Planification multi-agents pour la composition dynamique

Abstract

The rapid development in computing has involved the development of new paradigms of interaction between applications. Notably, the service-oriented architecture has been proposed to allow interactions enter distant applications. This architecture is built around the concept of web service. The interest of web services is to enable a company to export via the Internet, its competences and its know-how, or even to open new markets and new supports for sale.

In order to maximize the benefits of this new type of applications, web services community must develop tools that give the possibility to assemble various services among them. It is the composition of web services.

The current approach to web service composition is to define business processes, i.e., reusable sequences of services. Another possible approach is the "dynamic" composition. Web services are composed dynamically according to their functionality, and availability.

The objective of this work is to study the mechanisms needed to implement the dynamic composition of web services and more particularly to propose a composition model based on the agents approach. We propose, then, a case study allowing the demonstration of the effectiveness of the proposed model.

Key-words : Web services, Agents, Composition.

Introduction générale 1

1. Planification et systèmes multi-agents 3

Introduction .. 3

1. La planification .. 3

1.1. Définition et aspects . 3

1.2. La planification classique . 4

1.2.2. Modèle de base . 4

1.2.2. Représentation et langages 4

1.2.3. Recherche d'une solution (calcul d'un plan) 10

2. Les SMA 12

2.1. Qu'est ce qu'un agent? . 12

2.2. Architectures d'agents .. 13

2.2.1. Agents réactifs .. 13

2.2.2. Agents délibératifs 13

2.2.3. Agents hybrides 13

2.3. Systèmes multi-agents 13

3. La planification multi-agents 15

3.1. Planification et coordination . 16

3.2. Modèles de la planification multi-agents 16

3.2.1. Planification centralisée 16

3.2.2. Planification distribuée . 17

Conclusion 17

2. Des services web aux services web sémantiques 18

Introduction .. 18

1. Services web .. 18

1.1. Qu'est ce qu'un service web ? .. 18

1.2. Architecture, modèle de fonctionnement .. 19

1.3. Principales technologies utilisées . 20

1.4. Problèmes existants dans le domaine des services web 22

2. vers les services web sémantiques . 22

3. Services web sémantiques .. 23

3.1. Le langage OWL-S 23

3.1.1. Le Service Profile . 24

3.1.2. Le Service Process Model 25

3.1.3. Le Service Grounding 26

Conclusion 27

3. Composition de services web : état de l'art et approche proposée 28

Introduction 28

1. La composition : état de l'art 28

1.1. Un model abstrait pour la composition de SW .. 28

1.2. Approches existantes . 30

1.2.1. Composition statique des services web . 31

1.2.2. Composition dynamique des services web 31

2. La composition : Approche proposée . 33

2.1. Spécification du problème . 34

2.3. Le modèle proposé : Présentation générale et architecture 35

Conclusion 36

4. Composition par planification multi-agents : Conception du système 37

Introduction .. 37

1. Analyse du système : vue externe et vue interne 37

2. Méthodologies et langages exploités dans la conception 38

3. Vue externe du système .. 38

3.1. Description générale du système 38

3.2. Identification et représentation des fonctionnalités offertes par le système 39

3.2.1. Diagramme de cas d'utilisation . 39

3.2.2. Diagrammes d'activités . 41

4. Vue interne du système ... 42

4.1. Architecture interne du système 42

4.2. Architectures internes et fonctionnement des agents . 43

4.3. Interactions entre les agents du système 58

5. Etude de cas 61

Conclusion 62

5. Composition par planification multi-agents : Réalisation du système 63

Introduction .. 63

1. Etapes de la réalisation 63

2. Outils exploités 63

3. Création des descriptions OWL-S .. 64

4. Implémentation du traducteur OWL-S vers opérateurs STRIPS 69

5. Implémentation du planificateur . 70

6. Implémentation des agents du système .. 74

7. Interfaces du système . 79

Conclusion 82

Conclusion générale 83

Bibliographie 85

Annexes A-1

Annexe A : Outils pour la conception du système A-1

1. UML A-1

2. AUML . A-2

3. Le langage FIPA-ACL A-3

Table des matières			^iii
Annexe B : Outils pour la réalisation du système			B-1
1.		Eclipse .	B-1
2.		OWL-S IDE	B-1
3.		JADE	B-2
4.		JBuilder IDE	B-4
1.1	Exemple du monde de blocs			5
1.2	L'exemple du monde de blocs dans l'état S'			7
1.3	Exemple d'un problème de planification dans le monde des blocs			8
1.4	Modèles de la planification multi-agents			17
2.1	Modèle de fonctionnement de l'architecture service web			20
2.5	Eléments d'une description OWL-S			24
2.6	Ontologie de processus 26
2.7	Relation entre OWL-S et WSDL .			27
3.1	Cadre général du système de composition de services 29
3.2	Vue générale de l'orchestration			30
3.3	Vue générale de la chorégraphie			31
3.4	Différentes phases du modèle proposé			35
4.1	Description générale du système ..			38
4.2	Description externe du système			39
4.3	Diagramme de cas d'utilisation du système .			40
4.4	Diagramme d'activités pour << Demander service >> .			41
4.5	Diagramme d'activités pour << Annuler demande service >> ..			41
4.6	Diagramme d'activités pour << Fournir owl-s service et ensemble de données>> ......			41
4.7	Diagramme d'activités pour << Identifier administrateur >>			42
4.8	Architecture générale d'un agent cognitif			43
4.9	Mode de fonctionnement d'un agent cognitif ..			43
4.10	Diagramme d'activités pour le fonctionnement de l'agent utilisateur .			44
4.11	Diagramme d'activités pour le fonctionnement de l'agent administrateur ..			46
4.12	Architecture interne de << l'agent service >> ..			47
4.13	Correspondance processus atomique OWL-S et opérateur STRIPS			49
4.14	Diagramme d'activités pour le fonctionnement de l'agent service ..			51
4.15	Architecture interne de << l'agent médiateur >> ..			52
4.16	Diagramme d'activités pour le fonctionnement de l'agent médiateur .			58
4.17	Diagramme de protocole d'interactions d'AUML << agent administrateur - agent
	utilisateur >> ..			59
4.18	Diagramme de protocole d'interactions d'AUML << agent administrateur - agent
	médiateur >> ..			60
4.19	Diagramme de protocole d'interactions d'AUML << agent utilisateur - agent
	médiateur >> ..			60
4.20	Diagramme de protocole d'interactions d'AUML << agent médiateur - agent
	service >>			61
4.21	Architecture générale des services proposés en terme d'entrées et de sorties			62
4.22	Architecture d'un service en terme de préconditions et effets .			62

65

65

66

69

70

A-4

5.1 Classe Java implémentant le service de réservation de vols aériens

5.2 Une partie de la description OWL-S du modèle de processus générée en mode

graphique ..
5.3 Une partie de la description OWL-S du modèle de processus générée en mode

textuel .. 5.4 La description OWL-S du process model du service « Réservation de vols aériens ».. 5.5 Fonction Java implémentant le traducteur OWLS vers opérateurs STRIPS

A.2 Exemple d'un message ACL

Liste des tableaux

2.1	Comparaison entre STRIPS et ADL	9
A.1	Eléments d'un message FIPA-ACL .	A-4
A.2	Actes communicatifs du langage ACL	A-6