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Introduction

L'objectif de cette partie est de montrer comment utiliser la notation SysML dans le cadre d'un processus complet partant des premiers contacts avec le client et les utilisateurs et allant jusqu'à l'exploitation de la solution.

Nous allons dans cette partie reprendre l'exemple traité dans le tutoriel officiel de SysML et reprit dans le tutoriel INCOSE. Chaque fois que nous utiliserons un diagramme extrait de ces documentations vous trouverez en note « OMG SysML Tutorial. Reprinted with permission. Object Management Group, Inc. (C) OMG. 2008. »

Passé de UML à SysML

Le passage de UML à SysML est très simple. Vous allez constater que les diagrammes sont moins nombreux et que SysML ré-utilise une bonne partie des diagrammes que vous connaissez déjà en UML.

Pour vous aider la description la plus simple reste à ce jour celle produite par INCOSE (The International Council on Systems Engineering) dont vous trouverez le site web ici : http://www.incose.org/ et le tutoriel de présentation de SysML que vous retrouverez partout sur le Web et dont je conserve une copie sur le site www.uml-sysml.org

Objectifs de SysML

SysML est à l'ingénierie des systèmes complexes et/ou hétérogènes ce qu'UML est à l'informatique. SysML doit permettre à des acteurs de corps de métiers différents de collaborer autour d'un modèle commun pour définir un système.

La conception de système donne souvent lieu à une accumulation de documentations qui doivent toutes être croisées et mises à jour pour maintenir la cohérence et respecter les spécifications du système.

SysML est un moyen de regrouper dans un modèle commun à tous les corps de métiers, les spécifications, les contraintes, et les paramètres de l'ensemble du système.

SysML n'aborde plus la conception avec la notion de classes mais avec la notion de blocs qui deviendrons des parties mécaniques, électroniques, informatiques ou autres.

Les avantages d'une modélisation SysML sont :

  • Partage des spécifications d'un système complexe entre tous les corps de métiers.
  • Identification des risques et création d'une base d'analyse commune à tous les participants d'un projet.
  • Facilite la gestion de projets complexes, l'évolutivité et la maintenabilité des systèmes complexes.
  • Documente et capitalise le savoir de tous les corps de métiers dans un projet.

Qu'est ce que SysML

SysML est un langage de modélisation graphique développé par l'OMG, INCOSE et AP233.

SysML est un profil d'UML 2.0 fournissant aux ingénieurs un langage de modélisation allant bien au delà des problématiques de l'informatique.

La généralisation des concepts utilisés en UML enrichis de quelques notions donnent SysML. Comme vous pouvez le constater sur le schéma ci-dessous. Nous retrouvons des diagrammes de structure (diagrammes statiques) et des diagrammes de fonctionnement (diagrammes dynamiques) comme en UML.

Comme UML, SysML est un langage et non une méthode, nous allons donc reprendre le processus 2TUP pour utiliser SysML.

SysML est fait pour :

  • Spécifier les systèmes.
  • Analyser la structure et le fonctionnement des systèmes.
  • Décrire les systèmes et concevoir des systèmes composés de sous systèmes.
  • Vérifier et valider la faisabilité d'un système avant sa réalisation.

SysML intègre :

  • Les composants physiques de toutes technologies.
  • Les programmes.
  • Les données et les énergies.
  • Les personnes.
  • Les procédures et flux divers.

Architecture SysML vs UML

Ci-dessous la description extraite de la spécification officielle de SysML.
15-UmlSysML.jpg

       OMG SysML Tutorial. Reprinted with permission. Object Management Group, Inc. (C) OMG. 2008.

Une autre représentation de l'organisation des diagrammes SysML comparée à UML est celle-ci :

SysML_diagramOrganisation.jpg


Comparatif des diagrammes UML et SysML

Comme vous pouvez le vérifier ci-dessous SysML est très proche de UML et en même temps plus simple.

SysML Description UML
Use Case diagram
Identique en UML et en SysML, il modélise les fonctionnalités que le système doit fournir. Le cas d'utilisation est une unité fonctionnelle utilisée pour la description et la recette du système.
Use Case    diagram     
Sequence diagram  Identique en UML et en SysML le diagramme de séquence modélise la chronologie des interactions entre les éléments du système ou entre le système et l'extérieur. Sequence diagram
Activity diagram  Même utilisation en UML et en SysML. Le diagramme d'activité modélise les flux d'informations et les flux d'activité du système. Activity diagram
State Machine diagram  Identique en UML et en SysML, il représente les différents états que peut prendre un élément ou une opération ainsi que ses réactions aux évènements extérieurs. State Machine diagram
Block Definition diagram  Le diagramme de Bloc en SysML est semblable au diagramme de Classe en UML. Il donne une représentation statique des entités du système, de leurs propriétés, de leurs opérations et de leurs opérations. Class diagram
Internal Block diagram  Le diagramme internet de bloc SysML et le diagramme composite UML donnent une représentation « Boîte blanche » qui matérialise les imbrications des parties et leurs interconnections par les ports. Composite Structure diagram
Package diagram  Le diagramme de Package montre l'organisation générale du modèle en UML comme en SysML. En SysML il sert en plus à donner différentes vues du système. Package diagram
Parametric diagram  Nouveau dans SysML ce diagramme modélise les paramètres physiques du système. Il sert à tester les performances physiques et quantitatives du système. N/A
Requirement diagram  Le diagramme de spécification est nouveau dans SysML et il permet de collecter et d'organiser toutes les exigences textuelles du système. N/A
Allocation tables  Nouveau en SysML. Les tables d'allocation sont de simples tableaux et non des diagrammes qui récapitulent les spécifications afin de faciliter le suivi de projet. N/A
Component diagram, Communication diagram,  Deployment diagram, Interaction diagram, Overview diagram, Object diagram et Timing diagram :   n'existent pas en SysML.

 

Les diagrammes SysML

En SysML chaque diagramme est nommé d'une façon bien précise et constitue un élément nommé du modèle.
Pour cela SysML définit une en-tête standard à chaque diagramme qui contient obligatoirement :

  • Le type de diagramme : act, bdd, ibd, sd, etc....
  • Les éléments représentés dans le diagramme : packages, blocs, activités, etc....
  • Le nom de l'élément modélisé.
  • Le nom du diagramme ou de la vue représentée.

De plus, chaque diagramme dispose d'une description :

  • Version.
  • Description.
  • Statut ou niveau d'avancement.
  • Référence, etc...

 SysML_DiagramFrame.jpg OMG SysML Tutorial. Reprinted with permission. Object Management Group, Inc. (C) OMG. 2008.                     

Différences entre UML et SysML

La principale différence réside dans le fait que SysML utilise des « Block » quand UML utilise des « Class ».

 Par exemple nous pourrons modéliser le système ABS ci-dessous qui contient un bloc de contrôle « Système anti blocage des roues » lui même composé d'un bloc de détection d'adhérence et d'un bloc de régulation de freinage.

bdd_packageABS.jpg

On retrouve bien dans cette représentation les principes d'UML mais adapté à un système qui combine de la mécanique, de la physique, de l'électronique et de la programmation.

La sémantique que nous allons donner aux diagrammes va ainsi évoluer puisque nous ne serons plus dans un contexte strictement informatique.

Nous allons par ailleurs disposer de deux nouveaux diagrammes qui sont le diagramme paramétrique « Parametric Diagram » qui fournit un modèle mathématique du système et le diagramme de spécification « Requirements Diagram » qui permet de fournir une vue transversale de toutes les exigences du système.

Le diagramme paramétrique

Le « Parametric diagram » est utilisé pour exprimer les contraintes physiques entre les blocs avec des équations et des paramètres qui permettent de simuler le fonctionnement du système.

Le diagramme paramétrique peut ensuite être utilisé pour faire des simulations qui vérifieront si le système répond ou non aux spécifications.

ParametricDiagram.jpg          OMG SysML Tutorial. Reprinted with permission. Object Management Group, Inc. (C) OMG. 2008.             

 

Ce diagramme permet de représenter les paramètres qui impacte une équation physique.

Exemple traité : Le véhicule HSUV

Nous allons utiliser comme exemple le cas traité dans la spécification officielle de SysML.
Il s'agit de modéliser un véhicule hybride sportif et utilitaire à la fois : Hybrid Sport Utility Vehicule.
L'intérêt de cet exemple réside dans les contradictions qu'impose un véhicule à la fois sportif et utilitaire.
Nous allons ainsi voir comment SysML permet de modéliser ce genre de problématique incluant des contradictions fortes.

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