Simulation system design methodology in Extended Enterprise, based on model-driven system engineering - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2020

Simulation system design methodology in Extended Enterprise, based on model-driven system engineering

Méthodologie de conception de systèmes de simulations en entreprise étendue, basée sur l'ingénierie système dirigée par les modèles

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Abstract

This manuscript presents a methodology for the design of "early" simulations in extended enterprise, based on model-driven system engineering. The goal is to allow the system architect to explore alternative solutions, and to verify and/or validate the system architecture being designed, in relation to the user requirements. This methodology is divided into two complementary axes : the method part (new) and the means of execution, without which there can be no simulation. This new method is based on the following principle : starting from the user requirements to create the system architecture model, then derive the simulation architecture, develop the executable models and run the simulation in relation to objectives of verification and/or validation. By doing this, potential differences in interpretations between the system architecture model and simulation models are removed or at least reduced compared to a traditional approach. This method is of matrix type. The columns represent the actors, while the lines correspond to the different steps of the MBSE method used by the system architect for the product, including the refinement steps. The actors are the system architect for the product (SyA), a first new actor introduced by this method : the system architect for the simulation (SiA), the developers of the simulation executable models (SMD), and the second new actor in charge of the execution of the simulation (SEM). The analysis of its qualities and the production of results exploitable by the system architect for the product. As the method relies on a matrix structure, the SyA can request simulations, either in depth to specify a particular point of its model, or more in extension to check the good agreement of the functions between them. With this new matrix approach, the system architect for the product can reuse functions already defined during the upstream or downstream stages of its previous decompositions. Overall, saving time, costs, and confidence. The second axis of this methodology is the realization of an extended enterprise cosimulation (EE) platform, which is a project in itself. Based on a proposal of requirements specifications, the MBSE has defined a functional and physical architecture. The architecture of this platform can be modified according to the simulation needs expressed by the architect of the simulation. This is one of his prerogatives. The proposal introduces a third new player : the Infrastructure Project Manager (IPM) which is in charge of coordinating for the realization of the cosimulation platform, within his company. For an EE of federated type, that is to say from contractor to subcontractor, introduction of two new actors : - the supervisor of IPM, whose rôle is to link IPMs to solve the administrative and interconnection problems, - the person responsible in charge of the execution simulations. He coordinates, with the SEM of each partner, the implementation of simulations, ensures launches, and returns the results to all partners.
Ce manuscrit présente une méthodologie pour la conception de systèmes de simulation de modèles en entreprise étendue, basée sur l'ingénierie système dirigée par les modèles. Le but est de permettre à l'architecte système d'explorer des solutions alternatives et de vérifier et/ou valider l'architecture du système en cours de conception, en regard des exigences et besoins des parties prenantes. Cette méthodologie se décline suivant deux axes complémentaires : la partie méthode et les moyens d'exécution, sans lesquels il ne peut y avoir de simulation. Cette nouvelle méthode se fonde sur le principe suivant : partir des exigences utilisateur pour créer les modèles d'architecture système, puis en dériver l'architecture de simulation, développer les modèles exécutables et exécuter la simulation en relation avec les objectifs de vérification et/ou validation. En agissant ainsi, les écarts d'interprétations potentiels entre le modèle d'architecture système et les modèles de simulation sont supprimés ou à tout le moins réduits, par rapport à une approche traditionnelle. Cette nouvelle méthode est de type matriciel. Les colonnes représentent les acteurs, tandis que les lignes correspondent aux différentes étapes de la méthode MBSE employée par l'architecte système pour le produit, y compris les étapes de raffinements. Les acteurs sont l'architecte système pour le produit (SyA), un premier nouvel acteur introduit par cette méthode : l'architecte système pour la simulation (SiA), les développeurs des modèles exécutables de simulation (SMD). Un second nouvel acteur est en charge de l'exécution de la simulation (SEM) au sein de chacune des entreprises, en charge de l'analyse et de la production des résultats exploitables par l'architecte système pour le produit. Avec cette méthode matricielle, le SyA peut demander des simulations, soit en profondeur pour préciser un point particulier de son modèle, soit en extension pour vérifier la bonne concordance des fonctions entre elles, tout en réutilisant des fonctions déjà définies durant les étapes amont ou aval de ses décompositions précédentes. Au global, gains de temps, de coûts, et de confiance. Le deuxième axe de cette méthodologie concerne la réalisation d'une plateforme de cosimulation en entreprise étendue (EE), qui est un projet en soi. Le MBSE a permis de définir une architecture fonctionnelle et physique de cette plateforme de cosimulation qui peut être amendée en fonction des besoins exprimés par l'architecte de la simulation. La proposition introduit un troisième nouvel acteur : le Infrastructure Project Manager (IPM) qui est en charge de la coordination pour la réalisation de la plateforme de cosimulation, au sein de son entreprise. Pour une EE de type donneur d'ordres à soustraitants, introduction de deux nouveaux acteurs : le superviseur d'IPM et le responsable de l'exécution des simulations (SEM), dont leurs rôles respectifs sont de faire le lien avec leurs pendants chez les partenaires.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03098563 , version 1 (05-01-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03098563 , version 1

Cite

Renan Leroux-Beaudout. Méthodologie de conception de systèmes de simulations en entreprise étendue, basée sur l'ingénierie système dirigée par les modèles. Système d'exploitation [cs.OS]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2020. Français. ⟨NNT : 2020TOU30089⟩. ⟨tel-03098563⟩
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