I - La place du SysML dans le programme de STI2D. II - Introduction. III - Pourquoi l'uml? IV - Nos graphes description actuels

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1 Le SysML

2 Table des matières I - La place du SysML dans le programme de STI2D 5 II - Introduction 7 III - Pourquoi l'uml? 9 IV - Nos graphes description actuels 13 V - Inventaire des graphes SysML? 17 VI - Que va nous apporter l'uml / le SysML? 21 VII - Présentation de la Tamiya TT01 H-Cell 25 VIII - Les diagrammes SysML de la voiture hybride 27 IX - Les diagrammes du portail automatique 37 X - Quel logiciel utiliser pour dessiner les graphes? 41 XI - Utilisation de Modelio 43 XII - Installation du Module SysML de Modelio 45 3

3 La place du SysML dans le programme de STI2D I- I Le Terme SysML apparaît 3 fois dans le programme, il a remplacé l'uml qui était dans le projet de programme. Le SysML dans le programme STI2D Le guide d'accompagnement précise l'usage du SysML et marque les limites. 5

4 La place du SysML dans le programme de STI2D L'approche SysML dans le programma STI2D 6

5 II - Introduction II UML et SysML Nous avons 13 graphes UML (9 courament utilisés) 11 graphes SysML (8 courament utilisés) 4 graphes sont communs 6 graphes seulement en STI2D 13 graphes 7

6 III - Pourquoi l'uml? III L'UML est un outil de conception fait au départ pour les informaticiens, le SysML qui découle de l'uml est lui plus destiné aux systèmes même s'il en reprend l'essentiel. Pour décrire le fonctionnement d'un programme, l'informaticien dispose des outils de l'algorithmique. Algorithmique et algorigramme Devant la complexité croissante des programmes informatiques, conçus par plusieurs équipes, il a fallu trouver un outil de conception plus élaboré. La SADT a été une étape vers la description des systèmes informatiques plus complexes mais elle a montré des limites. SADT Devant la complexité croissante des programmes informatiques, conçus par 9

7 Pourquoi l'uml? plusieurs équipes, il a fallu trouver un outil de conception plus élaboré. L'UML est un outil de conception utilisé principalement en informatique. Nous utiliserons SysML comme outil de description de systèmes. UML : Unified Modeling Language (Langage de modélisation unifié) SysML : Systems Modeling Language (Langage de modélisation de systèmes) L'UML ou le SysML sont "souples", on peut les utiliser pour décrire tout ou partie d'un système, d'un point de vue structurel (statique), d'interactions ou comportemental. Un handicap important est le manque de références en description de systèmes. Toutes les recherches sur Internet nous amènent sur des exemples en informatique et en anglais qui sont inadaptés à nos besoins. Exemple UML compliqué Exemple de ce que l'on trouve L'implémentation des modèles (classes,...) se fait sous la forme de jeu d'artefacts. On dit qu'un artefact peut manifester, c'est-à-dire résulter et implémenter, un ensemble d'éléments de modèle. On appelle manifestation la relation entre un élément de modèle et l'artefact qui l'implémente. Graphiquement, une manifestation se représente par une relation de dépendance stéréotypée «manifest» Une instance d'un artefact se déploie sur une instance de nœud. Graphiquement, on utilise une relation de dépendance (flèche en trait pointillé) stéréotypée «deploy» pointant vers le nœud en question L'artefact peut aussi être inclus directement dans le cube représentant le noeud En toute rigueur, seul des artefacts doivent être déployés sur des nœuds. Un composant doit donc être manifesté par un artefact qui, lui-même, peut être déployé sur un nœud. 10

8 Nos graphes description actuels IV IV - La carte mentale Pour mettre en page, organiser ses idées La carte mentale Le schéma synoptique Montrer "visuellement" l'architecture du système Le schéma synoptique Les diagrammes pieuvre et sagital Pour montrer les interactions d'un système avec son environnement Diagramme pieuvre et sagital Le diagramme fast 11

9 Nos graphes description actuels Pour montrer le matériel associé aux fonctions Le diagramme fast Le diagramme des classes d'équivalences et le graphe des liaisons Pour représenter l'agencement d'un système mécanique Graphes des liaisons et d'équivalence Le schéma cinématique Pour représenter les liaisons dans un système Le schéma cinématique Le schéma fonctionnel Pour représenter l'agencement des fonctions d'un système Le schéma fonctionnel Les chaîne d'énergie et chaîne d'information Pour montrer les interactions des chaînes d'énergie et d'information Chaînes d'information et d'énergie L'algorithmique, l'algorigramme et le GRAFCET 12

10 Nos graphes description actuels Pour décrire le fonctionnement d'un programme Algorithme, algorigramme et grafcet La SADT Pour décrire un système du général au particulier SADT Le chronogramme pour décrire chronologiquement la variation de grandeurs physiques ou logiques Les chronogrammes 13

11 Inventaire des graphes SysML? V- V Que va nous apporter le SysML? Les 8 graphes SysML Le diagramme de cas d'utilisations Montrer les interactions entre les acteurs extérieurs au système et les fonctionnalités du système Diagramme de cas d'utilisation seul Le recyclage ne se justifie ici que dans le cas d'un travail sur l'eco-conception Le diagramme SysML de séquence Décrire chronologiquement les échanges de messages au sein d'un système Diagramme de séquence seul Le diagramme SysML d'états-transitions Décrire le comportement interne d'un système par les changements d'états Diagramme d'états transitions de la Tamiya H-Cell 15

12 Inventaire des graphes SysML? Le diagramme SysML d'activité Décrire l'enchainement des actions pour une activité du système Diagramme d'activité seul Le diagramme SysML de définition de bloc Représenter un système sous forme de blocs hiérarchisés Diagramme de définition de bloc seul Le diagramme SysML de bloc interne Montrer les liens entre les "ports" des différents blocs du système Diagramme de bloc interne seul Le diagramme SysML des exigences Montrer graphiquement les exigences auxquelles doit satisfaire un système Diagramme des exigences seul Le diagramme SysML paramétrique Modéliser les différents blocs d'un système Diagramme paramétrique seul 16

13 Que va nous apporter l'uml / le SysML? VI - VI Les catégories de graphes Les graphes structurels qui décrivent le système de façon statique Les graphes comportementaux qui montrent le fonctionnement dynamique du système Le graphe des exigences Le graphe de modélisation Les catégories de graphes Les graphes structurels La carte mentale Le diagramme pieuvre Le schéma synoptique Le graphe des liaisons Le schéma cinématique Le schéma fonctionnel Les chaînes d'énergie et d'information Le diagramme fast La SADT Le diagramme SysML de définition de bloc Le diagramme SysML de bloc interne Les catégories de graphes Les graphes comportementaux L'algorigramme Le GRAFCET Les chronogrammes Le diagramme UML/SysML Le diagramme UML/SysML Le diagramme UML/SysML Le diagramme UML/SysML de cas d'utilisation de séquence d'états-transitions d'activité Les catégories de graphes Le graphe des exigences 17

14 Que va nous apporter l'uml / le SysML? Le graphe SysML des exigences (Le diagramme fast) Le graphe de modélisation Le graphe SysML paramétrique Les catégories de graphes Voici l'intérêt de L'UML et du SysML, nous avions Peu d'outils pour décrire le comportement des systèmes. Pas d'outil pour décrire les exigences du système Pas d'outil pour modéliser les systèmes Ensemble des graphes SysML Bilan des graphes Sysml Limitation des graphes SysML en STI2D 18

15 Que va nous apporter l'uml / le SysML? Limitation des graphes Sysml en STI2D 19

16 Présentation de la Tamiya TT01 HCell VII - VII La voiture radio-commandée Tamiya TT01 H-Cell est une voiture hybride électrique/hydrogène Elle dispose de deux sources d'énergie Une batterie NiMH de 1800mA.h sous 7.2V Deux réservoir d'hydrogène de 10l chacun L'hydrogène est converti en énergie électrique par un pile à combustible de 30W Un gestionnaire d'énergie assure la gestion des énergies Une carte d'acquisition permet de mesurer les différents paramètres de fonctionnement Photo de la Tamiya H-Cell Schéma synoptique 21

17 Présentation de la Tamiya TT01 H-Cell Schéma synoptique de la Tamiya H-Cell 22

18 Les diagrammes SysML de la voiture hybride VIII - VIII Le diagramme de cas d'utilisation Il nous permet voir les actions des acteurs sur le système. Les acteurs agissent sur le système Ce graphe doit se limiter à l'utilisation "normale" du système Y montrer tout le cycle de vie semble inutile Diagramme de cas de la H-cell Le diagramme d'état Il nous permet voir les états du système selon les événements. Il est amené à remplacer le Grafcet Diagramme d'état avec légende Le diagramme d'état transition pour les mesures Les différents états du système avec les transitions Il décrit le comportement comme un GRAFCET 23

19 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Diagramme d'états transitions de la Tamiya H-Cell Un diagramme d'état transition commenté Diagramme d'état commenté Le diagramme de séquence 24

20 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Chaque objet du système dispose d'une ligne de vie avec des zones d'activité et de repos L'axe du temps va du haut Diagramme de séquence avec légende vers le bas Il nous permet voir les messages échangés entre les lignes de vie chronologiquement. Les information échangées entre les lignes de vis sont des messages Diagramme de séquence commenté Diagramme de séquence commenté Diagramme de séquence commenté Les boucles et les opérations correspondent ici à des parties de programme. 25

21 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Diagramme de séquence commenté suite Le diagramme des exigences Il nous informe sur les exigences auxquelles doit satisfaire le système Il permet une organisation hiérarchique des exigences et l'association avec les éléments du modèle Diagramme des exigences seul Le diagramme des exigences Différents liens possibles 26

22 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Diagramme des exigences commenté Le diagramme de définition de bloc Il permet de découper le système en entités distinctes Le système est décrit de façon hiérarchique Diagramme de définition de bloc seul Le diagramme de définition de bloc 27

23 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Les port sur les bloc représentent entrées et sorties de flux Ces flux peuvent être de toute nature Matière fluide, gaz, objet... diagramme de définition de bloc de la H-Cell Energie commenté Electrique, mécanique... Information Logique, analogique... Le diagramme de définition de bloc Ici le diagramme est limité à deux parties Les sources d'énergie La propulsion du véhicule Seulement les ports sont représentés ici mais pas les flux entre les ports Diagramme de définition de bloc de la Tamiya H-Cell Le diagramme de bloc interne 28

24 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Ce diagramme permet de détailler un bloc et de montrer les flux internes Les flux sont clairement identifiés avec un sens de circulation Des flux d'information (dt) Des flux d'énergies Diagramme de définition de bloc interne de (électrique et mécanique) la Tamiya H-Cell Des flux de matière (gaz et liquides) Le diagramme de bloc interne Le diagramme de blocs internes doit permettre un lien assez direct avec la modélisation des systèmes. Ce rôle est plutôt donné en général au diagramme paramétrique quil est exclu du champs STI2D. Lien entre graphe bloc et simulation Logiciel de modélisation Open-Modelica Les flux d'énergie dans le système Les flux d'énergie varient au cours du temps dans le système. Le diagramme de Sankey (non SysML) permet de montrer ses flux Diagramme de Sankey Comment montrer les variations des flux d'énergies le diagramme de blocs internes va nous permettre également de montrer la variation des flux d'énergie dans le système 29

25 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Chronogramme des échanges d'énergie Comment montrer les variations des flux d'énergies Cas 1 : la pile à combustible charge la batterie si la voiture est au repos Flux d'énergie, la pile charge la batterie Comment montrer les variations des flux d'énergies Cas 2 : la pile à combustible et la batterie alimentent la voiture Si le besoin de courant est important 30

26 Les diagrammes SysML de la voiture hybride Flux d'énergies pile et batterie vers moteur Comment montrer les variations des flux d'énergies Cas 3 : la pile à combustible charge la batterie Elle alimente également la voiture si le besoin en courant est faible La pile alimente le moteur et charge la batterie 31

27 Les diagrammes du portail automatique IX - IX Diagramme de cas d'utilisation Cet essai de diagramme a été mis en ligne Les visiteurs ont pu laisser leurs commentaires Il regroupe des erreurs à ne pas faire Diagramme de cas d'utilisation du portail Diagramme d'états transitions Cet essai de diagramme a été corrigé pour prendre en compte les remarques. 33

28 Les diagrammes du portail automatique Diagramme d'état du portail automatique Les commentaires des visiteurs 34 le diagramme de cas d'utilisation me semble "trop fonctionnel" (trop détaillé), en principe un cas d'utilisation groupe un ensemble de fonctionnalités similaire. par exemple : déplacer ventaux, décoder signal sont des activités pas des cas d'utilisation habituellement on s'intéresse uniquement à l'application on ne mélange donc pas la pose et le fonctionnement "pas d'uc installation du portail et pas d'acteurs associés" mais plutôt "configuration" pour le le second diagramme il a confusion entre événement et garde (condition) L'installateur ne doit pas apparaître car il n'est pas l'utilisateur du système. Un acteur est une entité ayant un comportement. Ce n'est pas le cas de l'énergie, obstacle, etc. A la rigueur en renommant "Obstacle" en "Détecteur d'obstacle", ça irai Ensuite concernant la dénomination des use cases, il n'y a pas de cohérence de point de vue. Ainsi "détecter les obstacles" prend le point de vue du

29 Les diagrammes du portail automatique portail, alors que "Installer le portail" prends le point de vue de l'acteur. Il est d'usage de prendre le point de vue de l'acteur. Il faudrait modifier : * "Donner accès à la propriété" en "gérer l'accès à la propriété", * "détecter les obstacles" en "éviter les dommages corporels et matériels", * etc. Ensuite, sur la forme, le mot "portail" ne devrait pas être dans un cartouche mais centré. Enfin il manque le cartouche du diagramme pour être un diagramme SysML. puisque nous devons utiliser cet outil dans le cadre de la formation STI "dd", que tout système a une durée de vie et que "l'installation" y figure, ne faudrait-il pas y intégrer son "démantèlement" et sa "revalorisation"? Glad I've finally found smeothing I agree with! 35

30 Quel logiciel utiliser pour dessiner les graphes? X- X liste de logiciels Visual Paradygm : en partie gratuit, lourd à utiliser ArgoUML : libre, pas UML2, pas SysML Altova : TB, SysML, mais limité à 30 jours Papyrus / Eclipse : libre, SysML, installation délicate Modélio free : simple, gratuit, documenté en Français, Avec un module SysMl, export au format.doc MagicDraw avec une licence de 3 mois renouvelable Modelio J'aurais tendance à conseiller Modelio, il existe une version académique de Modelio également gratuite, je ne sais pas ce qu'elle apporte par rapport à la version gratuite en ligne, l'inconvénient est de devoir saisir des clés d'activation chaque année. Toujours au sujet de modelio, il existe aussi un module Sysml J'ai également découvert qu'il semble pouvoir fonctionner en version portable sans installation sur une clé ou en réseau Cela reste à confirmer par des tests plus poussés. Il suffit de copier le dossier Modelio qui est dans Program Files. Il a aussi pour avantage une bonne documentation en Français Son défaut est de ne pas bien identifier un fichier de travail qui est par défaut dans le profil Windows de l'utilisateur sous forme d'une arborescence de dossiers. Un projet doit donc être sauvegardé sous forme de fichier zip et décompressé dans le dossier Workspace de modélio Nous cherchons essentiellement un outil de dessin et de nombreuses fonctionnalités liées à la programmation informatique ne nous sont pas utiles. On peut d'ailleurs utiliser n'importe quel outil de dessin pour faire des graphes Sysml, j'en ai fait avec OpenOffice Draw ce qui laisse beaucoup plus de liberté graphique dans la mesure où nous n'avons pas de code à générer. Cependant, l'avantage des outils dédiés est d'imposer une rigueur d'écriture et probablement une cohérence entre les différents graphes mais ce n'est pas évident. 37

31 Utilisation de Modelio XI - XI Installer Modelio Télécharger Modelio sur ainsi que le module SysML Télécharger le logiciel Modelio Le module SysML de Modelio 39

32 Installation du Module SysML de Modelio XII - XII L'installation du module SysML est un peu délicate 41

33 Installation du Module SysML de Modelio Il faut dans un premier temps télécharger l'archive sur le site Il faut ensuite lancer le logiciel Modelio Créer et ouvrir un nouveau projet Aller dans le menu MDA / Installer un module Aller chercher ensuite le fichier Installation du module SysML jmdac dans le dossier BIN fichier SysMLEngines.jmdac Vous disposez alors de la génération de diagrammes SysML dans le menu contextuel 42