Evaluation et traçabililé en ingenierie système LGI2P ENS Mines d’Alès Pierre Couturier Mambaye Lô Vincent Chapurlat LGI2P

Activités d’ingéniérie (Blanchard, 2011) Introduction Quelques problématiques de l’évaluation en conception interdisciplinaire (typiquement de systèmes mécatroniques) : Des besoins multiples et pouvant être antinomiques Un contexte d’incertitude et évolutif Pas de vision partagée du processus d’évaluation entre concepteurs Difficultés à estimer les conséquences des choix de conception Activités d’ingéniérie (Blanchard, 2011) Introduction

introduction Définition : L’évaluation est un support à la décision. Chaque alternatives de solution de conception (ASC) est comparée aux autres et aux exigences des parties prenantes (Wood, Antonsson 1989) Limites de l’étude Evaluation du système à faire et non du système pour faire et autres systèmes contributeurs Evaluation de l’efficacité et non des coûts ni des risques Evaluation des éléments d’architecture (pas des exigences et de leurs éventuels conflits) Introduction

Démarche suivie Choix d’un cadre de conception : l’ingénierie système En amont des ingénieries métiers mais intégrant les exigences métiers Proposition d’un modèle des données de l’évaluation en IS Relations entre données de l’évaluation et entités de l’IS Formalisation des relations de traçabilité Détection et correction d’ inconsistances dans des relations du modèles de données précédent. Identification des impacts potentiels des ASCs sur l’efficacité globale du système à faire Estimation de degré de satisfaction des ASCs, comparaison et classement des ASCs Introduction

Cadre de conception : IS Relations entre entités d’IS extrait de (Core Vitech 2011) IS basée sur des standards (ISO 15288, ANSI/EIA 632, IEEE 1220, SEBok) Concepts génériques Approche MBSE Prescriptif mais ouvert Processus techniques et support (SeBoK 2012) IS conduite en strates

Conduite de l’IS par strates Spécification des exigences Modèle ‘Strata’ (Long 2011, Vitech Corp.) 1 2 3 4 5 6 7 8 𝑛 1 𝑛 2   𝑛 3 𝑛 4 Conduite par strates Conception fonctionnelle Conception organique Analyse des besoins 2 Spécification des exigences Conduite en profondeur 1 Analyse des besoins 3 Conception fonctionnelle 4 Conception organique - Risque de choix organiques trop précoces + Fonctions et exigences induites considérés très tôt dans la conception + Prise en compte des couplages multi- physiques au plus tôt + Une strate forme une étude d’IS cohérente et de finesse de détails homogène + Choix organiques reportés - Fonctions et exigences induites considérées tardivement IS conduite en strates

Modèle ‘Strata’* Une strate est considérée complétée si : Les parties prenantes s’accordent sur les critères d’acceptation de l’architecture produite Les exigences fonctionnelles (feuilles) sont allouées aux composants de la strate considérée. Les composants ont été spécifiés dans les limites des connaissances disponibles pour cette strate. Les activités de vérification ont été menées sur cette strate *(Long 2011) IS conduite en strates

Méta-modèle des données de l’évaluation en IS Spécifications techniques Modèles des ASC Processus d’évaluation Base de données Evaluation Critère Indicateurs techniques Decision Considérations de conception : DDP⊃ {iDDP,oDDP} et DIP TPM, MOP,MOE LGI2P

Relations entre données, détail built from Item / Component/ Function specifies decomposed by Component F. Requirement performs refined by NF requirement based on 1..* 1 0..* 1 1..* is precised by 0,1 traces 0..* refined by Technical indicator 0..* 0,1 Criterion is expressed by 1..* refined by Relations systématiques Critère, TI, Exigences Méta-modèle des données d’évaluation

Relations entre données, détail precises Technical indicator 1 is traced by Item / Component/ Function NF requirement specified by refines 1..* NF requirement refines refines F. Requirement 0..* Criterion expresses 1..* based on decomposes Function 1..* Intérêt de la traçabilité des relations du méta-modèle pour l’analyse d’impact performs built in Component - Attributes (iDDP, oDDP) Méta-modèle des données d’évaluation

Formalisation des relations de traçabilité On note A deux ensembles d’artefacts et une relation partielle notée 𝑇 appelée relation de traçabilité définie sur AxA, non réflexive, non-symétrique et non-transitive, acyclique. Un lien de traçabilité noté 𝝉 est une relation orientée entre deux artefacts. Il est associé à ne relation de traçabilité entre ces deux artefacts. ∀𝑇, ( 𝑎, 𝑏 ∈(𝐴×𝐴) 𝑒𝑡 𝑎,𝑏 ∈𝑇)=> ∃! 𝜏∈Ξ,𝑏=𝜏(𝑎) On définit la relation 𝐝 ′ é𝐪𝐮𝐢𝐯𝐚𝐥𝐞𝐧𝐜𝐞 ≡ sur l’ensemble 𝚵 des liens de traçabilité entre artefacts de deux ensembles A et B par : ∀ 𝜇, 𝜈 ∈ Ξ 2 : 𝜇≡ 𝜈 ⇔ (𝐷 𝜇 = 𝐷 𝜈 =𝐷) ∧(∀𝑎∈𝐷, 𝜇 𝑎 =𝜈 𝑎 ) Formalisation des relations de traçabilité

Formalisation (modèle Strata) Les relations entre données du méta-modèles sont des relations de traçabilité auxquelles sont associés des liens de traçabilité : decomposed by basis of decomposed by refined by basis of Et plus généralement : E: exigences F : fonctions C : composants Formalisation des relations de traçabilité

risque d’Inconsistance des relations entre sTrATEs ? basis of ? Cas d’inconsistance strate n refined by decomposed by strate n+1 basis of strate n strate n+1 Même fonctions basis of decomposed by refined by Consistance Consistance des relations de traçabilité

Consistance entre strates n et n+1 Cas des exigences fonctionnelles : Si : 𝜏 𝑑 _𝑏𝑦 𝑛, 𝑛+1 o 𝜏 𝑏 _𝑜𝑓 𝑛 ≡ 𝜏 𝑏 _𝑜𝑓 𝑛+1 o 𝜏 𝑟 _𝑖𝑛 𝑛,𝑛+1 𝜏 𝑏 _𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑛, 𝑛+1 o 𝜏 𝑎 _𝑡𝑜 𝑛 ≡ 𝜏 𝑎 _𝑡𝑜 𝑛+1 o 𝜏 𝑑 _𝑏𝑦 𝑛,𝑛+1 et strate n strate n+1 Alors les relations de traçabilité entre strates n et n+1 sont consistantes : En particulier Consistance des relations de traçabilité

Consistance entre strates n-1 et n+1 Si les relations de traçabilité entre strates n-1 et n et entre strates n et n+1 sont consistantes alors elles le sont entre states n-1 et n+1. 𝜏 𝑏 _𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑛, 𝑛+1 o 𝜏 𝑏 _𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑛−1, 𝑛 o 𝜏 𝑎 _𝑡𝑜 𝑛−1 o 𝜏 𝑏 _𝑜𝑓 𝑛−1 ≡ 𝜏 𝑎 _𝑡𝑜 𝑛+1 o 𝜏 𝑏 _𝑜𝑓 𝑛+1 o 𝜏 𝑟 _𝑏𝑦 𝑛,𝑛+1 o 𝜏 𝑟 _𝑏𝑦 𝑛−1,𝑛 ≡ 𝜏 𝑎 _𝑡𝑜 𝑛+1 o 𝜏 𝑑 _𝑖𝑛 𝑛,𝑛+1 o 𝜏 𝑑 _𝑖𝑛 𝑛−1,𝑛 o 𝜏 𝑏 _𝑜𝑓 𝑛−1 En particulier Consistance des relations de traçabilité

Détection et correction d’inconsistance Pour tout e de En manquante ? 𝐼 𝜏 𝑘 𝑎 = 𝑞=0 𝑘 𝐼 𝜏 𝑞 (𝑎) 𝐼 𝜏 𝑞 𝑎 = 𝑏 𝑏= 𝜏 𝑞 𝑎 =𝜏o 𝜏 𝑞−1 𝑎 } 𝐼 𝜏,𝑇 𝑎 𝐼 𝜏 𝑘+1 𝑎 = ∅ si k tel que 𝐼 𝜏,𝐹 =𝐼 𝜏 𝑘 𝑎 alors Consistance des relations de traçabilité

Exemple d’application Critère IT Critère IT Critère IT /oDDP Illustration

conclusion Pour une vision partagée du processus d’évaluation entre concepteurs IS comme cadre de conception, Modèle des données de l’évaluation en IS Relations systématiques Critères-IT-Exigences Pour aider à estimer les conséquences des choix de conception Conduite en strates plus adaptée à la conception mécatronique Traçabilité des relations entre attributs des composants (iDDPs, oDDPs) et critères d’évaluation Identification des impacts potentiels reposant sur cette traçabilité Perspectives Validation des proposition sur d’autres exemples mécatroniques Evaluation qualitative ou quantitative (multi-critères) en cours Génération de plans d’actions correctrices LGI2P