Traitement de l'information et modélisation

Ingénierie systèmes : méthodes, techniques et outils

Quels besoins ? Quelles solutions ?

Le domaine de l’Ingénierie des systèmes s’intéresse à l’étude des systèmes au sens large, c'est-à-dire des systèmes purement informatiques (par exemple l’architecture informatique embarquée d’un système avionique), des systèmes techniques pilotés ou non par des systèmes informatiques (par exemple le système de distribution hydraulique d’un avion), des systèmes socio-techniques (par exemple une coalition constituée pour remplir une mission donnée) ou des organisations purement humaines (par exemple une cellule d’analyse de situation et de prise de décision).
 
Les motivations qui conduisent à s’intéresser à de tels systèmes peuvent être multiples ; on peut par exemple chercher à évaluer leurs propriétés intrinsèques, leurs fonctionnalités, leurs performances, ou à caractériser le processus qui les définit,  les développe, les vérifie ou les certifie.
 
Ce domaine d'activité scientifique s’est construit à partir d’un certain nombre de  compétences que le département a développées  pour étudier les systèmes embarqués, les systèmes d’informations et de traitement de données, pour traiter la sécurité informatique, pour supporter la  simulation distribuée. Ces compétences reposaient, et reposent toujours, largement sur la modélisation, sur l’adoption et l’adaptation d’approches formelles pour traiter les problèmes liés à la conception, au développement, à la validation, à la vérification des systèmes.  
 
La structuration de ce domaine, part d’une analyse qui tient compte actuellement des éléments suivants :

• en ce qui concerne les besoins, la nécessité de faire face à la complexité des systèmes se retrouve dans chaque domaine d’applications :
  • dans les systèmes avioniques civils, les générations successives d’Airbus ont fait passer, par exemple,  le nombre de signaux à traiter par cycle  de quelques centaines à plus d’une  centaine de milliers ; l’adoption du concept d’avionique modulaire, le recours à des architectures standardisées,  ont  engendré de nouveaux problèmes liés à la prédictibilité des comportements vis-à-vis d’exigences de performances ou de sûreté.
  • dans le contexte des systèmes avioniques militaires, la part dévolue à la conduite de la mission, prend de plus en plus d’importance par rapport à celle qui est purement dédiée au pilotage de la plate-forme ; la prise  en compte, dans le système lui-même, des contraintes liés à son environnement immédiat  (système d’arme, conduite de tir) ou moins proche (situation tactique, patrouille,  système de drones)  nécessite d’avoir recours à des configurations évoluant en cours de mission ; le passage d’une configuration à une autre doit être maîtrisé.
  • dans chacun des deux domaines précédents, il devient impératif d’avoir une approche globale afin de maîtriser les interactions, souhaitées ou non désirées, entre les différents systèmes embarqués.
  • dans le domaine des systèmes de défense, la complexité vient de la nécessité, pour remplir une mission donnée, de faire interagir, et de coordonner,  un grand nombre de systèmes conçus de manière indépendante, et qui regroupés constituent un système de systèmes. Le coût d’acquisition des systèmes de défense engendre la nécessité d’en asseoir les choix de conception sur une connaissance a priori de leurs capacités à remplir une mission ; la simulation est vis-à-vis de cet objectif, une approche privilégiée, à juste titre, par la DGA.
    

• concernant les solutions possibles, pour faire face à ces besoins,  différents éléments sont à considérer :
  • les approches formelles gagnent en applicabilité, on peut citer, par exemple les progrès réalisés dans le domaine du model-checking qui permettent actuellement d’évaluer des propriétés sur un nombre d’états significatifs vis-à-vis de problèmes réels.
  • en conséquence du point précédent, on assiste à l’intégration progressive, et prudente, d’outils supportant ces approches dans les environnements de conception et développement  industriels.
  • la définition de standards dans les différents domaines déjà cités, permet de canaliser, en amont,  un certain  nombre de problèmes liés à l’intégration ou l’interopérabilité, pourvu que l’on soit en mesure d’évaluer la conformité des produits à ces standards.  

Dans ce contexte, le rôle du DTIM reste clairement de se saisir des  problématiques liées à la conception, au développement, et à la vérification des différents types de systèmes et de les confronter aux approches nouvelles, d’en évaluer l’applicabilité, et de proposer des solutions de compromis combinant éventuellement plusieurs de ces approches.

 

 

 

Mis à jour le 10 janvier 2008 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation