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- Ingénierie Système -

Ingénierie des besoins des parties

prenantes et des exigences techniques

Nicolas Daclin

Ecole Nationale Supérieure des Mines d’Alès

Laboratoire de Génie Informatique et d’Ingénierie de la Production

Centre de recherche

LGI2P

Ecole d’été CA’NTI #20, 26 – 30 mai 2014, Bucarest, Roumanie

Présentation

• Nicolas Daclin, Dr

� Maître assistant Ecole Nationale Supérieure des Mines d’Alès

� LGI2P (Laboratoire de Génie Informatique et d’Ingénierie de Production)

� Equipe ISOE (Interoperable System and Organisation Engineering)

+33 466 387 039

nicolas.daclin@mines-ales.fr

www.mines-ales.fr / lgi2p.mines-ales.fr

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Ingénierie des exigences (Requirements

Engineering): pourquoi?

• Mars Climate Orbiter (1999)

� Extrait du CdC initial:

o Etude météorologique de la planète Mars

o Etude de l’atmosphère de la planète Mars

� Bilan:

o Destruction du matériel

o 125 millions de $ partis… en fumée

o 1 cliché de la planète Mars

� Problème:

o Erreur de transfert d’informations entre deux logiciels (un logiciel calcule des paramètres avec le système de mesure anglo-saxon (pouces, pieds…), l’autre attend les informations dans le système métrique)

Source: http://www.jpl.nasa.gov 3

Ingénierie des exigences: pourquoi?

• Therac 25 (1985 - 1987)

� Extrait du CdC initial:

o Traitement de tumeurs cancéreuses par rayon X

� Bilan:

o Surexposition des patients aux radiations (~100 x dose normale)

o 3 blessés graves (pertes de fonctions motrices, brûlures)

o 3 morts

� Problèmes:

o Mauvais développement logiciel/ technique

o Pauvreté du processus d’ingénierie

o Manque de spécifications

o Défauts de procédure de test

Source: http://users.csc.calpoly.edu/~jdalbey/SWE/Papers/THERAC25.html 4

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Ingénierie des exigences: pourquoi?

• The ∅∅∅∅resund bridge (1996 – 2000)

� Extrait du CdC initial:

o Pont reliant la Suède au Danemark

o Transport ferroviaire et routier

� Bilan:

o Planification (temps, budget, qualité, + 4000 schémas)

o Définition des exigences

– Durée de vie : 100 ans

– Vitesse train/véhicule : 200km/h, 120 km/h

– Environnement : vent (61 m/s), vague (2,5 m) température (+/- 27° C)

– Évaluation des solutions par rapport aux exigences

– Application des principes de l’IS : « an award-winning bridge! »

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Problématique de l’ingénierie des exigences

• L’ingénierie des exigences est souvent négligée parce que…

� Les acteurs ne savent pas quoi faire

o Comment écrire une exigence?

o Quel est le processus?

� Les acteurs ne comprennent pas pourquoi les exigences sont nécessaires

o Ils ne comprennent pas l’impact

o Les exigences sont justes des évidences

o C’est un document de plus à rédiger…

� Les acteurs préfèrent faire autre chose

o Ils n’ont pas de temps à perdre

o Ils verront plus tard… pendant la phase opérationnelle

Source: G.V. Bochmann, Writing better requirements, université d’Ottawa, 2010Willis J., Systems Engineering and the forgotten ‘-Illities, 2011 6

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Importance de l’ingénierie des exigences

• Selon, le Standish Group:

Source: www.standishgroup.com, the Chaos report

L’ingénierie des besoins et des exigences est la principale cause de

l’échec (annulation avant la fin) ou de difficultés (hors budget/délais,

moins de fonctionnalités) d’un projet…

L’ingénierie des besoins et des exigences est également la principale

cause du succès d’un projet!

mais…

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Ingénierie des exigences

« Activité méthodique collaborative et pluridisciplinaire - fondée sur la science

et l’expérience – permettant de recueillir, de spécifier, d’affiner, de qualifier des

exigences relatives à un système à positionner dans son environnement et de

maîtriser les évolutions de ces exigences dans le temps pour apporter une

solution globalement optimisée à des besoins identifiés. »

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Processus de définition des besoins

des parties prenantes

1. Principes et concepts relatifs aux besoins

2. Processus de définition des besoins des parties prenantes

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Positionnement du processus

Fabriquer Réutiliser Acheter

Intégration Système

Ingénierie Système

Réalisation: Ingénierie Métiers

Réceptionner

Assembler

Vérifier

Qualifier

Définir les

besoins des

parties

prenantes

Définir les

exigences

techniques

Concevoir

l’architecture

fonctionnelle

Concevoir

l’architecture

organique

Evaluer Optimiser

Vérifier

Valider

Rechercher

des concepts

pertinents

ou

innovants

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Les enjeux

Quelle est la première perception que nous avons de la qualité d’un

produit ou d’un service?

L’aptitude à satisfaire les besoins exprimés ou non.

1. Nécessité de collecter les besoins2. Nécessité d’exprimer les besoins

• Deux principes fondamentaux :

� Il n’y a pas de besoin s’il n’y a pas de problème à résoudre! Il faut dans

un premier temps préciser le problème pour fournir un premier

cadrage.

� Il faut penser le besoin et non la solution. Généralement nous avons

tendance à définir les besoins au travers des solutions que nous

entrevoyons…11

Définition

• Un besoin naît d’un manque, d’une insatisfaction, d’une attente.

• La réponse à un besoin est un ensemble d’action.

• Le besoin est valide lorsque son utilité est reconnue par les parties

prenantes et qu’il est possible de le justifier auprès de ces mêmes parties

prenantes.

• 50 à 80 besoins de haut niveau.

Besoin (exigence initiale) : • Nécessité ou désir exprimé par un utilisateur, ou par toute partie prenante

intéressée par l’utilisation ou l’exploitation du système.

• Exprimé dans le langage de la maîtrise d’ouvrage (MOA).

• Need and expectation, stakeholder requirement, user requirement, initial

requirement.

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De l’utilité de la définition des besoins des parties

prenantes

• La définition des besoins permet d’avoir une compréhension

commune du problème qui doit être résolu.

• Pour la maîtrise d’ouvrage:

� Définir clairement ses besoins et ses attentes.

� Etre compris par la maîtrise d’œuvre.

• Pour la maîtrise d’œuvre:

� Comprendre clairement ce qu’il y a à faire et pourquoi.

� Etre compris par la maîtrise d’ouvrage.

13

Provenance des erreurs et coûts de correction

Coût relatif de correction

Production des erreurs

Source des erreurs

Nombre d’erreurs produites à un instant donné

Coût relatif de correction d’une erreur au même instant

exigences conception réalisation essais maintenance

source: MAP système 14

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Expression des besoins : une opération complexe

• Aspects relationnels avec de multiples parties prenantes pour exprimer les besoins et contraintes et rechercher des consensus.

• Aspects d’analyse et de recadrage des besoins pour identifier les incohérences ou antagonismes entre besoins.

• Aspects d’analyse de l’existant avec la prise en compte de l’environnement d’exploitation dans lequel opérera le système.

• Aspects d’analyse de missions, de validation et de simulation de scénarii.

• Aspects d’analyse de l’impact du système sur son environnement et vice versa.

• Etudes de marché, sondages, études prospectives.

• Analyse de faisabilité.

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Expression des besoins: difficultés

• Identification: le besoin est mal identifié, défini ou exprimé.

• Incompréhension: mauvaise compréhension de la relation client-

fournisseur.

• Séparation: il n’existe pas de séparation claire entre le problème et la

solution.

• Communication: difficulté de communication entre les parties

prenantes.

• Perception négative: perception négative du problème à résoudre.

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Expression des besoins: attributs

• Les attributs sont des caractéristiques pour compléter les besoins en vue de

leur gestion:

� Identificateur: symbole alphanumérique pour repérer les besoins parmi les autres. Il est unique.

� Importance: importance du besoin pour les parties prenantes (essentiel, obligatoire, optionnel).

� Criticité: importance du besoin pour la sécurité ou la fiabilité du système.

� Flexibilité:

o Niveau impératif: la non satisfaction entraine l’incapacité à réaliser la mission ou des risques non acceptables pour le système ou l’environnement.

o Niveau souhaité (taux d’échange): prise en compte des moyens complémentaires pour obtenir la satisfaction (e.g. coût – quel complément de prix pour tel besoin?).

Identificateur Expression Importance Criticité (0,1,2,3)

B.S.1 Le système protège des radiations obligatoire 3

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Retour sur… l’importance des besoins et les

conséquences

Neutre

Satisfaction

Insatisfaction

Absent Complet

Satisfaction client

Degréd’implémentationDiagramme de Kano 18

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Classification des besoins: typologie

• Services attendus: les actions à effectuer pour réaliser la mission du système.

• Performances (efficacité): ensemble des performances liées aux services attendus.

• Interfaces: flux échangés et connexions physiques du système avec le contexte.

• Opérationnels: conditions dans lesquelles le service est rendu:

� Sécurité,

� Ergonomie,

� Facteurs humains,

� Sûreté de Fonctionnement (SdF),

� Environnement…

• Contraintes: limitations engendrées par les systèmes contributeurs, dimensions physiques, règlements…

• La classification des besoins peut permettre une meilleure traçabilité

de ceux-ci. Cependant, mieux vaut avoir tous les besoins pêle-mêle

que d’en oublier…

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Approches et outils méthodologiques pour la

définition des besoins

• Définition d’un langage commun (thésaurus)

• Technique d’interview

� Interview non directive centrée

� Interview de groupe non directive centrée

• Technique de recherche de consensus

• Technique de recueil d’expertise

• Technique de maquettage

• Technique d’analyse fonctionnelle

• Sensibilisation à la valeur des besoins et contraintes exprimés

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Définition des besoins: principes pour la collecte

• Quelques principes pour la collecte des besoins des parties prenantes:

� Ecoute organisée des parties prenantes (identification des personnes, organisation de réunion de groupe).

� Recueil des faits uniquement, sans opinion ni interprétation.

� Reformulation par hypothèses des faits avec validation de ces hypothèses auprès des parties prenantes.

� Focalisation sur l’essentiel.

� Travail en groupe.

21

Vérification et validation des besoins

• Vérification

� Maturité: le besoin exprimé n’est-il pas trop éloigné du besoin perçu?

� Exhaustivité: tous les besoins des parties prenantes sont-ils exprimés?

� Justesse: les parties prenantes reconnaissent-elles une formulation fidèle de l’expression de leurs besoins?

� Faisabilité: des concepts d’opérations peuvent-ils être identifiés pour estimer la faisabilité à résoudre le problème exposé?

� Traduisible: le besoin exprimé peut-il être traduit en exigence technique?

� Cohérence: existe-t-il des contradictions entre les besoins exprimés?

� Pertinence: le besoin exprimé permet-il de définir la pertinence d’une réponse au problème?

• Validation

� Pourquoi ces besoins?

� Quel est le risque qu’ils disparaissent? Pour quelle(s) cause(s)?

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Le processus de définition des besoins des parties

prenantes

• Processus complexe

• Résultats attendus:

� Ensemble des attentes, désirs, exigences représentant les besoins des clients, des utilisateurs / opérateurs.

� Les contextes d’utilisation des utilisateurs / opérateurs.

� Une base pour établir les exigences techniques.

� Une base pour établir l’acceptation opérationnelle des produits et services à fournir.

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Subjectif Objectif

Le processus de définition des besoins des parties

prenantes (2)

Définir la finalité et la mission du

système

Identifier les situations de vie et

les parties prenantes

Définir les limites fonctionnelles du

système

Définir les limites physiques du

système (interfaces)

Analyse et définition des besoins

Document expression

des besoins

Enquêtes,

interview

Définir les concepts d’opérations ou technologiques

Définir les scénarios opérationnels

Définir les besoins opérationnels

Définir les objectifsExprimer les

besoins unitairement

Quantifier et classer les besoins et les contraintes

Vérifier la cohérence,

l’exhaustivité et la traçabilité

source: MAP système 24

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Plan type de documentation d’expression des

besoins1. Introduction

a) Objet

b) Documents (documents en référence, documents applicables)

c) Terminologie

2. Présentation du système

a) Finalité, mission, objectifs

b) Contexte organique et fonctionnel du système

c) Parties prenantes

3. Besoins des parties prenantes

a) Modes opérationnels et scénarios

b) Besoins opérationnels

o Services attendus, performances, autonomie, durée de vie, interactions et connexions physique avec les éléments du contexte, facteurs humains et ergonomie, sûreté de fonctionnement, sécurité de l’information, moyens, transport, stockage

c) Contraintes des systèmes contributeurs

o Réalisation, mise en service, retrait de service, soutien logistique et maintenance, production, réglementation, coûts, délais, validation

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Risques majeurs au stade de l’élaboration des

besoins

• Mauvaise identification du système

� Niveau d’abstraction trop haut (sur-système) ou trop bas (sous-système)

Arrêt du développement et retour au bon niveau

• Mauvais ciblage du périmètre

� Éléments ajoutés ou oubliés dans le système

Produit inadapté ou refus du produit par les utilisateurs

� Oubli d’interfaces

� Oubli de connexions physiques

Produit non interopérable

• Absence ou insuffisance de modes et scénarios opérationnels

Validation conflictuelle, mise en service retardée, développement retardé

• Incomplétude des besoins, oubli des parties prenantes

Développement retardé, validation conflictuelle

• Mauvaise classification des besoins

Perte de temps pour la maîtrise d’œuvre, coût de développement plus cher

source: MAP système 26

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Processus de définition des

exigences techniques

1. Principes et concepts relatifs aux exigences techniques

2. Gestion des exigences techniques

3. Processus de définition des exigences techniques

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Rappel et positionnement du processus

Fabriquer Réutiliser Acheter

Intégration Système

Ingénierie Système

Réalisation: Ingénierie Métiers

Réceptionner

Assembler

Vérifier

Qualifier

Définir les

besoins des

parties

prenantes

Définir les

exigences

techniques

Concevoir

l’architecture

fonctionnelle

Concevoir

l’architecture

organique

Evaluer Optimiser

Vérifier

Valider

Rechercher

des concepts

pertinents

ou

innovants

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15

Rôles des exigences

• L’élaboration des exigences joue deux rôles

1. Identifier le travail de conception à réaliser2. Servir de référence à la justification et à la validation

Elaboration

des

exigences

Justification

Conception

Que faut-il faire?

Pourquoi cela est nécessaire?

1

2

29

Définition

• Caractéristiques de base d’une exigence:

� Unicité: elle ne traite que d’un sujet

� Précision: elle est rigoureuse dans son expression

� Non-ambiguïté: il n’existe qu’une seule interprétation de celle-ci

� Vérifiable: elle peut être mesurée

� Réalisable: elle doit pouvoir être satisfaite

• Caractéristiques de base d’un ensemble d’exigences:

� Cohérence: les exigences ne sont pas contradictoires entre elles

� Complétude: pas de manque, l’ensemble du problème est considéré.

• 200 à 300 exigences techniques de haut niveau

Exigence:

• Enoncé qui spécifie une aptitude, une caractéristique ou une

limitation d’un système, d’un produit ou d’un processus, pour

contribuer, dans des conditions d’environnement données, à la

satisfaction d’un but.

• Exprimée dans le langage de la maîtrise d’œuvre (MOE).

• Requirement.

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16

Caractéristiques: précisions sur…

• … l’exigence:

� Nécessaire

� Indépendante des solutions

� Non ambiguïté

� Complète

� Unicité

� Faisable

� Vérifiable

� Correcte

� (Conforme)

• … le référentiel :

� Complet

� Cohérent

� Faisable

� Délimité

� Structuré

31

De l’utilité de la définition des exigences techniques

• Assurer la qualité de communication entre les différentes communautés

techniques qui travaillent ensemble pour réaliser le système à faire.

� Plus les interlocuteurs sont nombreux, plus les risques de mécompréhension le

sont aussi…

• Vérifier la satisfaction des besoins des parties prenantes tout au long du

développement

� Cela évite aux concepteurs de faire des interprétations et des choix de solutions

qui peuvent ne pas satisfaire le besoin des parties prenantes

• Prendre en compte tous les besoins des parties prenantes

� Cela évite des dérives de coûts et/ou de délais, les exigences fixent

contractuellement l’engagement de la maîtrise d’œuvre.

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Du besoin des parties prenantes aux exigences

• Exemple:

Besoins des

parties

prenantes

Exigences

techniques

systèmes

Exigences

techniques

détaillées

Exigences systèmes

Traduits en Traduites en

Besoins, désirs, attentes…Termes non techniques

Non ambiguës, vérifiables…Termes techniques

Arrangements logiques des exigences

Complet/cohérent avec Complet/cohérent avec

« La peinture ne coûte

pas chère »

Traduits en quelque chose de vérifiable…

???

Source: MAP système 33

Langages des exigences

Le langage naturelAvantages: bonne lisibilité, grande richesse, extensibilitéInconvénients: faible cohérence, précision

Les langages formelsAvantages: grande précision, cohérence, outillageInconvénients: faible lisibilité, constructibilité

• Exemple:

� La machine lave le linge

• Exemple:

� E<> t.Working and r.Active and T > t.timeMin and T < t.timeMax

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Les langages semi-formelsAvantages: syntaxe graphique, facilité de manipulationInconvénients: risque d’ambiguïté

Le langage utilisé doit être précis, lisible et permettre de créer

• Exemple:

� UML, URN, GRL, KAOS…

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Expression d’une exigence: le langage naturel

• Une exigence est un élément d’ingénierie qui traduit un besoin.

Sujet

(le système à l’étude)Verbe

Complément (résultat,

critère de qualité…)

Exigence 1

Le système détecte les défaillances

C’est une expression qui doit s’exprimer par une phrase simple.

Le système de banque en ligne autorise l’accès de l’utilisateur à son compteen moins de 1 minute

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Le SOI* Le verbe

* System of Interest

Le résultat Le critère

Expression d’une exigence

• Une exigence est rédigée au présent.

• On évite l’utilisation:

� Des structures négatives

� Des termes vident de sens (buzzword)

o beaucoup, peu, gérer, facilement, convivial…

� Des conjonctions

o et, ou, ainsi que, avec…

� Des clauses échappatoires

o si, mais, quand, sauf, à moins que…

� Des spéculations

o normalement, souvent, généralement…

� Des suggestions

o peut, pourrait, devrait, peut-être, probablement…

Normalement, le système devrait détecter les défaillances à moins qu’il

soit en dehors de son domaine de travail.

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Expression d’une exigence : moyens

mnémotechniques

• Une exigence doit être MUST:

• Une exigence doit être SMART:

MesurableUtileSimpleTraçable

Spécifique (specific)Mesurable (measurable)Atteignable (achievable)Réaliste (relevant)Traçable (traceable)

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Exemples d’exigences

• Le véhicule X atteint la vitesse de 200 km/h.

• Le coût de la peinture du véhicule X est inférieur à 1000 €.

• Un voyant informe le pilote en cas de défaillance.

• Le système enregistre les pannes en temps réel.

• La probabilité d’interruption des fonctions du système électronique qui

entraîne la perte d’une mission est inférieur à 5x 10-6 par heure de vol.

• Le rayon de braquage permet un créneau en ville.

Parmi ces exigences, laquelle vous interpelle?

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Expression des exigences: défauts à éviter

• Bruit: l’exigence contient des éléments inutiles.

• Redondance: l’exigence apparait plusieurs fois.

• Sous-spécification: l’exigence est implicite, imprécise, omise.

• Sur-spécification: l’exigence contient des éléments de solution.

• Contradiction: plusieurs exigences présentent une même

caractéristique qui est contradictoire.

• Ambiguïté: l’exigence peut être comprise de plusieurs façons.

• Référence non vérifiée: l’exigence fait référence à d’autres

documents dont la pertinence et/ ou l’exactitude n’est pas

vérifiée.

• Option: l’exigence est « ouverte » ou incomplète.

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Expression des exigences: exemple illustratif

• Quels sont les problèmes liés à ces exigences?

� « La régulation sera efficace dans tous les cas. »

� « Qualité des capteurs de température: adaptabilité et mesure infra-rouge. »

� « L’actionneur pourrait être automatiquement asservi avec un relais supra-neutronique branché en shunt sur l’alterno-démarreur. »

� « Toutes les informations inutiles ne sont pas affichées. »

� « La fixation du système utilise le procédé R-00-XXX-125. »

� « L’âge du pilote est de 35 ans. »

� « L’interface est simple d’utilisation. »

� « Les données sont sauvegardées autant que possible. »

� « L’application n’a pas de bugs »

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Expression des exigences: attributs

• Les attributs sont des caractéristiques pour compléter les

exigences en vue de leur gestion:

� Identificateur: symbole alphanumérique pour repérer les exigences parmi les autres. Il est unique.

� Criticité: importance de l’exigence pour la sécurité ou la fiabilité du système.

� Priorité: indication pour que le concepteur puisse décider de l’ordre du développement.

� Pondération: état d’évolution de l’exigence (identifiée, analysée, vérifiée, allouée, satisfaite).

� Historique: repère pour identifier les modifications subies par l’exigence (date, auteur, modification, suppression, justification de la modification).

41

Classification des exigences: première typologie

• Pour le concepteur, le classement des exigences permet d’identifier la

nature des travaux à effectuer.

� Exigences fonctionnelles : exigences qui décrivent ce que doit faire le système (fonction)

� Exigences non fonctionnelles : exigences non attribuables à une fonction. Elles traduisent généralement une contrainte, une aptitude attendue, une performance…. Elles peuvent avoir un impact sur les choix techniques.

Le véhicule roule

Le véhicule protège les

personnes

roule

protège

Exigences fonctionnelles

Le véhicule roule à la vitesse maximum de 200 km/h

Le véhicule protège jusqu’à 10 occupants

vitesse maximum de 200 km/h

jusqu’à 10 occupants

Quelle motorisation?

Quel volume pour l’habitacle?

Exigences non fonctionnelles

Fonction « rouler »

Fonction « protéger »

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Classification des exigences: typologie classique

• Pour le concepteur, le classement des exigences permet d’identifier la

nature des travaux à effectuer:

� Exigence fonctionnelle

� Performance

� Contrainte

� Exigence d’interface

� Scénarios, modes et exigences opérationnelles

� Exigence de justification et de validation

• La typologie des exigences peut varier, notamment en fonction du

secteur d’activité:

� Environnemental

� Soutien

� …

Exigences non-

fonctionnelles

43

Classification des exigences: lecture

Type Lecture

Connaitre les différentes transformations à réaliser (ce que le système doit faire)

Définir le domaine d’utilisation des transformations à réaliser

Identifier les contraintes qui seront imposées aux architectures organiques et constituants

Interfaces entre les différents ensembles (internes et externes au système)

Identifier les situations de vie à prendre en charge ainsi que les conditions opérationnelles correspondantes

Prendre en compte les différents essais et situations de justification

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Classification des exigences pour la justification

Type Justification de l’exigence

Le système exécute toutes les fonctions à réaliser

Les fonctions atteignent les performances définies

Les architectures organiques et constituants ne dépassent pas les limites imposées.

Toutes les interfaces sont réalisées

Toutes les situations de vie du système sont identifiées

Toutes les situations de justification et de validation sont identifiées

45

Les exigences fonctionnelles

• Ces exigences sont uniquement liées aux transformations (ou actions)

que doit effectuer le système pour fournir les services correspondant à

ses missions opérationnelles.

• Exemples:

� Le système X se déplace.

� Le système X collecte les informations.

� Le système X mémorise les informations collectées.

• Les exigences fonctionnelles décrivent ce que doit faire le système en

termes d’action, de comportement et de résultat attendu ou de

service rendu.

• Functional requirement.

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Les exigences de performance

• Exigence associée à une fonction ou un produit, indiquant un critère

d’appréciation mesurable d’un attribut de qualité de cette fonction ou

de ce produit.

• Performance requirement.

• Les exigences de performance sont généralement quantitatives

(évaluation plus aisée).

• Les performances sont utilisées pour effectuer un choix dans le cas ou

différentes solutions existent.

• Exemples:

� Le système est opérationnel en moins de 2 minutes

� Le système surveille un espace aérien de 30 km de rayon.

� Le système est étanche jusqu’à 100 mètres

47

Les contraintes

• Les contraintes sont très souvent dimensionnantes: reconduction de

constituants, solutions imposées.

• Exemples:

� Le système respecte les normes environnementales en vigueur.

� Le volume du système est de 1 m3.

� Le système assure toutes les opérations de maintenance de ses équipements.

• (1) restriction, limitation ou une conformité à un règlement imposé

à un produit, un projet ou un processus.

• (2) type d’exigence ou de caractéristique de conception qui ne peut

faire l’objet d’un compromis.

• Constraint.

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Les exigences d’interfaces

• Les exigences d’interfaces considèrent les interfaces entre le système et

son environnement (externes) et les interfaces entre les éléments du

système (internes).

• Les interfaces peuvent être fonctionnelles ou physiques.

• Exemples:

� Le système X échange des informations avec le système Y

� Les bouchons de réservoir du système X sont compatibles avec les pistolets A612.

� Le système X reçoit des ordres du système Z.

• Une exigence d’interface définit les conditions d’interactions entre

éléments.

• Interface requirement.

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Scénarios, mode et exigence opérationnelle

• Les scénarios et modes décrivent le comportement attendu du

système dans toutes les phases de son cycle de vie.

• Scenario, mode.

• Une exigence opérationnelle exprime les conditions d ’exécution et

d’opération du système durant son cycle de vie.

• Ces exigences intègrent:� L’ergonomie� Les facteurs humains� La sureté de fonctionnement� La logistique� L’environnement� Les moyens

• Exemples:� Le taux de disponibilité du système X est de 80%.� Le système X est aérotransportable.� 1 opérateur est suffisant pour effectuer les actions de conduite du système X. 50

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Les exigences de justification et de validation

• Ces exigences expriment les justifications à apporter au donneur d’ordre afin qu’il soit sûr que le système livré correspond à celui dont il a besoin.

• Ces exigences expriment la méthode à employer pour parvenir à cette assurance (analyse, inspection, essais, simulation…).

• Ces exigences considèrent le niveau auquel la justification s’applique (constituant, assemblage, système complet).

• Exemples:

� Le respect des exigences de performance est démontré par essais.

� Le matériel de transmission est testé tel que définit par la norme XX-250-EF.

� Le respect des exigences fonctionnelles est démontré pour toutes les conditions d’emploi définies dans les scénarios.

• Les exigences de justification et de validation permettent au

concepteur de connaître les différentes situations de validation et de

justification qui seront rencontrées.

51

Classification des exigences: exemple illustratif

• A quelle classe appartiennent les exigences suivantes?

� Le système X approvisionne le système Y en carburant.

� Le système X est opérationnel par temps de brouillard.

� Le système X utilise un châssis industriel existant.

� Les coûts de développement du système X sont minimisés.

� Le système X est aérotransportable.

� Le système de transmission est compatible RX-32.

� En mode veille le système diagnostique l’état de fonctionnement de ses équipements.

� Le respect de la tenue au brouillard est démontré par essais en air ambiant.

� Le système X échange des informations avec le centre de contrôle.

� Le système X réalise une mission en moins de 24 heures.

• De la même manière que pour les besoins, la classification permet une

meilleure traçabilité et une meilleure lecture des exigences.

• Le positionnement d’une exigence dans une classe peut être soumis à

discussion, cependant, mieux vaut l’avoir dans une classe que de l’omettre…52

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Vérification et validation d’une exigence technique

• Vérification

� Non ambiguë: l’exigence n’a qu’une seule interprétation possible

� Exhaustive: le concepteur dispose-t-il de tous les éléments pour travailler?

� Vérifiable: chaque exigence est-elle vérifiable?

� Cohérente: il n’y a aucun conflit entre les exigences.

� Modifiable: le document des exigences est-il aisément modifiable?

� Identifiable: les exigences sont clairement identifiées pour faciliter leur mise en référence dans le document des exigences techniques .

• Validation

� Les exigences traduisent-elles correctement le besoin exprimé par les

parties prenantes?

53

Le processus de définition des exigences techniques

• Processus qui vise à transformer les besoins en exigences

techniques pour guider, ultérieurement, la conception du système

et sa validation.

• Résultats attendus:

� Ensemble d’exigences du système

� Description complète du problème à résoudre

� Base pour établir la conception de l’architecture

� Base pour valider la solution

54

5/20/2014

28

Le processus de définition des exigences techniques

(2)

Analyser les scénarios et modes

opérationnels

Analyser le périmètre et les

interactions avec le contexte

Identifier les exigences

dimensionnantes

Vérifier la faisabilité des concepts

Définir les

exigences

fonctionnelles

Définir les

performances

Définir les

exigences

d’interface

Définir les

exigences

opérationnelles

Définir les

contraintes du

cycle de vie

Définir les

contraintes

physiques

Etablir le référentiel des exigences

Vue

fonctionnelle

Vue

opérationnelle

Vue des

contraintes

Vérifier l’exhaustivité, la cohérence, la

traçabilité du référentiel

Définition des exigences techniques

Document expression

des besoins

Document exigences

techniques

Enquêtes,

interview

source: MAP système 55

Plan type de document d’exigences techniques

1. Introductiona) Objet

b) Documents (documents en référence, documents applicables)

c) Terminologie

2. Présentation du systèmea) Finalité, mission, objectifs

b) Contexte organique et fonctionnel du système

c) Parties prenantes

3. Exigences techniquesa) Exigences fonctionnelles

b) Exigences de performance

c) Exigences d’interfaceso Interfaces fonctionnelles, Interfaces physiques

d) Exigences opérationnelleso Modes et scénarios opérationnels, exigences d’ergonomie et de facteurs humains, exigences de

SdF, exigences de sécurité de l’information, exigences d’environnement, exigences de moyens

e) Contrainteso Contraintes physiques, contraintes de conception et de réalisation, contraintes de réserve et

d’extension, contraintes de mise en service, contraintes de retrait de service, contraintes de soutien / maintenance et de documentation, contraintes de production, contraintes de réglementation, contraintes de coûts et de délais

f) Exigences de validation et de certification

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29

Risques majeurs au stade d’élaboration des

exigences

• Ne pas s’assurer que les besoins sont suffisamment matures

Le maître d’œuvre joue le rôle du maître d’ouvrage

• Insuffisance des modes et scénarios opérationnels

Validation conflictuelle, mise en service retardée, développement retardé

• Incomplétude, imprécision des exigences

Conception réalisée sans tenir compte des exigences

Développement retardé, validation conflictuelle

• Mauvaise classification ou rédaction des exigences

Exigences non utilisées par la conception

Perte de temps pour la maîtrise d’œuvre, coût de développement plus élevé

Validation difficile

• Pas de traçabilité avec les besoins

Difficultés de gestion des évolutions client

source: MAP système 57

Vérifier

Conclusion

58

Processus d’ingénierie

Définir les

besoins des

parties

prenantes

Définir les

exigences

techniques

Concevoir

l’architectur

e

fonctionnell

e

Concevoir

l’architectur

e organique

Evaluer Optimiser

Valider

Définir les

besoins des

parties

prenantesDéfinir les

exigences

techniques

Arch. Fonct.

Arch. Org.Arch. Fonct.Arch. Org.Arch. Fonct.

Doc.

expression

des besoins

PP1

Doc.

expression

des besoins

PP2

Doc.

Expression des

besoins

consolidés

Doc. Exigences

techniques

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30

Références utilisées dans ce cours et quelques lectures

pour approfondir (Ingénierie Système)

• S. Fiorèse, J.-P. Ménadier, Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système,

Collection AFIS, Cépaduès Ed., 2012.

• NASA, Systems Enginering Handbook, NASA/SP-2007-6105 Rev1, available

online at: ntrs.nasa.gov, december 2007.

• INCOSE, Systems Engineering Handbook – A guide for system life cycle

processes and activities – v. 3.2.1, INCOSE-TP-2003-002-03.2.1, january 2011.

• AFIS, Glossaire de base de l’Ingénierie de Systèmes – Version Expérimentale

1.2, disponible en ligne à : http://homepages.laas.fr/kader/Glossaire_IS.pdf,

octobre 2011.

59

Références utilisées dans ce cours et quelques

lectures pour approfondir (ingénierie des

exigences)

• A. Faisandier, Ingénierie des systèmes complexes – démarche et méthode

d’élaboration des besoins des parties prenantes, MAP système, avril 2010.

• A. Faisandier, Ingénierie des systèmes complexes – démarche et méthode

d’élaboration des exigences techniques – MAP système, avril 2010.

• Requirements WG-INCOSE, Guide for Writing Requirements, v1.0, INCOSE-

TP-2010-006-01, avril 2012

• AFIS, Guide des bonnes pratiques en ingénierie des exigences, Collection

AFIS, Cépaduès Ed., 2012

• AFIS, Recommandations pour l’élaboration d'un référentiel d'exigences

techniques, 2001

• AFIS, Glossaire GT « Ingénierie des exigences », fiche n°14, 2013

• IEEE, Guide de l’IEEE pour la spécification d’exigences de système, Norme

IEEE 1233, 1998

• G.V. Bochmann, Writing better requirements, univerité d’Ottawa, 2010

• N. Sannier, Eliciting requirements – Specifying requirements60

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Glossaire

• Ingénierie système (System engineering): démarche méthodologique générale qui englobe l’ensemble des activités adéquates pour concevoir, faire évoluer et vérifier un système apportant une solution économique et performante aux besoins d’un client tout en satisfaisant l’ensemble des parties prenantes (AFIS)

• Finalité (purpose): expression et caractérisation du but final du système étudié (pourquoi créer ce système?).

• Mission: tâche, service ou fonction spécifique, définie pour être fournie par le système (que doit faire le système?).

• Objectif: performance attendue du système (quantifié ou qualifié).

• Partie prenante (stakeholder): partie ayant un droit, une part ou une prérogative qui fait que le système ou certaines de ses propriétés doivent satisfaire les besoins ou les attentes de cette partie (ISO 15288).

• Maitre d’œuvre (prime contractor): personne physique ou morale qui reçoit mission du maître d’ouvrage de concevoir le système et de contrôler sa réalisation.

• Maitre d’ouvrage (acquirer, purchaser): personne physique ou morale pour le compte de laquelle le système est réalisé (synonymes: donneur d’ordre, acquéreur, client).

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Merci pour votre attention

Nicolas Daclin

nicolas.daclin@mines-ales.fr

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