Fiche de révision : Analyse des systèmes et SysML

📋 Plan du Cours

1. Notion et complexité des systèmes
2. Cycle de vie des systèmes
3. Besoin et cahier des charges
4. Modélisation et langage SysML
5. Exigences et traçabilité
6. Cas d’utilisation et séquences
7. Structure interne et états
8. Chaînes d’information et d’énergie
9. Grandeurs énergétiques et puissance
10. Fonctions de la chaîne d’énergie

📖 1. Notion et complexité des systèmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Système : Ensemble de composants inter-reliés qui interagissent de manière organisée pour accomplir une finalité commune.
• Système complexe : Complexe si son comportement n’est pas prédictible de manière déductive, mais résulte des liaisons entre ses composants.

📝 Points essentiels

📌 Un ensemble est connaissable par ses éléments seuls, tandis qu’un système exige aussi la connaissance des relations entre ses composants.

💡 Astuce mémo

Ensemble = éléments ; système = éléments + relations

📖 2. Cycle de vie des systèmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de vie : Étapes allant de l’analyse du besoin jusqu’à l’élimination ou au recyclage des constituants d’un système.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le cycle de vie industriel comprend successivement:
  1. les études préalables
  2. la conception
  3. la production
  4. la distribution
  5. l’utilisation
  6. la destruction

💡 Astuce mémo

Études → conception → production → distribution → utilisation → destruction

📖 3. Besoin et cahier des charges

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin : NF X 50-150 — Nécessité ou désir éprouvé par un utilisateur.
• Cahier des charges fonctionnel : Document qui formalise avec précision le besoin du demandeur, définit le projet et détaille les conditions de sa réalisation.

📝 Points essentiels

📌 Les exigences doivent être quantifiées par des niveaux, des limites et des tolérances afin de valider l’architecture par simulation et le système réel ou le prototype par mesure.

💡 Astuce mémo

Besoin explicité → exigences quantifiées → architecture vérifiable

📖 4. Modélisation et langage SysML

🔑 Notions clés & Définitions

• SysML : Ou Systems Modeling Language, langage de modélisation permettant de décrire tout ou partie d’un système technique.

📝 Points essentiels

• SysML comprend:
  • les diagrammes comportementaux
  • les diagrammes structurels
  • le diagramme transversal des exigences

📖 5. Exigences et traçabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Frontière d’étude : Frontière abstraite qui sépare le système étudié des éléments du milieu extérieur avec lesquels il interagit.

📝 Points essentiels

• 🔄 L’analyse d’un système consiste à: identifier le besoin et les exigences, définir la frontière d’étude et les interactions avec les acteurs, analyser la structure et le comportement, situer le système dans son environnement et définir ses phases de vie, décomposer le système en sous-systèmes et composants, identifier les fonctions et composants des chaînes d’énergie et d’information

📖 6. Cas d’utilisation et séquences

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme des exigences : Diagramme qui relie les exigences à d’autres éléments SysML afin d’assurer la cohérence entre ce que le projet doit faire et ce qu’il réalise réellement.
• Diagramme des cas d’utilisation : Diagramme qui exprime les fonctionnalités du système visibles de l’extérieur, délimite sa frontière et vérifie le service rendu.

📝 Points essentiels

📌 La relation « refine » ajoute des compléments à une exigence, tandis que « deriveReq » relie des exigences de niveaux différents.

📌 La relation « include » est obligatoire, la relation « extend » est optionnelle et la généralisation fait hériter les descendants de la description de leur parent.

💡 Astuce mémo

Acteur → message → réponse

📖 7. Structure interne et états

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme interne d’un bloc : Diagramme qui représente la hiérarchie des blocs qui composent le système.
• Diagramme d’état : Diagramme qui représente les différents états d’un objet en fonction de son état courant et des événements qui lui arrivent.
• Transition : Changement d’état allant d’un état source à un état cible, généralement représenté par une flèche.

💡 Astuce mémo

Structure = composition des blocs ; état = évolution dans le temps

📖 8. Chaînes d’information et d’énergie

📝 Points essentiels

• Un système automatisé peut généralement être décomposé en une chaîne d’information et une chaîne d’énergie.

• 🔄 La chaîne d’information:

  1. acquiert les informations
  2. traite les informations
  3. communique les ordres

• Les capteurs et détecteurs acquièrent les informations en mesurant l’état d’une grandeur physique et en renvoyant une information au calculateur.

• La chaîne d’énergie exécute les ordres de la chaîne d’information et agit sur la matière d’œuvre pour lui apporter une valeur ajoutée.

• Les fonctions génériques de la chaîne d’énergie sont:

  • alimenter
  • distribuer
  • convertir
  • adapter
  • transmettre

💡 Astuce mémo

Information = cerveau et sens ; énergie = partie musculaire

📖 9. Grandeurs énergétiques et puissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie : L’énergie mesure la capacité d’un système à modifier un état ou à produire un travail et s’exprime en joules dans le Système international.
• Puissance : La puissance est la quantité d’énergie échangée par unité de temps entre les composants d’un système ou entre les systèmes et s’exprime en watts dans le Système international.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La puissance vérifie $P(t)=e(t)\times f(t)$, où $e(t)$ est la grandeur d’effort et $f(t)$ la grandeur de flux.

📖 10. Fonctions de la chaîne d’énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Fonction Alimenter : La fonction alimenter fournit l’énergie nécessaire au système, par un réseau ou par une source locale comme des piles, des accumulateurs, des panneaux solaires ou une éolienne.
• Fonction Distribuer : Ou moduler, réalisée par un préactionneur qui distribue l’énergie à l’actionneur sur ordre de la chaîne d’information.
• Fonction Convertir : La fonction convertir transforme une énergie électrique, pneumatique ou hydraulique disponible en énergie mécanique au moyen d’un actionneur.
• Fonction Transmettre : La fonction transmettre adapte l’énergie pour la rendre utilisable par l’effecteur sans changer son type.

📝 Points essentiels

📌 Les contacteurs et relais sont des distributeurs tout ou rien, tandis que les variateurs régulent le débit d’énergie pour faire varier la vitesse ou le couple d’un moteur.

💡 Astuce mémo

Alimenter → distribuer → convertir → transmettre → agir

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des chaînes