Contribution to the improvement of the testability and the diagnosis of complex systems : Application to the systems avionics
Contribution à l'amélioration de la testabilité et du diagnostic de systèmes complexes : Application aux systèmes avioniques
Résumé
The object of the work of this thesis is to propose new processes of definition of tests (testability), new methods of tests, as well as new methods of tests interpretation (diagnosis). This work was carried out in the framework of aeronautics. It first intends to identify the needs of the helicopter diagnosis. The identified problems, related to the test and the diagnosis of the helicopters, were: - Non-detection of failures - Occurrence of many false alarms - Failure localisation ambiguity We first achieved the state of the art of research in diagnosis, in order to select technologies and methodologies allowing to answer the problematic. Candidate technologies were then structured in order to propose an integrated treatment. Thus we worked on methodologies of definition of the test, with testability simulation tools. We also defined new methods of test which allows determining the status of analogue sensors with the means of algorithms based on the calculus of variation of the standard deviation, form factor and noise-signal ratio. We then worked on the improvement of the diagnosis at system level using timed automata in order to simulate the operation of the tests tree. This work then led to the modelling of the complex systems using state diagram, dynamic fault trees, as well as their simulation with Petri networks. Additional doors were defined to complete the existing algorithms. Finally, this work was applied to the aeronautical world, to several helicopters and was the subject of two patents.
L'objet des travaux de cette thèse est de proposer de nouveaux processus de définition de tests (testabilité), de nouvelles méthodes de tests, ainsi que de nouvelles méthodes d'interprétation des tests (diagnostic). Ces travaux ont été menés dans le cadre de l'aéronautique et ont porté dans un premier temps sur l'identification des besoins en diagnostic des hélicoptères. Les problématiques liées au test et au diagnostic des hélicoptères portaient sur : - La non-détection de certaines défaillances - L'occurrence de nombreuses fausses alarmes - L'ambiguïté de localisation de défaillances Dans un premier temps nous avons réalisé l'état de l'art des recherches en diagnostic, ceci afin de sélectionner les technologies et méthodologies permettant de répondre aux problématiques identifiées. Les technologies candidates ont ensuite été architecturées afin de proposer un traitement intégré permettant de répondre à l'ensemble des besoins identifiés. Ainsi nous avons travaillé sur les méthodologies de définition du test, aux moyens d'outils de simulation de la testabilité. Nous avons aussi défini de nouvelles méthodes de test permettant de déterminer l'état de capteurs analogiques aux moyens d'algorithmes basés sur des évaluateurs de calcul de variation de l'écart type, du facteur de forme et du rapport signal sur bruit. Nous avons ensuite travaillé sur l'amélioration du diagnostic au niveau système à l'aide d'automates temporisés afin de simuler le fonctionnement des arbres de tests élémentaires. Ces travaux ont ensuite conduit à la modélisation et au diagnostic des systèmes complexes à l'aide des diagrammes d'état, des arbres de défaillances dynamiques, ainsi que leur simulation à l'aide des réseaux de Petri. Les modèles utilisés ont été complétés au moyen de nouvelles portes dynamiques. Ces travaux ont été appliqués au monde aéronautique, sur plusieurs hélicoptères et ont fait l'objet de deux brevets.
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