Doctorant: François Pfister Directeur de thèse: Vincent Chapurlat Co-Directrice de Thèse: Marianne Huchard JD2012 Nîmes -14/06/2012

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1 Heuristiques architecturales et patrons de conception métier pour une approche fédérée de l interopérabilité des systèmes: application à un processus d Ingénierie Système Doctorant: François Pfister Directeur de thèse: Vincent Chapurlat Co-Directrice de Thèse: Marianne Huchard JD2012 Nîmes -14/06/2012

2 Objectif de la thèse Concevoir un environnement d IS pour décrire des architectures fonctionnelles (et organiques) avec la mise en œuvre de motifs de conception Outiller l expression des exigences non fonctionnelles (illities) 2

3 Du Besoin au Système Emergence d un besoin Analyse du besoin et définition du problème Conception de la solution Daedalus and Icarus by Ludovico Lana ( ) Système Meinadier, J., & Afis. (2012). Découvrir et comprendre l ingénierie système. (Cepadues, Ed.) (p. 391). 3

4 Ontologie de l IS pourquoi? Besoins induit le répond au quoi? Système réalisé est un est réalisé par Système est un avec quoi? Système à faire comment? bénéficie de Processus, méthodes et outils de l IS met en œuvre Projet Système pour faire 4

5 Typologie de la conception Analyse du besoin et définition du problème (préhistoire de l ingénierie) conception naïve Conception de la solution conception innovante conception routinière 5

6 Fonctions et Organes Fonctions Décoller, Atterrir Produire une poussée horizontale Produire une force verticale Mesurer la position et la vitesse Calculer des trajectoires Organes Roues Hélice ou réacteur Ailes Vision ou radar Cerveau humain ou calculateur 6

7 Une des vues sur le Système: la Vue Architecturale Mission Domaine du problème Problème à résoudre Système prescrit par ses exigences Architecture Fonctionnelle La mission est décomposée en fonctions f1 f2 f3 f4 f.. fn c1 c2 c3 c4 c.. cn Les fonctions sont allouées à des constituants Les constituants sont conçus et réalisés, ou acquis Le Système est intégré Architecture Organique Hors du champ de l IS (Ingénieries métier) Domaine de la solution 7

8 Un langage pour décrire les architectures fonctionnelles effbd: enhanced FunctionalFlow Block Diagram Travaux 2010/2011 Long, J. (2002). Relationships between Common Graphical Representations in System Engineering. Representations, Seidner, C., & Roux, O. H. (2008). Formal Methods for Systems Engineering Behavior Models. IeeeTransactions On Industrial Informatics (Vol. 4, pp ) 8

9 Travaux 2010/ Un métamodèle d Ingéniere Système

10 Support d un langage fonctionnel de type effbd 10 Un métamodèle d Ingéniere Système

11 Support d un langage d assemblage de composants 11 Un métamodèle d Ingéniere Système

12 Un métamodèle d Ingéniere Système Support des motifs de conception (architectures génériques paramétrées) 12

13 Constats: verrou méthodologique && rupture constatée dans la chaîne de l IDM Problématique: Réalisation d un éditeur de modèles effbd augmenté avec des patrons de conception. Avec Quoi? L espace technique retenu est l environnement Eclipse EMF, avec les outils EMF pour la syntaxe abstraite et GMF pour la syntaxe graphique concrète. Verrou: Le processus de conception d un éditeur n est pas formalisé et le processus imposé par l outillage est manuel, complexe, non automatisé, non reproductible à travers les itérations. Solution: Nous proposons Une méthode de construction de grammaire pour les langages spécifiques graphiques. Un frameworkde gestion de fragments de modèles génériques paramétrables (Mégamodèle) Le framework(diagraph) est non intrusif (transformations basées sur des annotations) et harmonieusement intégré à l environnement Eclipse EMF + GMF (ou autres éditeurs) 13

14 Diagraphpar l exemple Exemple jouet: modéliser un processus de publication d article scientifique Déroulement du processus de création d un langage «Publication» Formalisation du processus Description de l environnement 14

15 Modèle de publication (syntaxe graphique concrète) Publications Rules Involved Researchers Publication Process Property Editor Papers (resultof the process) Model name 15

16 Publication, métamodèle structurel 16

17 Règles concernant les relations (syntaxe abstraite) Single Relations cannot carry anyattribute(no label ) EveryMetaClassmust be on a containment pathstartingfromthe root point-of-view Typed Relations can carry attributes(labels, costs, types ) Containment symbol Root point-of-view 17

18 Le processus de publication vu comme un RdP 18

19 Publication, métamodèle de processus 19

20 Imitation du pattern PDL Le métamodèle PDL possède une sémantique équivalente à celle d un réseau de Petri Combemale, B. et al, (2007). Towards a Formal Verification of Process Model s Properties -- SimplePDLand TOCL case study. 9th International Conference on Enterprise Information Systems ICEIS (pp ). INSTICC press. 20

21 Métamodèlede publication 21

22 Modèle de publication (syntaxe abstraite) 22

23 Sémantique des éléments de syntaxe graphique concrète Point-ofview(root) Point-ofview (process) Point-ofview (structural) Labels Compartments Single relation (no attribute) Typedrelation (attributes eg:labels) Intra point of-view relations Domain entities Propertyeditor (eg: for the submission phase) Inter point of-view relations Nested compartments 23 Non rootpoints of vieware editable as rootones

24 Métamodèle de publication 24

25 Définition de la syntaxe concrète graphique Graphic Concrete Syntax metadata 25

26 Mapping syntaxe concrète -> syntaxe abstraite Edges mapping the graphical concrete syntax onto the abstract syntax 26

27 Diagraph: le métamodèlecomplet Diagraph eats it s own dogfood 27

28 Métasyntaxeconcrète par l exemple Exerpt of the user s manual 28

29 Diagraph, le processus Define a Domain Specific Modeling Language domain specs Domain patterns Define abstract syntax(as) find domain entities find associations Ko: needs refactoring Ok: meetsspecs&& «ilities» meta model editability constraints Define concrete syntax(cs) assign rolesin cs graph write cs metadata Ko: needs refactoring Ok: meets editability constraints generate cs graph Validation issues domain specific modeling language 29

30 Diagraph, contexte et caractéristiques générales Abstract Syntax Decision MetaMetaModel Generic MetaModel Domain Specific Metamodel Coévolution de la syntaxe abstraite et de la syntaxe concrète DSML Process Requirements Patterns Constraints Define abstract syntax(as) Define concrete syntax(cs) Manage Repository DSML Megamodel Support généralisé des motifs de conception Concrete Syntax to Generic Graphical Concrete Syntax Layer to Display to to 1: interactive 2: non interactive Graph Description Language Graph Drawer Shape Renderer Graphical Technology Low Level Platform Gestion d un catalogue de modèles (mégamodèle) Conforme au paradigme MDE (OMG) L environnement de Diagraphest représenté en rose 30

31 Artefacts générés par Diagraph + passerelle GMF Unique entrée:*ecore annoté Sortie: un modèle intermédiare *diagraph, les modèles *genmodel,*gmf-graph-tool-map ainsi que les diagrammes compilés (multivueséventuellement) prêts à être exécutés, l éditeur arborescent, les squelettes de test unitaire. Aucune adhérence vers le frameworkdiagraphne subsiste dans les modèles GMF résultants. Il est possible de transformer le modèle intermédiaire vers d autres technologies graphiques que GMF. update-site du composant: 31

32 Conclusion Perspectives:Mettreen oeuvre le framework Diagraph pour générerl éditeureffbd + patterns, prolonger au niveaudes modèlesles méthodesmisesau point avec les métamodèles. Expérimenter avec des cas d IS Mettre le frameworkdiagraphà la disposition d autres chercheurs 32

33 Publications 2011/2012 X. Dolques, A. Dogui, J.R. Falleri, M. Huchard, C. Nebut, F. Pfister -Easing Model Transformation Learning with Automatically Aligned Examples, ECMFA, 7th European Conference on Modeling Foundations and Applications, Birmingham, 6-9th of June, 2011 F. Pfister, V. Chapurlat, M. Huchard, C. Nebut -A Design Pattern meta model for Systems Engineering, 18th World Congress of the International Federation of Automatic Control (IFAC), Milan, 2011 F. Pfister, V. Chapurlat, M. Huchard, C. Nebutand J-L. Wippler-A proposed meta-model for formalizing Systems Engineering knowledge, based on functional architectural patterns, International Systems Engineering Journal -Summer 2012 Volume 15, Issue 2, à paraître F. Pfister, V. Chapurlat, M. Huchard, C. Nebutand J-L. Wippler-A Design Pattern meta-model and use mechanisms for Systems Engineering, INSIGHT International Journal, December 2011, Vol 14 - Issue 4 33

34 Références Bézivin, J., Jouault, F., & Valduriez, P. (2004). On the Need for Megamodels. Proceedings of the OOPSLAGPCE Best Practices for ModelDrivenSoftware Development workshop 19th Annual ACM Conference on ObjectOriented Programming Systems Languages and Applications. ACM. BudinskyF., Steinberg D., EllersickR., Eclipse Modeling Framework : A Developer s Guide, Addison-Wesley Professional, Clark T., Evans A., SammutP., WillansJ., «Applied Metamodelling-A Foundation for Language Driven Development», 2004, version 0.1. LedecziA., MarotiM., BakayA., KarsaiG., Garrett J., IV C. T., Nordstrom G., Sprinkle J., VolgyesiP., «The Generic Modeling Environment», Workshop on Intelligent Signal Processing, Budapest, Hungary, May 17, Long, J. (2002). Relationships between Common Graphical Representations in System Engineering. Representations, 1-10 PfisterF, Chapurlat. V., Huchard. M., Nebut. C., Wippler. J. L., (2012). A proposed meta-model for formalizing systems engineering knowledge, based on functional architectural patterns. Systems Engineering. Soley, R. & the OMG staff - MDA, Model-Driven Architecture, November 2000, OMG omg/

35 Merci de votre attention Quelles sont vos questions? 35