Opération au titre de l’année : 2019
Titre : Plateforme Ordonnancement & Haute Performance pour l’Entreprise Numérique
Site: LCOMS
Porteur : Imed Kacem (PR UL)
Financement : 40 k€
Contexte et Motivation
De nos jours, la mondialisation des marchés, le développement spectaculaire de la technologie et l’évolution des moyens de communication et de transport ont imposé une forte concurrence entre les entreprises et entre les producteurs. La compétitivité et l’efficacité deviennent une nécessité pour exister dans les marchés. Pour aboutir à de telles qualités, l’organisation des ressources et la bonne gestion des tâches à réaliser sont indispensables. Cette exigence a motivé l’introduction de techniques adaptées permettant d’assurer une bonne organisation ou un bon ordonnancement de l’activité de l’entreprise ou du système de production.
La notion d’ordonnancement est donc liée à l’organisation d’un travail au sein d’un système imposant certaines règles à respecter. Plus précisément, résoudre un problème d’ordonnancement c’est organiser la réalisation d’un ensemble d’opérations élémentaires (les tâches), en exploitant les capacités disponibles (les ressources). Cette réalisation doit respecter un ensemble de règles techniques (les contraintes), tout en présentant le maximum d’efficacité (selon les critères d’évaluation choisis). L’ordonnancement est crucial dans la conduite des projets industriels mais concerne également un champ très large de problèmes réels (logistique, production, télécommunication, informatique, transport…). L’intérêt théorique et pratique de la bonne maîtrise de ses concepts est illimité. Les communautés s’intéressant aux problèmes d’ordonnancement ne cessent de grandir et de se multiplier. Les dernières décennies ont connu une explosion du nombre des problèmes NP-difficiles découverts dans les systèmes industriels et économiques que l’on peut associer à des problèmes d’ordonnancement.
Dans cette optique, nos travaux de recherche visent à apporter des solutions logicielles efficaces pour les problèmes d’ordonnancement en lien avec la réalité des entreprises modernes et compétitives et/ou de donner des outils d’analyse et d’évaluation de ces solutions. Notre contribution vise à couvrir des problèmes d’ordonnancement assez variés et touchant un spectre large de systèmes industriels.
Périmètre de l’action
Cette action s’inscrit dans le cadre du thème «Ordonnancement » du « CPER Cyber-Entreprises ». Elle vise deux objectifs principaux :
- Objectif scientifique : élaborer une bibliothèque d’algorithmes et d’approches avancés permettant d’assurer une fonction d’ordonnancement à haute performance à destination de l’entreprise moderne et compétitive. Cet objectif est lié à la conception des modèles originaux de résolutions exactes et sur des schémas d’approximation avancés sur lesquels le LCOMS de l’Université de Lorraine a une visibilité nationale et internationale.
- Objectif technologique : créer une plateforme logicielle après la mise au point d’une bibliothèque d’algorithmes permettant de proposer des outils de simulation, d’optimisation et d’ordonnancement des activités de l’entreprise ou du système industriel à piloter. Les retombées industrielles et socio-économiques sont évidents (mutualisation des moyens, optimisation des ressources, organisation et ordonnancement de la maintenance, minimisation des coûts, réduction de l’impact environnemental, bien-être du personnel, compétitivité de l’entreprise…). Cette plateforme logicielle peut être également bénéfique au fonctionnement de certaines plateformes technologiques existantes en Lorraine (exemple : la plateforme manufacturière de l’ENIM). Elle peut également interagir avec le centre de calcul EXPLOR (optimisation et amélioration de ses protocoles de répartition et de gestion de tâches). Des retombées au niveau de la formation professionnelle et universitaire sont immédiates et touchent potentiellement plusieurs disciplines. Il est important de clarifier qu’il ne s’agit pas de mettre en place une centre de calcul mais une plateforme permettant les tests et la manipulation sur des ressources hétérogènes (dispositif intégrant des cartes FPGA). L’aide demandé contribue donc à la mise en place d’une plateforme visant à tester, accélérer et à évaluer la performance et la robustesse d’algorithmes d’ordonnancement.
L’équipe locale possède une expérience longue et avérée dans ce domaine (thèses récentes de G. Alhadi, F. Abdallah, T. Nazé, S. Minich, etc.)
Description de l’investissement réalisé
Plateforme de test/simulation/accélération constituée à partir de 4 cartes 4 XUPP3R (Xilinx UltraScale+ 3/4-Length PCIe Board with Quad QSFP and 512 GBytes DDR4) : 40 K€
L’achat de l’équipement en question a été lancé en fin 2020 par l’INRIA avec une mise en concurrence, et l’équipement a été livré en fin 2020.
La plate-forme a été complétée par des acquisitions sur d’autres ressources (fonds propres, et Metz -Métropole).
Équipe de recherche et adéquation
Le LCOMS de l’Université de Lorraine mettra ses chercheurs et ses ressources matérielles à disposition pour réaliser cette action. Ses doctorants, travaillant déjà sur les problèmes d’ordonnancement et d’optimisation combinatoire, contribueront également à cette action d’une manière directe ou indirecte. Le maintien de la plateforme équipée sera naturellement assuré par le LCOMS au-delà de la durée du CPER grâce à ses chercheurs. L’exploitation de cette plateforme se fera naturellement à l’occasion des travaux de recherche doctorale et des stages de recherche, avec des implications positives au niveau de la formation (manipulation visant à comprendre et maîtriser des concepts d’ordonnancement sur ressources hétérogènes).
Le LCOMS, porteur de cette action, se distingue par une recherche méthodologique dans l’Optimisation Combinatoire et l’Approximation pour les problèmes d’ordonnancement NP-Complets avec des applications interdisciplinaires originales. Il est reconnu dans ce domaine à travers un excellent niveau de publication (ex: ref1), des responsabilités éditoriales, des prix de recherche (Prix IEEE/CoDIT2018, Steffan Schwartz 2015, Prix Robert Faure 2009, Grand Prix de la Recherche de l’Association des Universités de Lorraine 2010, Prix Oséo 2010) et la participation à des grands projets (ANR, FP7, INTERREG PRODPILOT). Le LCOMS est le laboratoire pilote du groupe de recherche opérationnelle « Great-Road » de l’Université de la Grande Région. Depuis 2014, le Groupe « GoTHA » (Groupe d’Ordonnancement Théorique et Appliqué) du GDR Recherche Opérationnelle du CNRS est coordonné par un membre du LCOMS.
Participation du LCOMS au programme CPER (thème : ordonnancement)
| Participant | statut | taux |
| Kacem Imed | PR, Univ Lorraine | 0.5 ETP / an |
| Giorgio Lucarelli | MCF, Univ Lorraine | 0.5 ETP / an |
| Pierre Laroche | MCF, Univ Lorraine | 0.5 ETP / an |
| Sarah Minich | Doctorant, Univ Lorraine | 1 ETP / an |
| Théo Nazé | Doctorant, Univ Lorraine | 1 ETP / an |
| Camel Tanougast | PR, Univ Lorraine | 0.2 ETP / an |
| TOTAL | 3.7 ETP / an |
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