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Marc Mersiol
Marc [email protected]
Répartition des fonctionsentre
agents humains et agents automatiques
Présentation d’une méthode et d’un outil
Club SEE Systèmes Informatiques de Confiance Journée « Facteurs Humains » 19 avril 2001
Marc Mersiol
DéfinitionsEnsemble d’agents humainset automatiques organiséset interagissant pour atteindreun objectif commun: la mission du système
Mission
Fonction 1 Fonction 2 Fonction 3
Fonction 2.1 Fonction 2.2
Fonction 2.1.1 Fonction 2.1.2
Ensemble d’opérationsréalisées pour atteindreun objectif contribuantà la mission du système
Fonction
Système socio-technique
Marc Mersiol
Répartition des fonctions
Partie du processus de conception d’un système socio-techniquequi consiste à attribuer les fonctions
à des agents humains ou automatiques
Fonction 7
Fonction 4
Fonction 5
Fonction 9
Fonction 3
Fonction 8
Fonction 10Fonction 6
Fonction 2 Fonction 1
Marc Mersiol
Méthodes de répartition (1)
Comparaison des caractéristiques des Hommes et des Machines (Fitts, 1951) « Men Are Better At - Machines Are Better At » (Mertes & Jenney, 1974) ; (Swain, 1980) ; (Kantowitz & Sorkin, 1987)
Automatiser toutes les fonctions automatisablesLes autres sont attribuées par défaut aux agents humains
Méthodes comparatives
Répartition par défaut (Chapanis, 1970) ; (Bailey, 1982)
Opposition entre les agents humains et automatiques Pas de prise en compte des spécificités des agents humains Répartitions statiques
Marc Mersiol
Méthodes de répartition (2)
La répartition prévue en conception peut être modifiée lors de l’exploitation du système
Répartition dynamique (Lam & Greenstein, 1984) ; (Millot, 1995)
Principes séduisants, mais difficiles à mettre en œuvre Principes à reprendre et à approfondir
La répartition considère la complémentarité entre les capacitésdes agents humains et des agents automatiques
Répartition complémentaire (Jordan, 1963)(Hollnagel & Woods 1983) ; (Corbett, 1985) ; (Billings, 1995) ; (Sheridan, 1997) ; (Bye et al., 1999)
Marc Mersiol
Méthodes de répartition (3)
La répartition suit des étapes allant de l’identification desfonctions jusqu’à leur attribution
Répartition par étapes (Price, 1985) ; (Clegg et al., 1989) ; (Wei & Wieringa, 1994) ; (Mital et al., 1994) ; (Grote et al., 2000)
Recherche de la meilleure répartition en satisfaisant une série de critères
Répartition optimisée (Kantowitz & Sorkin, 1987 ) ;(Levis et al., 1994 )
Pas de critères « magiques » de répartition Nécessité de critères de répartition
Application difficile A conserver : structuration en étapes
Aucune méthode de répartition n’est à ce jour unanimement acceptée(Sheridan, 1996)
Marc Mersiol
Nouvelle approche
• Sûreté de fonctionnement élevée• Fonctions attribuées aux agents humains adaptées à leurs capacités et appropriées à leurs rôles• Conception techniquement et économiquement faisable
Objectifs
(D’après Dearden et al., 2000)
Spécifications des fonctionsque le système doit réaliser
pour chaque contexte
• Attribution des fonctions à des agents• Spécification, à un niveau d’abstraction approprié, des fonctionnalités des agents automatiques requis
EntréeSortie
Marc Mersiol
Principales caractéristiquesde la méthode
• Proposition de critères pour guider la répartition• Méthode structurée en étapes• Répartition dynamique pour certaines fonctions• Prise en compte des spécificités des agents humains• Répartition des fonctions tenant compte des contextes dans lesquels elles vont être réalisées
Liens entre fonctions Interactions entre agents humains et agents automatiques Coopérations entre agents humains Emergence de nouvelles fonctions Etc.
Marc Mersiol
Etapes de la méthode
Identification des fonctions du système
Répartitions obligatoires
Construction de scénarios
Utilisation des rôles et des scénarios pour répartir les fonctions
Identification de fonctions candidates à une répartition dynamique Affinage
des scénariosexistants
Créationde nouveaux
scénarios
Définition des rôles des agents humains
Nouvelle décomposition fonctionnelle
Re-définition des rôles
Evaluation globale des décisions
Analyse de systèmes en exploitation
Marc Mersiol
Analyse de systèmesen exploitation
Recueil de données
REPARTITIONPREVUE
REPARTITIONEFFECTIVE
CONTEXTE Adaptation
F1 F5F4
AH1 AH2
F2 F3
AH3 AA2
AH1 AA1 AH2
F4 F5F8
Marc Mersiol
Identification des fonctions
Définition et analyse de la mission du système
Analyse fonctionnelle Mission
Fonction 1 Fonction 2 Fonction 3
Fonction 2.1 Fonction 2.2
Fonction 2.1.1 Fonction 2.1.2
Caractérisation des fonctions
Lieux, durées, criticité, etc.
Marc Mersiol
Répartitions obligatoires
Technique Economiqueet Politique ErgonomiqueChamps de
connaissances
Faisabilité Coûts Physiologiques, psychologiquesCritères
Fonction 6
Fonction 2
Fonction 7 Fonction 3
Fonction 8
Fonction 1
Degréde liberté
nul
Fonctions
Marc Mersiol
Définition des rôlesRetour d’expérience
• Analyses d’activité
• Responsabilités
• Métiers
• Rôles effectifs
Ingénierie cognitive
• Conscience du contexte
• Représentationmentale
• Ensembles cohérents
• Compétences
Rôles ???
Ensemble de fonctionsdont un agent humainest responsable
Rôle
&
Marc Mersiol
Construction de scénarios
Description précised’un contexte de travailobservé ou construit
Scénario
Justifications du choix de ce scénario
Données techniques du système
Contexte dans lequel le scénario survient
Conditions de déclenchement et logique de développement
Liste des agents humains
Fonctions du scénario
Extensions éventuelles
Marc Mersiol
Répartition des fonctionsUtilisation des scénarios
et de la définition des rôles
• Faisabilité technique ?• Impact sur les rôles (lien fonction - rôle) ?
• Faisabilité technique ?• Impact des options de conception sur des critères ?
Entièrement Partiellement
Choix des fonctions à automatiser
Marc Mersiol
Séparable
Information& contrôle
liés aux rôles
Information& contrôlecritiques
Centralespour
les rôles
Existe &directementapplicable
F 4F 1 F 2 F 3
F 5 F 6 F 7
F 9
F 8
F 16
F 10
F 17
F 11
F 18
F 13
F 14
Existe pourd’autressystèmes
R & D, risques et
coûts faibles
R & D,risques et
coûts élevés
Pasfaisable
F 12
F 19 F 20
F 15
Marc Mersiol
C P + +C S =
C P +C S =
C P +C S -
C P + C S - -
C P =
C P - -
OC : Option de ConceptionCP : Critère Primaire CS : Critères Secondaires
OC 4
OC 8
OC 9 OC 10 OC 11 OC 12
OC 13 OC 14 OC 15 OC 16
OC 17 OC 18 OC 19 OC 20
Existe &directementapplicable
Existe pourd’autressystèmes
R & D, risques et
coûts faibles
R & D,risques et
coûts élevés
OC 21 OC 22 OC 23 OC 24
OC 1 OC 2 OC 3
OC 5 OC 6 OC 7
Marc Mersiol
Répartition dynamiqueFonctions
Privilégierun scénario
Répartition spécifiqueà un contexte
• Prévision de plusieurs répartitions• Modification de la répartition en opération
Répartitiondynamique
Scénario B Scénario A
Répartition non satisfaisante
Marc Mersiol
Evaluation de la répartition« …propriété d’un système telle que ses utilisateurspuissent placer une confiance justifiéedans le service qu’il leur délivre… »(Laprie et al., 1995)
Sûreté de fonctionnement
• Rôles• Activité• Capacités
• Coopérations • Interactions
• Equilibre par rapport à la sûreté de fonctionnement• Plusieurs répartitions pour réaliser la mission• Adaptation dans les limites du système
Marc Mersiol
FAST*, outil pour la répartitiondes fonctions
*FAST : ”Function Allocation Support Tool”
• Considérer des systèmes socio-techniques comportant plusieurs agents hétérogènes• Intégrer la dimension spatiale de ces systèmes• Tenir compte des contextes probables dans lesquels les fonctions seront réalisées• Envisager des répartitions différentes selon les scénarios analysés• Faire une analyse multi-critères d’une répartition
Objectif : soutenir les étapes de la méthode
Principales possibilités de l’outil
Marc Mersiol
Objets de l’outilConcepts de la méthode représentés par des objets
• Système• Agent• Fonction• Lieu• Observation• Scénario
• Agent - Agent• Fonction - Fonction• Agent - Fonction• Scénario - Fonction• Scénario - Agent
• Sélection fonctions totalement automatisables• Sélection fonctions partiellement automatisables• Options techniques• Synthèse
(Matrices)
Marc Mersiol
Objets de base
Pour chaque objet de base :
• Possibilité d’entrer et d’afficher les informations le concernant
Des formulaires
Des listes• Rappel de tous les objets de cette catégorie
Un prototype a été développé en utilisant le gestionnaire de base de données 4 D
Marc Mersiol
Exemple : objet de base« Fonction »
Choix dessous-fonctions
Affichageliste dessous-fonctions
Validationde la saisie
Identifiant de la fonctiondans la base de données
Descriptionde la fonction
Annulerla saisie
Supprimerla fonction
FONCTION
Description
Contraintes
Automatisable ?
Sous-fonctions Lieux Scénario
Suivante Précédente
OKOK
AnnulerAnnuler
SupprimerSupprimer
Attribution
Option acceptéeou
En fin d’analyseChoix d’unscénario
Agent auquelcette fonctionest attribuée
ouOption deconceptionretenue
Choixd’un lieu
Affichage des lieux
Contraintesde répartition
Coûts R & D
Identificateur
Marc Mersiol
MTA id_matrice1
MTA1 MTA5 MTA9 MTA16
MTA2 MTA6 MTA10 MTA17
MTA3 MTA7 MTA11 MTA18
MTA4 MTA8 MTA12 MTA19
MTA13 MTA14 MTA15 MTA20
Disponibleimmédiatement
Disponible sur autressystèmes
Bas risques et coût
Haut risques et coût
Non automatisable
Séparable Informations oucontrôle
Informationscritiques
Centrale
AGENT HUMAIN
Identificateur
Type d'agent
Rôle
Formation
• Système• Agents Humains• Agents Automatiques• Fonctions• Lieux
• Scénarios• Matrice pour les fonctions totalement automatisées• Matrice pour les fonctions partiellement automatisées• Matrice de synthèse des choix de répartition
FONCTION
AGENT HUMAIN
SYSTEME
Principales interfaces graphiques
Marc Mersiol
Apports de l’outil• Guide et structure les choix de répartition• Agrège toutes les informations utiles à ces choix• Minimise les oublis• Favorise des échanges entre concepteurs• Permet une représentation commune du système et des solutions trouvées• Garde en mémoire les décisions prises et leurs justifications• Synthétise les choix de répartition effectués
Répartition des fonctions de conduite d’un réacteur nucléaire d’essai
technicatome
Marc Mersiol
Conclusion
• Méthode de répartition des fonctions• Outil soutenant la méthode
Prévention des fautes de conceptionet donc
amélioration de la sûreté de fonctionnementdes systèmes conçus