Maîtrise de l'ingénierie des systèmes complexes et des systèmes de systèmes
Étude de cas
Lavoisier
Introduction
15
Première partie. Ingénierie de grands systèmes complexes
et gestion de situation d'urgence
19
Chapitre 1. Ingénierie des grands systèmes complexes
21
Dominique Luzeaux
1.1. Introduction21
1.2. La notion de service dans les grands systèmes complexes25
1.3. L'architecture : concept-clé29
1.4. Vers des systèmes résilients31
1.4.1. Résilience : autour d'une définition32
1.4.2. A parte : résilience versus sûreté de fonctionnement ?35
1.4.3. Ingénierie de la résilience37
1.4.3.1. Ingénierie de la résilience dans la phase d'utilisation
du système40
1.4.3.2. Ingénierie de la résilience dans la phase de conception
du système41
1.4.3.3. Conclusion46
1.5. Evolution des relations entre parties prenantes48
1.6. Complexité : pluralité des points de vue pour l'ingénierie système54
1.7. Maintenance et logistique des systèmes de systèmes79
1.8. Perspectives et axes de recherche82
1.8.1. Eléments de contexte82
1.8.2. Facteurs d'influence85
1.8.3. Tendances, enjeux et défis d'ingénierie système87
1.8.3.1. Enjeu 1 : les très grands systèmes hétérogènes88
1.8.3.2. Enjeu 2 : les très grands systèmes autonomes88
1.8.3.3. Enjeu 3 : la modélisation et simulation sur tout le périmètre
système89
1.8.3.4. Enjeu 4 : le prototypage virtuel de très grands systèmes90
1.8.3.5. Enjeu 5 : la vérification, validation et qualification
des systèmes90
1.8.3.6. Enjeu 6 : la capitalisation des connaissances tout au long
du cycle de vie91
1.8.3.7. Enjeu 7 : la conception agile centrée sur l'acteur humain92
1.8.4. Evolution du processus d'ingénierie ?93
1.8.5. Axes de recherche97
1.8.5.1. Modélisation : développement, analyse, inversion
de modèles97
1.8.5.2. Démonstration automatique (pour prise de décision
en contexte multi-système évolutif)98
1.8.5.3. Conception de systèmes complexes à logiciels
prépondérants avec prise en compte de l'humain99
1.8.5.4. Coconception matériel-logiciel100
1.9. Conclusion101
1.10. Bibliographie104
Chapitre 2. Gestion de situation d'urgence : architecture et ingénierie
d'un système de systèmes
107
Jean-René Ruault
2.1. Introduction107
2.2. Principaux concepts de l'ingénierie système108
2.3. Contexte du scénario de gestion de situation d'urgence111
2.3.1. Contexte global de Tairétalet111
2.3.2. Synthèse du rapport sur l'accident Dubbus112
2.3.3. Décision des autorités de Tairétalet114
2.3.4. Analyse du contexte et des interlocuteurs concernés118
2.3.5. Résultats d'études sur les moyens existants121
2.3.6. Scénario de gestion de situation d'urgence, périmètre
et architecture d'ensemble124
2.3.7. Scénario opérationnel de référence124
2.3.8. Les scénarios opérationnels alternatifs131
2.3.9. Périmètre du système de systèmes, systèmes constituant le SdS132
2.3.10. Les dimensions des systèmes : les lignes de développement133
2.4. Architecture des systèmes composant le système de systèmes138
2.4.1. Détecter l'accident : système de détection des accidents139
2.4.2. Evaluer la gravité de l'accident, coordonner les secours et affecter
les blessés aux hôpitaux disponibles : le centre d'appel régional159
2.4.3. Evacuer les blessés : les équipes de secours, les hôpitaux200
2.4.4. Améliorer de façon continue la gestion des situations d'urgence201
2.4.5. Ingénierie des systèmes de centre d'appel régional, de secours
et hospitalier201
2.4.6. Spécificités de l'ingénierie des systèmes de systèmes222
2.5. Conclusion223
2.6. Remerciements224
2.7. Bibliographie224
Deuxième partie. Etude de cas «base vie Antarctica»
231
Chapitre 3. Introduction à l'étude de cas «Base Vie Antarctica»
233
Jean-Luc Wippler
3.1. Pourquoi avoir choisi Antarctica comme sujet ?234
3.2. Le contexte fictif de l'étude235
3.2.1. La mission Antarctica235
3.2.2. Le casting237
3.3. Quelques données sur l'Antarctique et la Terre Adélie238
3.3.1. Géographie238
3.3.2. Climat238
3.3.3. Patrimoine biologique238
3.3.4. Localisation de la Base de Vie239
3.4. Bibliographie239
Chapitre 4. Poser le bon problème
241
Philippe Thuillier, Jean-Luc Wippler
4.1. De quel système parle-t-on ?242
4.1.1. Finalité et missions243
4.1.2. Le périmètre du système245
4.2. Quelle sera l'histoire du système ?247
4.3. Qui s'intéresse à ce système ?252
4.4. Se doter d'un cadre de travail254
4.5. Capturer l'information255
4.6. Modéliser les contextes261
4.7. Comprendre et raffiner les buts262
4.8. Modéliser le domaine266
4.9. Définir les besoins, et les contraintes272
4.10. Ce qu'il faut retenir de l'ingénierie du besoin276
4.11. Bibliographie277
Chapitre 5. Trouver qui peut résoudre ce problème
279
Olivier Klotz, Jean-Luc Wippler
5.1. Consulter et sélectionner280
5.1.1. Mettre en place un plan d'acquisition280
5.1.2. Etablir une première liste d'industriels282
5.1.3. Organiser et lancer une demande d'information283
5.1.4. Sélectionner les industriels retenus pour l'appel d'offres284
5.1.5. Préparer et lancer l'appel d'offres285
5.1.6. Sélectionner un industriel partenaire285
5.2. Répondre (et gagner !)286
5.2.1. Comment prendre le problème ?286
5.2.2. Comment avancer dans l'inconnu287
5.2.3. Par où démarrer ?289
5.2.4. Comment tout faire en même temps ?293
5.3. S'engager sur une «bonne» définition du système à atteindre296
5.3.1. Des besoins aux exigences techniques297
5.3.2. Couvrir l'ensemble de son cycle de vie du système298
5.3.3. Prendre en compte les attentes et contraintes de toutes les parties
prenantes300
5.3.4. Rester raisonnablement réaliste301
5.3.5. Lever les risques majeurs302
5.3.6. Faire face aux menaces identifiées303
5.3.7. Se reposer sur une terminologie précise306
5.4. Elaborer le référentiel d'exigences techniques307
5.4.1. Bâtir le juste modèle nécessaire307
5.4.2. Rédiger de «bonnes» exigences310
5.4.3. Etre conforme au cahier des charges312
5.5. Ce qu'il faut retenir de l'ingénierie des exigences techniques314
5.6. Bibliographie315
Chapitre 6. Résoudre le problème
317
Charlotte Seidner, Jean-Luc Wippler
6.1. Démarche générale318
6.2. La conception fonctionnelle321
6.2.1. Brève introduction à la conception fonctionnelle321
6.2.2. Mise en application324
6.2.2.1. Support Mission324
6.2.2.2. Support Vie330
6.2.2.3. Chauffage333
6.3. La conception physique337
6.3.1. Identifier les constituants physiques337
6.3.2. Regrouper en sous-systèmes342
6.3.3. Architecture de (quelques) sous-systèmes345
6.3.3.1. Sous-système «Support de Vie»346
6.3.3.2. Sous-système «Support Technique»347
6.3.3.3. Sous-système «Supervision Base»348
6.3.4. Architecture en sous-systèmes de la Base Vie348
6.4. Et les interfaces ?350
6.5. Les terrains de jeu de l'architecte système356
6.6. Les EFFBDs359
6.6.1. Introduction informelle aux diagrammes EFFBDs359
6.6.2. Syntaxe et structuration des EFFBDs361
6.6.3. Formalisation des EFFBDs361
6.6.4. Vérification et validation des EFFBDs363
6.7. Ce qu'il faut retenir de la conception architecturale365
6.8. Bibliographie366
Chapitre 7. Résoudre le problème complètement, de manière cohérente
et optimale
369
Jean-François Gajewski, Hélène Gaspard-Boulinc, Jean-Luc Wippler
7.1. Prendre les bonnes décisions techniques au bon niveau
et au bon moment371
7.1.1. Formaliser les possibles372
7.1.2. Adopter une démarche d'analyse multicritères374
7.1.2.1. Se doter d'un modèle décisionnel376
7.1.2.2. Construire des solutions candidates378
7.1.2.3. Evaluer ces solutions candidates379
7.1.2.4. Retenir la(les) meilleure(s)381
7.1.3. Renforcer et optimiser ses choix383
7.1.4. Ce qu'il faut retenir386
7.2. Intégrer les disciplines389
7.2.1. Intégrer la sûreté de fonctionnement391
7.2.2. Intégrer le facteur humain404
7.2.3. Ce qu'il faut retenir412
7.3. Bibliographie414
Chapitre 8. Anticiper l'intégration, la vérification et la validation
417
Daniel Prun, Jean-Luc Wippler
8.1. Positionner l'intégration, vérification et validation (IVV)419
8.2. Mettre en perspective selon le cycle de vie427
8.3. Analyser le référentiel d'entrée429
8.4. Mettre en place la stratégie d'IVV431
8.4.1. Identifier les objectifs d'IVV à atteindre432
8.4.2. Décomposer en étapes439
8.5. Définir l'infrastructure443
8.6. Prévoir l'organisation446
8.7. Quelles techniques utiliser ?447
8.7.1. La revue448
8.7.2. Le test448
8.7.3. La traçabilité450
8.8. Ce qu'il faut retenir de l'intégration, vérification et validation450
8.9. Bibliographie453
Chapitre 9. Conclusion de l'étude de cas «Base Vie Antarctica»
455
Jean-Luc Wippler
9.1. «Avant de gérer une solution, il faut la trouver !»456
9.2. «Modéliser n'est pas dessiner !»458
9.3. Mettre en oeuvre l'ingénierie système462
9.4. Hommages et remerciements463
9.5. Bibliographie464
Conclusion
465
Index
469