Comment concevoir efficacement. mardi 15 mai 2012 Complexité, Architecture et Lean Software Development

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1 Comment concevoir efficacement des systèmes Atelier-débat d information du? mardi 15 mai 2012 Complexité, Architecture et Lean Software Development Mieux comprendre le rôle de la modélisation des systèmes CESAMES 20 Mars 2012 (v0.2) Yves Caseau Bouygues Télécom Académie des Technologies En convention avec la Chaire Et en «Ingénierie des systèmes partenariat Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26 complexes» : avec :

2 Agenda de la soirée Début Fin Agenda 19:00 19:15 Introduction Daniel Krob (CESAMES, Ecole Polytechnique) Atelier # 1 Atelier # 2 19:15 20:15 Véronique Rigal-Antonic Directeur Processus & Projets Transversaux La Médicale de France Frédéric Falchetti Directeur Technique Systèmes Dassault Aviation 20:15 20:30 Synthèse des ateliers Animée par François Tabourot (MEGA) CESAMES 20:30 20:55 Table ronde - Animée par François Tabourot (MEGA) 20 Mars 2012 (v0.2) 20:55 21:05 Synthèse et conclusion de la soirée Daniel Krob et François Tabourot Yves Caseau Bouygues Télécom Académie des Technologies 21:05 22:30 Cocktail Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

4 La mission de C.E.S.A.M.E.S. Nos partenaires Comment concevoir efficacement des systèmes d information? C.E.S.A.M.E.S. a pour mission de faire connaître Complexité, les méthodes Architecture et les et Lean outils Software de Development l Architecture des Systèmes pour vous permettre de mieux maîtriser la complexité de vos projets. CESAMES 20 Mars 2012 (v0.2) Yves Caseau Bouygues Télécom Académie des Technologies Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

5 Pour maîtriser la complexité au 21-ième siècle Pression de plus en plus grande de l environnement Comment concevoir efficacement des systèmes d information? Complexité, Architecture et Lean Software Development On passe du temps à comprendre les problèmes et on n a plus le temps de les traiter Impossible de prendre des décisions raisonnées CESAMES 20 Mars 2012 (v0.2) Yves Caseau Les coûts et les délais explosent Sentiment de ne plus maîtriser les choses Bouygues Télécom Académie des Technologies Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

6 il faut changer de paradigme! 19 ème siècle 20 ème siècle 21 ème siècle Comment concevoir efficacement des systèmes d information? Complexité, Architecture L ère et des Lean Software Development L ère de la production industrielle services et du marketing L ère des solutions et de l intégration Ingénieurs Commerciaux CESAMES Architectes 20 Mars 2012 (v0.2) Yves Caseau L Architecture des Systèmes est l outil par excellence pour Bouygues Télécom Académie des Technologies maîtriser la complexité Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

7 Notre lecture de l Architecture des Systèmes Sémantique des systèmes Cadres d architecture Processus d architecture Dynamiques collaboratives Outils d architecture Architecture des systèmes d information Architecture des systèmes matériels Architecture des systèmes humains L «Architecture des Systèmes» consolide l ensemble des pratiques d architecture communes aux trois grandes traditions architecturales Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

8 La notion de «modèle» d un système Formalisation Modèle du système formé de vues (abstraction) Perceptions (réalité) Système (réalité) Processus de modélisation Corps Logiciel Tête Expérimentation Système modélisé (abstraction) Un modèle est une représentation formelle abstraite d un système que l on organise selon un cadre d architecture Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

9 Les rôles d un modèle systémique Rôles d un modèle systémique (source: AFIS) Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

10 Les modèles systémiques robustes sont hiérarchiques! Hiérarchie systémique Système Niveaux d abstraction Niveau systémique de profondeur 0 Brosse-@-dent électronique Intégration Propriétés & caractéristiques émergentes (e.g. durée d un brossage automatique) Niveau d abstraction système Niveau systémique de profondeur 1 Logiciel embarqué Niveau d abstraction sous-système(s) Intégration Intégration Intégration Intégration Niveau systémique de profondeur 2 Etc. Niveau d abstraction sous-soussystème(s) Régulateur Analyse & reporting Le modèle d un système se décompose selon une hiérarchie systémique, correspondant aux paliers d intégration Etc. Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

11 La mission de la modélisation systémique Les objets d étude : Les modèles systémiques des systèmes «complexes» résultant de l intégration de systèmes techniques (matériels & logiciels) et de systèmes humains (hommes & organisations) Rôles d un modèle La mission de la modélisation systémique : Construire des représentations normalisées & non ambigües des composants opérationnels, fonctionnels & organiques de l architecture d un système pour pouvoir analyser & garantir ses comportements & ses performances, partager la connaissance du système avec ses parties prenantes & capitaliser sur des descriptions réutilisables Les trois grandes dimensions de la modélisation systémique : Rôles d un modèle systémique (source: AFIS) Syntaxique : un langage normalisé de modélisation systémique doit être utilisé pour représenter les composants d un modèle systémique Sémantique : la signification précise de chaque composant d un modèle systémique doit avoir été définie de manière explicite et non ambigüe Pragmatique : le rôle d un modèle systémique doit avoir été clairement identifié pour chacun de ses contextes d utilisation (conception & analyse architecturale, vérification, etc.) Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

12 Système de maintenance Dentiste Extérieur Alimentation électrique Interface_electrique Internet Dentifrice Dentiste Caracteristiques Zone_de_prehension Utilisateurs Utilisateurs Brosse_a_dents Alimentation électrique Brosse Dentifrice Interface_Internet Internet Naissance Dents propres et saines Les utilisateurs veulent avoir des dents propres et saines. Conception [Achat] «derive» Hygiène L'environnement cherche à garantir la bonne hygiène dentaire des utilisateurs. «derive» Site de recommandations Les utilisateurs veulent pouvoir accéder à un site Internet de recommandations de brossage. Fonctionnement_nominal [Panne] Reparation Repos Utilisation [Début de brossage] Brossage [Fin de brossage] Analyse_des_brossages [Panne réparée] [Panne non réparable] [Décision de recyclage] Recyclage «derive» Internet «derive» Internet impose l'utilisation des normes du W3C. [Destruction] [Destruction] Alimentation électrique L'alimentation électrique offre uniquement du courant électrique normalisé à 220 V. Force de brossage Modes de brossage La doit permettre le brossage des dents en mode manuel et automatique. «derive» La doit produire une force de 10 mn pendant les brossages. «SubActivityState» Produire_une_force_de_brossage «derive» Transmission des performances de brossage La doit fournir les performances de brossage en format normalisé via Internet. «Activity» Permettre le brossage des dents «SubActivityState» Fournir_les_performances_de_brossage Forces de préhension Prehension Produire_une_force_de_brossage «SubActivityState» Fournir_de_l_energie_electrique Electricite Electricite_In Utilisateurs Electricité Electricite Electricité Brossage Fournir_de_l_energie_electrique Electricité Forces de brossage Alimentation_electrique «derive» Energie électrique de brossage La doit fournir l'énergie électrique en quantité suffisante pour un brossage. Mesures Mesures de performance Mesures Internet Fournir_les_performances_de_brossage Electricité Electricite_Out Electricité Electricite Electricité Internet Mesures de performance Matériaux non toxiques La doit être avec des matériaux non toxiques éprouvés. Base 1 1 Corps Standards du marché La brosse-@-dents doit être construite en s'appuyant sur les standards du marché. Brosse_a_dents Caracteristiques «derive» «derive» Normes EDF La brosse-@-dents doit respecter les normes électriques EDF. Zone_de_prehension Zone_de_prehension 1 Corps Zones_de_clipsage Tete Interface_mecanique Alimenation_electrique Brosse_a_dents 1 Logiciel_embarque Interface_mecanique Alimentation_electrique Alimentation_electrique Interface_electrique Interface_electrique Base «derive» Communication sans fil La brosse-@-dents doit avoir une interface de communication sans fil compatible IP. Interface_mecanique Alimentation_electrique Mesures Brosse Logiciel_embarque Brosse Tete Interface_IP Mesures Interface_ Internet Les processus de modélisation systémique VISION CLIENT VISION FONCTIONNELLE VISION TECHNIQUE Référentiel des propriétés attendues Besoins Exigences fonctionnelles Exigences techniques Environnement Besoins types : le <système externe> veut <pouvoir faire quelque chose> Référentiel client Exigences fonctionnelles types : le <composant du système> doit <faire quelque chose> Référentiel technique Exigences techniques types : le <composant du système> doit <être quelque chose> Système livré Descriptions des utilisations Descriptions fonctionnelles Descriptions techniques Nettoyer les dents Garantir la bonne hygiène dentaire Améliorer le nettoyage des dents Maintenir en condition opérationnelle Référentiel de la solution Diagrammes opérationnels : contextes d utilisation, missions, scénarios d utilisation Diagrammes fonctionnels : modes de fonctionnement, fonctions, fonctionnements Diagrammes techniques : configurations techniques, composants, organes Brosse-@-dents électronique Référentiel d ingénierie EXTERIEUR INTERIEUR Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

13 Les outils de la modélisation systémique Outils d ingénierie des exigences Outils de modélisation observationnelle Bon sens & bonnes pratiques (abstraction, 7x7x7, règles de 3, alignement projet / système, non recouvrement, découplage, etc.) Alimentation électrique Utilisateurs Système de maintenance System Boundary Box Maintenir en condition opérationnelle Nettoyer les dents «include» Zone_de_prehension Brosse «include» Améliorer le Brosse_a_dents nettoyage des dents Zone_de_prehension Brosse Caracteristiques Corps Zones_de_clipsage Interface_mecanique Alimenation_electrique Interface_mecanique Alimentation_electrique Dentifrice Mesures Tete Mesures Dentiste Internet BPMN Logiciel_embarque Interface_IP Interface_ Alimentation_electrique Internet UML Cadres d architecture Interface_mecanique Alimentation_electrique Interface_electrique Interface_electrique Base SysML Unified Modeling Language (UML) Business Process Modeling Notation System Modeling Language (SysML) Langages de description Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

15 Fonctionnement des ateliers (2 x 30 min) Répartition participants en 2 groupes afin de faciliter les échanges Chaque groupe passe 30 min dans chaque atelier. Salon Club ATELIER SYSTÈME PRODUIT Frédéric Falchetti Directeur Technique Systèmes Dassault Aviation 30 minutes Salon Actuel ATELIER SYSTÈME D INFORMATION Véronique Rigal-Antonic Directeur Processus & Projets Transversaux La Médicale de France 30 minutes -15 min de présentation du cas par l intervenant -15 min d échange sur : «Quels aspects de la modélisation des systèmes illustrés par le cas qui vous a été présenté, vous semblent les plus cruciaux et pourquoi?» - Un facilitateur garde la trace de vos retours sur un panneau structuré en 3 colonnes : Eléments clefs / Pourquoi / Ce qui manque (ensuite utilisés lors de la restitution). Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

18 Attention à ne jamais désaligner le modèle et le réel! L exemple du métro de Calcutta (1/2) Ce qui s est passé Très forte canicule 45 à l ombre s installe en Inde en plein été Tableaux de bord tactiles des cabines de conduite du métro de Calcutta deviennent brutalement blancs Le métro ne fonctionne plus pendant plusieurs jours, provoquant grosse pagaille généralisée, jusqu à un retour à la normale de la température Les tableaux de bord tactiles, re-testés immédiatement, fonctionnent parfaitement à température ambiante élevée Ecran tactile du poste de conduite Métro de Calcutta Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

19 Attention à ne jamais désaligner le modèle et le réel! L exemple du métro de Calcutta (2/2) 1 Impact canicule : dilation des métaux - chaque système de freinage fonctionne toujours hors de son tube de sûreté Canicule : température ambiante > 45 C F 2 Mesures Bus réseau Consignes Impact canicule : le calculateur essaye sans y parvenir de ramener TOUS les systèmes de freinage dans leurs tubes de sûreté Frontière du tube de sûreté Calculateur Bus réseau Le réseau est saturé Rôle du calculateur : maintenir chaque système de freinage dans le tube de sûreté Ecran tactile du poste de conduite Le contexte «température élevée» avait été oublié dans la conception du contrôle-freinage : la réalité est plus forte que le modèle t 3 Effet de bord Observé 4 Impact canicule : la loi de commande devient fausse Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

20 Conclusion : quelques bonnes pratiques (J. Printz) Bonne pratique 1 : il faut développer un modèle architectural pour résoudre un problème en pratiquant un principe de simplicité couplé à un doute systématique (pourquoi avons nous besoin de cela?) et non modéliser pour le plaisir Bonne pratique 2 : les activités de modélisation architecturale doivent être une partie intégrante de tout projet «système», et ce dès le début du projet Bonne pratique 3 : l obtention, dès que possible, d un modèle préliminaire «simple, mais non simpliste» qui «marche» est fondamental pour crédibiliser une approche architecturale vis-à-vis des parties prenantes : on n ajoutera typiquement les détails plus tard si c est nécessaire (un modèle à gros ou moyen grain pouvant se révéler suffisant) Bonne pratique 4 : il faut intégrer dans un modèle toutes les dimensions humaines et techniques du système à construire, et ce dès le début du projet Bonne pratique 5 : la modélisation «boîte noire», sans rétroaction avec les clients, doit être bannie : les «clients» doivent être impliqués dans le processus de modélisation Bonne pratique 6 : l expérience de l architecte de systèmes est primordiale : il faut donc éviter de faire appel à des novices qui confondent modélisation & outillage Bonne pratique 7 : les modèles d architecture développés doivent être considérés comme des actifs de l organisation, et gérés comme tels, en configuration et en traçabilité, dans l espace et dans le temps, par l organisation en charge de la conception Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

21 Devenir membre de l association C.E.S.A.M.E.S. Une information privilégiée sur tous les événements C.E.S.A.M.E.S. Une place réservée aux ateliers-débats et soirées thématiques Réception de la Newsletter CESAMES Une réduction de 30 % sur les droits d inscription aux conférences internationales «Complex Systems Design & Management 2012» et «Digital Enterprise Design & Management 2013» Une réduction sur les droits d inscription aux groupes de travail. Un accès gratuit et illimité aux ressources documentaires de l association CESAMES réservées aux membres => Adhésion membre associé 2012 : 250 (adhésion sur Votre adhésion nous aide à développer l association et à enrichir l offre de services que nous pouvons apporter à la communauté des acteurs de l Architecture des Systèmes Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

22 3 ème conférence internationale Complex Systems Design & Management décembre 2012, Cité Internationale Universitaire (Paris) 3 jours pour échanger sur les grandes problématiques liées aux systèmes complexes avec un focus sur le thème du «Risque» participants - 16 conférenciers invités - 1 session posters - 1 session dédiée aux nouveautés technologiques - 1 cocktail - 1 dîner Infos : Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

23 Cité Internationale Universitaire Février ère conférence internationale DIGITAL ENTERPRISE DESIGN & MANAGEMENT DED&M à 200 participants 8 conférenciers internationaux Pour discuter et échanger sur les grands enjeux de l Entreprise numérique Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26

24 C.E.S.A.M.E.S. Association à but non lucratif constituée sous le régime de la loi du 1 Juillet 1901 Siège social : 12, rue de la Paix PARIS Site Web : Contact : alice.parisot@cesames.net En convention avec la Chaire Et en «Ingénierie des systèmes partenariat Yves Caseau - présentation CESAMES Mars /26 complexes» : avec :