1 Cours DESS Nantes 04 Décembre 2002 La méthode B et lingénierie Système Réponse à un appel doffre : étude de cas Didier ESSAME

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Cours DESS

Nantes 04 Décembre 2002

La méthode B et La méthode B et l’ingénierie Systèmel’ingénierie Système

Réponse à un appel d’offre : étude Réponse à un appel d’offre : étude de cas de cas

Didier ESSAME

2 © Siemens Transportation Systems

AgendaAgenda

Rappels› Ingénierie système

› Guide méthodologique : B Système approche Siemens

Construction de modèles B Système› Concepts de base

› Principes de base

› Spécification générale formelle

› Spécification détaillée formelle

Conclusion


Ingénierie Système : Besoins & ExigencesIngénierie Système : Besoins & Exigences

Espace de la solution

Besoin

Espace du problème

Proposition

Exigences de référence

Proposition

Exigences de référence

Cahier des charges

Appel d’offre

ClientUtilisateur Concepteur

Expert métierConcepteur

Expert métier

Pré-étude Etude Système

Spécifications

ExigencesInduites


Ingénierie Système : Contraintes Ingénierie Système : Contraintes industriellesindustrielles

Contraintes industrielles Exigences pour B Système

Utilisation systématique

S’intégrer au cycle de vie

Maintenir la répartition des tâches

Pas de rupture documentaire

Ne pas exclure les non spécialistes

GuideGuide méthodologiqueméthodologique

Documentation

Rentabilité

Cycle de vie système bien défini

Découpage des tâches d’ingénierie

Hétérogénéité des compétences


B Système : Résultats du projet PREDITB Système : Résultats du projet PREDIT

Processus

Activités Techniques

GuideMéthodologique

Définition et analyse des besoins

Définition des exigences

Analyse des exigences

Construction en B d ’un modèle de données

Construction en B d’une spécification générale formelle

Construction en B d’une spécification détaillée formelle

Transcription informelle d’une spécification détaillée formelle

Formalisation des données

Formalisation des besoins

Formalisation des exigences

Formalisation des spécifications fonctionnelles système


Modèles B Système : Concepts de base Modèles B Système : Concepts de base

EnvironnementSystème de Commande

Fluxd ’observation

Fluxde commande

Environnement Observation Commande

Espaces de référence

Système


Modèles B Système : Principes de baseModèles B Système : Principes de base

Organisation du modèle sur la base des espaces de référence

Autonomie des espaces de références

Les données d’un espace de référence ne peuvent être modifiées que dans cet espace de référence

1

2

3


Modèle B Système : Principes Modèle B Système : Principes d’architectured’architecture

Spécification Générale Formelle

Spécification Détaillée Formelle

Formaliser en B les exigences de référence

Formaliser en B les exigences induites

Vérifier par la preuve que les exigences induites établissent les exigences de référence

Formaliser en B les données des espaces de référence1

2

3

4

Allouer fonctionnellement les exigences

Spécifier les événements

Raffiner la spécification générale formelle1

2

3

Vérifier par la preuve que les actions des événements ne contredisent pas les exigences

4


Construction d’une spécification générale Construction d’une spécification générale form.form.

Principes de basePrincipes de base

sys_main_simu.mch

sys_main_simu_r.ref

sys_env_simu.mch sys_env_obs.mch sys_env_ctrl.mch

Séquenceur du système

Séquenceur de l’espace d’observation

Séquenceur de l ’environnement

SEES SEES

INCLUDES

Données de l’environnement

Exigences de références

Données d’observation

Exigences induites d’observation

Séquenceur de l’espace de commande

Données de commande

Exigences induitesde commande


Spécification générale formelle : ExempleSpécification générale formelle : Exemple

1 Extrait du cahier des charges

Le titulaire devra fournir un système de signalisation permettant de garantir la sécurité de la circulation des trains sur l’ensemble de notre réseau, y compris dans les aires de garage

2 Le besoin

Le système de signalisation doit permettre de garantir la sécurité de la circulation des trains sur l’ensemble du réseau

3 Analyse du besoin : Exigences de référence

Expertise métier

zone

Le système de signalisation doit permettre de garantir qu’un train au plus occupe une zone

Le système de signalisation doit assurer l’immobilité des appareils de voie dans les zones occupées par un train

Éviter les collisions

Éviter les déraillements



4 Formalisation des exigences de référence

dma_trains : ensemble des trains

dma_zones : ensemble des zones

trains_zone : ensemble des couples (zone, train) tels que le train train occupe totalement ou partiellement la zone zone.

Formalisation de l’évitement des collisions

Données

Variables

trains_zone : dma_zone+->dma_trains



5 Analyse des exigences de référence : Exigences induites

Décisions

Hypothèses

Assertions

Expertise métier

Mise en place d’un mécanisme d’autorisation pour entrer dans les zones

A chaque instant un train au plus doit avoir l’autorisation d ’entrer dans une zone

Un train ne doit être autorisé à entrer dans une zone que si celle-ci n ’est pas vue occupée

D1D1

D2D2

Toute zone effectivement occupée par un train est supposée vue occupée par le système de signalisation

Les trains respectent les interdictions qui leurs sont fournies par le système de signalisation

H1H1

H2H2

Une zone effectivement occupée par un train ne peut faire l ’objet d ’une autorisation d ’entrée

A1A1



6 Formalisation des exigences de induites

aut_entree_zone : ensemble des couples (zone, train) tels que le train train est autorisé à entrer dans la zone zone.

Formalisation des décisions

Variables

zone_vues_occupees : ensemble zones qui sont vues occupées par le système de signalisation.

D1D1 aut_entree_zone : dma_zones+->dma_trains

D2D2 dom(aut_entree_zone)/\zones_vues_occupees={}

H1H1 dom(trains_zone)<:zones_vues_occupees

A1A1 dom(trains_zone)/\dom(aut_entree_zone)={}

Formalisation des hypothèses

Formalisation de l’assertion



sys_main_simu.mch

sys_main_simu_r.ref

sys_env_simu.mchsys_env_ctrl.mch sys_env_obs.mch

MACHINE sys_env_ctrlSEES dma, sys_env_obs ABSTRACT_VARIABLES aut_entree_zoneINVARIANT /* D1 */ aut_entree_zone:dma_zones+->dma_trainsINITIALISATION aut_entree_zone:={}OPERATIONS controler_env= BEGIN aut_entree_zone:(aut_entree_zone:dma_zones+->dma_trains & z_vues_occupees/\dom(aut_entree_zone)={}) /* D2*/ ENDEND

MACHINE sys_env_ctrlSEES dma, sys_env_obs ABSTRACT_VARIABLES aut_entree_zoneINVARIANT /* D1 */ aut_entree_zone:dma_zones+->dma_trainsINITIALISATION aut_entree_zone:={}OPERATIONS controler_env= BEGIN aut_entree_zone:(aut_entree_zone:dma_zones+->dma_trains & z_vues_occupees/\dom(aut_entree_zone)={}) /* D2*/ ENDEND

MACHINE sys_env_obs SEES dma, sys_env_simuABSTRACT_VARIABLES z_vues_occupees INVARIANT z_vues_occupees<:dma_zonesINITIALISATION z_vues_occupees:=dma_zonesOPERATIONS observer_env= BEGIN z_vues_occupees:(z_vues_occupees<:dma_zones & dom(trains_zone)<:z_vues_occupees) /* H1 */ END END

MACHINE sys_env_obs SEES dma, sys_env_simuABSTRACT_VARIABLES z_vues_occupees INVARIANT z_vues_occupees<:dma_zonesINITIALISATION z_vues_occupees:=dma_zonesOPERATIONS observer_env= BEGIN z_vues_occupees:(z_vues_occupees<:dma_zones & dom(trains_zone)<:z_vues_occupees) /* H1 */ END END

MACHINE sys_env_simuSEES dma ABSTRACT_VARIABLES trains_zone INVARIANT trains_zone:dma_zones+->dma_trains /*P1 */ INITIALISATION trains_zone:={}OPERATIONS simuler_evolution_env= BEGIN trains_zone::dma_zones+->dma_trains END END

MACHINE sys_env_simuSEES dma ABSTRACT_VARIABLES trains_zone INVARIANT trains_zone:dma_zones+->dma_trains /*P1 */ INITIALISATION trains_zone:={}OPERATIONS simuler_evolution_env= BEGIN trains_zone::dma_zones+->dma_trains END END

INCLUDES

SEES


Construction d’une spécification détaillée Construction d’une spécification détaillée formelleformelle

Principes de basePrincipes de basesys_main_simu.mch

sys_main_simu_r.ref

sys_env_simu.mch SEES SEES

INCLUDES

sys_env_simu_r.ref

env_fonct_j.mch

sys_env_obs.mch

sys_env_obs_r.ref

sys_env_ctrl.mch

sys_env_ctrl_r.ref

env_fonct_i.mch

obs_fonct_a.mch obs_fonct_b.mch

ctrl_fonct_1.mch ctrl_fonct_2.mch


Spécification détaillée formelle : ExempleSpécification détaillée formelle : Exemple

sys_main_simu.mch

sys_main_simu_r.ref

sys_env_simu.mch SEES SEES

INCLUDES

sys_env_simu_r.ref

env_occupation_zone.mch

sys_env_obs.mch

sys_env_obs_r.ref

sys_env_ctrl.mch

sys_env_ctrl_r.ref

obs_zones_occupees.mch ctrl_autorisations.mch

env_occupation_zone_r.ref

evt_train_occupe_zone

trains_zone

evt_train_libere_zone

Variables

Événements

ax_aut_entree_zoneevt_aut_entree_zone evt_retrait_aut_entree_zone

aut_entree_zone

Variables

Événements

ax_zones_vues_occupees

evt_zone_plus_vue_occupee

zones_vues_occupees

evt_zone_vue_occuppee

Variables

Événements

ax_trains_zone


ConclusionConclusion

Guide méthodologique› Identification claire des processus et des activités de

l’ingénierie système où le B système peut être utilisé

› Description des techniques et des activités

Approche systématique› Simplicité d’utilisation

› Pas de rupture documentaire


Processus de définition et d’analyse des Processus de définition et d’analyse des besoinsbesoins

Définir les conceptsmétiers

Définir les missions dusystème

Définir les attentes desutilisateurs

Définir les acteurs

Définir lesscénarios

Définir lescontraintes

Gérer les évolutionsdes besoins


Processus de définition des exigencesProcessus de définition des exigences

Définition des données

Définition des Exigences Fonctionnelles

Définition des Exigences non Fonctionnelles

Définir les modes d'opération

Définir les Contraintes

Gérer la couverture des Besoins

Gérer les évolutions des Exigences


Formalisation des donnéesFormalisation des données

Objectifs Formaliser les concepts et les entités significatives du système Formaliser les propriétés des entités du système

Etapes1. Identification des entités significatives

2. Description informelle des données

3. Construction du modèle formel des données

4. Validation du modèle formel des données

5. Transcription informelle du modèle formel des données

Entrées Sorties Cahier des charges Notes techniques Interviews

Document de définition des données


Formalisation des besoinsFormalisation des besoins

Objectifs Exprimer clairement les besoins en levant les non dits et les ambiguïtés Clarifier la vision du système du point de vue des parties prenantes

Etapes1. Identification des besoins

2. Analyse des besoins (élaboration des exigences de référence)

3. Formalisation des exigences de référence

4. Transcription informelle des exigences de référence formalisées

Entrées Sorties Cahier des charges Document de définition des données Interviews Normes et Directives réglementaires

Cahier des Exigences de référence


Formalisation des exigencesFormalisation des exigences

Objectifs Exprimer clairement les exigences Clarifier la vision du système du point de vue technique Valider formellement les exigences en vérifiant que les décisions prises par les

concepteurs établissent les assertions

Etapes1. Identification des exigences

2. Formalisation des exigences

3. Construction de la spécification générale formelle

4. Preuve de la spécification générale formelle

5. Transcription informelle de la spécification générale formelle

Entrées Sorties Cahier des exigences de référence Document de définition des données Notes techniques

Cahier des exigences et justificatifs Spécification générale formelle


Formalisation des Spécifications Formalisation des Spécifications FonctionnellesFonctionnelles

Objectifs Identification des fonctions et des sous-fonctions Organisation et allocation fonctionnelle des exigences Valider formellement la vision technique du système

Etapes1. Identification des fonctions

2. Allocation des exigences

3. Identification des événements (flux)

4. Construction et preuve de la spécification détaillée formelle

5. Transcription informelle de la spécification détaillée formelle

Entrées Sorties Cahier des exigences et justificatifs Document de définition des données Spécification générale formelle

Spécifications fonctionnelles système Spécification détaillée formelle


Définitions (1)Définitions (1)

ActivitéActivitéSéquence de tâches et d’actions conduisant éventuellement à la production d’un livrable et subdivisée généralement en étapes

ProcessusProcessusSéquence d ’activités, de méthodes, de techniques et de pratique utilisées dans un but précis

Techniques Techniques Spécification plus ou moins détaillée d ’une théorie ou d ’un principe à utiliser pour produire un livrable

LivrableLivrableSortie principale d ’une activité ; il peut s ’agir d’un document, d’un modèle B, etc.


Définitions (2)Définitions (2)

BesoinBesoinVision du système du point de vue strictement utilisateur. Il exprime une caractéristique du système dont doivent jouir les utilisateurs

Exigences de référenceExigences de référenceExigence qui découlent de l ’expression du besoin en des termes techniques qui prennent en compte l’expertise du métier

Exigences induites Exigences induites Exigences qui découle de l ’analyse des exigences de référence. Elles incluent les décisions et les hypothèses que prennent les concepteurs pour répondre aux « besoins » exprimés à travers les exigences de référence

ExigenceExigenceVision du système du point de vue des concepteurs (du point de vue technique).

Le système de signalisation doit permettre de garantir la sécurité de la circulation des trains

Le système de signalisation doit permettre de garantir qu’un train au plus occupe une zone

Le système de signalisation doit assurer l ’immobilité des appareils de voie dans les zones occupées par un train

B1B1

ER_1ER_1

ER_1ER_1


Ingénierie système : SystèmeIngénierie système : Système

Concepts de base Concepts de base

Flux_ObservationEnvironnementSystème deCommande

Système

1..n

1

1..n

1

1..n

1

1..n

1

Flux_commande

produit

subit

utilise

elabore

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1 Cours DESS Nantes 04 Décembre 2002 La méthode B et lingénierie Système Réponse à un appel doffre : étude de cas Didier ESSAME