle s'appuie sur des standards pour la description des données et la gestion de la distribution.

 

A FRAMEWORK FOR SCIENTIFIC APPLICATIONS PROPOSAL

This paper expresses a proposal for a framework for scientific applications based upon advanced computer technics like object programming, artificial intelligence and distributed objects (CORBA). Some numeric software developed at CEA depict a modular structure where command language, allows chaining of numerical modules with data exchange. This architecture must progress to take into account exchange with other codes within the same organization, data and computer distribution over network and need for code complexity assistance. The outline test-bed is based on the following elements : an implementation independent syntax to describe technical data , an object oriented command language to build numerical procedures with expert tools for definition and reuse assistance, an executor to perform procedures with data and computer distribution management and assistance for exeuitioii siipervision and data interpretation. This architecture is based on object concepts to improve maintenance, evolutivity and reuse. Moreover it is suppoirted by standards for data description and distribution management.