Le système et ses représentations

On distingue deux grands types de représentations d’un système [Meinadier, 2002] correspondant à une vue statique et à une vue dynamique. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes surtout intéressés aux représentations statiques. Nous les développerons donc plus en détail dans les parties suivantes (2.3.1 à 2.3.4) et nous résumerons l’intérêt de la vue dynamique dans la partie 2.3.5. Les différents langages ou formalismes de modélisation, supportant ces différentes vues, seront présentées au chapitre II où nous justifierons notre choix concernant un outil de modélisation des architectures.

Qualificat ion opérationnelle Validation du système Analyse des besoins Spécification des exigences Conception du système Intégration du système

Acquisition et réalisation des constituants Plan de validation

Plan d’intégration

16

2.3.1. Vue externe (ou contextuelle) du système

En vue externe, le système doit remplir un ensemble de fonctions de service pour satisfaire les différentes parties intéressées par son utilisation. Elles traduisent l’action attendue ou réalisée par le produit pour répondre à un besoin d’un utilisateur donné (ou mission du système). Il faut souvent plusieurs fonctions de service pour répondre à un besoin. Elles sont quantifiées selon les performances attendues et spécifiées par leurs critères d’appréciation.

Il existe deux types de fonctions de service:

• les fonctions principales, correspondant au service rendu par le système pour répondre

aux besoins,

• les fonctions contraintes, traduisant des réactions, des résistances ou des adaptations à

des éléments du milieu extérieur.

A ce niveau, le système est représenté comme une boîte noire échangeant des flux avec son environnement, ainsi que par des scénarios d’échange (flux entrants et sortants) pour chaque fonction de service. Il est intéressant d’identifier des phases de vie du système ainsi que ses modes de fonctionnement pour chaque phase de vie.

2.3.2. Vue fonctionnelle interne

En vue interne, le système doit satisfaire un ensemble de fonctions techniques dont l’agencement restitue les fonctions de service. On parle ici d’arborescence puis d’architecture fonctionnelle du système, en cohérence avec Pahl et Beitz [1984] et Hubka et Eder [1988]. L’arborescence fonctionnelle est obtenue en décomposant itérativement les fonctions de service en sous-fonctions jusqu’à l’obtention de fonctions pour lesquelles on peut définir des solutions techniques [Meinadier, 2002]. Ainsi, une architecture fonctionnelle peut être obtenue à différents niveaux d’abstraction. A des niveaux de représentation très détaillés, la spécification des fonctions est de plus en plus liée à l’architecture physique du produit et renvoie de ce fait à une solution physique satisfaisant à la spécification de la fonction.

L’élaboration de l’architecture fonctionnelle est utile lorsqu’on cherche à optimiser l’organisation des sous- fonctions (par exemple, regroupement ou factorisation de module, dissociation pour faciliter les évolutions, redondance pour assurer la robustesse lors des évolutions ou pour la sûreté de fonctionneme nt) [Stone et al., 2000]. L’enchaînement des fonctions de l’architecture fonctionnelle permet de réaliser les processus de fonctionnement internes au système, lui conférant ainsi les comportements spécifiés par les fonctions de service et leurs scénarios. Cette architecture fonctionnelle est en théorie indépendante des choix de conception et est donc réutilisable pour des projets semblables. En pratique, la décomposition fonctionnelle ne se fait pas sans préjuger des choix technologiques et la

validation de l’architecture technique va nécessiter des itérations, pour modifier et/ou compléter les exigences du niveau et l’architecture fonctionnelle [Lartigue, 2003].

Les normes IEEE 1220 intègrent dans la définition de l’architecture fonctionnelle, des aspects dynamiques en tenant compte du séquencement de l’exécution des fonctions, des flux de données et de contrôle qui le conditionnent. Par la suite, nous parlerons d’architecture fonctionnelle pour désigner uniquement l’arrangement des fonctions et leurs interactions (tout en étant conscient que cela peut être considéré comme un abus de langage). Nous ajouterons l’adjectif « dynamique » pour préciser que nous intégrons les aspects dynamiques.

2.3.3. Vue organique (ou technique)

Dans la vue organique, le système est représenté comme un agencement de constituants (ou d’organes) réalisant par leurs interactions les fonctions identifiées dans l’architecture fonctionnelle. Cet agencement est appelé « architecture organique » où sont identifiés les constituants et les interfaces qui les relient (Figure I-5).

Certains auteurs comme Meinadier introduisent le concept d’architecture physique : « l’architecture technique devient l’architecture physique lorsque les organes sont définis », l’architecture organique étant alors considérée comme un agencement de constituants « théoriques ». Situant nos travaux dans les phases de conception préliminaire, nous ne ferons pas cette différence par la suite.

F F3 S1 S2 F1 F2 E I12 I23 I13 sous-système B constituant B1 constituant B2 alloué à spécification constituant B2 spécification interface F E S1 S2 I21 F1 F2 E I12 I23 I13 S2 F3 S1 Fonction interface I21 B1 _{Lien B2} alloué à alloué à spécification constituant B1 Fonction interface

Figure I-5. Allocation des fonctions aux constituants organiques [Meinadier, 2002]

2.3.4. Vue dynamique d’un système

Pour structurer un système, il est possible de le décomposer en vue externe, en vue fonctionnelle interne et en vue organique, comme nous l’avons présenté précédemment. Ces vues sont des représentatio ns statiques (ou structurelles) du système. Il est possible aussi de

18

recourir à des représentations dynamiques du système (vue dynamique) qui décrivent son évolution temporelle.

Le système peut être considéré comme un ensemble de processus de fonctionnement qui décrivent l’enchaînement des activités des constituants du système afin de restituer les fonctions de service et leurs performances. Ceci permet de représenter la dynamique de fonctionnement du système pour chaque mode de fonctionnement et pour chaque phase de vie du système. Cette approche généralisée de processus nous donne un point de vue nouveau sur le système où l’on peut suivre la transformation des entrées en sorties réalisant les fonctions de services.

En complément à la vue statique, la vue dynamique repose sur un enchaînement temporel de scénarios et processus, à différents niveaux d’invariance temporelle allant de l’évolution à long terme vers le fonctionnement : enchaînement des phases de vie, enchaînement des modes de fonctionnement dans chaque phase de vie, enchaînement des fonctions dans chaque mode de fonctionnement.

2.3.5. Synthèse sur le système produit

Dans ce travail, nous sommes intéressés prioritairement à la vue statique du produit. Dans le cadre de cette vue, nous avons introduit trois domaines : le domaine des exigences, le domaine des fonctions systèmes et le domaine des constituants. Dans la suite de ce mémoire, nous considérons que les exigences sont des contraintes qui s’appliquent au système produit et sont de ce fait externes au produit. Ainsi, comme nous l’avons représenté sur la figure I-6, le produit se décompose en vue fonctionnelle et en vue organique.

Figure I-6. Les vues fonctionnelle et organique du produit