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￿ HAL Id: tel-00346037 https://theses.hal.science/tel-00346037 Submitted on 10 Dec 2008 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. 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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