Fiche de révision : Analyse des systèmes industriels

📋 Plan du Cours

1. Système industriel et décomposition
2. Modèles et cycle de vie
3. Ingénierie système et écoconception
4. Besoin et exigences des parties prenantes
5. Analyse opérationnelle et exigences
6. Architecture fonctionnelle
7. Chaînes d’énergie et d’information
8. Architecture organique
9. Langage de modélisation SysML

📖 1. Système industriel et décomposition

🔑 Notions clés & Définitions

• Système : ISO 15288 - Ensemble d’éléments en interaction, organisé pour atteindre un ou plusieurs résultats quantifiables en termes de performance.
• Domaine d’application : Milieu physico-économique dans lequel évolue le système et pour lequel il a été conçu.

★ À maîtriser

📌 Les systèmes se répartissent entre systèmes naturels et systèmes artificiels, ces derniers étant créés par l’Homme pour remplir une fonction précise et appelés systèmes techniques ou industriels.

• Un système complexe peut être décomposé en sous-systèmes, puis en composants simples, chaque sous-système pouvant lui-même être considéré comme un système d’éléments en relation.

Compléments

• Les critères technico-économiques comprennent :
  • la durée de vie
  • le coût
  • la fiabilité
  • la quantité
  • la faisabilité
  • l’impact environnemental

📖 2. Modèles et cycle de vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de vie : Ensemble des phases consécutives et liées d’un système de produits, depuis l’acquisition des matières premières ou la génération des ressources naturelles jusqu’à l’élimination finale.

📝 Points essentiels

📌 Les vues et modèles permettent d’aborder un même système selon différents points de vue et objectifs, notamment formaliser un problème ou prévoir un comportement.

• L’étude distingue trois aspects du système :

  • le système souhaité, défini par des documents dont le cahier des charges
  • le système simulé, défini numériquement par des fichiers exécutables
  • le système réel, disponible physiquement ou virtuellement au laboratoire

• La démarche de l’ingénieur cherche à comprendre et minimiser les écarts entre performances attendues, simulées et mesurées.

💡 Astuce mémo

Distinguer le système souhaité, simulé et réel.

📖 3. Ingénierie système et écoconception

🔑 Notions clés & Définitions

• Ingénierie système : AFIS - Démarche méthodologique générale qui englobe les activités nécessaires pour concevoir, faire évoluer et vérifier un système apportant une solution économique et performante aux besoins du client et satisfaisant les parties prenantes.
• Développement durable : Rapport Brundtland - Répond aux besoins des générations présentes sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.

★ À maîtriser

• L’analyse du cycle de vie vise à réduire l’impact environnemental en considérant toutes les phases, de l’extraction des matières premières au recyclage, y compris le transport.

Compléments

• Le processus de conception d’un système complexe est récursif et itératif et doit réaliser toutes les activités du cycle en V, sans que celles-ci correspondent nécessairement à un enchaînement temporel.

• Les directives environnementales citées poursuivent ces objectifs : la directive EuP améliore l’efficacité énergétique des produits énergivores, la directive WEEE engage les industries dans la récupération et la valorisation des déchets électriques et électroniques, la directive RoHS limite l’utilisation de métaux lourds considérés comme dangereux

💡 Astuce mémo

L’analyse de tout le cycle de vie → la réduction de l’impact environnemental.

📖 4. Besoin et exigences des parties prenantes

🔑 Notions clés & Définitions

• Exigence : EIA 632 - Prescrit ce qu’un produit doit faire, avec quelles performances et sous quelles conditions, pour atteindre un but donné.
• Cahier des charges fonctionnel : Document qui formalise l’expression des besoins et facilite la communication entre les parties prenantes.
• Besoin : Nécessité ou désir ressenti par un utilisateur.
• Contrainte : EIA 632 - Restriction, limitation ou conformité réglementaire imposée à un produit, un projet ou un processus, qui ne peut faire l’objet d’un compromis.
• Service : Résultat généré par des fonctions à l’interface entre le système et son environnement d’utilisation, ainsi que par des fonctions internes au système, pour répondre aux besoins de l’utilisateur.
• Partie prenante : ISO 15 288 - Partie ayant un droit, une part ou une prérogative qui impose au système ou à certaines de ses propriétés de satisfaire ses besoins ou attentes.

📖 5. Analyse opérationnelle et exigences

★ À maîtriser

• Une exigence de qualité répond au critère MUST : elle est mesurable, utile, simple et traçable ou testable ; l’acronyme SMART est également cité pour Specifc, Measurable, Achievable, Realistic, Testable.

• La définition du contexte opérationnel consiste à préciser la mission du système, son cycle de vie et, pour chaque phase, les interacteurs au moyen d’un diagramme de contexte.

• L’élicitation et l’analyse des besoins identifient les services attendus à partir des acteurs de chaque phase du cycle de vie, notamment à l’aide de diagrammes de cas d’utilisation et de séquence.

• Le raffinement des cas d’utilisation et l’analyse des exigences permettent de définir les fonctions système qui relient les entrées aux sorties du système.

Compléments

📌 Les cas d’utilisation se nomment par un verbe suivi d’un complément, et les acteurs principaux sont placés à gauche du diagramme pour en faciliter la compréhension.

📌 Les exigences s’expriment par une phrase contenant le verbe « devoir » ou par une phrase à l’infinitif, et le diagramme SysML req permet de visualiser leurs liens entre elles et avec les éléments du modèle qui les satisfont.

• Les exigences système sont élaborées à partir des exigences des parties prenantes et des diagrammes réalisés, en assurant leur traçabilité et en déterminant celles qui serviront à concevoir la solution.

💡 Astuce mémo

Contexte → services → exigences → fonctions système.

📖 6. Architecture fonctionnelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Fonction : EIA 632 - Tâche ou activité exécutée pour atteindre un résultat attendu.

• Interface : Frontière entre deux fonctions, définie par plusieurs caractéristiques concernant ces fonctions et les flux.

★ À maîtriser

• L’architecture fonctionnelle décompose les fonctions externes en fonctions internes, détermine les interfaces entre fonctions et les flux échangés, puis organise ces fonctions en chaînes fournissant les services souhaités.

Compléments

• Les flux échangés peuvent relever de :
  • la matière
  • l’énergie
  • l’information

• Un diagramme d’activités SysML (act) permet de visualiser l’enchaînement des fonctions d’un scénario fonctionnel.

📖 7. Chaînes d’énergie et d’information

★ À maîtriser

• La chaîne d’information comprend :

  • acquérir
  • traiter
  • communiquer

• La chaîne d’énergie comprend :

  • alimenter
  • distribuer
  • convertir
  • transmettre
  • agir

Compléments

• La chaîne d’information reçoit des grandeurs physiques à acquérir ainsi que des informations issues d’autres systèmes et des interfaces homme-machine, puis transmet des ordres et des informations vers d’autres systèmes et interfaces homme-machine.

📖 8. Architecture organique

🔑 Notions clés & Définitions

• Composant : ISO 15 026 - Entité à structure discrète, telle qu’un assemblage ou un module logiciel, au sein d’un système considéré à un niveau d’analyse particulier.

★ À maîtriser

• Les composants retenus peuvent être :
  • nouveaux
  • disponibles sur étagère chez un fournisseur
  • repris d’un modèle existant

Compléments

• La décomposition organique précise les interfaces entre composants à l’aide notamment d’un diagramme ibd, prend en compte les exigences non fonctionnelles et vérifie la conformité du produit au cahier des charges fonctionnel.

📖 9. Langage de modélisation SysML

★ À maîtriser

• SysML est un ensemble de diagrammes utilisé pour concevoir un système et peut également servir à la rétro-ingénierie.

Compléments

• Les diagrammes SysML présentés comprennent :
  • bdd
  • ibd
  • stm
  • use case
  • diagramme de séquence
  • req
  • act