Fiche de révision : Ingénierie système et SysML

📋 Plan du Cours

1. Systèmes complexes et flux MEI
2. Décomposition en sous-systèmes
3. Besoin et cahier des charges
4. Exigences et compétitivité industrielle
5. Développement durable et éco-conception
6. Cycle de vie et impacts environnementaux
7. Langage SysML et points de vue
8. Diagrammes fonctionnels et exigences
9. Architecture structurelle SysML
10. Comportement et chaînes fonctionnelles

📖 1. Systèmes complexes et flux MEI

🔑 Notions clés & Définitions

• Système : Association structurée d’éléments, tels que des sous-systèmes ou des composants, qui interagissent de manière organisée pour accomplir une fonction globale.

★ À maîtriser

• Les flux échangés sont:

  • matière
  • énergie
  • information

• Un système complexe est pluritechnologique et sa conception nécessite une approche pluridisciplinaire.

Compléments

• Les éléments d’un système peuvent être:
  • humains
  • environnementaux
  • matériels
  • vivants
  • logiciels

💡 Astuce mémo

MEI : Matière, Énergie, Information

📖 2. Décomposition en sous-systèmes

★ À maîtriser

• Un système peut être décomposé en sous-systèmes liés entre eux, puis chaque sous-système peut être décomposé jusqu’à des éléments uniques.

Compléments

• Une motocyclette comprend notamment:

  • châssis
  • moteur
  • système de freinage
  • direction
  • transmission
  • suspensions
  • boîte de vitesses

• Une boîte de vitesses comprend notamment:

  • roues dentées
  • pignons
  • arbres
  • joints
  • roulements à billes

💡 Astuce mémo

Système → sous-système → composant

📖 3. Besoin et cahier des charges

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin : Une nécessité ou un désir éprouvé par un utilisateur, selon la norme NF X50–150.
• Cahier des charges fonctionnel : Document contractuel qui formalise précisément le besoin du demandeur et définit les conditions de réalisation du projet.

★ À maîtriser

• Le cahier des charges fonctionnel décrit des fonctions de service et des fonctions de contrainte, généralement sous forme de tableau.

Compléments

• Chaque fonction ou exigence est qualifiée par un ou plusieurs critères mesurables et quantifiée par des niveaux associés, éventuellement assortis d’une flexibilité.

📖 4. Exigences et compétitivité industrielle

🔑 Notions clés & Définitions

• Exigence : Un besoin ou une attente qu’une entité impose explicitement ou implicitement à une autre.

★ À maîtriser

• La compétitivité repose notamment sur:
  • coût
  • qualité
  • disponibilité
  • innovation

📌 Une exigence doit être formulée au présent, avec une syntaxe simple, en ne traitant qu’un seul aspect et en utilisant le verbe « doit ».

Compléments

• Les exigences peuvent être des exigences client, métier, produit ou processus.

📖 5. Développement durable et éco-conception

🔑 Notions clés & Définitions

• Développement durable : Selon le Rapport Brundtland de 1987 aux Nations Unies, répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs.
• Éco-conception : Une démarche de conception visant, à performances égales, à réduire les impacts environnementaux négatifs d’un produit et de son emballage sur l’ensemble du cycle de vie, dans un processus d’amélioration continue et à coûts maîtrisés.

★ À maîtriser

• Le développement durable repose sur:
  • l’économie
  • l’écologie
  • le social

Compléments

• L’éco-conception s’intègre à une ingénierie simultanée menée par une équipe pluridisciplinaire.

💡 Astuce mémo

Économie, Écologie, Social : les trois piliers

📖 6. Cycle de vie et impacts environnementaux

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle de vie suit les étapes: acquisition des matières premières et des énergies, fabrication, transport et distribution, utilisation, fin de vie

• Les impacts environnementaux comprennent:

  • épuisement des ressources
  • pollutions
  • nuisances

• Un gramme de méthane équivaut à 23 grammes de dioxyde de carbone en termes de conséquences sur l’effet de serre.

Compléments

• L’effet de serre est notamment lié aux émissions de dioxyde de carbone, de méthane et de protoxydes d’azote, le dioxyde de carbone servant de substance de référence.

💡 Astuce mémo

Matières premières → fabrication → utilisation → fin de vie

📖 7. Langage SysML et points de vue

🔑 Notions clés & Définitions

• SysML : Un langage de modélisation graphique qui représente les constituants, les programmes et les flux de matière, d’énergie et d’information d’un système.

★ À maîtriser

• SysML propose les points de vue:
  • fonctionnel
  • structurel
  • comportemental

Compléments

• SysML propose neuf types de diagrammes pour représenter les aspects fonctionnel, structurel et comportemental d’un système.

• En CPGE, les diagrammes SysML sont principalement étudiés à la lecture ou à compléter, sans exigence de connaissance complète de leur syntaxe.

💡 Astuce mémo

Fonctionnel : que faire ? Structurel : comment construire ? Comportemental : comment évoluer ?

📖 8. Diagrammes fonctionnels et exigences

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme des cas d’utilisation : Présente les fonctionnalités attendues du point de vue de l’utilisateur et les acteurs qui interagissent avec le système.
• Diagramme des exigences : Répertorie et organise les contraintes, performances, limites et exigences commerciales du cahier des charges.

★ À maîtriser

📌 Dans un diagramme de cas d’utilisation, une association relie un acteur à un cas, « include » indique une incorporation obligatoire et « extend » une incorporation optionnelle.

Compléments

• Une exigence SysML comporte au moins:
  • un titre
  • un identifiant unique
  • un texte de description

💡 Astuce mémo

Include obligatoire, extend optionnel

📖 9. Architecture structurelle SysML

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme de définition de blocs : Représente sous forme d’arborescence les constituants d’un système, leur rôle et éventuellement leur quantité.
• Diagramme de blocs internes : Modélise l’architecture interne d’un bloc et les flux de matière, d’énergie et d’information entre ses composants.

📝 Points essentiels

📌 Dans un diagramme de blocs internes, un port de flux représente une entrée ou une sortie de matière, d’énergie ou de données, tandis qu’un port standard représente un point de communication lié à un service.

📌 Une relation de composition indique que le bloc contenant, du côté du losange noirci, n’a pas de raison d’être sans le bloc contenu.

📖 10. Comportement et chaînes fonctionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme de séquences : Représente chronologiquement les échanges de messages entre le système, ses acteurs ou ses parties, avec d’éventuelles contraintes temporelles.
• Diagramme d’états : Modélise l’évolution temporelle de l’état d’un système en fonction d’événements, au moyen d’états reliés par des transitions.
• Chaîne d’information : Traite l’information, coordonne la chaîne de puissance par des ordres, reçoit des comptes rendus et dialogue avec l’opérateur ou l’environnement extérieur.
• Chaîne de puissance : Regroupe les moyens techniques qui agissent sur la matière d’œuvre, lui apportent la valeur ajoutée souhaitée et réalisent une fonction de service.

📝 Points essentiels

📌 Un message synchrone bloque l’émetteur en attente d’une réponse, tandis qu’un message asynchrone permet à l’émetteur de poursuivre son activité.

💡 Astuce mémo

Chaîne d’information : ordonner et informer ; chaîne de puissance : agir sur la matière

📊 Tableaux de synthèse

Points de vue SysML

Chaînes fonctionnelles