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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes
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19documents trouvés

16307
26/09/2016

Simulation product fidelity: A qualitative & quantitative system engineering approach

S.PONNUSAMY

ISI

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 26 Septembre 2016, 192p., Président: A.NKESTA, Rapporteurs: G.WAINER, A.HADJALI, Examinateurs: M.PANTEL, H.VANGHELUWE, Directeurs de thèse: V.ALBERT , N° 16307

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01376060

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Résumé

La modélisation informatique et la simulation sont des activités de plus en plus répandues lors de la conception de systèmes complexes et critiques tels que ceux embarqués dans les avions. Les décisions prises sur la conception de ces systèmes à partir des moyens de simulation doivent être sûres. L’étude a exploré le domaine large variant de moins formelle théorie d’ingénieur de system utilisant ontologies à plus formelle théorie de simulation. Les travaux réalisés sont développement et validation d’ontologie et formalisation de théorie d’inclusion entre domaine de simulation et domaine d’utilisation, définir et développer des méthodes semi-automatiques utilisant de ontologie de Modélisation et Simulation pour identifier et sélectionner une abstraction consistent par rapport aux objectives de simulation, formalisation et raffinement de théorie de relation de simulation et approximatif pour identifier les abstractions des systèmes des transitions avec des ensembles d’états et d’actions finis et approximativement équivalent par rapport aux niveaux de fidélité désiré par le utilisateur de simulation, développement des outils permettant évaluation de fidélité, appliquer la méthode et démontrer la preuve de concept sur des cas d’application fournis par l’entreprise.

Abstract

In using Modeling and Simulation for the system Verification & Validation activities, often the difficulty is finding and implementing consistent abstractions to model the system being simulated with respect to the simulation requirements. A proposition for the unified design and implementation of modeling abstractions consistent with the simulation objectives based on the computer science, control and system engineering concepts is presented. It addresses two fundamental problems of fidelity in simulation, namely, for a given system specification and some properties of interest, how to extract modeling abstractions to define a simulation product architecture and how far does the behaviour of the simulation model represents the system specification. A general notion of this simulation fidelity, both architectural and behavioural, in system verification and validation is explained in the established notions of the experimental frame and discussed in the context of modeling abstractions and inclusion relations. A semi-formal ontology based domain model approach to build and define the simulation product architecture is proposed with a real industrial scale study. A formal approach based on game theoretic quantitative system refinement notions is proposed for different class of system and simulation models with a prototype tool development and case studies. Challenges in research and implementation of this formal and semi-formal fidelity framework especially in an industrial context are discussed.

137613
16214
15/02/2016

Improving cooperation between systems engineering and project management in engineering projects - Towards the alignment of systems engineering and project management standards and guides

R.XUE

ISI

Doctorat : INSA de Toulouse, Février 2016, 135p., Président: B.EYNARD, Rapporteurs: E.BONJOUR, J.YANG, Examinateurs: , Directeurs de thèse: C.BARON, P.ESTEBAN , N° 16214

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01376031

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Abstract

In a highly competitive economic context, companies need to improve their performance in entire life cycle of a product. It is often found that company organization leads to segregation between systems engineering and project management, with the result that decision-making is sometimes misguided and may compromise project execution, whereas, although they each have specific visions and targets, these disciplines are nonetheless intended to serve a common objective, which is to satisfy the customer. So it is an important issue to facilitate their adoption and their joint deployment within the company, in order to improve decision-making in engineering projects. The proposal of the thesis involves bringing systems engineering and project management closer together in order to help both systems engineers and project managers assess the project progress. Based on this assessment, they can adjust the project policy dynamically through the project life cycle. In this thesis, we first harmonize the standards and guides from systems engineering and project management domains and define an integrated process groups organized into 3 groups of processes. Then we identify a set of key indicators related to these process groups, indicators are then valuated and give the evaluation of the indicator based on the analytic hierarchy process method to integrate the views of systems engineers and project managers in an additional way. On the basis of these indicators, we use the critical path method and earned value management method to assess the project progress values and define two project indexes to assess and insight the project progress easier.

Résumé

L’ingénierie système et le management de projet sont deux disciplines essentielles dans l'industrie, et représentent deux facteurs essentiels pour la réussite des projets. Cependant, depuis de nombreuses années, s’est établie une barrière culturelle entre les praticiens de l'ingénierie des systèmes et ceux de la gestion de projet. Alors que l'ingénierie des systèmes s’intéresse aux éléments techniques, le management de projet a la responsabilité globale du projet ; de ce fait, certains considèrent que leurs activités sont indépendantes plutôt que de les considérer comme des parties d’un tout. Par conséquent, le travail coûte souvent plus, prend plus de temps, et fournit une solution non optimale pour le client. Alors comment faire pour supprimer les barrières entre les différentes équipes, les pratiques et les connaissances, afin de prendre les décisions dans le projet sur la base des vues intégrées de ces parties prenantes ? La réponse à cette question est essentielle pour assurer le succès du projet et améliorer la performance en entreprise. Cette thèse se place à l'intersection de plusieurs disciplines, notamment l’ingénierie système et le management de projet. Elle promeut le développement collaboratif de systèmes multi-technologies et la prise de décision partagée entre les parties prenantes. Notre premier objectif porte sur l'harmonisation des descriptions des processus du management de projet et d'ingénierie des systèmes sur la base des normes et guides de bonnes pratiques internationaux. Notre proposition est d'élaborer un cadre de processus fondamentaux et alignés pour supporter le management des processus d’ingénierie système qui peut être adapté à des entreprises de profils différents (PME, ETI ou grands groupes). Pour cela, nous comparons les cinq normes et guides d'ingénierie des systèmes (ANSI/EIA 632, ISO/IEC 15288, IEEE 1220, INCOSE Handbook et Sebok) et les trois normes et guides de gestion de projets (PMBoK, ISO 21500, ISO/IEC 29110) afin d'évaluer la cohérence de ces documents de référence en ce qui concerne les processus qu'ils décrivent et qui sont impliqués dans l'ensemble du projet. Au-delà de l'intégration des pratiques par l'utilisation de ce cadre, nous offrons aussi aux ingénieurs systèmes et managers un ensemble d'indicateurs qu'ils peuvent partager afin de faciliter la coopération entre eux et leur permettre une prise de décision collaboration dans le suivi et le pilotage des projets. Les indicateurs sont évalués à la fois par les ingénieurs systèmes et les managers et leur importance est décidée collaborativement à l’aide d’une méthode multicritère d’aide à la décision (AHP). Ensuite, sur la base des valeurs des indicateurs, les méthodes du chemin critique (CPM) et de gestion adaptative de la valeur acquise (EVM) sont utilisées pour évaluer l’avancement du projet et du développement du système. Quatre indices sont ainsi définis pour supporter le processus de prise de décision tout au long du projet afin de permettre la prise de décisions collaborative et de rendre celle-ci plus rationnelle.

Mots-Clés / Keywords
Decision support system; Engineering design process; Project management; Systems engineering;

137167
15301
26/06/2015

Validation de modèles de simulation

D.FOURES

ISI

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 26 Juin 2015, 188p., Président: M.COMBACAU, Rapporteurs: C.FRYDMAN, G. ZACHAREWICZ, Examinateurs: P.A.BISGAMBIGLIA, Directeurs de thèse: A.NKETSA, V.ALBERT , N° 15301

Lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01200720

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Résumé

Ce travail de thèse s’est intéressé à la validité des modèles de simulation dans le cadre du développement des systèmes complexes et critiques. Une analyse de l’approche d’ingénierie système, et plus particulièrement de l’aspect modélisation et simulation, a permis de constater qu’il est impossible d’établir de façon directe la validité du modèle de simulation. De nombreux points sont à l’origine de cette impossibilité, comme une mauvaise formulation des objectifs de simulation, une in- cohérence implémentatoire, les limites du moteur de simulation, etc. La validité d’un modèle de simulation étant définie pour un objectif de simulation, il est apparu im- portant de proposer une approche globale de la M&S, associant un ensemble d’outils capables de détecter des incohérences entre les objectifs de simulation et les modèles du système d’intérêt. Ces outils, à destination de l’utilisateur de la simulation, per- mettent l’amélioration du niveau de confiance dans le modèle de simulation et donc dans les résultats de simulation. Notre étude se base sur la théorie de la M&S telle que proposée par B.P. Zeigler. En considérant le concept de cadre expérimental qui y est introduit, nous avons pu proposer un cadre méthodologique capable d’exprimer les objectifs de simulation de manière claire. Ce cadre méthodologique nous permet d’étudier les problématiques d’application et d’accommodation de la M& S que nous regroupons sous la problématique de compatibilité. Ainsi, notre premier objectif a été de proposer une approche capable de mesurer l’incohérence entre les objectifs de simulation et le modèle du système. En s’ap- puyant sur les méthodes formelles et la théorie des automates, nous avons établi un ensemble de métriques capables de mesurer le degré de compatibilité dynamique entre cadre expérimental et modèle du système d’intérêt. Pour cela, nous étudions en premier lieu la compatibilité dynamique entre automates à interface en utilisant la décomposition en arbre. Montrant les limites d’une telle approche, nous sommes passé à l’étude de la compatibilité entre modèles DEVS en utilisant la génération de graphes de classe, autrement appelés graphes d’atteignabilité. Cette étude formelle de la compatibilité nous permet de proposer un ensemble de bonnes propriétés de la simulation. Nous proposons finalement une méthodologie qui permet de guider l’utilisateur de la simulation dans l’élaboration de métriques permettant de mesurer ce niveau de compatibilité. S’appuyant sur les concepts de l’ingénierie dirigée par les modèles, nous proposons un langage dédié à la simulation permettant de guider l’utilisateur de la simulation dans l’évaluation de la validité des modèles de simulation.

Abstract

This work is focused on the validity of simulation models during de- velopment of complex and critical systems. The analysis of the system engineering approach and, especially the modeling and simulation aspect, showed that it was impossible to directly determine simulation models validity. Many aspects can cause this unattainability, such as bad formulation of simulation objectives, implementa- tion inconsistency, limits of the simulation engine, etc. The validity of a simulation model being defined for a specific simulation goal, it seemed important to provide a global M&S approach, combining a set of tools to detect inconsistencies between objectives and models of the system under test. These tools, dedicated to the si- mulation user, allow to improve confidence level of the simulation model and thus in simulation results. Our study is based on the M& S theory as proposed by B.P. Zeigler. Using the concept of experimental frame, we are able to propose a metho- dological framework to express simulation objectives clearly. This allows us to study applicability and accommodation, witch we grouped under compatibility issue. Thus, our first objective was to propose an approach able to measure incon- sistencies between experimental frame and model of the system. Based on formal methods and automata theory, we propose a set of metrics that measure the degree of dynamic compatibility between experimental frame and model system of interest. For this, we firstly study the dynamic compatibility between interface automata using tree decomposition. Showing limits of this approach, we studied compatibility between DEVS models using reachability graphs analysis. This formal study of the compatibility help us to propose a set of good properties of the simulation. Finally, we propose a methodology to guide the simulation user in metrics de- velopment to measure the compatibility level. Based on model-driven engineering approach, we propose a simulation dedicated language, to help users to asses the validity of simulation models.

Mots-Clés / Keywords
Modélisation; Simulation; Validité; Cadre expérimental; DEVS; Formal Matching; Model; Experimental frame;

135111
14448
06/01/2014

Comprehensive methodology for complex systems’ requirements engineering and decision making

V.SHUKLA

ISI

Doctorat : INSA de Toulouse, 6 Janvier 2014, 258p., Président: C.SALINESI, Rapporteurs: D.KROB, Examinateurs: H.DEMMOU, Directeurs de thèse: G.AURIOL, Membres: D.SEGUELA, P.THUILLIER , N° 14448

Lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01080069

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Résumé

L’objectif principal de l’ingénierie des systèmes est la création d’un ensemble de produits et des services de haute qualité qui permettent l’accomplissement de tâches pour répondre aux besoins des clients. Un projet typique d’ingénierie des systèmes peut être divisé en trois phases : la définition, le développement et le déploiement. La phase de définition comprend les activités de capture des exigences et de leur raffinement. À la fin de la phase de définition du système, nous avons toutes les exigences fonctionnelles et non-fonctionnelles du système. L’un des résultats de la phase de développement est le modèle de travail initiale du système. La phase de déploiement se compose des activités liées à (1) l’évaluation opérationnelle du système, à (2) l’utilisation du système et à (3) son entretien. Dans un cycle de vie du projet, il y a de nombreuses questions qui doivent être traitées au cours des différentes phases pour finalement livrer un produit. Nous avons proposé une solution aux problèmes liés à l’ingénierie des exigences et aux techniques de la détection, de la gestion et de la résolution des conflits entre les parties prenantes. Cette thèse est basée sur les dernières avancées dans les pratiques industrielles et de recherche dans le domaine de l’ingénierie de conception du système. L’objectif de ce travail de thèse est de proposer une méthodologie de conception novatrice et globale en tenant compte de l’environnement multidisciplinaire et de multiples intervenants. Nous avons proposé un langage de modélisation des exigences basé sur les techniques GORE. Nous avons proposé quelques outils pour réduire l’ambiguïté des exigences tels l’utilisation de phrases négatives et de tests á l’aide de négation lorsqu’il s’agit de traiter certaines exigences difficiles à comprendre avec les techniques classiques. Nous avons également proposé des techniques de gestion des exigences pour mieux assurer leur traçabilité. Concernant la résolution des conflits, nous avons proposé des techniques de pondération des critères au cours des différentes étapes du cycle de vie. En utilisant la même technique de pondération de critères, une méthode de décision multicritères et multi participants est proposée pour divers problèmes de décision survenant pendant le cycle de vie du projet d’ingénierie systèmes. Enfin, une approche globale de l’ingénierie des systèmes est proposée pour intégrer toutes les contributions faites précédemment et est illustrée sur une étude de cas concernant un projet réel avec la présentation dŠun outil SysEngLab que nous avons développé pour mettre en oeuvre la majorité des méthodes et des techniques proposées au cours de thèse.

Abstract

The primary goal of the systems engineering is the creation of a set of high quality products and services that enable the accomplishment of desired tasks and needs of the clients or user groups. A typical systems engineering project can be divided in to three phases: definition, development, and deployment. The definition phase involves the activities of requirement elicitation and refinement. By the end of system definition phase, we have all the system functional and nonfunctional requirements. One of the results of development phase is initial working model of the system. The deployment phase consists of activities of operational implementation, operational testing and evaluation, and operational functioning and maintenance. In a project life cycle there are numerous issues to be sorted out during the various phases to finally deliver a successful product. We proposed solution to the problems of requirements engineering & management, design conflict detection, and stakeholders conflict resolution. This thesis is based on the recent advances in industrial practices and research in the field of system design engineering. The objective of this thesis work is to propose an innovative and holistic conception methodology taking into account the multidisciplinary environment and multiple stakeholders. We have proposed a requirements modeling language based on the GORE techniques. We have proposed a few of tools for reducing the ambiguity of requirements such as: using negation and test cases using negation for contracting difficult requirements. Requirement management techniques are proposed to provide better requirements traceability and aid for other systems engineering activities. Few guidelines have been designed to guide the design of traceability policies. Criteria weighting technique has been designed to better carry out the conflict resolutions, during the various life cycle stages. Using the same criteria weighting technique a flexible multi criteria multi participant decision methodology is proposed for various decision problems arising during the life cycle of systems engineering project. Finally, a comprehensive prescriptive systems engineering approach is proposed using all the previously made contributions and an illustrative case study of a real ongoing project is presented developed using the supporting tool SysEngLab, which implements majority of the methods and techniques proposed during thesis.

Mots-Clés / Keywords
Systems engineering; Requirements engineering; Requirements management; Decision making; Comprehensive methodology; Ingénierie système; Ingénierie des exigences; Gestion des exigences; Theorie de la prise de décision; Méthodologie globale;

133288
12885
30/01/2012

A prescriptive approach to derive value-based requirements specification : application to the requirements engineering of commercial aircraft

X.ZHANG

ISI

Doctorat : INSA de Toulouse, 30 Janvier 2012, 155p., Rapporteurs: C.MERLO, M.ZOLGHADRI, Examinateurs: E.CAILLAUD, D.ESTEVE, Directeurs de thèse: C.BARON, G.AURIOL , N° 12885

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01068212

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Résumé

Ces dernières années, la conception de produit vise de plus en plus à remettre le client aucentre du processus de développement. De nouvelles méthodes et outils ont permis de formaliser nonseulement l’identification des besoins et des attentes du client mais également leur transformation enexigences. Cependant, malgré les progrès récemment apparus dans ce domaine, la notion de valeurperçue par le client qui est associée au produit reste faiblement considérée durant le développement duproduit alors que la perception de cette valeur par le client va jouer un rôle clé au moment du choix duproduit.Dans cette thèse, nous proposons une approche normative visant l’intégration de la notion devaleur du produit dans le processus d’établissement des exigences. Un état de l’art présente lesconcepts et les pratiques impliqués dans le déploiement de la fonction de qualité, étroitement liée auprocessus de spécification des exigences basé sur la valeur. Ces concepts sont relatifs aux notionsd’objectifs, de modèles de la valeur, de fonctions d’utilité multi attributs et de hiérarchie et de réseauxd’objectifs.Notre approche se déroule en 4 étapes : (1) identifier et structurer les objectifs à partir del’expression des attentes du client, (2) spécifier les attributs de la valeur perçue par le client etconstruire un modèle de la valeur client, (3) transformer les objectifs en exigences pour construire unmodèle global de la valeur produit et (4) dériver ce modèle global en un modèle de la valeur pourchaque composant du produit. Cette approche permet ainsi de prendre en compte explicitement lavaleur produit perçue par le client en l’intégrant dans les phases de développement, ce qui favorise uneconception proactive dirigée par la valeur.Nous l’illustrons sur un exemple d’avion de ligne développé en Vanguard Studio. Cet exemplea été élaboré par l’ensemble des partenaires au cours du projet Européen IST CRESCENDO et sert decas-test pour ce projet

Abstract

Recently customer-based product development is becoming a popular paradigm. Customer needsand expectations are identified and transformed into requirements in systematic processes for productdesign with the help of various methods and tools. However, in many cases, these approaches fail tofocus on the perceived value that is crucially important when customers make the decision ofpurchasing a product. The requirements specification derived from these approaches are typicallyvalue-implicit.In this thesis, a prescriptive approach to derive value-based requirements specification is proposedby integrating the concept of value into the house of quality of quality function deployment. Anintegrated set of theories, methods and concepts is introduced in order to mitigate the sevenmethodological problems of house of quality regarding to establishing appropriate value-basedrequirements specification. The foundations of the approach include concepts of objective, valuemodel and consequence model, methods of means-ends objectives network, fundamental objectiveshierarchy, response surface methodology and value-driven design, and theory of multi-attribute utilitytheory. The procedure of the approach is a four-step process: (1) identify and structure objectives frominitial customer statements of expectations, (2) specify attributes and construct customer value model,(3) transform fundamental objectives into engineering characteristics to construct system value model,and (4) derive component value models from system value model. Through this procedure, initialcustomer statements can be reasonably derived into customer value model, system value model andcomponent value model. The benefits of the approach are that it enables (1) reasonably qualifying andquantifying customer value, and performing value modeling and simulation, (2) perceived customervalue being subsequently used reactively for design evaluation, and proactively for value-drivendesign.The approach is applied in the context of a European Community’s R&D project CRESCENDO tohelp constructing airlines’ group value model for commercial aircraft development. This applicationfocuses on the first two-steps of the approach, and the value models are implemented in businesssoftware Vanguard Studio

Mots-Clés / Keywords
Quality function deployment; Customer value; Value model; Requirements engineering; Multi-attribute utility theory and commercial aircraft; Modèle de la valeur; Ingenierie des exigences; Fonction qualité; Théorie de l'utilité multiattributs; Ingénierie des systèmes; Déploiement de la qualité; Relations clients-fournisseurs;

133244
11395
08/07/2011

Intégration de la sûreté de fonctionnement dans les processus d’ingénierie système

R.GUILLERM

ISI

Doctorat : Université Paul Sabatier, Toulouse, 8 Juillet 2011, 186p., Président: A.RAUZY, Rapporteurs: J.P.BOUREY, F.KRATZ, Examinateur: J.C.PASCAL, Directeurs de thèse: H.DEMMOU, N.SADOU , N° 11395

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00619333/fr/

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Abstract

The integration of various technologies, including computer and electronics, makes the nowadays designed systems increasingly complex. They have behaviors which are more elaborate and difficult to predict, they have a greater number of components in interaction and/or perform highest level functions. Parallel to this increasing complexity of these systems, the competitive of the global market imposes strong constraints of cost and time to the system developers. Other strong constraints deal with the quality of these systems, especially when they involve human risks or significant financial risks. Thus, developers are forced to adopt a rigorous design approach to meet the desired system requirements and satisfy the various constraints (cost, time, quality, dependability...). Several methodological approaches to guide the system design are defined through system engineering standards. Our work is based on the EIA-632 standard, which is widely used, especially in the aeronautical and military fields. It is to improve the systems engineering process described by the EIA-632, in order to incorporate a global and explicit consideration of dependability. Indeed, till now the dependability was achieved by reusing generic models after having studied and developed independently each function. So there was no specific consideration of the risks associated with the integration of several technologies. For this reason, we propose to concern ourselves with the dependability requirements at the global level and as early as possible in the development phase. Then, these requirements will be decline to lower levels. We based our approach on the processes of the EIA-632 standard that we expand. We also propose an original method for the declination of the dependability requirements based on fault trees and FMEAC, and an information model based on SysML in order to support our approach. An example from the aeronautical field illustrates our proposals.

Résumé

L'intégration de diverses technologies, notamment celles de l'informatique et l'électronique, fait que les systèmes conçus de nos jours sont de plus en plus complexes. Ils ont des comportements plus élaborés et plus difficiles à prévoir, ont un nombre de constituants en interaction plus important et/ou réalisent des fonctions de plus haut niveau. Parallèlement à cette complexification des systèmes, la compétitivité du marché mondial impose aux développeurs de systèmes des contraintes de coût et de délais de plus en plus strictes. La même course s'opère concernant la qualité des systèmes, notamment lorsque ceux-ci mettent en jeu un risque en vies humaines ou un risque financier important. Ainsi, les développeurs sont contraints d'adopter une approche de conception rigoureuse pour répondre aux exigences du système souhaité et satisfaire les diverses contraintes (coût, délais, qualité, sûreté de fonctionnement,...). Plusieurs démarches méthodologiques visant à guider la conception de système sont définies par l'intermédiaire de normes d'Ingénierie Système. Notre travail s'appuie sur la norme EIA-632, qui est largement employée, en particulier dans les domaines aéronautique et militaire. Il consiste à améliorer les processus d'ingénierie système décrits par l'EIA-632, afin d'intégrer une prise en compte globale et explicite de la sûreté de fonctionnement. En effet, jusqu'à présent la sûreté de fonctionnement était obtenue par la réutilisation de modèles génériques après avoir étudié et développé chaque fonction indépendamment. Il n'y avait donc pas de prise en compte spécifique des risques liés à l'intégration de plusieurs technologies. Pour cette raison, nous proposons de nous intéresser aux exigences de Sûreté de Fonctionnement au niveau global et le plus tôt possible dans la phase de développement, pour ensuite les décliner aux niveaux inférieurs, ceci en s'appuyant sur les processus de la norme EIA-632 que nous étoffons. Nous proposons également une méthode originale de déclinaison d'exigences de sûreté de fonctionnement à base d'arbres de défaillances et d'AMDEC, ainsi qu'un modèle d'information basé sur SysML pour appuyer notre approche. Un exemple issu du monde aéronautique permet d'illustrer nos propositions.

Mots-Clés / Keywords
Ingénierie système; Processus; EIA-632; Sûreté de fonctionnement; AMDEC; Arbres de défaillances; Exigence; Modèle d'information; SysML; System engineering; Processes; Dependability; FMECA; Fault trees; Requirements; Information model;

125031
10177
21/01/2010

Approche pour la conception de systèmes aéronautiques innovants en vue d'optimiser l'architecture. Application au système portes passager

J.VERRIES

ISI

Doctorat : Université Paul Sabatier, Toulouse, 21 Janvier 2010, 186p., Président: T.GAYRAUD, Rapporteurs: J.P.BOUREY, T.SORIANO, Examinateurs: D.DELFIEU, L.GROUX, Directeurs de thèse: A.E.K.SAHRAOUI, M.PALUDETTO , N° 10177

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00468915/fr/

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Abstract

This thesis lies at the crossroads of systems engineering and model-driven engineering. A set of requirements engineering and architectural design processes have been defined. We adapted MDA approach concepts to derive design and validation methods and define an information model. This information model has been implemented as a SysML profile, and allow formal verification of methodological rules and system properties. VHDL-AMS models have been used as a complementary mean for system validation purpose. A metamodel-based transformation between SysML model and VHDL-AMS has been defined and implemented.

Résumé

Les travaux de cette thèse se situent à l'intersection des domaines de l'ingénierie système et de l'ingénierie dirigée par les modèles. Un ensemble de processus d'ingénierie des exigences et de conception architecturale système a été proposé. Sur la base du standard MDA, des méthodes de conception et de validation ont été définies et mise en Suvre autour d'un modèle d'information. Celui-ci a été réalisé comme un profil du langage SysML, et permet la vérification formelle de règles et de propriétés systèmes au moyen de contraintes OCL. Afin de compléter la méthodologie sur le plan de la validation système, des modèles en langage VHDL-AMS ont été intégrés à la méthodologie. Cette approche nous a amené à étudier un certains nombre de transformations de modèles, pour lesquelles nous avons choisi de travailler au niveau des métamodèles.

Mots-Clés / Keywords
Ingénierie système; Validation système; Ingénierie dirigée par les modèles; Simulation; System engineering; System validation; Model-based engineering; System simulation;

120941
09663
27/10/2009

Approche système pour la conception d'une méthodologie pour l'élicitation collaborative des exigences

J.KONATE

ISI

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 27 Octobre 2009, Président : J-P. BOURET, Rapporteurs : Z. ABAZI , Examinateurs : G. KOLFCHOTEN, M. PALUDETTO, P. ZARATE Directeur de thèse : A-E-K. SAHRAOUI , N° 09663

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00435878/fr/

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Résumé

La présente thèse porte sur la collaboration dans la conception d'un système dans un cadre Ingénierie Système (IS) et plus spécifiquement, nous nous sommes intéressés à la phase de définition des besoins du système ou processus d'Ingénierie des exigences, qui est la toute première phase dans l'Ingénierie Système. L'Ingénierie des Exigences est un processus assez complexe au cours duquel les exigences qu'un système doit satisfaire sont définies à partir de besoins provenant des différentes parties prenantes concernées de près ou de loin par la réalisation du système. Nous faisons la distinction entre le besoin qui est la perception qu'un utilisateur final a du système et l'exigence qui est la vision en termes techniques qu'un concepteur ou un développeur a du système. Le processus d'élicitation des besoins et de leur transformation en exigences techniques est un travail assez critique et demande l'implication de toutes les parties prenantes. Sur la base de ce constat, nous avons adopte une approche collaborative pour traiter la complexité de ce processus. Etant donne la nature du problème, nous avons distingue deux domaines de définition de nos travaux : l'Ingénierie des Exigences à travers l'Elicitation des Exigences et la Collaboration. Nous avons ainsi adopte une démarche dans laquelle nous faisons la distinction entre les problèmes d'Ingénierie et ceux de la collaboration. Nous proposons une méthodologie pour l'Elicitation Collaborative des exigences qui distingue deux types de processus : les processus dIngénierie des exigences et les processus de collaboration. Les processus de collaboration sont définis à l'aide de l'Ingénierie de la Collaboration en s'appuyant sur les taches dIngénierie identifiées aux travers de processus dIngénierie fournis par des normes, en l'occurrence la norme EIA-632. Des expérimentations de notre méthodologie ont été réalises avec des étudiants en utilisant l'outil ThinkTank de GroupSystems et un prototype de spécification collaborative des exigences appelé SPECJ que nous avons développé.

Abstract

This thesis treats the collaboration issues of design teams in the context of System Engineering (SE). Systems are more and more complex; their design requires the involvement of various skills, i.e., several stakeholders. This also involves team work between different stakeholders. Since this needs to be done correctly, it is necessary to define the methods required. In order to accomplish this, we were interested in collaboration that we considered more elaborated than simply group work. Indeed, collaboration is intended to be a group work that is better organized and structured, with clearly defined rules. To understand this problem more clearly, we were particularly interested in the process of identifying the needs of the system also called Requirements Engineering (RE), which is the first phase of the Engineering System. RE is a very complex process during which system requirements have to be defined based on needs from different stakeholders concerned in one way or another by the realization of the system. We make a distinction between the need that is the perception of a final user of the system, and the requirement that is the vision, in technical terms, that a designer or a developer has of the system. Indeed, requirement is the technical expression of a need and it will be recorded in the specifications book in order to be transferred to the system realization team. The process of needs collection and the transformation of these needs into technical requirements is critical and requires involvement of all stakeholders. As a result of this, we decided to adopt a collaborative approach to deal with the complexity of this process. Thus, in order to define the boundaries and scope of our research work, we made a literature review on RE. We have more focused on the phase of Requirements Elicitation, the first phase of RE, because it requires the committed participation of all stakeholders. Given the nature of the problem, we have distinguished two domains in which our research work is located: RE through Requirements Elicitation and Collaboration. We have thus adopted an approach in which we made the distinction between engineering and collaboration problems. In this context, we realized a state of the art on RE, in which we presented some existing works by comparing them to ours. We followed this by including other present day research on Collective Intelligence and Collaboration Engineering. We then proposed a methodology for Collaborative Requirements Elicitation. We separated the area of engineering from the area of collaboration by defining two types of processes: Requirements Engineering processes and Collaboration processes. Collaboration processes are defined using Collaboration Engineering based on engineering tasks. These are identified through the process provided by SE standards, namely the standard EIA-632. We also presented the tooling of the methodology and the results of the empirical studies we made.

Mots-Clés / Keywords
Ingénierie système; Collaboration; Ingénierie de la collaboration; Innovation; Ingénierie des exigences; System engineering; Requirements engineering; Collaboration engineering;

119415
09703
30/09/2009

Evaluation de la validité de la simulation dans le cadre du développement des systèmes embarqués

V.ALBERT

ISI

Doctorat : Institut National des Sciences Appliquées, Toulouse, 30 Septembre 2009, Président : M. GOURGAND, Rapporteurs : N. GIAMBIASI, J-P. BOUREY, Examinateurs : M. PALUDETTO, H. SARJOUGHIAN, J. CASTERES, R. JACQUART, Directeur de thèse : A. NKETSA , N° 09703

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00442449/fr/

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Résumé

Lobjectif de cette étude est de proposer une approche générale dévaluation de la validité dune Modélisation et Simulation (M&S) utilisée dans le cadre du développement des systèmes embarqués. Cette approche sinscrit dans une démarche visant à améliorer la confiance en lutilisation dune simulation dont les résultats sont souvent remis en cause sans justification cohérente. Le cadre dapplication de létude est lensemble des produits de simulation dAirbus. Au regard dun objectif de validation dun système, une simulation doit être la plus proche possible du système quelle représente. Dans le cycle de développement dun avion, les simulations doivent être disponibles avant les systèmes eux-mêmes. Si le niveau de validité est trop faible les résultats nécessaires à lexpérience ne peuvent être atteints. Si le niveau de validité est trop élevé, du temps de travail de modélisation et de calcul est inutilement dépensé. Nous avons assimilé le problème de niveau de validité à une hiérarchie dabstraction de modèles. Nous proposons un modèle de description des propriétés dabstractions qui permet de parler strictement des mêmes choses lorsque le terme de "validité" est évoqué et dévaluer la compatibilité entre un niveau de validité attendu par lexpérience et un niveau de validité fourni par le produit de simulation. Puis, nous avons établi des règles formelles de mise en correspondance dun objectif dutilisation et du domaine dusage dun modèle. Le problème de la mise en correspondance est fondé sur le principe quun objectif dutilisation et un domaine dusage dune simulation sont deux composants, au sens formel du terme. Nous avons adapté les techniques de lingénierie basée composants, pour enrichir, par des techniques itératives, nos deux composants. Enfin nous avons proposé une méthodologie permettant dintégrer nos concepts formels au processus dIngénierie Systèmes. Nous illustrons cette démarche sur un système de communication avionique.

Abstract

The main objective of this thesis is to propose a general approach for assessing the validity of a Modelling and a Simulation (M&S) used during the development of embedded systems. This approach is an effort to improve confidence in the use of a simulation whose results are often questioned without consistent justification. A contribution of this thesis is to define a framework to establish this justification. The context of the study is the set of Airbussimulation products. In relation to a Verification and Validation plan of a system, a simulation must be as close as possible to the system it represents while respecting the constraints of cost and timely availability. The simulations must be available before the systems themselves. If the level of validity is too low, the results required for the experiment can not be reached. If the level of validity is too high, time of modelling and calculation is unnecessarily spent. Considering that the validity of a simulation is never assessed in isolation but always in relation to a target user, we have defined the problem of validity as the applicability of a simulation objective of use. We have treated the problem of validity level as a hierarchy of model abstractions. We therefore propose a model for describing properties of abstractions, called the conceptual model, which is the unifying language between user and developer of the simulation. It allows, first, to speak strictly the same thing when the term "validity" is mentioned, and secondly, to assess the compatibility between an expected validity level for the experience and a validity level provided by the simulation. Then, we have established formal matching rules for mapping between an objective of use and a simulation described respectively as the conceptual model proposed. The problem of mapping is based on the principle that both are components, in the formal sense, i.e., they interact through their interfaces and only through their interfaces. We look at componentbased engineering techniques to iteratively enrich the concept of "context validity" of a model by "symbolic concepts" and cover each property of the taxonomy of abstractions. Since M&S is one process of systems engineering, we proposed a methodology to integrate our formal concepts in such a process to achieve the desired conceptual model. We illustrate this approach on an avionic communication system.

Mots-Clés / Keywords
Modélisation; Simulation; Validité; Abstractions; Cadre experimental; Model; Validity; Abstraction; Component-based; Formal Matching;

119698
08156
01/04/2008

Ingénierie système et système de production manufacturière: intégration de l'avolution des exigences dans le PLM

M.MESSAADIA

ISI

Doctorat : Université Paul Sabatier, Toulouse, 11 Avril 2008, 179p., Président: M.PALUDETTO, Rapporteurs: S.FOUFOU, N.ZERHOUNI, Examinateurs: P.DE-CHAZELLES, J.C.MARTY, I.TRAORE, Directeur de thèse: A.E.K.SAHRAOUI , N° 08156

Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00309955/fr/

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Abstract

Competition requires companies' constraints in product quality terms. They are subject to more stringent requirements. Thus, for these modern companies, success means producing the best product at the lowest price, just in time. The INCOSE (International Consortium of System Engineering) has issued the slogan "faster, Better, and Cheaper." In this context, the joint management of products and production processes has become a necessity. The product development must take into account the customers need in a very short time depending on the market. Thus our work falls within the engineering system process integration context within the manufacturing industry and mainly the product life cycle management, known as the PLM. The work was focused on three axes. The first axis focused on concepts application and system engineering standards for manufacturing and especially on the EIA 632 process widely used in the aeronautics and space. The second axis focused on the possibility of linking the end product and enabling products process. The work is focused on the PLM concept as a technique to ensure that appropriate link. The third axis, which is an extension of the previous two, aims to develop the management process of changing requirements and their impacts on the production system and other enabling products (maintenance, disposal, etc.).. The approach that considers all three axes is illustrated with case study. This work has enabled the concepts applicability and systems engineering standards to manufacturing and offers a generic framework for extensions. Some of these extensions were treated at the level of requirements change integration in the PLM.

Résumé

La concurrence impose aux entreprises des contraintes de plus en plus élevées en termes de qualité des produits. Elles sont soumises à des exigences de plus en plus contraignantes. Ainsi, pour ces entreprises modernes, le succès implique de produire le meilleur produit, au plus bas prix, juste à temps. L'INCOSE (Association Internationale de l'Ingénierie Système) a émit le slogan " faster, Better, and Cheaper ". Dans ce contexte, la gestion conjointe des produits et des processus de production est devenue une nécessité. Le développement de produits doit impérativement tenir compte des souhaits et des demandes des clients, cela dans un temps très court dépendant du marché. Ainsi notre travail rentre dans le contexte d'intégration des processus d'ingénierie système dans le cadre de l'industrie manufacturière et plus principalement la gestion du cycle de vie du produit connu sous l'appellation PLM (product Lifecycle management). Le travail a été orienté selon trois axes. Le premier a porté sur l'application de concepts et de normes d'ingénierie système à la production manufacturière et plus précisément sur les processus recommandés par la norme EIA 632 largement utilisée, notamment dans l'aéronautique et le spatial. Le deuxième axe a porté sur la possibilité de lier les processus concernant le produit final et les produits capacitants ou contributeurs (Enabling Products). Les travaux sont orientés sur l'adoption du concept PLM comme une technique pour assurer ce besoin de lien. Le troisième axe, qui est un prolongement des deux précédents, a pour objectif de développer le processus de gestion des évolutions des exigences et leurs impacts sur le système de production et autres produits capacitants (maintenance, retrait, etc.). L'approche qui considère ces trois axes est illustrée sur une étude de cas. Ce travail a permis l'applicabilité des concepts et des normes ingénierie systèmes à l'industrie manufacturière et offre un cadre générique pour des extensions éventuelles. Une partie de ces extensions a été traitée au niveau de l'intégration du changement d'exigences dans le PLM.

Mots-Clés / Keywords
Evolution des exigences; Ingénierie système; PLM; Production manufacturière; Requirements evolution; System engineering; Manufacturing systems;

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