Formalisation des Processus de l'Ingénierie Système

267 Pages·2017·8.79 MB·French

by  Samuel Rochet

Formalisation des Processus de l’Ingénierie Système:
Proposition d’une méthode d’adaptation des processus
génériques à différents contextes d’application
Samuel Rochet
To cite this version:
Samuel Rochet. Formalisation des Processus de l’Ingénierie Système: Proposition d’une méthode
d’adaptation des processus génériques à différents contextes d’application. Sciences de l’ingénieur
[physics]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. Français. ￿NNT: ￿. ￿tel-00346037￿
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abroad, or from public or private research centers. publics ou privés.
N° d’ordre: 901
THÈSE
présentéeà
L’INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUÉES DE TOULOUSE
pourl’obtentiondu
DOCTORAT
del’UniversitédeToulousedélivréparl’InstitutNationaldes Sciences Appliquéesde
Toulouse
Spécialité:Systèmes Automatiques
par
Samuel ROCHET
LABORATOIRE TOULOUSAIN DE TECHNOLOGIE ET D’INGÉNIERIE DES SYSTÈMES
ÉcoleDoctoraleSystèmes
Titredelathèse:
- Formalisation des processus de l’Ingénierie Système : -
Propositiond’une méthode d’adaptation des processus génériques à différents
contextes d’application
Soutenuele26Novembre2007, devantlejury:
Rapporteurs : Colette ROLLAND Professeuràl’Université ParisIPanthéonSorbonne
Alain BERNARD Professeuràl’ÉcoleCentraledeNantes
Examinateurs : Claude BARON Professeuràl’INSAdeToulouse-Directricedethèse
Daniel ESTEVE Directeurderecherche émériteauLAAS-CNRS
Christian PERCEBOIS Professeuràl’Université PaulSabatierToulouseIII
Éric BONJOUR MaîtredeConférences àl’UniversitédeFranche-Comté
Membresinvités : Michel ALDANONDO Professeuràl’ÉcoledesMinesd’Albi-Carmaux
Lionel JAOUEN Industriel, Airbus
b Samuel Rochet
Remerciements
Je tiens à remercier ma directrice de thèse Mme Claude Baron pour toute la confiance
qu’elle a placé en moi depuis mon DEA. C’est elle qui m’a poussé et qui a permis l’aboutis-
sement de ces travaux. Merci aussi aux membres du Laboratoire Toulousain de Technologie
et d’Ingénierie des Systèmes (LATTIS) pour leur accueil et leur soutien scientifique et moral
durant lesannées quej’ai partagées aveceux.
Je remercie MmeColetteRolland et M. Alain Bernard les rapporteurs de cette thèsepour
leurscommentairesetleursquestionsquisontvenusenrichirmaréflexionainsiquelesautres
membres de mon jury de thèse MM. Daniel Esteve, Michel Aldanondo, Christian Percebois,
ÉricBonjouret LionelJaouen pourm’avoirfaitl’honneurd’assisteràmasoutenance.
Parmi eux, je tiens à remercier tout particulièrement M. Daniel Esteve pour son intuition
et ses nombreuxconseilsqui m’ontévitébien deségarements.
Merci à Hugues Malgouyres qui a vécu avec moi ses années de thèse et dont les travaux
onttrouvéuneapplicationdans lavalidationdemes modèles.
Ce travail a pu voir le jour grâce à l’appui de la société Airbus. Je remercie tous les
membres du département SW, en particulier M. Lionel Jaouen qui m’a accueilli dans son
équipeetautoriséàconsulterlesprojetsactuelspourformulerpluscorrectementlaprobléma-
tiquesystème.
Merci àIsabelle, mapremièrelectrice, quim’estdevenueindispensable.
Merci enfin à toute ma famille et à mes amis qui m’ont tour à tour supporté, aidé ou
simplementdivertiun instant.
i
ii Samuel Rochet
Table des matières
Introduction Générale 1
1 Cadregénéral des travauxet problématique 5
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 L’ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Définitionet objectifsdel’ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 État des connaissanceset despratiques . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.3 Principes et moyensdel’ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Outils,modèleset méthodologiesen ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . 11
1.3.1 Outils, modèles et méthodologies des activités propres à l’ingénierie
système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.2 Modèles etoutilsméthodologiquesrelatifs auxprocessus . . . . . . . 13
1.3.2.1 Approchespurement méthodologiques . . . . . . . . . . . 13
1.3.2.2 Approchesméthodologiquesliéesàun outil . . . . . . . . 14
1.3.3 Modèles universelsdu système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3.3.1 LelangageSysML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.3.2 LelangageUPDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.4 Ingénieriesystèmeguidéeparlesmodèles . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.4.1 Principes del’ingénieriesystèmeguidéeparles modèles . . 16
1.3.4.2 Projets connexes à l’ingénierie système guidée par les mo-
dèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.3.5 Récapitulatifdesoutils,modèlesetméthodologiesdel’ingénieriesys-
tème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4 Lesnormes d’ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4.1 Rôle desnormes d’ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4.1.1 Objectifsdelanormalisation . . . . . . . . . . . . . . . . 21
iii
TABLE DESMATIÈRES
1.4.1.2 Cadre d’applicationdelanormalisation . . . . . . . . . . . 22
1.4.1.3 Limitationsd’unenormalisation. . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4.2 Les principalesnormesdel’ingénieriesystème . . . . . . . . . . . . 24
1.4.2.1 LanormeIEEE 1220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.2.2 LanormeEIA-632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.2.3 LanormeISO15288 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.3 Analysedessimilitudes,différenceset complémentariténormatives . 29
1.4.4 Traitementdes besoinscomplémentaires . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.5 Notrenormeréférante :l’EIA-632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.5.1 Pourquoi choisirl’EIA-632commeréférence? . . . . . . . . . . . . 33
1.5.2 Quelquesrappels généraux surl’EIA-632 . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.5.3 Quelquesrappels surlecontenuet lesconcepts del’EIA-632 . . . . . 34
1.5.3.1 Leprojetet sonenvironnement . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.5.3.2 Propositiond’unestructuregénériquedu système . . . . . 35
1.5.3.3 Les processusconstitutifsdel’EIA-632 . . . . . . . . . . . 40
1.5.3.4 Leconceptdecycledeviedusystème . . . . . . . . . . . 46
1.5.3.5 Les exigencesdel’EIA-632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.6 Notreproblématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2 Formalisationdes normes d’ingénierie système 57
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.2 L’ingénieriedirigéeparles modèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.2.1 Rôledel’ingénieriedesmodèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.2.2 Principaux conceptsdel’ingénieriedes modèles . . . . . . . . . . . 60
2.2.2.1 Notionsdemodèleet deméta–modèle . . . . . . . . . . . 60
2.2.2.2 Leméta–méta–modèle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.2.2.3 Propositionsdel’OMG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.2.3 Les langagesdel’ingénieriedes modèles . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.2.4 Les transformationsdemodèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.3 Choix d’unlangageet d’unoutildemodélisation . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.3.1 Les langageset lesoutilsexistants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.3.1.1 Langagesdemodélisationdeprocessus . . . . . . . . . . . 67
2.3.1.2 Langagesdedescriptiondesystèmes . . . . . . . . . . . . 72
2.3.2 Lelangagedemodélisationutilisé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
iv Samuel Rochet
TABLEDESMATIÈRES
2.4 Applicationàlamodélisationdel’EIA-632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.4.1 Modélisationdes processusdel’EIA-632 . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.4.2 Modélisationdelastructuredesystème . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.2.1 Modèled’un système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.2.2 Modèledes blocsdeconstruction . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.2.3 Modèledelastructuredesystème . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.3 Modélisationdu cycledevied’ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.4.4 Analysedel’EIA-632àpartirdesonmodèle . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.4.1 Développementdescendant, réalisationascendante . . . . . 87
2.4.4.2 Typesdegroupes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.4.4.3 Séquencement des processus . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.4.4.4 Validitéduflot dedonnéesdel’EIA-632 . . . . . . . . . . 97
2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3 Spécialisationsmétieret projet des processus d’ingénierie système 101
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.2 Notredémarche demodélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.2.1 Aperçu deladémarche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.2.2 Méthodesdeconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.2.3 Avantagesdeladémarche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.3 Lesspécificités métier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.3.1 Définitiond’un métier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.3.2 Unexempledemétier:lesEPI(ÉquipementsdeProtectionIndividuelle)108
3.3.2.1 Définitiond’unEPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.3.2.2 Quellesexigencespourles EPI? . . . . . . . . . . . . . . 111
3.3.3 Impact surlesprojets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
3.4 Laconstructiond’un modèledeprocessusmétier . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.4.1 Exempledemodèlemétier:lecas des EPI . . . . . . . . . . . . . . 117
3.4.2 Constructionincrémentaledumodèlemétier . . . . . . . . . . . . . 119
3.4.3 Opérations de modélisation complémentaires à l’élaboration du mo-
dèlemétier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.4.4 Modélisationmulti-métier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.5 Laconstructiond’un modèleprojet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.5.1 Rôle du modèlede projet dans la formalisationdes processus d’ingé-
nieriesystème. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Samuel Rochet v
TABLE DESMATIÈRES
3.5.2 Rôledu modèledeprojetdans laconduited’unprojet . . . . . . . . 127
3.5.3 Création du modèledeprojet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.5.4 Problèmes ouverts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4 Compléments à lamodélisationdes activitésen ingénieriesystème 137
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
4.2 Validationet vérificationdes modèlesdeprocessus . . . . . . . . . . . . . . 138
4.2.1 Validationd’unmodèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.2.1.1 Conformitéau méta–modèle . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.2.1.2 Cohérence dumodèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4.2.1.3 Conclusiondelacohérence d’un modèle . . . . . . . . . . 143
4.2.2 Validationderelationsinter–modèles . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.2.3 Moyensd’aideàlavalidation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
4.2.3.1 Principesdelavérification des modèles . . . . . . . . . . . 147
4.2.3.2 Vérification demodèlesdeprocessus . . . . . . . . . . . . 147
4.2.3.3 Principedelavérification des modèlesdeprocessus . . . . 149
4.2.3.4 Formalisationdesrègles decohérence . . . . . . . . . . . 151
4.2.4 Synthèsedes recommandationspourlavalidationdes processus . . . 153
4.3 Applicationàlaconceptiond’unmodèleréduitdevoilier . . . . . . . . . . . 153
4.3.1 Levoiliermodèle1m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4.3.2 Modélisationet suividu projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.3.2.1 Modélisationdu projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.3.2.2 Suividuprojet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.3.3 Synthèse pour l’application des processus à la conception d’un mo-
dèleréduit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.4 Extension : identification précoce des besoins pour une conception système
orientéemodèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.4.1 Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
4.4.2 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.4.3 Identificationdes langageset des transformationsdemodèles . . . . 167
4.4.3.1 Intégrationdes conceptsdelangageset demodèles . . . . 167
4.4.3.2 Identificationprécocedeslangagesetdesopérationsdetrans-
formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
vi Samuel Rochet
TABLEDESMATIÈRES
4.4.4 Synthèsepourl’identificationprécoce desbesoinspourlaconception
systèmeguidéeparles modèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
4.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Conclusiongénérale etperspectives 181
Bibliographie 187
Listedes acronymes 201
Listedes définitions 206
Glossaire 207
Tabledes figures 211
Listedes tableaux 215
Annexes 217
Samuel Rochet vii