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Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version expérimentale Ouvrage coll

Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version expérimentale Ouvrage collectif AFIS préparé par le Groupe de Travail Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 page 2 / 259 © AFIS, 2007. Association Française d’Ingénierie Système Parc Club Orsay 32, Rue Jean Rostand 91893 ORSAY Cedex – France Serveur web : www.afis.fr Tous les noms de sociétés ou de produits cités dans ce document sont utilisés à des fins d’identification et sont les marques de leurs détenteurs respectifs. Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 page 3 / 259 Note au lecteur Découvrir et comprendre l’ingénierie système est le produit d’un travail collectif de l’AFIS. Ce document a été initialisé, conçu et rédigé, dans le contexte du groupe de travail Ingénierie Système (GT IS), par son animateur, Serge Fiorèse, assisté de Jean-Pierre Meinadier qui en a, pour une grande part, assuré les rédactions successives. Il a fait l’objet de multiples versions, en fonction de la prise en compte, au fur et à mesure de leurs parutions, des travaux des groupes de travail de l’AFIS, des nombreuses relectures et contributions apportées par les groupes de travail ou des adhérents de l’AFIS ainsi que des suggestions émanant de retours d’expérience du monde académique. Parmi les nombreuses contributions, citons celles qui ont eu un apport tout à fait majeur : - La relecture très complète et rigoureuse de Catherine Laval, qui en fait un co-auteur à part entière, et ses apports concernant les aspects liés au processus d’acquisition et les approches systèmes en général. - La relecture globale de Jean-Claude Tucoulou, Directeur scientifique, et ses apports sur le management stratégique de projet ainsi que sur « l’économie » de l’IS et des projets, qui a eu des impacts sur toutes les parties de l’ouvrage. Citons également les apports très significatifs suivants : - les relectures des premières versions par Gérard Jeanblanc, qui, jouant le candide, a activement participé aux orientations initiales du document, - la relecture de la partie traitant de modélisation par le groupe de travail Méthodes et outils (GT MO) sous la direction de Françoise Caron, - la relecture de Patrick Estève sur les aspects techniques et notamment la V & V, - la relecture de Philippe Révellat pour la gestion de configuration, - les relectures des versions successives de Rolland Mazzella suggérant de nombreux points à mettre en exergue, - la relecture finale de Denise Cattan, avec sa vision orientée qualité, - la relecture de Jacques Valancogne avec une vision maîtrise d’ouvrage et des apports majeurs notamment sur les aspects de maîtrise des risques et de sûreté de fonctionnement, - et enfin l’apport d’Alain Faisandier du fait de ses collaborations antérieures avec l’un des auteurs. Que tous ces contributeurs ainsi que les autres relecteurs, notamment membres des GT, dont, bien évidement les membres du GT IS, trouvent également ici la reconnaissance des deux auteurs. Ce document a enfin bénéficié, tout au long de sa maturation, des suggestions, des remarques et, in fine, de la validation du Conseil Scientifique de l’AFIS. Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 page 4 / 259 Une version expérimentale, Découvrir et comprendre l’ingénierie système V2, avait été mise à la disposition des adhérents en décembre 2006. Cette nouvelle version plus étoffée, Découvrir et comprendre l’ingénierie système V3, offre des compléments majeurs à la version précédente et tient compte des retours qu’elle a suscités. Elle est mise en février 2009 à disposition des adhérents à titre expérimental. Nous serons à nouveau attentifs à leurs remarques et suggestions (jean-pierre.meinadier@afis.fr). L’AFIS a décidé en décembre 2008 de se doter d’un référentiel. Ce dernier est composé : - du Systems Engineering Handbook de l’INCOSE, qui fournit l’aspect référentiel proprement dit, avec l’avantage d’une reconnaissance internationale, - de Découvrir et comprendre l’ingénierie système, qui en fournit l’approche pédagogique et représente l’ouvrage de référence AFIS en matière d’enseignement et formation. La prochaine version de Découvrir et comprendre l’ingénierie système tiendra compte des remarques des adhérents et proposera un appareil plus complet, permettant notamment de l’utiliser conjointement avec l’INCOSE Systems Engineering Handbook V3.1. Ce document est protégé par copyright AFIS. Néanmoins, comme tout document technique AFIS, ce document est libre d’usage pour les adhérents AFIS et au sein de leur organisme d’appartenance, la seule restriction étant alors que la source AFIS soit systématiquement citée ou apparaisse dans toute copie ou extraction du document. Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 page 5 / 259 Sommaire AVANT PROPOS ............................................................................................. 14 PARTIE 1 : DU SYSTEME AU PROJET.......................................................... 20 1 Présentation .......................................................................................................... 24 1.1 Les deux types de systèmes considérés par l'IS ...........................................................................24 1.2 Les points de vue adoptés..............................................................................................................26 2 Le système à faire : le système étudié................................................................ 28 2.1 Préalable : le système ....................................................................................................................28 2.2 Le système : Vue externe...............................................................................................................28 2.2.1 Aspects contextuels .............................................................................................................29 2.2.1.1 Le système a une finalité.........................................................................................29 2.2.1.2 Le système est « plongé » dans un environnement................................................29 2.2.2 Aspects temporels externes.................................................................................................32 2.2.2.1 Le système a un Cycle de Vie.................................................................................32 2.2.2.2 Pendant l'exploitation, le système peut avoir divers états et comportements.........33 2.2.2.3 Le système a besoin de systèmes contributeurs ....................................................35 2.2.3 Le système est piloté............................................................................................................37 2.2.4 Synthèse : vue externe du système et ingénierie système..................................................38 2.3 Le système : Vue interne................................................................................................................40 2.3.1 Aspects structurels internes .................................................................................................41 2.3.1.1 Le système se décompose de manière itérative.....................................................41 2.3.1.2 Décomposition et Architecture du système.............................................................42 2.3.1.3 Conception de l'architecture du système ................................................................42 2.3.1.4 Le fonctionnement des éléments du système doit être piloté .................................42 2.3.2 Aspects temporels internes..................................................................................................43 2.3.2.1 Le système met en œuvre des scénarios de fonctionnement ................................45 2.3.2.2 Les transitions sont commandées...........................................................................45 2.3.3 Le système se pilote.............................................................................................................45 2.3.4 Synthèse : vue interne du système et ingénierie système...................................................46 3 Le système pour faire le système étudié : Le projet.......................................... 48 3.1 Préalable : le projet est un système ...............................................................................................49 3.2 Le Projet : Vue externe...................................................................................................................50 3.2.1 Aspects externes..................................................................................................................51 3.2.1.1 Le Projet répond à une finalité ................................................................................51 3.2.1.2 Le Projet est plongé dans un environnement..........................................................52 3.2.2 Aspects temporels externes.................................................................................................53 3.2.2.1 Le Projet a un cycle de vie ......................................................................................53 3.2.2.2 Le Projet a besoin de systèmes contributeurs ........................................................57 3.2.3 Le Projet est piloté................................................................................................................57 3.2.4 Synthèse sur la vue externe du projet..................................................................................58 3.3 Le Projet : Vue interne....................................................................................................................59 Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 page 6 / 259 3.3.1 Aspects structurels internes .................................................................................................59 3.3.1.1 Problématique générale de décomposition d’un projet...........................................59 3.3.1.2 Problématique de décomposition d’un projet de développement de système........60 3.3.1.3 Le projet se décompose de manière itérative .........................................................61 3.3.1.4 Composition et organisation du projet.....................................................................62 3.3.2 Aspects temporels internes..................................................................................................62 3.3.2.1 L’approche temporelle du projet de développement d’un système : cycle de vie et processus ................................................................................................................62 3.3.2.2 Scénarios d’enchaînement de tâches et ordonnancement du réseau de tâches...64 3.3.2.3 Les transitions des scénarios d’enchaînement des tâches doivent être commandées...........................................................................................................64 3.3.3 Le Projet est piloté................................................................................................................65 3.3.4 Synthèse sur la vue interne du projet...................................................................................66 3.4 Ingénierie système et Projet de développement ............................................................................67 3.4.1 L’ingénierie système est une aide pour faire l’ingénierie du projet......................................67 3.4.2 Management de l'IS et management de projet ....................................................................67 PARTIE 2 : LE SYSTEME REPOND A UNE FINALITE .................................. 69 4 Préalable : presentation des concepts................................................................ 73 4.1 Du besoin à satisfaire au problème à résoudre..............................................................................73 4.2 Les parties prenantes.....................................................................................................................74 4.2.1 Typologie des parties prenantes..........................................................................................74 4.2.2 Parties prenantes, besoins, contraintes et exigences..........................................................75 4.3 Cadrage du besoin et du problème................................................................................................76 5 Le besoin opérationnel......................................................................................... 78 5.1 L’approche du besoin .....................................................................................................................78 5.1.1 Les besoins fonctionnels......................................................................................................78 5.1.1.1 Missions, concepts d’opération, scénarios opérationnels.......................................78 5.1.1.2 Services rendus et scénarios de comportement.....................................................78 5.1.1.3 Scénarios et fonctions logistiques...........................................................................79 5.1.2 Les contraintes de l’environnement .....................................................................................79 5.2 La démarche d’expression et de spécification du besoin...............................................................79 5.2.1 L’expression du besoin.........................................................................................................80 5.2.1.1 Etudes amont ..........................................................................................................80 5.2.1.2 Analyse de l’existant................................................................................................80 5.2.1.3 Le recueil des besoins des parties prenantes.........................................................81 5.2.1.4 L’analyse des fonctions rendues par le système ....................................................81 5.2.1.5 Caractérisation de l’environnement et études d’impact ..........................................82 5.2.2 La formalisation du besoin : le cahier des charges..............................................................82 5.2.2.1 La formalisation des besoins fonctionnels ..............................................................82 5.2.2.2 La formalisation des contraintes..............................................................................83 5.2.2.3 Hiérarchisation et flexibilité des besoins et contraintes...........................................83 6 L’Ingénierie des exigences .................................................................................. 85 6.1 Principes.........................................................................................................................................85 6.1.1 Concepts de spécification et d’exigences système..............................................................85 6.1.2 Définition et caractéristiques des exigences........................................................................85 6.1.3 Généralisation de la notion d’exigences ..............................................................................86 Découvrir et comprendre l’Ingénierie Système Version 3 - 12 02 2009 page 7 / 259 6.2 Spécification des exigences système.............................................................................................87 6.2.1 Formalisation des exigences initiales...................................................................................87 6.2.2 Spécification des exigences système ..................................................................................87 6.2.3 Typologie des exigences......................................................................................................89 6.3 Référentiels d’exigences ................................................................................................................90 6.4 Management des exigences...........................................................................................................91 6.4.1 Gestion et traçabilité des exigences ....................................................................................91 6.4.2 Vérification et validation des exigences ...............................................................................93 6.4.2.1 Vérification et validation des référentiels d’exigences.............................................93 6.4.2.2 Vérification et validation du système.......................................................................93 6.4.3 Maturité des exigences ........................................................................................................94 PARTIE 3 : LA SOLUTION = LE SYSTEME REALISE................................... 96 7 Préalable.............................................................................................................. 100 8 Le système réalisé est le résultat d'une conception........................................ 101 8.1 Le système repose sur une composition d’éléments en interaction.............................................102 8.1.1 Composition fonctionnelle et physique...............................................................................102 8.1.2 Arborescences système et arborescence produit..............................................................103 8.1.3 Allocation des exigences et traçabilité ...............................................................................104 8.1.4 Interfaces............................................................................................................................106 8.1.5 Critère d’arrêt des uploads/Litterature/ decouvrir-et-comprendre-l-x27-is-v3-22-02-09.pdf