L’Ingénierie Systèmepour les Nuls

Charles-Henry JURD – Consultant & Avant-vente Systèmes

SystèmeEnsemble de matériels, logiciels et compétences humaines organisés en vue de produire un résultat ne pouvant être obtenu par aucun des éléments seuls.

Ingénierie Système (IS)Démarche méthodologique multidisciplinaire encadrant la définition, la conception, la réalisation, l’évolution et la vérification d’un système sous tous ses aspects : techniques, sécuritaires, écologiques, économiques, financiers, monétaires, sociaux…

Qu’est-ce qu’un Système ?

Exemple appliqué à l’Energie

Le Smart Grid : nouveaux systèmes interconnectés et intelligents

Exemple appliqué à la Défense

Systèmes globaux de défense Système de systèmesInterconnexion de toutes les armes sur un théâtre d’opérations quelques soient les systèmes et fournisseurs.

Aujourd’hui chacun utilise des produits innovants

Un milliard de smartphones vendus en 2007, soit le double de 2006En 2000, c’était de la science-fictionQu’est ce qui sera possible en 2020 ?

Apple’s iPhone is completely instrumented, with GPS positioning software that helps the device know where you are

ElectronicsElectronics

90% of innovation is based on electric / electronic systems

80% of this innovation is based on embedded software

AutomotiveAutomotive

Aerospace & DefenseAerospace & DefenseF-22 Raptor (2003) contains 1.7 million lines of code

F-35 Lightning II (scheduled for 2010) will have 5.7 million lines of code

Des produits de plus en plus intelligents grâce à la généralisation du logiciel

“Embedded software has evolved from a hidden component driving functionality to the keystone of product differentiation and end-user experience.”

VDC Research, October, 2008

La nouvelle voiture électriqueVolt de Chevrolet:

une centaine de calculateursenviron 10 millions de LOC

(Une voiture haut de gamme récente peut avoir jusqu’à 100MLoc)

1977Oldsmobile Toronado:

un seul calculateur

Exemple appliqué à l’Automobile

Plus de logiciel que sur la 1e

navette spatiale de la NASA, l’avion de chasse F-35 ou… le

Boeing 787 Dreamliner (8MLoc)

En 2010…

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Principaux challenges de l’ingénierie des systèmes

Aerospace and defense

Automotive

TelecomEnergy & Utilities

Augmentation de la pression financière et nécessité de gérer les risques

Respect des process de l’ingénierie et de la conception

Efficacité de l’organisation & des équipes réparties géographiquement

Construire des produits plus innovants pour augmenter ses ventes

Augmentation de la complexité et accélération des évolutions

High-rigor electronics

L’Ingénierie Système (IS)

Pour le MOA : elle a pour objectif d’assurer l’adéquation de la solution aux besoins sous tous les aspects (fonctionnalité, performances, économie, sécurité) pour toutes les situations d’exploitation du système.

Pour le MOE : elle a pour objectif de conduire à un bon compromis entre les enjeux et contraintes concernant tant la solution que le projet (besoins, attentes, performances, contraintes techniques et industrielles, coûts, délais et risques).

L’Ingénierie Système évolue aujourd’hui car les produits et services prennent une nouvelle dimension en complexité

L’Ingénierie Système, un nouveau besoin ?

« Smarter » signifie généralement « Plus Complexe »Augmentation du nombre de fonctionnalités attenduesAugmentation du nombre de parties prenantes à satisfaireAugmentation du nombre d’interactions à réaliserCréation d’architectures innovantes combinant des technologies variées (logiciel, électronique, mécanique, hydraulique, électrique…)Nouvelles contraintes réglementaires (sécurité, écologie…) raisonnement plus poussé sur le cycle de vie complet du système (fabrication, déploiement, utilisation, déconstruction)

« Smarter » implique l’évolution de la notion d’Ingénierie SystèmeSystème faisant partie d’un ensemble plus largeSystème de Systèmes

Difficultés spécifiques à l’IS et aux SoS

Difficile de comprendre l’architecture d’un grand système

Difficile de se représenter un grand système en fonctionnement

Difficile à concevoir

Difficile à maintenir

Importance des exigences liées à la sûreté de fonctionnement et à la sécurité

Combinaison de disciplines très hétérogènes : logiciel, mécanique, hydraulique, thermique…

Collaboration étendue entre disciplines et rôles

Capacité à intégrer des systèmes existants, capacité à faire de la conception partielle

Difficile ou impossible de mettre en place une période de béta-test sur site

Nouveaux rôles, perspectives, compétences

Importance de la sécurité et de la sûreté de fonctionnement

Paradoxe des grands systèmes : Les SoS doivent être à la fois ouverts pour intégrer de nouveaux systèmes ou pour s’intégrer dans d’autres systèmes plus vastes, et être sûrs de fonctionnement car exécutant des missions vitales pour les populations

Les SoS d’aujourd’hui et de demain doivent respecter des normes de sécurité nationale, d’infrastructure civile et de services critiques pour des domaines très variés comme :

Réseaux électriques de production et de distribution

Réseaux de télécommunications

Contrôle de trafic aérien

Contrôle de trafic dans les villes

Services d’urgence dans les villes

Les incidents informatiques intentionnels (piratage informatique) et non intentionnels (défauts informatiques) ont conduit à la défaillance de systèmes à mission critique comme des centrales nucléaires, des réseaux téléphoniques ou des fusées et satellites

Il est donc crucial de fournir des méthodes et outils d’IS qui permettent d’adresser ces difficultés dès l’analyse et la conception des systèmes

Invest the same focus on the software domain as in mechanical

Build the right product at the right time for the right market

Mature from requirements engineering in isolated disciplines to requirement engineering across the whole product — software, mechanical, electronics

Establish core discipline of systems engineering and mature into practices

Transition from a paper-based to a model-based approach

Manage change through the full-lifecycle and across all disciplines

Manage Quality from the beginning to the end

Establish an end-to-end Engineering Lifecycle Management platform

Systems Engineering Requirements Engineering

Software Delivery

BestPractices

Invest the same focus and rigor on managing requirements as in managing mechanical bill of materials

Mature from processes to practices; tools to platforms

Evolution des meilleures pratiquesEtablir une discipline et une gouvernance dans des domaines-clés du développement des systèmes

Processus d’Ingénierie Système (en cascade)combiné au Processus de Développement Logiciel (agile)

Process for System

Engineering

Process for Software

Development

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Processus d’Ingénierie Système : Séquence de 3 phases

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Product Development and Verification Life Cycle

Implementation Software Unit Test

DEFINITION / DEVELOPMENT TEST / VERIFICATION

Change Management and Problem Reporting

Configuration Management

Project Planning and Assessm

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Requirement Traceability

Requirements Capture and

Analysis

System Analysis and Design

Software Design Component Integration and Test

System/Subsystem Integration and Test

System Acceptance

Validating the Product

Traceability for Test Coverage

Verifying the System

Qualifying the ComponentsRequirement Traceability

Requirement Traceability

Engineering Test (Quality)

Systems Engineering

Software Engineering

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L’offre Rational pour le cycle en V

Team Concert

RhapsodyRhapsody

Team Concert

Quality Manager and Test

Robots

DOORS

Collaborate ReportAutomate

Collaborate across diverse engineering disciplines and development teams

Achieve “quality by design” with an integrated, automated quality

management and testing process

Manage all system requirements with full traceability across

the lifecycle

Use modeling to validate requirements, architecture and design throughout

the development process

RationalRhapsody

RationalQuality Manager

RationalDOORS

RationalTeam Concert

L’Atelier Rational pour les Systèmes Techniques et le Logiciel Embarqué

IBM Rational a une position dominante sur le marché Systèmes

All 10 Top A&D Companies use Rational 10 of 10 use Rational DOORS for requirements engineering10 of 10 use Rational Rhapsody for system development10 of 10 use Rational for change and configuration management

Aerospace & Defense

All 10 Top Automotive Manufacturers use Rational 10 of 10 use Rational for requirements engineering9 of 10 use Rational for system development9 of 10 use Rational for change and configuration managementAutomotive

All 10 Top Smart Phone Manufacturers use Rational 10 of 10 use Rational for system development7 of 10 use Rational for change and configuration management7 of 10 use Rational for testing

All 10 Top Medical Device Companies use Rational 9 of 10 Rational for change and configuration management8 of 10 use Rational DOORS for requirements engineering6 of 10 use Rational Rhapsody for system developmentMedical Devices

Mobile Devices

Systems Engineering for dummieshttp://www.ibm.com/software/rational/systems/engineering/

Capture des Besoins

Gestions & Traçabilité des Exigences

Modélisation SysML pour décomposer le système en plusieurs niveaux d’abstraction

Test (Unitaire, Intégration, Système, Acceptation)

Collaboration & Gestion du Changement

Génération Automatisé de la Doc

Edition IBMMais aucun outil (IBM Rational) n’y est mentionné!

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http://www.ibm.com/software/fr/rational/