Sujet de Thèse
Titre :
Le jumeau numérique humain dans l'entreprise cyber-physique
Dates :
2023/05/25 - 2026/05/24
Etudiant :
Encadrant(s) :
Autre(s) encadrant(s) :
NAUDET Yannick (yannick.naudet@list.lu)
Description :
Le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) (https://www.list.lu) est une organisation de recherche et de technologie (RTO) active dans les domaines des matériaux, de l'environnement et de l'informatique. En transformant les connaissances scientifiques en technologies, en données intelligentes et en outils, le LIST donne du pouvoir aux citoyens dans leurs choix, aux autorités publiques dans leurs décisions et aux entreprises dans leurs stratégies.
Vous souhaitez contribuer en tant que doctorant ? Rejoignez notre département IT for Innovation Services
Le département IT for Innovative Services (ITIS), avec ses 100 chercheurs et ingénieurs, se concentre sur la transformation numérique des opérations dans les organisations aux environnements traditionnels et aux écosystèmes numériques, dans le but d'améliorer leur performance et leur capacité d'innovation. Le fil conducteur d'ITIS est de développer l'utilisation la plus efficace du big data pour assurer les processus de décision les plus appropriés. Le département s'appuie sur la Data Analytics Platform : une infrastructure hybride couvrant l'ensemble des activités d'analyse de données. La plateforme repose sur trois piliers : une infrastructure de calcul haute performance (HPC), un pilier d'analyse cognitive et un mur de visualisation interactive (Viswall).
Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche bilatéral entre l'ITIS, le Centre de Recherche en Automatique (CRAN http://www.cran.univ-lorraine.fr -Université de Lorraine, CNRS) et l'entreprise ORISUN, en France, portant sur les applications de l'intelligence artificielle pour l'interopérabilité cognitive dans les entreprises cyber-physiques : AI4C2PS. Le candidat sera inscrit à l'Université de Lorraine (école doctorale IAEM Lorraine) en tant que doctorant et sera intégré dans le groupe de recherche HUMOD de l'ITIS et le département de recherche ISET du CRAN. Le lieu de travail principal sera dans les bureaux du LIST à Esch/Alzette, Luxembourg, tandis qu'une partie du temps sera passée à Nancy, France, dans les bureaux du CRAN.
Quelle sera votre contribution ?
L'introduction des systèmes cyber-physiques (CPS), associée aux progrès des technologies de l'information et de la communication (TIC), a été le principal moteur de la 4e révolution industrielle. La 5e révolution appelle désormais à une meilleure intégration des facteurs humains et sociaux/sociétaux, transformant progressivement les CPS en systèmes cyber-physiques-sociaux (CPSS). Une entreprise cyber-physique (CPE) se compose d'éléments techniques autonomes et coopératifs, d'êtres humains et de sous-organisations qui sont connectés en fonction du contexte à tous les niveaux de l'organisation globale, depuis les processus jusqu'aux entreprises et aux réseaux de chaînes d'approvisionnement, en passant par les machines. Aujourd'hui, les solutions basées sur l'ontologie garantissent que les composants technologiques (CPS) d'un CPE partagent un vocabulaire commun et peuvent raisonner sur les connaissances échangées. Toutefois, cela ne suffit pas pour construire les composants du CPE, en veillant à ce que les CPS et les agents humains se comprennent suffisamment pour collaborer efficacement. La prochaine génération de CPE doit atteindre un niveau satisfaisant de flexibilité et d'efficacité qui intègre mieux les humains et donne aux équipes homme-machine une autonomie complète pour certaines tâches, notamment les reconfigurations ad hoc et la résolution de problèmes non prédéfinis.
Dans ce contexte, vous relèverez le défi de la recherche consistant à construire un jumeau numérique humain (HDT) basé sur des modèles ontologiques, neuronaux et stochastiques, qui soit suffisamment réaliste pour servir de modèle de calcul pour l'adaptation des CPS aux humains. L'objectif du doctorat est de construire un cadre théorique pour le HDT dans l'industrie et de l'implémenter en tant qu'agent logiciel intelligent qui peut aider les travailleurs humains à collaborer avec le CPS d'une entreprise. Des contextes synchrones et asynchrones seront envisagés, où dans le premier cas le jumeau numérique prend part à des simulations pour des objectifs de prédiction et dans le second cas le jumeau numérique reflète l'état et le comportement humains. Le travail se concentrera sur :
1- Les aspects cognitifs de la modélisation humaine et de la collaboration humain-CPSS, en explorant la théorie des architectures cognitives.
2- L'exploration de modèles HDT combinant le raisonnement et la représentation des connaissances avec l'apprentissage automatique basé sur les réseaux neuronaux artificiels, capables d'expliquer leur état et leur comportement (c'est-à-dire la mise en oeuvre d'une intelligence artificielle explicable).
Activités
- Participation au projet AI4C2PS en tant que membre à part entière, en intégrant les modèles, les algorithmes et les prototypes en collaboration avec l'équipe de chercheurs du projet, en participant aux réunions du projet et en contribuant aux résultats attendus.
- Présentation d'articles lors de conférences universitaires
- Rédaction de documents de recherche et publication d'articles dans des revues à comité de lecture
- Rédaction d'une thèse de doctorat dans le domaine de l'ingénierie informatique
- Participation aux activités de sensibilisation de LIST et CRAN.
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Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche bilatéral entre l'ITIS, le Centre de Recherche en Automatique (CRAN http://www.cran.univ-lorraine.fr -Université de Lorraine, CNRS) et l'entreprise ORISUN, en France, portant sur les applications de l'intelligence artificielle pour l'interopérabilité cognitive dans les entreprises cyber-physiques : AI4C2PS. Le candidat sera inscrit à l'Université de Lorraine (école doctorale IAEM Lorraine) en tant que doctorant et sera intégré dans le groupe de recherche HUMOD de l'ITIS et le département de recherche ISET du CRAN. Le lieu de travail principal sera dans les bureaux du LIST à Esch/Alzette, Luxembourg, tandis qu'une partie du temps sera passée à Nancy, France, dans les bureaux du CRAN.
Quelle sera votre contribution ?
L'introduction des systèmes cyber-physiques (CPS), associée aux progrès des technologies de l'information et de la communication (TIC), a été le principal moteur de la 4e révolution industrielle. La 5e révolution appelle désormais à une meilleure intégration des facteurs humains et sociaux/sociétaux, transformant progressivement les CPS en systèmes cyber-physiques-sociaux (CPSS). Une entreprise cyber-physique (CPE) se compose d'éléments techniques autonomes et coopératifs, d'êtres humains et de sous-organisations qui sont connectés en fonction du contexte à tous les niveaux de l'organisation globale, depuis les processus jusqu'aux entreprises et aux réseaux de chaînes d'approvisionnement, en passant par les machines. Aujourd'hui, les solutions basées sur l'ontologie garantissent que les composants technologiques (CPS) d'un CPE partagent un vocabulaire commun et peuvent raisonner sur les connaissances échangées. Toutefois, cela ne suffit pas pour construire les composants du CPE, en veillant à ce que les CPS et les agents humains se comprennent suffisamment pour collaborer efficacement. La prochaine génération de CPE doit atteindre un niveau satisfaisant de flexibilité et d'efficacité qui intègre mieux les humains et donne aux équipes homme-machine une autonomie complète pour certaines tâches, notamment les reconfigurations ad hoc et la résolution de problèmes non prédéfinis.
Dans ce contexte, vous relèverez le défi de la recherche consistant à construire un jumeau numérique humain (HDT) basé sur des modèles ontologiques, neuronaux et stochastiques, qui soit suffisamment réaliste pour servir de modèle de calcul pour l'adaptation des CPS aux humains. L'objectif du doctorat est de construire un cadre théorique pour le HDT dans l'industrie et de l'implémenter en tant qu'agent logiciel intelligent qui peut aider les travailleurs humains à collaborer avec le CPS d'une entreprise. Des contextes synchrones et asynchrones seront envisagés, où dans le premier cas le jumeau numérique prend part à des simulations pour des objectifs de prédiction et dans le second cas le jumeau numérique reflète l'état et le comportement humains. Le travail se concentrera sur :
1- Les aspects cognitifs de la modélisation humaine et de la collaboration humain-CPSS, en explorant la théorie des architectures cognitives.
2- L'exploration de modèles HDT combinant le raisonnement et la représentation des connaissances avec l'apprentissage automatique basé sur les réseaux neuronaux artificiels, capables d'expliquer leur état et leur comportement (c'est-à-dire la mise en oeuvre d'une intelligence artificielle explicable).
Activités
- Participation au projet AI4C2PS en tant que membre à part entière, en intégrant les modèles, les algorithmes et les prototypes en collaboration avec l'équipe de chercheurs du projet, en participant aux réunions du projet et en contribuant aux résultats attendus.
- Présentation d'articles lors de conférences universitaires
- Rédaction de documents de recherche et publication d'articles dans des revues à comité de lecture
- Rédaction d'une thèse de doctorat dans le domaine de l'ingénierie informatique
- Participation aux activités de sensibilisation de LIST et CRAN.
Mots clés :
Jumeau numérique "humain", systèmes cyber-physiques, sciences cognitives
Département(s) :
| Modélisation Pilotage des Systèmes Industriels |
Publications :
