AF-SysML(1).ppsx

Abdelkrim EL Marrakchi
Inspecteur des Sciences et Techniques Electriques
Chargé de mission pédagogique Technologie-Collège
Académie Régional de l’Education et de la Formation
Marrakech-Safi
Le troisième séminaire sur la didactique de l’enseignement de la Technologie
Le 20 décembre 2015 - Centre de formation continue Zerktouni -Agadir –
Le 13 janvier 2016 au collège Alqods Marrakech
Le 17 Février 2016 au Collège Mohamed VI Essaouira
Inspection Spécialisée de Technologie
Délégation de Marrakech

 Un système est un ensemble de composants inter-reliés qui
interagissent les uns avec les autres d’une manière organisée pour
accomplir une finalité commune. (NASA 1995)
 Un système est un ensemble intégré d’éléments qui accomplissent un
objectif défini (INCOSE 2004). Conseil International de l’Ingénierie
Systèmes
D’une manière générale :
Un système =  Composants +  Interactions
Remarques :
 Un système techniques complexe est un système dont le
fonctionnement fait appel à plusieurs disciplines de la physique
(Mécanique, Electronique, Thermique…).
 Dans un système complexe, les relations liant les composants sont
multiples, interdépendantes et bouclées. Ainsi, le comportement global
n’est pas directement prévisible à partir des comportements élémentaires
des composants. D’où, l’intérêt d’une ingénierie système.

Le programme de technologie repose principalement sur l’étude des
systèmes techniques didactisés reflétant une réalité industriel. Ainsi, leurs
étude doit être abordés selon une approche systémique.
Selon cette approche, un système est défini comme un ensemble de
composants en interaction ; le comportement du système ne résulte pas
seulement des comportements individuels de ses composants, mais aussi
et surtout de la façon dont ils interagissent entre eux.
La systémique est une approche complètement transversale, qui possède
de nombreux domaines d'utilisation. Son application à la conception et à
l'analyse des produits industriels s'appelle l'ingénierie des systèmes.
Dans ce cadre, la notion de système s'étend sur plusieurs niveaux : un
composant peut très bien être vu comme un système et décomposé à son
tour, et on le qualifiera alors de sous-système.

L’Ingénierie Système (IS) est une démarche méthodologique générale qui
permet de concevoir, faire évoluer et vérifier un système.
L’ensemble de ces activités permet d’apporter une solution économique et
performante aux besoins d’un client et à la vie d’une entreprise.
Besoin implicite,
explicite ou latent
Produit
ou
Système
Savoir-faire de l’entreprise
(des méthodes, des outils …)
Contraintes : économiques,
environnementales,
techniques …
Processus d’Ingénierie Système

L’Ingénierie Système fait appel à trois visions d’un produit ou système :
 Fonctionnelle : permet de décrire clairement le besoin et la réponse en
terme de fonctions traduites sous forme d’un cahier des charges.
 Structurelle : permet de décrire la structure du système.
 Comportementale : permet de décrire le comportement du système.
Ces trois visions utilisent de nombreux outils de représentation : dessin 2 et
3D, schéma de principe, représentation symbolique, organigramme…. Ce
sont des outils de la communication technique..
Idée conception validation réalisation utilisation recyclage
Ingénierie Système
Processus d’Ingénierie Système

A.dVe(t)/dt + B.Ve(t) = Vs(t)
A = RC et B = -(1 + R1/R2)

A = R1C B = -(1 + R4/R4)
R4 = R5

Nettoyer le linge
Machine à laver
Linge sale Linge propre
Energie
M / A
Programmes
Eau
Lessive
Eau sale
Bruit
A = RC et B = -(1 + R1/R2)

 09/2007 : SysML v1.0
 12/2008 : SysML v1.1
 06/2010 : SysML v1.2
 06/2012 : SysML v1.3 (version actuelle)

Les diagrammes à expérimenter au collège
avant de se prononcer sur la possibilité de
leur exploitation en technologie ou l’ajout
d’autres diagrammes.
Diagramme de séquence
Diagramme de définition de blocs
Diagramme de bloc interne
Diagramme de package
Diagramme paramétrique
Diagramme d’états
Diagramme d’activité
Diagramme de cas d’utilisation
Diagrammes SysML
Diagramme comportemental
Diagramme des exigences
Diagramme Structurel
Le point de vue fonctionnel consiste à décrire
les actions effectuées par le système pour
répondre à la question « A quoi sert-il ? »
Le point de vue structurel consiste à décrire les
composants du système, son environnement
ainsi que les relations entre ces composants pour
répondre aux questions « De quoi est-il
composé? » et « comment est-il organisé ? »
Le point de vue comportemental
permet de répondre à la question
« Quelles sont ses performances ? ».

Les acronymes employés en « SysML »
UC ou UCD : « Use Case Diagram » Diagramme de cas d’utilisation
Req ou RD : « Requirement Diagram » Diagramme d’exigences
SD : « Sequence Diagram » Diagramme de séquence
SMD : « State Machine Diagram » Diagramme d’états/transitions
AD : « Activity Diagram » Diagramme d’Activités
BDD : Block Definition Diagram » Diagramme de définition de blocs
IBD : « Internal Block Diagram » Diagramme de blocs internes

Diagramme des exigences
Rôle : Il décrit les exigences du cahier des charges fonctionnel. Une exigence
exprime une capacité ou une contrainte à satisfaire par un système. Elle
peut exprimer une fonction que devra réaliser le système ou une condition
de performance technique, physique, de sécurité, de fiabilité, d’ergonomie,
d’esthétique …
Les exigences servent à établir un contrat entre le client et les réalisateurs
du futur système.
Représentation graphique du diagramme des exigences (REQ)
 On indique l’exigence du système dans le premier rectangle, avec un
texte descriptif et un identifiant unique ;
 On décompose cette exigence en exigences unitaires,
 On peut ajouter des données quantitatives et des précisions.
Extrait du cours intitulé : Modélisation fonctionnelle d’un système.
Lycée P. Mondès France Epinal

« requirement »
Le store automatisé
Id = "1"
Text = "Protéger la terrasse des rayons du soleil"
Id = "1.2"
Text = « enrouler la toile
du store si la vitesse du
vent dépasse le seuil
réglé"
Id = "1.1"
Text = « dérouler la toile
du store selon l’espace
ensoleillé de la terrasse"
Id = "1.3"
Text = «commander le store
de manière manuelle ou
automatique"
« requirement »
Mode de fonctionnement
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = « 1.2.1"
lorsque la vitesse du vent
atteint Vseuil = ….."
« requirement »
Lien d’affinement : ajout de données
quantitatives ou de précisions.
Relation d’inclusion
exigence
fondamentale
du système
Id : Identifiant
Text : texte
La décomposition de
l’exigence fondamentale
du système en exigences
unitaires
Les deux propriétés de
base d’une exigence

« requirement »
Id = "1"
Id = "1.2"
réglé"
Id = "1.1"
Id = "1.3"
Text = «commander le store de
manière manuelle ou automatique »
« requirement »
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = "2"
Text = « enrouler La toile
atteint Vseuil = ….. "
« requirement »
Relation de contenance
Lien de contenance ou
lien de confinement
Lien
d’affinement
L’exigence « Protéger la terrasse des rayons solaires » contient
l’exigence unitaire « on doit dérouler la toile du store selon l’espace
ensoleillé de la terrasse »
« refine »

Req [Package] Le store automatisé [ Diagramme d’exigences]
« requirement »
Id = "1"
Id = "1.2"
réglé"
Id = "1.1"
Id = "1.3"
Text = «commander le store de
manière manuelle ou automatique »
« requirement »
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = "2"
« requirement »
« refine »
Cette liste d’exigences unitaires n’est pas exhaustive, on peut en
ajouter d’autres selon le contexte d’utilisation et les performances
demandées.
Aussi, est-il possible de faire la distinction entre différents
types d’exigences, au lieu d’utiliser un type banalisé unique :
• fonctionnelle ;
• performance ;
• fiabilité ;
• sécurité .
Remarque

DIAGRAMME DE MISSION PRINCIPALE (REQ OU RD)
Besoin initial : Offrir aux utilisateurs concernés un dispositif permettant
de protéger une terrasse des rayons solaires.
AF externe : le schéma du besoin
A qui rend t-il service ? Sur quoi agit-il ?
Dans quel but ?
Utilisateur Terrasse, rayon
du Soleil
Le Store
Le store permet à l’utilisateur de
protéger sa terrasse des rayons de soleil
« requirement »
Id = "1"
Id = "1.2"
réglé"
Id = "1.1"
Id = "1.3"
automatique"
« requirement »
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = "2"
lorsque la vitesse du vent atteint
Vseuil = ….. "
« requirement »
« refine »

Diagramme des cas d’utilisation
Rôle du diagramme des cas d’utilisation
Il visualise les interactions fonctionnelles des acteurs et du système étudié.
Aussi, délimite-il précisément le système, décrit se qu’il fera sans s’intéressé
au comment ni à l’intervention de l’opérateur. Il exprime donc les services
offert par le système aux utilisateurs.
Représentation graphique du diagramme des cas d’utilisation (UC)
 On trace un cadre délimitant le système et contenant un ensemble de
séquences d’actions (elles peuvent être liées entre elles) ;
 A gauche, on place les acteurs principaux et à droite les acteurs
secondaires (un acteur secondaire est représenté par un rectangle) ;
 On décrit les actions réalisables par le système (les services rendus par
le système aux acteurs, sous forme de verbe à l’infinitif plus compléments) ;
 Les acteurs peuvent être liés entre eux soit par une flèche
bidirectionnelle (chaque acteur agit sur l’autre) soit par une flèche
unidirectionnelle (un acteur agit sur l’autre).
Extrait du cours intitulé : Modélisation fonctionnelle d’un système

Frontière du
système
UC : Le store automatisé
Le soleil
Le vent
La terrasse
L’utilisateur
Protéger la terrasse
des rayons du soleil
Protéger la toile du
store contre le vent
fort
Choisir le mode :
Manuel/Automatique
Acteur
principal
Acteurs secondaires
Les séquences
d’actions
Lien
d’inclusion
include
UC [Package] Le store automatisé[ Diagramme de Cas d’utilisation]

D’autres cas d’utilisation peuvent être représentés par un diagramme
de cas d’utilisation. Ceci, est du à l’existence d’autres acteurs matériel
ou immatériels. Dans ce cas, on peut envisager le technicien qui
assure l’installation et la maintenance en cas de disfonctionnement.
Aussi, peut-on envisager la protection de la terrasse de la pluie.
La pluie
L’utilisateur
Installer le store
de la pluie
Le technicien
Assurer la
maintenance
Régler la vitesse
du vent
Régler le seuil du
rayonnement du
soleil
 Ce diagramme ne doit
indiquer ni la manière dont il va
assurer le service ni les solutions
technologiques envisagées.
 Plusieurs diagrammes de cas
d’utilisation peuvent être établis
pour un système afin d’en
améliorer la compréhension.

DIAGRAMME DE CAS D’UTILISATION (UC OU UCD)
AF externe : le schéma du besoin
Le soleil
Le vent
La terrasse
L’utilisateur
fort
Choisir le mode :
Manuel/Automatique
A qui rend t-il service ? Sur quoi agit-il ?
Dans quel but ?
Utilisateur Terrasse, rayon
du Soleil
Le Store
Le store permet à l’utilisateur de
UC [Package] Le store automatisé[ Diagramme de Cas d’utilisation]
Les cas d’utilisations sont des services
rendues à l’utilisateur du store automatisé

Le diagramme de définition de blocs
Notation SysML : BDD
Rôle du diagramme :
On peut définir deux diagrammes BDD :
• BDD contexte : il définit le système dans son environnement (les
éléments qui interagissent avec le système) ;
• BDD système : Il définit l’architecture matérielle et logicielle globale du
système sous une représentation arborescente de blocs. Chacun d’eux se
limite à la définition d’une famille (classe) de composants principaux.
Représentation graphique du diagramme
• Le bloc SysML « block » constitue l’élément de base pour la modélisation
de la structure d’un système ;
• Ce bloc peut représenter un système ou un sous système ou un
composant élémentaire.
Extrait du cours intitulé : Modélisation fonctionnelle d’un système.

Les flèches et selon le sens indiqué
sur le diagramme, indiquent les blocs
et les sous systèmes qui constituent
la structure du système.
« système »
« bloc »
Détecteur rayon
du soleil
« bloc »
Détecteur du
vent
« bloc »
Déteteur
de pluie
« sous système »
Système de Traitement
des informations :
 Pluie ;
 Vent ;
 Soleil.
« bloc »
Circuit
puissance
« bloc »
Distributeur d’énergie
« bloc »
Convertisseur
d’énergie
« bloc »
transmetteur
d’énergie
Le diagramme de définition de blocs
Notation SysML : BDD
Un BDD ne décrit ni le
fonctionnement ni le
comportement du système
Ce diagramme est utilisé pour
montrer les blocs et sous
systèmes essentiels du
système
Conseil
Il n’est pas obligatoire de faire apparaître les propriétés et les opérations
dans chaque bloc ou sous systèmes. Ainsi, il présente une vue globale de
la structure du système
BDD Système
BDD contexte

DIAGRAMME DE CONTEXTE (BDD)
AF externe : Etude de l’environnement
« système »
L’énergie
La terrasse
L’utilisateur
Utilise
interagit
interagit
exploite
protège
Energie
Terrasse
FP
FC1
FC2
FC3
Soleil
vent
Frontière du système
On précise ici la nature des interactions entre les éléments du milieu
extérieur et le système, ce qui est différent d’un bilan des fonctions de
service.

DIAGRAMME DE CAS D’UTILISATION (RAFFINEMENT)
AF externe : Les fonctions de services
Energie
Terrasse
FC1
FC2
FC3
Soleil
vent
Le soleil
Le vent
La terrasse
L’utilisateur
fort
Choisir le mode :
Manuel/Automatique
FP
La fonction principale (Pieuvre) est un
cas d’utilisation (UC).

DIAGRAMME DES EXIGENCES
AF externe : Les fonctions de contraintes
Energie
Terrasse
FP
FC1
FC2
FC3
Soleil
vent
« requirement »
Id = "1"
Id = "1.2"
réglé"
Id = "1.1"
Id = "1.3"
automatique"
« requirement »
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = "2"
« requirement »
FP
FC2 FC3
Les fonctions de contraintes deviennent des
exigences système. Elles dérivent toutes de
l’exigence fonctionnelle principale, issue du
cas d’utilisation principal

AF externe : Les fonctions de contraintes
« requirement »
Id = "1"
Id = "1.2"
réglé"
Id = "1.1"
Id = "1.3"
Text = « pouvoir
commander le store de
manière manuelle ou
automatique"
« requirement »
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = "2"
« requirement »
Lien d’affinement : ajout de données
quantitatives ou de précisions.
Relation de
contenance
FP
FC2 FC3
Id = "1.4"
Text = « alimenter le
store avec l’énergie
disponible"
« requirement »
L’énergie
FC1
Energie
Terrasse
FP
FC1
FC2
FC3
Soleil
vent

AF externe : La caractérisation des fonctions
DIAGRAMME DES INTERACTIONS
Energie
Terrasse
FP
FC1
FC2
FC3
Soleil
vent
Fonction Critère d’appréciation Niveau Flexibilité
FP  Délais de fonctionnement :
A. Temps de descente ;
B. Temps de monté.
60 secondes
90 secondes
 2 secondes
 2 secondes
FC1  Tension d’alimentation ;
 Puissance.
220 V
 W   W
FC2  Temps de réaction du store ;
 Seuil de vitesse du vent.
5 secondes
 Km/h
 2 secondes
  Km/h
FC3 Position de réglage  Manuel
 Automatique.
« requirement »
Id = "1"
Id = "1.2"
réglé"
Id = "1.1"
« requirement »
Le soleil
« requirement »
Le vent
Id = "2"
« requirement »
Lien d’affinement : ajout
de données quantitatives
ou de précisions.
FC2
Temps de descente (60s
2s

AF externe : La caractérisation des fonctions
DIAGRAMME SADT
DIAGRAMME DE CAS D’UTILISATION (UC OU UCD)
Le soleil
Le vent
La terrasse
L’utilisateur
fort
Choisir le mode :
Manuel/Automatique
Protéger la
terrasse du soleil
Energie Vent Soleil Utilisateur
Terrasse
ensoleillée
Terrasse ombragée
Signalisation
Manuel/automatique
Protéger la terrasse du soleil = Terrasse ombragée
Valeur ajoutée

AF interne: Des fonctions aux solutions
Prendre en compte les
éléments extérieurs
Acquérir l’information
présence soleil
FP
FT 1
FT11
Mettre le store en
mouvement
FT 2 FT21 Distribuer l’énergie
FT22 Convertir l’énergie
FT 23 Transmettre
l’énergie
Faire de l’ombre
FT 12
Traiter l’information
présence soleil
Capteur
Relais
Moteur CC
Circuit de traitement
Sys de transmission
FT 3 La toile
Communiquer le
Résultat du traitement
FT13 Circuit de puissance
FP : Le store permet à l’utilisateur de
Solutions technologiques = blocs (sous-systèmes)
Opération effectuées par le système
Fonctions de service = UC
DIAGRAMME FAST
Diagramme de cas d’utilisation UC
Diagramme blocs internes

« système »
« bloc »
Détecteur des
rayons soleil
« bloc »
Détecteur du
vent
« bloc »
Détecteur
de la pluie
« sous système »
Système de Traitement des
informations :
 Pluie ;
 Vent ;
 Soleil.
« bloc »
Circuit puissance
« bloc »
Distributeur
d’énergie
« bloc »
Convertisseur
d’énergie
« bloc »
Transmetteur
d’énergie
Les flèches et selon le sens indiqué sur le
diagramme, indiquent les blocs et les sous
systèmes qui constituent la structure du
système.
AF interne: Des fonctions aux solutions
DIAGRAMME DE DÉFINITION DES BLOCS : BDD SYSTÈME
Blocs traduisant les solutions technologiques en terme de fonctions techniques

Conclusion : Se prononcer sur la faisabilité de l’utilisation du diagramme des cas
d’utilisation, celui des exigences et de définition des bloc, nécessite des expérimentations
en classe( cours expérimental) selon deux phases :
 Une première phase ou le niveau d’acquisition choisi est le niveau 2 ; Les diagrammes
sont élaborés par l’enseignant et exploités par les élèves ;
 Une deuxième phase ou le niveau d’acquisition choisi est le niveau 3 ; Les élèves sont
encadrés en groupes pour élaborés ces diagrammes selon des consignes préétablies par
l’enseignant.
Ces expériences doivent être filmées, commentées et discutées en réunions
pédagogiques avant de se prononcer sur leur mise en application dans un processus
d’ingénierie système au collège (Etude de système technique). Il est possible
d’expérimenter d’autres diagrammes SysML pour voir s’il est possible d’aller au-delàs de
ces trois diagrammes.
MERCI

inspcoordination@yahoo.fr
0655273830
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