Développement d’une approche d’extraction des connaissances sur la conception du système

La section 3.2.3 a proposé une approche d’analyse de rapports types d’accident. Cette approche permet d’identifier la partie du système impliquée dans l’accident. Dans cette section, nous allons développer une approche de conception inverse en nous basant sur l’approche systématique et la théorie de la conception axiomatique. On s’attachera ici à répondre plus précisément aux questions posées dans la section précédente. Au regard des différents constats brièvement présentés ci-dessus, il a été choisi de proposer les étapes suivantes afin d’identifier et d’analyser le système du point de vue technique et de définir son processus de conception [Sadeghi et al., 2013a].

Les systèmes étudiés sont des systèmes complexes. Il faut donc, autant que faire se peut, limiter le périmètre d’étude. Dans la mesure du possible, il est nécessaire de se limiter à « la partie du système impliquée dans l’accident » ; celle-ci ayant été identifiée lors de

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l’analyse du rapport type de l’accident. Pour plus de clarté dans la suite de ce manuscrit, nous appellerons système la partie ayant été identifiée comme partie du système impliquée dans l’accident.

3.3.3.1. Compréhension du système par l’abstraction

Comment les composants du système fonctionne-t-il ensemble ? L’abstraction du système doit permettre de définir le fonctionnement du système afin d’en comprendre le fonctionnement. On peut ici s’aider d’informations sur le système provenant de documents techniques (guide d’utilisation, fiches de données de sécurité, …), des normes, etc.

3.3.3.2. Analyse du système par l’approche organique

Quels sont les composants du système et les relations entre eux permettant de parvenir à un bon fonctionnement du système ? Il convient ici de représenter les composants du système (techniques et de sécurité) et de mettre en évidence les flux existants (contact, énergie, information et matière) entre ces composants et l’environnement. Le Bloc Diagramme Fonctionnel (BDF) permet d’identifier la fonction principale du système ainsi que les fonctions contraintes et auxiliaires. Le flux qui relie deux éléments du milieu en passant par les composantes du système retrace la fonction principale. Le flux qui relie un élément extérieur avec des composants du système représente une contrainte. Le flux qui relie des composants du système entre eux, retrace une fonction technique. Nous représentons donc ici les composants du système et les relations qui les lient.

A quel niveau de la conception est intervenu chaque composant ? La description hiérarchique du système permet de répondre à cette question. Cette description peut être formalisée en utilisant le diagramme Organigramme Technique étendu (OTé). Le système est identifié au niveau 0 du diagramme, ses unités au niveau 1 et ses composants aux niveaux inférieurs.

3.3.3.3. Définition des DPs et FRs

Le modèle du processus de la conception que nous avons adopté dans nos travaux est basé sur la confrontation d’une analyse fonctionnelle, d’une analyse organique et de la théorie de la conception axiomatique. Un des principes de cette théorie est la décomposition hiérarchique des exigences fonctionnelles (FRs) et des paramètres de conception (DPs). Notre approche d’ingénierie inverse doit permettre de définir les exigences fonctionnelles à partir des composants en passant par la définition des paramètres de conception. L’OTé apparait intéressant pour réaliser le premier mappage entre les composants du système et les DPs et le BDF pour réaliser le second entre les DPs et les FRs.

Rappelons que les objectifs de conception sont définis en termes d’exigences fonctionnelles. Une exigence s’exprime sous la forme « verbe + complément » et que les DPs, variables clés qui caractérisent l'entité physique créée par le processus de conception afin de remplir les FRs, se formalise sous la forme d’un nom a minima. Ces points sont synthétisés dans le tableau ci-dessous (tableau 3.4).

Tableau 3.4. Guide pour l’identification des DPs et FRs [Sadeghi et al., 2013a].

DPs : solutions FRs : objectifs

Répondre à A quoi cela ressemble-t-il ? Quelle est sa fonction?

Commencer par Un nom Un verbe

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3.3.3.4. Analyse de la conception par la matrice de conception

Comment peut-on remplir la matrice de conception? A un niveau hiérarchique donné de la conception, les exigences fonctionnelles constituent le vecteur des FRs. De la même manière, les paramètres de la conception constituent le vecteur des DPs. La relation entre les deux vecteurs à chaque niveau hiérarchique correspond à la matrice de conception caractérisant le système. Chaque lien entre un DP et un FR est caractérisé dans cette matrice par une croix.

Contrainte de remplissage : Dans la mesure du possible, isoler dans la matrice les FRs liés à la sécurité des autres FRs et isoler les DPs liés à la sécurité des autres DPs.

Comment peut-on lire la matrice de conception ? Après avoir rempli la matrice de conception, il est nécessaire de l’analyser. Cette analyse se limite ici à l’identification des couplages. Ces couplages seront utilisés pour la reconception du système dans la démarche FR2ES.

3.3.3.5 Conclusion sur l’approche proposée pour extraire les connaissances sur la conception

Dans cette section, nous avons présenté une approche permettant d’extraire les connaissances sur la conception de la partie du système impliquée dans l’accident. Elle est basée sur la confortation d’une analyse fonctionnelle, d’une analyse organique et de la conception axiomatique en quatre étapes (figure 3.22) :

1. La compréhension du système par l’abstraction en se basant sur les connaissances

obtenues sur le système suite à l’analyse des rapports d’accidents et issues des documents techniques, normes, etc. ;

2. L’analyse du système par l’approche organique qui se décompose en deux

sous-étapes : représenter les composants du système et les relations qui les lient à l’aide du Bloc Diagramme Fonctionnel (BDF) et décomposer hiérarchiquement le système en utilisant l’Organigramme Technique étendu (OTé) ;

3. La définition des DPs et FRs en se basant sur le BDF et l’OTé réalisés à l’étape

précédente ;

4. L’analyse de la conception du système à l’aide de la matrice de conception qui

débute par la construction de la matrice et se termine par son analyse d’un point de vue technique.

Figure 3.22. Approche d’extraction des connaissances de la conception.

Connaissances issues de la conception Connaissances sur les accidents liés au système

*(b) Informations sur le système citées dans les documents techniques

(Guide d’utilisation, fiches de données de sécurité, …), les normes, …

4. Analyse de la conception du système par la matrice de conception

E x tr ac tio n d es c o n n aiss an ce s d e la co nce ptio n de la pa rtie d’ un s ys tèm e im p liq u é e d an s u n ac cid en t

*(b) 1. Compréhension du système par l’abstraction

2. Analyse du système par l’approche organique

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Dans la section suivante, nous appliquons cette approche à l’Arbre de Transmission à Cardans (ATC).

3.3.4. Application : extraction des connaissances sur la conception de l’arbre de