Marc Mersiol

Marc MERSIOLmersiol@laas.fr

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