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Thèse Année : 2004

Definition of a methodology for the conception of dependable mechatronic systems

DEFINITION D'UNE METHODOLOGIE DE CONCEPTION DES SYSTEMES MECATRONIQUES SURS DE FONCTIONNEMENT

Résumé

The introduction of embedded electronic in car industry induced a technological revolution
that will last for years. Embedded electronic systems are more and more complex and their
features involve the adaptation and structuring of the whole design activities. Verification,
validation, design, and of course safety analysis should be integrated in a same process. First,
we identify a class of formalism able to represent the functional and behavioral aspects of the
system, and suited for hybrid and real time features. This model is the support of the
methodology. Then, we propose an exploitation of formal methods, such as model-checking,
to validate and check properties of the model and complement usual methods like tests and
simulations. Finally, we particularly emphasize the dependability aspects. A method, based on
the construction of an aggregated Markov graph, is developed. The advantage of this
approach is to be able to model and assess the reliability of a dynamic hybrid system. The
main steps consist in spliting up the dynamic of the system and the dynamic of the failure
process by the mean of the singular perturbation method. Then, we identify and we evaluate
variables of the system which interact with the failure dynamic. Simulation is used to estimate
these variables, because of its ability to handle complex systems. The variables are then
integrated in the aggregated Markov graph.
La révolution technologique que connaît le secteur automobile avec la multiplication des
systèmes électroniques et informatiques embarqués n'est pas près de s'essouffler. Il est
manifeste que la complexité croissante et la spécificité des systèmes embarqués justifieront de
plus en plus le besoin de structurer l'ensemble des activités de développement. Vérification,
validation, conception et bien entendu sûreté de fonctionnement font partie intégrante d'un
même processus. Nous cherchons tout d'abord à définir un formalisme de modélisation
fonctionnelle et comportementale, support de la méthodologie, et en cohérence avec les
spécificités des systèmes mécatroniques. En particulier, les aspects hybrides et temps réel
doivent pouvoir être représentés. Ensuite, sur le plan de la vérification et de la validation,
nous proposons d'exploiter les méthodes formelles, telles que le model-checking, en
complément des tests et des simulations habituellement utilisées dans l'industrie. Enfin nous
attachons une importance centrale à la sûreté de fonctionnement. Afin de pallier aux
insuffisances et aux limites des méthodes habituellement utilisées, nous proposons une
approche basée sur la construction d'un graphe de Markov agrégé. L'originalité tient dans sa
capacité de répondre à un problème de représentation et d'évaluation de la fiabilité des
systèmes dynamiques hybrides. Les principales étapes consistent à découpler la dynamique du
système et la dynamique du processus de défaillance grâce à la théorie des perturbations
singulières, puis d'identifier et estimer les grandeurs du système influençant la dynamique des
défaillances. Ces grandeurs sont évaluées par de simples simulations dans le but de pouvoir
traiter des systèmes complexes. Ceux-ci sont alors intégrés dans le graphe agrégé.
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These_Finale_SCHOENIG.pdf (1.93 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-00126057 , version 1 (23-01-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00126057 , version 1

Citer

Raphaël Schoenig. DEFINITION D'UNE METHODOLOGIE DE CONCEPTION DES SYSTEMES MECATRONIQUES SURS DE FONCTIONNEMENT. Automatique / Robotique. Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00126057⟩
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