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Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL-214051 Ingénierie des systèmes complexes Méthodologie de design Denis Laurendeau Professeur Génie.

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1 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Ingénierie des systèmes complexes Méthodologie de design Denis Laurendeau Professeur Génie électrique et génie informatique Université Laval

2 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Note: ces notes sinspirent du cours: « Systems Engineering Training », Joe Jenney and Scott Armstrong ITT Industries, Fort Wayne, IN, USA

3 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Table des matières Historique des processus dingénierie des systèmes Approche dingénierie simultanée (« concurrent design ») Les étapes en bref Etape 1: Focalisation de léquipe de design Etape 2: Planification du projet Etape 3: Développement du baseline du système Etape 4: Développement des sous-systèmes Etape 5: Définition des performances du système Etape 6: Vérification des performances du système Etape 7: Intégration du système

4 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Ingénierie des systèmes complexes Historique Avant ??

5 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Historique Avant 1940 Projets simples Formation de léquipe: Un ingénieur chef de projet Une équipe de développeurs Avantages: Communication facile à lintérieur de léquipe Inconvénients: Approche limitée aux systèmes simples

6 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Historique des approches de design de systèmes Projets plus complexes Formation de léquipe: Ingénieurs de systèmes et équipe de développement formée de spécialistes Approche séquentielle de design avec revues de design périodiques.séquentielle Avantages de cette approche: Possibilité de concevoir des projets plus gros grâce à lajout de spécialistes du domaine Inconvénients de lapproche: Les longues périodes de temps entre les revues de design ne permettent pas de découvrir les faiblesses du design assez tôt

7 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Historique (suite) Le processus séquentiel tente destimer simultanément le coût, léchéancier et la qualité du système. Seulement deux de ces quantités sont indépendantes Le produit arrive à létape de la fabrication en série (manufacturing) avant que la méthodologie de fabrication ne soit complètement terminée

8 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Historique (suite) ?? Nouvelles méthodes de dingénierie simultanée afin de contourner les difficultés propres à lapproche séquentielle Approche: Développement simultané des sous-systèmessimultané Implication hâtive des différents intervenants dans la conception et la fabrication du système: »Manufacturing »Contrôle de qualité »Service des achats »Fournisseurs »Etc. Objectif: Prévenir les problèmes plutôt que les solutionner Concevoir le bon système dès la première itération (do it right the first time!)

9 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Approche dingénierie simultanée des systèmes (Concurrent Engineering) Les étapes du processus moderne de conception des systèmes complexes Focalisation de léquipe Planification du projet Développement du baseline Développement des sous-systèmes (allocated baseline) Définition des performances Vérification des performances Intégration des sous-systèmes Support à la production

10 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Lapproche dingénierie simultanée de systèmes complexes ?

11 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 Focalisation de léquipe de design

12 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1: focalisation de léquipe de design… Activités de cette étape: rôlesresponsabilités(*)Etablir les rôles et les responsabilités de chaque membre de léquipe diagramme de contexte(*)Concevoir un diagramme de contexte décrivant lessence du système à réaliser DPF client fournisseur(*)Utiliser le concept de DPF (Description des Propriétés Fonctionnelles) pour établir clairement les exigences du client et la proposition de léquipe de développement (le fournisseur) pour répondre à ces exigences diagrammes de KanoConcevoir des diagrammes de Kano pour maximiser les chances de succès et anticiper les développements futurs (*) Les items marqués dune étoile sont à considérer dans le cadre du cours de Design III)

13 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1: focalisation de léquipe de design (suite) Diagramme de contexte: IsoleIsole le système du reste de lunivers NommeNomme le système Cacheparties internesCache les parties internes au système entréesactions effectuées par celui-ciMet en évidence les entrées fournies au système et les actions effectuées par celui-ci en forçant leur identification et leur définition fonctionnalité principaleRend la fonctionnalité principale du système évidente vérifierPermet de vérifier avec le client lexactitude de la compréhension du problème par léquipe de design itérationsPlusieurs itérations sont nécessaires pour arriver à un diagramme complet. Des révisions sont nécessaires (et bénéfiques). diagramme de contexte diagramme de contexteExemple de diagramme de contexte pour la conception dun système dalarmediagramme de contexte

14 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1: … Concept de DPF DPFformuler Une DPF est un outil utile pour formuler un problème exigencesattentes La DPF focalise léquipe sur les exigences et les attentes du client paramètres critiques La DPF identifie les fonctionnalités (et sous-fonctionnalités) que doit offrir le système pour satisfaire les exigences et les paramètres critiques (PC) associés à chaque fonctionnalité verbes daction Les fonctionnalités sont décrites par des verbes daction La DPF doit être utilisée tout au long du cycle de développement du système La DPF ne tient pas immédiatement compte des risques associés à chaque fonctionnalité. Voir notions de risque et de registre de risques p. 43.

15 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 … Comment concevoir une DPF qui Remue-méninges sur qui est le client et les autres parties impliquées dans le projet exigences Remue-méninges sur les exigences du client exigencespriorité Classer les exigences en ordre de priorité forces fonctionnalités Remue-méninges sur les forces de la compagnie et sur les fonctionnalités requises pour le produit (voir p. 30 pour une définition précise de « fonctionnalité ») fonctionnalitéscatégories (et leur associer les paramètres critiques) Organiser ces fonctionnalités en catégories (et leur associer les paramètres critiques) matrice de relations Construire une matrice de relations entre les exigences du client et les fonctionnalités valeurs souhaitées de performance Tenter destimer les valeurs souhaitées de performance pour les fonctionnalités (dans le cadre du cours, cette étape nest pas couverte)

16 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 … Concept de DPF (suite) Structure dune DPF Exemple dune DPF DPF DPF pour le Système dalarme 25 Nombre entre 0 et 5 estimant la dépendance entre une exigence et une fonctionnalité Voir matrice de couplage page suivante

17 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 … Concept de DPF (suite) Matrice de couplage

18 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 … Concept de DPF (suite) Dans les systèmes complexes pour lesquels le projet doit tenir compte de la fabrication, les fonctionnalités dune étape deviennent les exigences de létape suivante

19 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 … Construction de diagrammes de Kano diagrammes de Kano design gagnant Les diagrammes de Kano permettent didentifier le design gagnant auprès du client. niveau de satisfaction présencelabsence Ils illustrent graphiquement le niveau de satisfaction du client en fonction de la présence ou de labsence de caractéristiques sur le produit Ce niveau de satisfaction se trace pour trois cas: obligatoiresCaractéristiques obligatoires obligatoires améliorées optionnelles mineuresCaractéristiques obligatoires améliorées et caractéristiques optionnelles mineures optionnelles majeuresCaractéristiques optionnelles majeures

20 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 2 Planification du projet

21 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 2: Planification du projet buts Principaux buts de cette étape Identifierdocumentertâches techniques critiquesIdentifier et documenter les tâches techniques critiques qui doivent être implantées pour mener à un projet fonctionnel IdentifierdocumenterIdentifier et documenter les autres facteurs critiques au fonctionnement du projet Approche Approche pour la planification du projet plan de gestion intégréDéveloppement d un plan de gestion intégré (PGI!) diagramme de flux des activités(*)Développement dun diagramme de flux des activités techniques (PERT flow chart et Gantt Chart)Gantt Chart plan de modélisation et de simulationDéveloppement dun plan de modélisation et de simulation (PMS)

22 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 2 … Plan de Gestion Intégré (PGI) Le PGI est formé des éléments suivants: Une description de haut niveau du projet (*)Liste des biens livrables critiques (milestones) (*)Description des biens livrables et les standards de qualité associés Liste des objectifs à long terme (par rapport à la gamme des produits déjà supportés par lentreprise) Diagramme PERT au niveau système Un arbre des plans de haut niveau Hardware/software Développement à linterne ou achat des sous systèmes (*)Description technique du système

23 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 2 … Plan de Gestion Intégré (PGI) (suite) PGI (suite) (*)Un Work Breakdown Structure (WBS)WBS (*)Identification des coûts de fabrication Budget préliminaire, liste des sources de financement Un plan dutilisation des ressources en personnel Prévisions préliminaires des besoins en personnel (en mois- homme) Identification des ressources critiques Identification des rôles Identification des ententes de formation des équipes Une liste des hypothèses fondamentales (*)Une liste des risques (risk register)

24 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 2 … Plan de Gestion Intégré (PGI) (suite) PGI (suite) Liste des interdépendances et des inter-relations entre les différents programmes en cours de développement Un plan préliminaire de support au développement: Plan de gestion des documents (Configuration Management Control Plan) Plan dassurance qualité Plan de logistique et de support sur le terrain (field support) Plan de gestion des dépenses Plan de mesures environnementales et de santé/sécurité Le PGI est un document denviron 7 à 10 pages

25 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 Développement du baseline du système

26 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3: Définition du baseline du système baseline Le baseline du système comprend les éléments suivants: (*)Diagramme des fonctionnalités(*)Diagramme des fonctionnalités du système (*)Diagrammes-P(*)Diagrammes-P compromis(*)Liste de compromis (Matrice de Pugh) Spécificationsarbre des spécificationsSpécifications pour le système et arbre des spécifications linterfaceSpécification de linterface du système simulationModèle de simulation du système (*)Diagramme(*)Diagramme du système physique (*)Plan de repli(*)Plan de repli face aux risques (registre de risque et plan de réaction face au risque) tracabilitéBase de données de « tracabilité » des « requirements » technologies critiquesListe des technologies critiques

27 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3… Définition du baseline du système (suite) Le baseline du système comprend les éléments suivants (suite): fournisseurs principauxIdentification des fournisseurs principaux installations principales testfabricationIdentification des installations principales (et/ou critiques) de test et de fabrication

28 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) fonctionnalités Diagramme des fonctionnalités segmentation fonctionnalitésIllustre la segmentation du système en fonctionnalités sans considérer limplantation physique des fonctionnalités actions exigences réponseLes fonctionnalités sont les actions que le système doit prendre pour rencontrer les exigences (« requirements ») et pour produire la réponse désirée aux excitations dentrée Les fonctionnalités noccupent aucun volume, nont aucune masse et ne sont pas « visibles » Elles commencent par un verbe daction suivi de noms Les fonctionnalités complexes sont décomposées en fonctionnalités plus simples

29 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) Diagramme du système physique Diagramme du système physique fonctions dispositifs physiquesLes fonctions identifiées dans le diagramme des fonctionnalités sont accomplies par des dispositifs physiques réels composantes hardware/software complexes assemblageLes composantes hardware/software complexes sont composées dun assemblage de composantes plus simples moduleUn module (ou un sous-système) du diagramme peut implanter une ou plusieurs fonctionnalités ou seulement une fraction de fonctionnalité

30 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) conception mappingfonctionnalités dispositifs La conception (design) du système consiste à effectuer un mapping des fonctionnalités («quest-ce que doit accomplir le système »…what do I need to do) vers les sous-systèmes formés de dispositifs hardware/software permettant dimplanter celles-ci (« que faut-il pour accomplir ces actions » … what do I need to do it) matrice Une matrice est utile pour illustrer le mapping entre les fonctionnalités et les sous-systèmes et leurs dispositifs physiques Un mapping 1 1 entre les fonctionnalités et les sous-systèmes physiques est hautement souhaitable parce que cela:

31 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) spécificationsSimplifie la préparation des spécifications testSimplifie les procédures de test interfacesSimplifie la spécification et limplantation des interfaces mise-à-niveauFacilite la mise-à-niveau (« upgrade ») du système découpage du travailFacilite le découpage du travail (*)Exemple de diagramme des fonctionnalités pour le système dalarme (*)Exemple de diagramme des fonctionnalités pour le système dalarmediagramme des fonctionnalités diagramme des fonctionnalités (*)Exemple de diagramme physique pour le système dalarme (*)Exemple de diagramme physique pour le système dalarmediagramme physique diagramme physique

32 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) Guide Guide de préparation des spécifications. Une spécification définit ce qui doit être atteint en termes de paramètres critiques du systèmes: lutilitéDéfinir lutilité de la spec. Et celui vers qui elle est destinée standardsSuivre les standards appropriés (MIL-STD-490 hardware, MIL- STD-498 software) larbre des spécificationsPréparer larbre des spécifications avant décrire les specs. Permet détabli un plan de ce que lon a à faire Assure un flux logique des specs spécificationportéeRéfléchir attentivement à la spécification et à sa portée (scope) plan de contrôle de configurationDisposer dun plan de contrôle de configuration (configuration control) formatPréparer le format (template) des spécifications avant de les écrire

33 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) lutilité Définir lutilité de la spec Avant décrire une spec: Raffiner le modèle des spécifications au besoin larbre des spécifications Préparer larbre des spécifications du projet responsable Nommer un responsable du document des spécifications plan décriture Définir un plan décriture des specs éléments Inclure les éléments suivants dans les spécifications: Interfaces Diagramme physique Diagramme fonctionnel Description des modes dutilisation du système Matrice de vérification fonctionnelles physiques Inclure à la fois les exigences fonctionnelles et les exigences physiques TBRUtiliser TBR (To Be Revised) quand une spec. est préliminaire (ex. le poids de la brocheuse ne devrait pas dépasser 0,5 Kg) A faire lors de la préparation des spécifications

34 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) TBDInscrire TBD (To Be Defined) quand la valeur de la spec est inconnue et quune estimation ne peut être faite lors de lécriture (exemple: couleur du revêtement du boîtier du système dalarme) MinimiserMinimiser le nombre de TBR et TBD limites domaine de variationInclure les limites et le domaine de variation de la spec (ex. le système dalarme doir pouvoir fonctionner entre +40 et -40 degrés Celsius Ecrire les spécifications clairement Toutes les exigences doivent être nécessaires La spec doit définir ce qui doit être atteint et non comment latteindre Devrait être indépendante des autres specs Décrire la spec en un seul paragraphe Le système doit être en mesure datteindre la specLe système doit être en mesure datteindre la spec vérifiéeLa spec doit pouvoir être vérifiée

35 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) doit Les spécifications portant sur les performances obligatoires doivent utiliser le mot « doit » (shall) dans leur définition devrait Les spécifications portant sur les performances non- obligatoires doivent utiliser le mot « devrait » (should) dans leur définition devra Le mot « devra » (will) ne doit être utilisé que pour exprimer une déclaration, mais ne doit jamais apparaître dans la définition dune spécification révisions par les pairs Les versions de la rédaction des spécifications devraient être soumises à des révisions par les pairs sous- systèmesmodules Les spécifications peuvent être rédigées pour les sous- systèmes (ou les modules), ce qui rend leur performances plus claires que si lon tente de les déduire à partir des spécifications de chacune de leurs composantes

36 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) GARDER LES SPECIFICATIONS SIMPLES…elles ne sont pas une solution de design, mais désignent plutôt ce que le système doit atteindre comme performance pour répondre aux exigences.

37 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3…(suite) Ne pas rédiger les specs avant que: Lanalyse soit complétée sur litem pour lequel la spec est rédigée Le rôle de la spécification soit compris par tous les intervenants Larbre des spécifications du projet soit complété Ne pas inclure de solutions de design dans la description de la spec Ne pas documenter inutilement Sans garder le bon niveau de contrôle de configuration Sans garder une « tracabilité » des specs A NE PAS faire lors de la préparation des spécifications

38 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Eléments fondamentaux: risqueComprendre ce quest le risque abordé risk managementComprendre comment le risque doit être abordé (notion de risk management) risk register(*)Comprendre limportance du registre de risques (risk register)

39 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Quest-ce que le risque? indésirableProbabilité quun événement indésirable se produise ConséquencesConséquences de loccurrence dun événement indésirable

40 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque dangereuses Attitudes dangereuses face au risque: IgnoranceIgnorance (jouer à lautruche) NierNier son existence en adoptant des échéanciers optimistes Cacher des contraintesCacher des contraintes (parfois planifiées, mais non diffusées aux membres de léquipe) dépassementsCacher le plus longtemps possible les dépassements de cédule rétention dinformationFaire de la rétention dinformation

41 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque positives Attitudes positives face au risque: honnêteEtre honnête et ne rien cacher objectifEtre objectif et utiliser des faits concrets plutôt que des impressions pour identifier les risques PrécisionPrécision: vérifier les calculs destimation des risques DiffusionjustificationDiffusion de linformation et justification claire des décisions

42 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Cinq facettes du risque à prendre en compte: techniquesAspects techniques relatifs à la performance du système face aux attentes du client lenvironnement du programmeAspects relatifs à lenvironnement du programme de développement du système (ressources, clients, production, sous-contracteurs, fournisseurs) supportAspects relatifs au support du produit (entretien, formation, etc.) coûtAspects relatifs au coût léchéancierAspects relatifs à léchéancier

43 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Approches de prise en compte du risque registre de risquesUtilisation dun registre de risques Listecoût/bénéfice Liste des risques identifiés par le rapport coût/bénéfice associé à chaque risque réduction Stratégies de réduction des risques responsable Identification de lentité responsable de gérer le risque jusquà son élimination prioritéAssocier un niveau de priorité à chaque risque critèresEtablir une liste de critères selon lesquels les décisions sur chaque risque sont prises chef de projetLe chef de projet crée et met à jour le registre de risques réductionLa stratégie de réduction des risques doit faire partie du budget et de léchéancier du projet

44 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Approches de prise en compte du risque (suite) budgetLe budget doit prévoir un coût pour les risques afin de minimiser le coût global du projet en respectant les exigences de performance et léchéancier préparationLa liste des risques (stockée dans le registre de risques) doit être établie lors de la préparation de la proposition du projet (en réponse à un appel doffres par exemple). énumérer décrireLe registre de risques ne doit pas seulement énumérer les risques, mais également les décrire en détails. niveau de vraisemblance coûts directs et indirects délaisdégradation des performancesIl faut estimer le niveau de vraisemblance doccurrence dun risque et estimer les conséquences de sa présence en termes de coûts directs et indirects, de même quen termes de délais et de dégradation des performances du système RevoirRevoir régulièrement la liste des risques et la mettre à jour

45 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Registre de risques

46 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 3 …(suite) – La gestion du risque Pugh La matrice de Pugh est un bon moyen de réduire les risques. Pugh Pour construire la matrice de Pugh: référenceUn concept est choisi comme référence (benchmark) concepts alternatifsDes concepts alternatifs sont comparés au concept de référence selon des critères clairement établis Matrice de Pugh Nombre entre -5 et +5

47 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 4 Développement des sous-systèmes (allocated baseline)

48 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 4 Développement des sous-systèmes Cette étape consiste à: partitionnementDévelopper le partitionnement optimal des sous-systèmes Définirdocumenter interfaceDéfinir et documenter les exigences (requirements) requises pour chaque sous-système et chaque interface entre les sous-systèmes spécifications matériellogicielÉtablir les spécifications pour chaque sous-système aux niveaux matériel et logiciel spécificationsinterfacesÉtablir les spécifications des interfaces entre les sous- systèmes diagrammes-blocsConcevoir les diagrammes-blocs des sous-systèmes (matériel et logiciel (potentiellement en UML)) Les principes vus précédemment pour la description du système complet sappliquent à chaque sous- système

49 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 5 Définition Définition des performances du système

50 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 5 Définition des performances du système Cette étape consiste à: prédireDévelopper des outils permettant de prédire les performances du système et des sous-systèmes critiques méthodologievérificationDéfinir la méthodologie pertinente à la vérification de chaque performance du système ObserverObserver le niveau de performance des paramètres critiques tout au long du processus de design (notamment lors de changements ou lors du choix de concepts alternatifs pour réduire les risques)

51 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 5 … (suite) Cette étape est accomplie en: simulationsEffectuant des simulations pour les sous-systèmes et le système complet matrice de vérificationDéveloppant et en tenant à jour une matrice de vérification des performances mesures de performances techniques(*)Identifiant et observant lévolution des mesures de performances techniques (MPT) (Technical Performance Measures ou TPM)

52 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 5 … (suite) mesure de performance technique Quest-ce quune mesure de performance technique (MPT)? IndicateurIndicateur clé des performances techniques du système ou de lun de ses sous-systèmes Valeur attendue Marge de sécurité Variations DPFChoisie en utilisant la matrice de DPF observée périodiquement La MPT est observée périodiquement (par exemple sur une base mensuelle) pour en vérifier la variation au cours du processus de développement (voir exemple).

53 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 5 … (suite) Avantages associés à lutilisation des MPT: visualiserPermet de visualiser lhistorique des performances par rapport aux performances spécifiées prédictiondétectionPermet la prédiction et la détection hâtives des problèmes zones » à risquePermet de suivre les « zones » à risque du projet DocumenteDocumente les principales hypothèses techniques et la direction que celles-ci prennent tout au long du développement du projet

54 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 5 … (suite) Méthodologie de génération des MPT: Identifier les paramètres critiques à suivre (à partir de la matrice DPF) Identifier les spécifications et les valeurs-cibles pour chaque paramètre identifié Déterminer les valeurs de performances présentes par modélisation, simulation, analyse, estimation ou mesure Tracer lévolution temporelle des paramètres pour analyser les tendances et prendre les actions nécessaires en cas de problème

55 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Exemple de MPT pour le système dalarme

56 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6 Vérification Vérification des performances du système

57 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification définies vérifier Une fois les performances définies, il convient de vérifier si celles-ci respectent les exigences attendues du système (« requirement compliance ») Approche généralement adoptée: (*)Identifier matrice de vérification(*)Identifier les exigences imposées pour les performances du système (« requirements ») en construisant une matrice de vérification (« Requirement Verification Matrix) résultatmatrice de respect des exigences(*)Le résultat des vérifications est une matrice de respect des exigences (« Requirements Compliance Matrix)

58 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite) vérification des exigences vérification des exigences (*)La matrice de vérification des exigences (Requirements Verification Matrix):matrice de vérification des exigences IdentifieméthodeIdentifie la méthode retenue pour vérifier chaque exigence (inspection, test, démonstration, analyse, différence/similitude) IdentifieniveauIdentifie le niveau pour lequel les vérifications seront effectuées (module, assemblage,sous-système, système)

59 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite) Méthodes de vérification: Démonstration sansDémonstration: vérification de la fonctionnalité du matériel ou du logiciel sans laide doutils de test (en faisant fonctionner le bidule) InspectionvisuelleInspection: vérification visuelle de la forme, de lajustement et de la configuration du matériel ou du logiciel (regarder la pièce pour vérifier quelle est bien bleue) Similitude composantes similairesSimilitude: vérifie le respect des exigences en se basant sur lutilisation garantie de composantes similaires dans des conditions identiques ou plus sévères (diode utilisée est la même que dans un design similaire) TesttechniquesTest: utilise des techniques (potentiellement sophistiquées ) pour vérifier les performances (utiliser un interféromètre pour vérifier la courbure dune surface) Analyse lanalyse de donnéesAnalyse: utilisation doutils eux mêmes vérifiés pour vérifier les performances. Peut demander lanalyse de données expérimentales recueillies lors de mesures spécifiques (lors dautres tests par exemple via une équation).

60 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite) vérification des performances vérification des performances (*)Matrice de vérification des performances:vérification des performances performancesexigencesListe les performances pour toutes les exigences (requirements) simplecomplexeListe les performances du simple au complexe (cest-à-dire composante->sous-système->système) sourcesIdentifie les sources des données de mesure des performances design atteint le niveau de performance requisMontre si le design atteint le niveau de performance requis planMontre tôt dans le processus de design si une performance nest pas atteinte (non-compliance) et permet de concevoir un plan pour faire face à ce problème (mitigation plan).

61 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite) Objectifs Objectifs de létape de vérification: stratégieméthodologieDévelopper la stratégie et la méthodologie de test et les inclure dans le processus de design dès le début de manière à ce que les tests seffectuent de manière optimale. dintégrationtestDévelopper les plans dintégration et de test pour le système complet exigences principalesAssurer que les exigences principales (« cardinal requirements) seront vérifiées via la matrice de vérification des exigences (« requirements compliance matrix ») DocumenterDocumenter tous les tests importants des systèmes et sous-systèmes AnalyserAnalyser les données de test

62 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite)…planification des tests (*)Planificationtests (*)Planification des tests…objectifs: processusDéfinir le processus de test (« Test Plan ») équipementsDévelopper les équipements de test en utilisant la même approche de design de système que pour la conception du système lui-même procédures de test danalyse des données logiciels parallèleDévelopper les procédures de test (« test procedure »), le processus danalyse des données de test (nature, format, etc) et les logiciels danalyse (type, nom, fournisseurs) en parallèle avec le design du système procédure de support solution de problèmesDévelopper la procédure de support à léquipe de test, lapproche dintégration du système et les approches de solution de problèmes

63 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite)…planification des tests Les étapes de planification des tests: objectifsprioritésIdentification des objectifs et définition des priorités afin de réduire limpact potentiel de conflits de ressources paramètresIdentifier les paramètres sujets à vérification et nécessitant des mesures (MPT) données à recueillirIdentifier les besoins en termes de données à recueillir pour les tests Quantité Quantité de données à recueillir en relation de la méthodologie de test (des données inutiles pour un test sans objet sont inutiles…De mauvaises données pour un test pertinent sont également inutiles)

64 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite)…planification des tests méthodologieDévelopper la méthodologie de test et les procédures de test: Documentervaliderdiffuser Documenter, valider, et diffuser la méthodologie conditions initiales dinterruptiondacceptation ou de rejet Définir les conditions initiales dexécution des tests, les conditions dinterruption, et les conditions dacceptation ou de rejet des résultats des tests Réduire la dépendance de la procédure de test par rapport au reste de la documentation (la documentation de test devrait autant que possible être autosuffisante) plan danalysePréparer le plan danalyse des données quantitétype Déterminer la quantité et le type de données à recueillir procédures danalyseoutils Définir les procédures danalyse de même que les outils quelles requièrent Valider Valider les procédures et les outils avant leur utilisation Ceci peut avoir des conséquences sur les paramètres à mesurer (par exemple, il se peut quun test soit impossible à effectuer parce que le paramètre dintérêt soit très difficile à mesurer…(ex. Columbia 01/02/03)

65 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite)…planification des tests Produits Produits résultant de la planification des tests: MéthodologiecommentMéthodologie de test du système (comment le système sera-t-il testé) Plan de testquePlan de test du système (« Test Plan ») (que veut-on tester dans le système) Matrices de vérificationMatrices de vérification Liste spécificationsListe et des équipements de test de même que leurs spécifications Gabarit pour le rapport des tests

66 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite)…planification des tests Avantagesplanification Avantages offerts par la planification hâtive des tests: daméliorerfaciliterPermet daméliorer le design pour faciliter les tests dintégrervérificationPermet dintégrer les tests à la procédure de vérification montagesoutils logicielsPermet didentifier les montages de même que les outils logiciels requis pour effectuer les tests séquence des tests séquence dimplantation du hardware et du logicielPermet de définir la séquence des tests en fonction de la séquence dimplantation du hardware et du logiciel réduirePermet de réduire les risques

67 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 6: Vérification (suite)…planification des tests Remarques générales sur les tests La planification des tests devrait faire partie intégrale des plans de développement dun produit toutes les disciplinesLa planification des tests devrait être faite par des membres appartenant à toutes les disciplines sous-systèmesDes tests appropriés pour les sous-systèmes favorisent le test du système intégré équipementsLes équipements de tests devraient faire lobjet dune documentation complète budget systèmes complexesLa conduite des tests est un élément important du budget pour les systèmes complexes (par exemple les systèmes pour lexploration spatiale)

68 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Exemple de plan de test pour le système dalarme

69 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 7 Intégration Intégration du système

70 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 7 Intégration du système (*)Le plan dintégration sert de guide à lintégration des différentes parties (sous-systèmes du diagramme physique) du système complet Le plan dintégration définit les étapes dintégration et leur ordonnancement temporel Le plan dintégration, dont le déroulement fait partie intégrante du diagramme Gantt, est conçu tôt dans le processus de développement afin de guider léquipe et de permettre un suivi serré de étapes de design et dimplantation Le plan dintégration doit être cohérent avec le plan de test Lintégration des sous-systèmes doit se faire le plus tôt possible afin de favoriser une étape de test rigoureuse et complète

71 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 7 Intégration du système – Exemple plan dintégration

72 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Les étapes du processus de développement (en bref - 1)

73 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Les étapes du processus de développement (en bref - 2)

74 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Les étapes du processus de développement (en bref - 3)

75 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Documents importants du processus de développement

76 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Documents importants...

77 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Documents importants...

78 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Design Implantation Intégration Test Analyse Approche séquentielle

79 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Approche dingénierie simultanée Opportunité Définition et Choix de concept Développement Validation Production PDR TRR CDR Proposition Début Gel progressif Preliminary Design Review Technical Readiness Review Critical Design Review

80 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL

81 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL DPF – Système dalarme Suite Retour

82 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL matrice de couplage DPF – Système dalarme, matrice de couplage

83 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Etape 1 … Construction de diagrammes de Kano

84 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Diagramme de Gantt Système dalarme Voir diagramme Visio

85 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Le diagramme de Gantt Le diagramme de Gantt représente une description graphique: tempsDu déroulement des tâches du projet dans le temps lienscontraintesDes liens entre les tâches et des contraintes imposées par certaines tâches sur dautres tâches ressourcesDes ressources affectées à lexécution des tâches coûtDu coût associé à lexécution des tâches

86 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL WBS – Système dalarme Voir diagramme Visio

87 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Le Work Breakdown Structure (WBS) Le WBS illustre de manière différente les tâches montrées dans le diagramme de Gantt Les tâches sont regroupées en classes propres à différents types dactivités (rapports, design, etc) Les tâches sont ilustrées en termes de blocs de travail sans lien avec la distribution temporelle sur laquelle elles seront exécutées work unitEn général, le client paie sur les tâches complétées (i.e. un work unit correspondasnt à une case du WBS), à condition quelles soient effectuées dans les temps prévus pour le projet

88 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Diagramme de fonctionnalités

89 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Diagramme physique

90 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Exemple de matrice de vérification des exigences Paramètre critique

91 Ingénierie des systèmes complexes A 2007Design III / GEL Exemple de matrice de vérification des performances Param. critique


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