A Multi-Agent Architecture Framework for Energy Systems Design
Un Cadre Multi-Agents Pour la Conception de Systèmes Energétiques
Résumé
In recent years, multi-agent systems (MAS) have emerged as one of the most promising technologies for the design and development of intelligent energy systems, also known as Smart-Grid. However, the use of agent technology in systems engineering to model, control and simulate energy system’ behavior still faces many challenges: methodological; technical (generally related to MAS engineering); standardization and architectural exploration (specifically related to the Smart Grid domain). This thesis proposes an architectural framework in accordance with ISO 42010, containing all the conventions, principles and practices for the description of multi-agent architectures established in the field of Smart-Grids, as an adequate solution to solve the problems mentioned above. The architectural framework relies on Model Driven Engineering (MDE) to solve technical and methodological problems. This framework is supported by a methodology that adheres the use of agent and energy standards in the MAS analysis and design phases. The framework is based on a multi-agent architecture style evaluation approach to select the most appropriate style to meet non-functional requirements related to a specific application domain. In addition, a platform-independent agent modeling language was proposed to model MASs and analyze the developed models to verify their compliance with the selected MAS architecture style. The approach was prototyped in a Model Driven Engineering environment and evaluated on a representative application case from the Smarts-Grids domain.
Au cours des dernières années, les systèmes multi-agents (SMA) sont devenus l'une des technologies les plus prometteuses pour la conception et le développement des systèmes énergétiques intelligents nommés aussi Smart-Grid. Cependant, l'utilisation de la technologie d'agent dans l'ingénierie des systèmes pour modéliser, contrôler et simuler les comportements des systèmes énergétiques, pose encore de nombreux défis : méthodologiques ; techniques (liés à l’ingénierie des SMA en général) ; de standardisation et d’exploration architecturale (liés au domaine de Smart Grid en particulier). Cette thèse propose un cadre architectural conforme à la norme ISO 42010, contenant l'ensemble des conventions, principes et pratiques pour la description des architectures multi-agents établies dans le domaine des Smart-Grids, comme une solution adéquate pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. Le cadre architectural s'appuie sur l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) pour résoudre les problèmes techniques et méthodologiques. Ce cadre est supporté par une méthodologie qui adhère à l’utilisation des standards d’agents et des standards énergétiques dans les phases d’analyse et de conception des SMAs. Le cadre se base sur une approche d'évaluation des styles d'architecture multi-agents pour sélectionner le style le plus approprié pour répondre à des exigences non fonctionnelles liées à un domaine d'application spécifique. Par ailleurs, un langage de modélisation indépendant des plateformes d'agents a été proposé permettant la modélisation des SMAs et l’analyse des modèles développés pour vérifier leur conformité au style d’architecture SMA sélectionné. L’approche a été prototypée dans un environnement d’Ingénierie Dirigée par les Modèles et évalué sur un cas d’application représentatif du domaine des Smarts-Grids.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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