Fiche de révision : Ingénierie système et cycle en V

📋 Plan du Cours

1. Sciences industrielles et entreprise
2. Enjeux de l’ingénierie système
3. Définition et fonction d’un système
4. Étude des systèmes simples et complexes
5. Représentation et niveaux hiérarchiques
6. Analyses ascendante et descendante
7. Conception durable et cycle en V

📖 1. Sciences industrielles et entreprise

🔑 Notions clés & Définitions

• Entreprise : Association de personnes mettant en commun des ressources intellectuelles, financières et matérielles pour concevoir, réaliser, commercialiser et suivre un produit ou un service destiné à des clients.

📝 Points essentiels

• Les Sciences Industrielles de l’Ingénieur développent des méthodes de raisonnement et des pratiques utilisées en entreprise, en s’appuyant notamment sur les mathématiques, l’informatique, les sciences physiques et la chimie.

• L’ingénierie système est une méthode d’analyse fondamentale pour étudier les systèmes techniques industriels.

📖 2. Enjeux de l’ingénierie système

🔑 Notions clés & Définitions

• Ingénierie système : Approche scientifique interdisciplinaire visant à formaliser et à appréhender avec succès la conception de systèmes complexes, notamment en analysant les échecs antérieurs pour éviter leur répétition.

★ À maîtriser

• Seuls 16 % des projets sont terminés dans le respect du cahier des charges.

• 31 % des projets n’aboutissent pas.

• 45 % des projets connaissent un dépassement budgétaire et 57 % connaissent un retard.

Compléments

• Les causes d’échec des projets qui n’aboutissent pas sont le manque de prise en compte des utilisateurs (12,8 %), les exigences et spécifications incomplètes (12,5 %), leur changement pendant la conception (11,8 %), le manque de soutien de la direction (7,5 %), l’incompétence sur les technologies (7,0 %), le manque de ressources (6,4 %), les attentes non réalistes (5,9 %), les objectifs insuffisamment explicites (5,3 %), les délais non réalistes (4,3 %), la mauvaise maîtrise des nouvelles technologies (3,7 %) et d’autres causes (23 %), comme un marché mouvant ou la concurrence internationale.

📖 3. Définition et fonction d’un système

🔑 Notions clés & Définitions

• Système : Ensemble d’éléments en interaction entre eux et avec l’environnement, dont les composants échangent des flux d’information, d’énergie ou de matière afin d’assurer une fonction globale.

★ À maîtriser

• Un système ne se conçoit qu’à travers la fonction qu’il accomplit.

Compléments

• La démarche descendante décompose un système en blocs constitutifs, dont les constituants sont définis avec leurs interfaces et les produits contribuant à leur cycle de vie.

📌 Pour analyser un bloc dans un système, il faut déterminer ce qu’il fait pour ce système.

📖 4. Étude des systèmes simples et complexes

★ À maîtriser

• 🔄 L’étude déductive d’un système simple suit ces étapes :
  1. Poser des hypothèses
  2. Établir un modèle
  3. Obtenir un résultat
  4. Conclure

📌 L’étude d’un système complexe mobilise plusieurs disciplines, contrairement au raisonnement déductif appliqué à un système simple.

Compléments

• Pour étudier un système complexe, on repère les entrées et sorties significatives, recherche des relations entre paramètres, identifie des critères de comparaison et des boucles de rétroaction, puis propose des modèles.

• L’évolution temporelle des grandeurs d’un système complexe s’étudie par simulation numérique ou par mesures expérimentales.

💡 Astuce mémo

Système simple : hypothèses → modèle → résultat → conclusion.

📖 5. Représentation et niveaux hiérarchiques

★ À maîtriser

• Les échanges de matière, d’énergie et d’information, les relations et les bouclages d’un système complexe rendent rapidement indispensable une représentation graphique.

Compléments

• Les niveaux hiérarchiques d’un système nécessitent un assemblage de représentations graphiques organisées par niveaux et par points de vue.

• SysML (Systems Modeling Language) est un outil de représentation parmi d’autres, utilisé pour décrire les systèmes complexes.

📖 6. Analyses ascendante et descendante

★ À maîtriser

• L’analyse ascendante isole les composants élémentaires, leur associe des propriétés ou des modèles, puis assemble progressivement ces éléments pour en déduire le comportement global en tenant compte des limites du système.

• L’analyse descendante part d’une description globale reliant les entrées et les sorties, puis détaille progressivement l’architecture par niveaux hiérarchiques jusqu’aux détails de conception.

Compléments

• En conception, l’approche descendante facilite le travail en parallèle de spécialistes sur différentes parties du système et s’arrête souvent à l’échelle des composants incorporés au produit.

💡 Astuce mémo

Ascendante : composants vers ensemble ; descendante : système global vers détails.

📖 7. Conception durable et cycle en V

★ À maîtriser

• Les préoccupations de développement durable doivent être prises en compte dès la conception, conformément aux obligations définies par la législation.

• Dans la phase descendante du cycle en V, le problème global est décomposé en sous-problèmes et les composants sont choisis technologiquement.

• Dans la phase ascendante du cycle en V, la solution technique est vérifiée par calculs numériques ou essais expérimentaux, d’abord pour chaque composant puis pour l’ensemble final.

Compléments

• Les échanges entre spécialistes de cultures différentes et les délais de conception courts rendent nécessaires des outils de communication et compliquent l’organisation du travail parallèle des équipes.

• Pendant un projet, le client peut modifier des critères du cahier des charges, ce qui oblige l’équipe à s’adapter et parfois à revoir entièrement certaines solutions techniques.

• L’évaluation environnementale vérifie :

  • Les matériaux qui constituent le système au cours de sa vie et en fin de vie
  • Les énergies utilisées
  • Les rendements
  • Les émissions de CO2
  • Les pollutions au cours du fonctionnement et en fin de vie

📌 Si un test du cycle en V est négatif, les données doivent être modifiées et le test doit être recommencé.

• Le travail en parallèle est possible en bas du cycle en V, où les équipes peuvent apporter rapidement des modifications, tandis que les changements dans les niveaux supérieurs sont plus coûteux car ils peuvent remettre en cause des choix antérieurs et entraîner des heures de travail perdues et des essais matériels inutiles.

• Les premières étapes du projet sont primordiales, et SysML doit aider les équipes à organiser et planifier leur démarche de projet.

📊 Tableaux de synthèse

Approches d’analyse des systèmes

Phases du cycle en V