L'industrie 4.0 nécessite de proposer des approches méthodologiques globales permettant de gérer la complexité des systèmes de production, de leur conception jusqu'à leur exploitation. Dans ce cadre, nous nous intéressons au problème de la synthèse de contrôleurs logiques et à leur implémentation dans un Automate Programmable Industriel (API). Contrairement à l'approche traditionnelle (par extension) qui consiste à représenter une solution du problème de commande (automates à états, Réseaux de Petri, GRAFCET...), nous proposons de modéliser le problème de commande (approche en intension, synthèse algébrique, programmation par contraintes) et de le résoudre en vue d'une implémentation directe dans un API. L'approche par intension permet d'obtenir une solution correcte par construction.  

Pour cela un workflow est présenté dans ce travail permettant de générer du code ST (Structured Text, IEC 61131-3) à partir d'une modélisation, combinant l'approche en intension et en extension, du problème de synthèse de comportement du contrôleur ordonnançant des tâches opératives indépendantes.  Un exemple académique de gestion de croisement de flux de produits est utilisé comme fil conducteur dans cet article. Une première approche dite « à plat » est proposée. Elle consiste à représenter le cahier des charges au moyen d'un ensemble de variables logiques et de contraintes équationnelles booléennes à satisfaire. La solution obtenue à partir d'un solveur algébrique (BESS) est facilement implémentable en ST. Toutefois, elle souffre d'un problème de construction par l'ingénieur, de lisibilité, de réutilisabilité, et d'extensibilité... Pour dépasser ces limites, une solution possible est l'approche MBBS pour résoudre des problèmes d'architecture. Nous proposons d'utiliser cette approche pour résoudre le problème de synthèse de contrôleur logique.  

Ainsi, dans ce travail, on propose d'utiliser l'approche MBSS afin de représenter le problème. Cette approche est en « intension » et a pour but de représenter le problème de manière déclarative et structurée. Ainsi, l'ensemble des solutions possibles satisfait par construction l'ensemble des contraintes qui composent le problème. L'approche MBSS est initialement utilisée pour la représentation et la résolution de problèmes de synthèse d'architecture. On propose de l'étendre et de l'utiliser pour qu'un ingénieur puisse représenter et résoudre de façon incrémentale un problème de synthèse de comportement d'un contrôleur logique.  

Avec cette approche, on définit tout d'abord un méta-modèle du problème à résoudre. Ce méta-modèle permet de décrire les différents éléments qui composent un problème de comportement d'un contrôleur ordonnançant des tâches ainsi que les différents types de contraintes liées aux exigences qui contraignent les différents éléments de ce problème ainsi que les relations entre ces relations. L'ensemble est représenté à l'aide d'un langage de modélisation de problème déclaratif, structuré et à base de modèles et de propriétés (DEPS). 

Cette approche est appliquée sur le système de flux de produit en utilisant l'atelier logiciel de modélisation et de résolution intégrée DEPS Studio. Au moyen d'un critère d'optimisation lexicographique Booléenne, une solution unique peut être obtenue et le code ST généré à partir du workflow présenté. Le modèle « métier » représenté en DEPS est intelligible pour l'ingénieur. En complément, l'utilisation du logiciel de simulation de Partie Opérative FACTORY I/O, permet de compléter le workflow.