Outils experts pour laide la dcision 20 juin

Outils experts pour l’aide à la décision 20 juin 2017

Plan • • Un titre en 4 éléments : décryptage Vers de nouveaux challenges Présentation du projet COSIMPHI Le projet COSIMPHI : construire le savoir de demain 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 2

4 mots qui sousentendent beaucoup Outils experts pour l’aide à la décision OUTILS EXPERTS AIDE DECISION Et si c’étaient des outils de décision qui nécessitaient l’aide des experts ? Ou des experts en décision qui auraient besoin de l’aide d’outils ? 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 3

Décisions et perceptions DECISION A choice that you make about something after thinking about several possibilities (Cambridge dictionary) Facteur PHYSIQUE Il ne verra que ce qu’il peut voir Facteur PSYCHIQUE Il ne verra que ce qu’il veut bien voir (résistance au stress, fatigue, . . ) (personnalité, charge mentale. . ) Il ne verra que ce qu’il a appris à voir Facteur CONNAISSANCE (expérience, formation. . ) 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 4

Mais encore… Biais d’évaluation des événements rares Biais de sélection des données Biais de l’habitude Biais de confirmation (déformation professionnelle) (préférences pour les faits qui confirment plutôt que ceux qui infirment) (déformation professionnelle) Biais de conformité au groupe … quelles solutions pour que l’individu prenne la « bonne » décision ? 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 5

OUTILS Pour qui ? Pour quoi? https: //fr. slideshare. net/HRSCOPE/leadership-12 -outils-incontournables 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 6

Précisions des objectifs • Outils capables de reproduire exactement les sorties (modélisation robuste) • Outils capables de justifier la sortie proposée • Outils capables de répondre avec fiabilité aux objectifs (contexte prévu) • Outils capables de s’adapter aux contextes imprévus voir imprévisibles AIDE 21 juin 2017 Il n’y aura aide que si l’utilisateur croit en les outils ! Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 7

Adhésion aux outils • • Réputation des outils Benchmarks Outils intuitifs (visualisation) Outils construits sur des modèles physiques Comparaison entre outils (vote majoritaire) Connaissance des incertitudes/limites Explication des sorties Coopération au raisonnement 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 8

Human Machine interactions • Modèle de Ramussen, Information Processing and Human-Machine Interaction : an Approach to Cognitive Engineering, North-Holland, 1986. 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 9

Human Machine interactions • Modèle de Ramussen, Information Processing and Human-Machine Interaction : an Approach to Cognitive Engineering, North-Holland, 1986. 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 10

Human Machine interactions • Modèle de Ramussen, Information Processing and Human-Machine Interaction : an Approach to Cognitive Engineering, North-Holland, 1986. 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 11

EXPERTS Place de l’expert • L’expertise issue des modèles • L’expression libre & partage de la connaissance Adaptabilité & Fiabilité Michel Mazeau, « l’homme est un élément de fiabilité faillible » 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 12

Nouveau challenge N° 1 • Big data : se réinventer 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 13

7 V VALUE VISUALISATION Dans les buildings ? • SHM (structural heath monitoring) • Building management VISION 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 14

Nouveau challenge N° 1 bis • Les systèmes complexes Dans les buildings ? • Conception multi-métier • Building management 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 15

Nouveau challenge N° 2 • Justification – Nouvelle réglementation (General Data Protection Regulation for EU ) : il faut être à même de justifier les décisions qui vont être proposées par les systèmes automatiques au moins lorsqu’ils auront un impact significatif sur les personnes * – Les utilisateurs veulent aussi pouvoir comprendre le cheminement suivi à des fins d’améliorer l’outil, y adhérer, etc • Recommandation : dépasser la justification et accéder à des aides à l’exécution • Reporting automatique : accéder à une information synthétique, de manière automatique et avec plusieurs niveau de lecture (expert vs novice, opérateur vs chef de brigade) * https: //www. twobirds. com/~/media/pdfs/gdpr-pdfs/bird--guide-to-the-general-data-protection-regulation. pdf? la=en (page 35) 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 16

Nouveau challenge N° 3 • Gestion des contraintes et optimisation : entre exigences réglementaires et personnalisation – RT 2012 etc : catalogue de règles à respecter – être à même de pouvoir utiliser les outils sans empiéter sur ses exigences. Définir une « bonne » solution est d’abord une solution qui nous ressemble. Dans les buildings ? • Catalogue à jour des exigences • Définir ses propres exigences • Optimisation et recommandation automatique associée aux résultats 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 17

Petit résumé https: //cdn 2. hubspot. net/hub/395829/file-2619018693 -jpg/The. Evolutionof. Forecasting-03 -15 ENJPG. jpg. Most people seem a bit intimidated or confused by machine learning. 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 18

Conclusion Conduire un projet de développement d’outils d’aide à la décision, c’est identifier – Pourquoi – Pour qui – Avec qui / quoi (identification de la place de l’expertise humaine / scientifique) – Les verrous liés aux nouveaux challenges 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 19

Le projet COSIMPHI CO-Simulation Multi-Physique Interactive • ANR (837 745€) • 2014 -2017 (42 mois) • 6 partenaires – Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives – Tribu Energie – ENS Architecture de Toulouse – Université Joseph Fourier Grenoble 1 – Université de La Rochelle – Centre Scientifique et Technique du Bâtiment 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 20

Objectifs du projet • Modélisation multiphysique par la co-simulation interactive pour concevoir en traitant simultanément : 1. les ambiances (acoustique, visuelles et thermique), 2. Les efficacités énergétique et environnementale 3. le coût. • Identifier le plus en amont possible les impacts croisés des choix de conception • Proposer des solutions d’aide à la décision dans ce contexte complexifié Prise en compte des interactions entre thématiques pour appuyer des choix de conception cohérents 20/06/2017 Présentation 21

Enjeux • Défis scientifiques et techniques – Convergence des hypothèses et des données • Niveau de description différent par métiers = passerelles ? • Proposer sans imposer = assurer une indépendance des métiers pour un calcul faisable sur toute ou partie des thématiques – Co-simulation interactive et interopérable • Harmoniser les modèles de calculs sur les éléments communs • Réflexion sur l’interopérabilité d’outils initialement cloisonnés – Outils d’aide à la décision et optimisation • Tenir compte du foisonnement de solutions multi-thématiques • Intégrer l’utilisateur dans la définition de « sa décision » 20/06/2017 Présentation 22

Organisation de la recherche Tâche 1 : Coordination Tâche 2 : Jeu de données multi-métier Tâche 3 : Interopérabilité logicielle Tâche 4 : Outil d’aide à la décision Tâche 5 : Valorisation et dissémination • Démonstrateur • Articulation autour d’exemples Date Présentation 23

Focus sur les impacts croisés de la conception • Un projet de construction fait se rencontrer différents domaines techniques avec leur réglementation propre : – Acoustique – Energétique • • Eclairage Chauffage Refroidissement Confort – Structure – Economie – Environnement

• Ces différents domaines sont fortement connectés entre eux au sein de chaque domaine : – + éclairage naturel => + d’ouvertures => + apports solaires mais aussi + de déperditions donc un impact différents sur le chauffage suivant les orientations – Le choix de type de menuiseries a un impact sur la thermique mais aussi sur l’acoustique – La structure du bâtiment influencera l’acoustique, mais aussi la thermique (ponts thermique)

• En conception, la maitrise d’œuvre doit optimiser simultanément plusieurs aspects du bâtiment : – Son coût – Ses performances énergétique, acoustique – Le confort des occupants – Le respect des réglementations (sismique, acoustique, PLU, …) • => Optimisation avec des solutions qui peuvent être très contraignantes en imposant des choix problématiques pour d’autres domaines

• Un autre type d’optimisation intervient avec la question : Comment améliorer telle performance le plus efficacement possible avec le coût le plus faible ? Solution?

• Utilisation du retour d’expériences de la maitrise d’œuvre Quelle solution est à favoriser suivant le contexte ? • Mais Rex différents suivant les BE et suivant les opérateurs • Une autre solution?

• Outil d’aide à la décision pour collecter l’expertise et analyser les effets collatéraux de façon « automatique » • => gain de temps en début de conception, plus de solutions envisagées, car pas limité par la « mémoire » humaine

Focus sur l’outil expert • Objectif : capitaliser les expertises de plusieurs domaines et créer une compétence multi-métier. • Ce qui signifie : Comprendre les I/O de chaque outil Fournir une recommandation sur les sorties de chaque outil Il faut pouvoir à partir des sorties agrégées pouvoir retourner aux causes racines Comprendre les interactions entre les outils • Les experts ont une connaissance d’un impact positif ou négatif d’un changement sur l’ensemble des autres domaines sans pouvoir en préciser la sensibilité • Le nombre de paramètres importants donc les réponses sont model-dependant 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 30

L’outil du CEA 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 31

Fuzzy expert systems: example Rules • Rules base (Jang 97) – IF temperature=low THEN cooling valve=half open 1 Mathematical translation low 1 0, 2 0 – 0 d% IF temperature=medium THEN cooling valve=almost open 1 Mathematical translation T° half open medium 1 almost open 0, 5 0 T° 0 d% 1 • observations 18° 0 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA Inference engine d% 70% 32

Express. IF skills • Powerful and easy connected inference engine • Dedicated and novatives interfaces • Complete customisation Specific operators To jobs One installation, many configurations Spatial • Innovative semantics Constant attentions to develop useful semantics to satisfy customer Temporal • Modular and flexible API 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA Entities Building Spatiotemporal Signals 33

Express. IF dans le projet • L’innovation apportée : – recueil de l’expertise, – un outil de saisie des règles permettant leur reconfiguration au fil de l’eau, • Recommandations adaptées en fonction des règles exprimées par les experts des domaines et du catalogue de produits 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 34

• Les règles doivent prendre les possibilités du catalogue de produits pour fournir des propositions admissibles. • Il y a 12 parties constitutives d’une solution (ayant chacune un nombre limité de possibilités dans le catalogue produit) : • 7 relatives au bâti : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 21 juin 2017 • Façade op multic (39 possibilités), Refend (5 possibilités), Plafond Bas (14 possibilités), Plafond Haut (12 possibilités), Baie vitrée (3 possibilités), Protection mobiles (3 possibilités) et Porte (4 possibilités) Et 5 relatives aux équipements 8. Système de chauffage (5 possibilités), 9. Eclairage (4 possibilités), 10. Ventilation (5 possibilités), 11. Eau Chaude Sanitaire (3 possibilités couplées au système de chauffage) et 12. Panneau photo. Voltaïque (1 possibilité) Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 353 millions de solutions ! 35

• Les règles doivent mettre en œuvre l’expertise recueillie dans chacun des domaines ent m aite t-tr Pos • Les mind maps ont été créées afin de déterminer le lien entre les indicateurs agrégés et les parties constitutives du bâtiment t-t Pos 21 juin 2017 nt me e t i ra Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 36

Exemples de couplage entre mind map, règles et catalogue • Sur l’amélioration de l’énergie 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 37

Saisie des règles Tout utilisateur peut rajouter/ modifier des règles avec un peu d’entrainement pour comprendre le formalisme 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 38

Saisie du vocabulaire Tout utilisateur suffisamment expert sur le fonctionnement des systèmes d’inférence floue peut modifier des variables linguistiques 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 39

Recommandations 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 40

Merci de votre attention 21 juin 2017 Laurence CORNEZ & Rémi WRONA 41