Fiche de révision : Introduction à l’ingénierie système

📋 Plan du Cours

1. Produits intelligents et métier d’ingénieur
2. Système, composants et interactions
3. Systèmes techniques et complexité
4. Cycle de vie et écoconception
5. Démarche d’ingénierie système
6. Modélisation SysML
7. Analyse fonctionnelle
8. Analyse structurelle et flux

📖 1. Produits intelligents et métier d’ingénieur

🔑 Notions clés & Définitions

• Produit : Résultat d’une activité ou d’un processus pouvant être un matériel, un service, un logiciel ou une combinaison de ces éléments, sous forme matérielle, immatérielle ou mixte.
• Ingénieur : CTI, Références et orientations, Version 2012-2015 — Métier consistant à poser, étudier et résoudre de manière performante et innovante des problèmes complexes de création, conception, réalisation, mise en œuvre et contrôle de produits, systèmes ou services, en prenant en compte la protection de l’homme, de la vie, de l’environnement et du bien-être collectif.

📝 Points essentiels

• Un produit intelligent intègre notamment des capteurs et des composants de communication afin d’obtenir des informations sur son état et son environnement, puis de s’y adapter en temps réel ou de répondre aux exigences de l’utilisateur.

📖 2. Système, composants et interactions

🔑 Notions clés & Définitions

• Système : Association structurée d’éléments, appelés sous-systèmes ou composants, qui interagissent de manière organisée pour accomplir une finalité commune appelée fonction globale.
• Acteur : Personne ou entité extérieure au système qui participe à au moins un cas d’utilisation.
• Utilisateur : Personne ou entité extérieure au système pour laquelle le produit est conçu et qui exploite au moins une de ses fonctions pendant son cycle de vie.

📝 Points essentiels

• Pour définir un système, il faut décrire: ses composants, les interactions entre ses composants, les interactions avec son environnement sous forme de flux de puissance, de matière ou d’information

💡 Astuce mémo

Un système ≠ une simple somme de composants : les interactions déterminent le comportement global.

📖 3. Systèmes techniques et complexité

🔑 Notions clés & Définitions

• Système technique : Éléments matériels, logiciels, compétences humaines et processus intégrés pour fournir, grâce à leurs interactions, les services correspondant à une mission.
• Système complexe : Lorsque les interactions entre ses composants sont multiples et interdépendantes, de sorte que son comportement global ne peut pas être directement prévu à partir des comportements élémentaires de ses composants.

📝 Points essentiels

• 🔄 L’étude d’un système complexe consiste à:
  1. trier les entrées et sorties significatives
  2. hiérarchiser l’organisation interne
  3. rechercher les relations entre paramètres
  4. identifier des critères de comparaison
  5. repérer les boucles de rétroaction

💡 Astuce mémo

Interactions multiples et interdépendantes → comportement global difficilement prévisible.

📖 4. Cycle de vie et écoconception

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin : NF X 50-150 — Nécessité ou désir éprouvé par un utilisateur et concernant la nature de ses attentes plutôt que le volume du marché.

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle de vie d’un produit comprend:

  1. l’analyse du besoin
  2. la spécification
  3. la conception
  4. la réalisation des constituants
  5. l’intégration
  6. la distribution
  7. l’exploitation
  8. la fin de vie ou le recyclage

• L’écoconception vise à diminuer l’impact environnemental d’un produit à chaque étape de son cycle de vie, notamment en utilisant des matériaux recyclables ou non nocifs et en minimisant l’énergie consommée et les pollutions.

Compléments

📐 Formule — L’indice prévisionnel des risques vérifie $IPR = probabilité \times gravité$.

💡 Astuce mémo

Besoin → spécification → conception → réalisation → intégration → distribution → exploitation → fin de vie.

📖 5. Démarche d’ingénierie système

🔑 Notions clés & Définitions

• Ingénierie système : AFIS - Association Française d’Ingénierie Système — Démarche méthodologique générale qui regroupe les activités nécessaires pour concevoir, faire évoluer et vérifier un système apportant une solution économique et performante aux besoins d’un client tout en satisfaisant les parties prenantes.

★ À maîtriser

📌 L’ingénierie système est une pratique lorsqu’elle privilégie la vue d’ensemble, les fonctions, le comportement global, les interfaces et la synergie entre disciplines, et un processus lorsqu’elle organise de manière robuste et structurée les efforts techniques des différents métiers.

Compléments

• Les principales normes d’ingénierie système sont:
  • ISO/IEC 15288
  • ANSI/EIA 632
  • IEEE 1220

📖 6. Modélisation SysML

🔑 Notions clés & Définitions

• Langage SysML : Langage graphique de modélisation des systèmes et des systèmes de systèmes, développé à partir d’UML, qui fournit des outils cohérents pour spécifier, concevoir, analyser et simuler un système.

📝 Points essentiels

• SysML repose sur neuf diagrammes:
  • exigences (req)
  • cas d’utilisation (uc)
  • séquences (sd)
  • états (stm)
  • activités (act)
  • définition des blocs (bdd)
  • blocs internes (ibd)
  • paramétrique (par)
  • paquetage (pkg)

📌 Les diagrammes comportementaux décrivent les interactions, les communications, les états et les activités, tandis que les diagrammes structuraux décrivent les entités, leur organisation interne, les flux et les contraintes.

📖 7. Analyse fonctionnelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Exigence : Capacité ou contrainte que doit satisfaire un système.
• Cahier des charges fonctionnel : Document normalisé qui formalise le besoin du client et l’ensemble des exigences quantifiées par l’industriel sans spécifier de solution technique.

★ À maîtriser

📌 Dans un diagramme de cas d’utilisation, l’inclusion est obligatoire, l’extension est optionnelle et la généralisation transmet la description du cas parent au cas descendant.

• Le cycle de conception en V décompose d’abord le problème global en sous-problèmes et composants, puis vérifie progressivement la solution par des tests unitaires, de sous-systèmes, de système et d’acceptation.

Compléments

• Chaque exigence doit être quantifiée afin d’évaluer son degré de satisfaction et doit être reliée à des tests permettant de la vérifier.

💡 Astuce mémo

Frontière et contexte → cas d’utilisation → exigences → cahier des charges.

📖 8. Analyse structurelle et flux

🔑 Notions clés & Définitions

• Port : Point d’interaction d’un bloc avec l’extérieur, qui peut être un port standard de commande, de contrôle ou de réglage, ou un port de flux permettant le passage d’énergie, de matière ou d’information.

★ À maîtriser

📌 L’architecture logique décrit la composition hiérarchique du système, tandis que l’architecture fonctionnelle décrit les chaînes de puissance et d’information et les flux entre composants.

• Un système automatisé se décompose généralement en une partie opérative, appelée système régulé, et une partie commande, appelée régulateur.

• Le diagramme de définition des blocs (bdd) représente la composition hiérarchique du système, tandis que le diagramme de blocs internes (ibd) représente l’organisation interne et les flux échangés.

📐 Formule — La puissance est le produit d’une grandeur de type potentiel et d’une grandeur de type flux : $P = potentiel \times flux$.

Compléments

• Dans le domaine électrotechnique, la puissance associe la tension U en volts et le courant I en ampères ; en mécanique de translation, elle associe la force F en newtons et la vitesse V en mètres par seconde.

💡 Astuce mémo

Architecture logique : qui contient quoi ; architecture fonctionnelle : quels flux circulent.

📊 Tableaux de synthèse

Vues de modélisation SysML