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SysML, un langage modèle

mis à jour le 26/10/16

Nouveauté remarquée dans le programme de STI2D, SysML se veut un outil cohérent de modélisation des systèmes pluritechnologiques actuels. Mais il vient quelque peu bousculer les habitudes que nous avions, chacun dans notre domaine, dans les descriptions fonctionnelle, structurelle et comportementale des systèmes techniques. Afin de nous éclairer, voici une analyse fonctionnelle menée avec les diagrammes SysML et appliquée au produit Hemomixer.

Vignette sysml

Aujourd’hui, des approches comme l’ingénierie système proposent un ensemble de démarches méthodiques associées à des outils qui permet de maîtriser la compréhension, le développement et l’exploitation de systèmes techniques complexes. Ces outils permettent de donner une représentation de la réalité sous des formes simplifiées selon les besoins du moment. Nous appellerons ces différentes visions simplifiées des modèles. Ces modèles sont en grande majorité représentés sous forme symbolique par des outils à base de langages graphiques. Ces langages – instrument de la pensée et de la communication – sont mis ici au service de la conception et de la compréhension d’artefacts par des équipes pluridisciplinaires. Le SADT, les outils classiques de l’analyse fonctionnelle (outils de la méthode APTE, Fast…) et le Grafcet – pour ne prendre qu’eux – que nous connaissions déjà font partie de ces langages. Cependant, un ensemble d’outils disparates, aussi performants soient-ils, ne donnera jamais une vision globale cohérente de la chose représentée. L’idée moderne est de fédérer plusieurs langages spécialisés au sein d’un « méta-outil ». Une vision pertinente du système pourra ainsi émerger de ses différentes composantes spécialisées liées par un métalangage garant de la cohérence. C’est l’objectif de SysML, avec ses différents diagrammes liés entre eux.

SysML n’est donc pas une méthode, mais un ensemble d’outils graphiques définis par un métalangage qui offrent au concepteur toutes les facilités pour construire un modèle à forte cohérence sémantique. Il permet de spécifier les systèmes, d’analyser la structure et le fonctionnement des systèmes, de décrire les systèmes et concevoir des systèmes composés de sous-systèmes, de vérifier et valider la faisabilité d’un système avant sa réalisation. Il intègre les composants physiques de toutes technologies, les programmes, les données et les énergies, les personnes, les procédures et flux divers.

Quelles sont alors les fonctionnalités d’un tel outil de représentation ?

  • Il facilite la collaboration transdisciplinaire de tous les spécialistes des corps de métier concernés en proposant un ensemble lié d’outils de représentation suffisamment universels pour qu’ils puissent être compris par tout le monde, et suffisamment expressifs pour qu’il puissent représenter toutes les composantes hautement spécialisées ainsi que les différents points de vue d’un même système.
  • Il permet la mise à jour, le stockage et, surtout, le partage ainsi que l’interprétation faciles des informations.
  • Il assure la modélisation du système à toutes les étapes de son cycle de développement et de vie en représentant de manière quasi exhaustive les principaux éléments de modèle suivants :

– l’expression des besoins et des contraintes ;

– la représentation de l’organisation structurée des composants ;

– la définition précise de chaque composant (propriétés structurelles et comportementales) ;

– la description du comportement attendu du système au cours des différentes phases d’utilisation.

  • Il permet l’intégration et la mise en relation cohérente des différentes composantes techniques dans un même modèle, par exemple les liaisons entre un programme informatique et des actionneurs mécaniques.
  • Il permet la validation de solutions par une simulation basée sur des diagrammes paramétriques.

SysML peut être mis en œuvre par des ingénieurs en phase de conception d’un nouveau système pour élaborer soit des modèles normatifs qui guident la construction soit des modèles prédictifs pour valider des solutions en amont de la construction. Mais SysML s’utilise également pour décrire un système existant avec des modèles cognitifs qui permettront d’analyser et comprendre des constructions – ce qui est le cas le plus fréquent en enseignement secondaire. Il va de soi – mais il est utile de le rappeler – que les démarches d’analyse fonctionnelle (de conception ou d’exploration) que nous évoquons et que nous connaissons ne changent pas avec l’apparition de ce nouvel outil.

sysML Hemomixeur

L’IBD du contexte de l’Hemomixer en exploitation normale

 Lire la suite de l’article de la revue Technologie 179, "spécial STI2D", de Jean-Pierre LAMY, professeur agrégé de sciences industrielles de l'ingénieur en STS IRIS au lycée Diderot (75).