1 PRESENTATION L e langa ge S ys M L (S ys t e ms Mo de ling La n guage) est un o u til de r eprésenta t ions a bs tra ite s ( modè les) u ti lisé pour dé ve lopper ou d écrire des sys t è mes com plexes. Il permet d'utiliser un langage commun à tous les concepteurs et utilisateurs d'un système (ingénieur, technicien, service marketing, client etc. ) Il comporte 9 diagrammes mais s e u l em e nt 6 d i a grammes s eront u tilisés dans le cadre STI2D. Ils permettront de s t r u ct u rer la d es c ri ption sel on 3 points de vu. MODELISATION SysML 3 points de vue MODELISATION COMPORTEMENTALE Description du comportement dynamique MODELISATION FONCTIONNELLE Définition des objectifs, contraintes MODELISATION STRUCTURELLE Description des structures Diagramme des cas d'utilisation Use case : uc Diagramme de séquences Sequence diagram : sd Diagramme d'états State machine : stm Diagramme des exigences Requirement : req Diagramme de définition de blocs Block définition diagram : bdd Diagramme de blocs internes Internal block diagram : ibd Pour découvrir ces différents diagrammes, nous prendrons pour support le sèche-mains Dyson «airblade». Il a pour particularité d'être plus rapide, plus hygiénique et beaucoup moins énergivore que les autres sèche-mains. Page 1/10
A titre d'exemple : coût moyen annuel pour une utilisation type (en ) Dyson 33 Sèche-main air chaud 161 traditionnel Sèche-mains papier 1460 Empreinte carbone en g CO 2 0,94 ---- 12,5 2 - DIAGRAMME DES EXIGENCES (REQ) Page 2/10
2.1 Ce diagramme permet de : r é p e rtori e r et an alyser les con t ra intes et les p e rforma n c es du système s t ru c tu re r les b es oins f a ci liter la co mmu nication en t re c oncepteu rs et clien ts U n e e xigen c e ( R equire ment, req en ab r ég é ) p e r met d e s pécifier une c apacité o u une con t ra inte qui d oit ê t re sati sfaite p a r un système. Elle peut spécifier une fonction que le système devra réaliser ou une condition de performance, de fiabilité, de sécurité, etc. Les exigences servent à établir un contrat entre le client et les réalisateurs du futur système. Les deux propriétés riétés de base d une exigence sont : un iden tifian t u nique (permettant ensuite de gérer la traçabilité avec l architecture, etc.) ; un texte d e scriptif. 2.2 Le cartouche de diagramme : Un cartouche positionné en haut à gauche du diagramme dans un pentagone permet de spécifier le type de diagramme SysML, le type de l élément concerné, l élément concerné, et le nom du diagramme. 2.3 Les liaisons Les exigences peuvent être reliées entre elles par des relations de : c o nten an c e qui permet de décomposer une exigence composite en plusieurs exigences unitaires. r affinement «refine» qui consistent en l ajout de précisions, par exemple de données quantitatives ; d é ri vati on «d e r ivereqt» qui consistent à relier des exigences de niveaux différents par exemple des exigences système à des exigences de niveau sous-système, système, etc. 2.4 Les notes graphiques (commentaires) Deux mots-clés particuliers ont été définis afin de les représenter : des problèmes à résoudre «p ro b l e m» ; des justificatifs «r a t i o nale». Page 3/10
2.5 La traçabilité Elle permet de s assurer de la cohérence entre ce que fait réellement le projet et ce qu il doit faire et de faciliter l analyse d impact en cas de changement. Le diagramme d exigences permet ainsi tout au long d un projet de relier les exigences avec d autres types d élément SysML par plusieurs relations : e x igen c e é l é men t comp o r temental «re f ine» (cas d utilisation, diagramme d états, etc.); e x igen c e bloc d arc hitectu re «sati sfy» (lien avec l'élément qui satisfait l'exigence) e x i g en c e c as d e test «verif y». Un cas de test représente une méthode de vérification de la satisfaction d une exigence. Il est représenté en SysML par un rectangle avec le mot-clé «Test Case». 2.6 Application Quelles sont les trois exigences contenues dans l'exigence 1 "Sécher les mains"? Pu r ifier de l'air S oufler d e l'air D é t e c t e r l es mains Quel est l'identifiant de l'exigence "Canaliser le flux d'air" I d = " 1.1.2" Quelle est l'exigence qui précise (refine) l'exigence "Générer le flux d'air"? L'exigen ce d e performa n c e " Vi t e sse d e l'air" Qu'est-ce qui justifie l'exigence de filtration? R a ti onale" re sp ect d e la n o r me" Quel est le bloc qui satisfait (réalise) la fonction" détecter les mains" Block d étecteu r Quelle est la vitesse minimum du flux d'air sur les mains? 600 k m/ h Quel est le temps de séchage maximum des mains? 10 secondes Page 4/10
3 DIAGRAMME DES CAS D'UTILISATION (UC) Acteur A s sociatio n C'est une représentation des fonctionnalités du système. Un c a s d u ti lisation ( use ca se, ou u c) représente un ensemble de séquences d actions qui sont réalisées par le système et qui produisent un résultat observable intéressant pour un acteur particulier. C a s d ' utilisatio n Dans notre exemple l'acteur est un être humain et il est relié par une association au cas d'utilisation "Sécher les mains". D'autres acteurs peuvent être des systèmes techniques qui interagissent avec le système étudié. Nous étudierons dans un TD les autres possibilités offertes par ce diagramme. 4 DIAGRAMME DE SEQUENCE (SD) L e diagramme d e s éq uence d é c ri t la c h ron ologie d es échanges i ssu s d 'un c as d'utilisati on en t re l es acteu rs et les objets. 4.1 Notation de bases : Il se lit de haut en bas. Lign e d e vie : ligne verticale en pointillée représentant un élément participant au diagramme de séquence. Elle possède un nom et un type. M e s sage : élément de communication unidirectionnel entre lignes de vie qui déclenche une activité dans le destinataire. La réception d un message provoque un événement chez le récepteur. Page 5/10
L a flèch e pointillée rep r é s ente un retou r. Cela signifie que le message en question est le résultat direct du message précédent. Un message synchrone (émetteur bloqué en attente de réponse) est représenté par une flèche pleine, alors qu un message asynchrone est représenté par une flèche évidée. La flèche qui boucle (mm e s sage r éflex if ) permet de représenter un c o mp o r t e ment intern e. A c t ivation Les bandes verticales le long d une ligne de vie représentent des périodes d activation. Elles sont optionnelles, mais permettent de mieux comprendre la flèche pointillée du message de retour. 4.2 Cas du sèche-mains M e s sa g e B a nd e v ertic ale Cas L ig n e s d e v i es F ragmen ts c ombinés O p ératio n int er n e ( m e s sage r e f l ex i f ) Page 6/10
Les échanges de messages sont ici extrêmement simples puisqu'il n'y a qu'un message "Passer les mains" Par contre ce diagramme fait apparaître les notions de f r agments co mbinés. Chaque fragment possède un opérateur et peut être divisé en opérandes. Ici, un f r a g ment "Loop" qui signifie que l ' action du souffle se d é ro ule en bou cl e tant que la c o nditi on en t re cro ch e t s (tempo<30s) est vraie. Si pendant cette période, les mains sont retirées [Mains retirées], u n f ra g ment " b rea k" sort de la boucle pour aller vers l'opération interne "Arréter le souffle". 5- DIAGRAMME D'ETATS (STM) I l décrit l e s é t ats s uccessif s d 'un s ystème ou s ous-système système q ui o c cupen t d es é t a ts bien d éfinis au cou rs de leu r fonctionnement ( ma c hine d ' état). C'est le cas notamment de fonctionnement séquentiel. Les principaux outils de description sont les suivants : E t at initial : il désigne le point de départ de la séquence qui peut correspondre à ma mise en énergie E t at final : il représente la fin du fonctionnement su système qui peut correspondre à la mise hors énergie. Plus aucun état n'est actif E t at : un état représente une situation pendant laquelle: il satisfait une certaine condition, il exécute une certaine activité, il attend un certain événement. E t at co mp osite : aussi appelé super-état; il permet d englober plusieurs sous-états. Il comporte un état initial. Condition Tran siti on : elle représente l'évolution du système d'un état à un autre selon une condition de déclenchement. Fourch e ( Fork) : active simultanément 2 états à partir d'un état antérieur. Il existe également l'union qui active 1 état à partir de 2 états précédents. Page 7/10
5.1 Diagramme d'état du sèche-main 5.2 Application Quelles sont les conditions pour activer l'état de séchage? E t at "atten t e p assage des ma ins". ( cap t eu r_ 2 + cap t eu r_ 1 ) Quelle est l'équation logique de la transition entre "Attente retrait des mains" et "Attente passage des mains"? c ap t eu r_ 1. ca pteu r _2 6 DIAGRAMME DE DEFINITION DE BLOC (BDD) C e d iagramme décrit la hiéra rc hie du système et les classifica ti ons s ystème/co mp osant. L e bloc S ysml (block ) c onsti tu e l a b rique d e b ase pou r l a modélisati on d e la s tructu re d un s ystème. Il peut représenter un système complet, un sous-système ou un composant élémentaire. Les blocs sont décomposables et peuvent posséder un comportement. Les propriétés sont les caractéristiques structurelles de base des blocs. Elles peuvent être de deux types principaux: l e s valeu rs (v alue p rop e rties ) décrivent des caractéristiques quantifiables en terme de value types (domaine de valeur, dimension et unité optionnelles) l e s p a rties (p a rt pro p erties) décrivent la hiérarchie de décomposition du bloc en termes d autres blocs. Page 8/10
U n bloc p eu t êt r e décom posé e n plusieurs b locs a vec d e s c o mp osition et d'agrégati on. relation s de 6.1 Diagramme du sèche-mains 6.2 Application Quels sont les blocs qui composent l'ensemble moteur? Tu rbine C on t r ôleu r M o t eu r Quel est le bloc qui assure une bonne hygiène lors du séchage? Bloc filtre H E PA 7 DIAGRAMME DE BLOCS INTERNES (IBD) C e d iagramme (internal b lock diagram o u ibd) d é c ri t la stru c tu re interne du s ystème et l es échanges intern es en tre s es él é ments ou avec l'extérieur. Page 9/10
7.1 Diagramme de blocs internes du sèche mains 7.2 Exercices : Quelle est le type d'énergie du flux entre le moteur et la turbine? Energie mécan ique Quelle est le type d'énergie du flux entre le contrôleur et le moteur? Energie él e c t rique Pourquoi y-a-t-il 2 flux de liaison entre le bloc détecteur et le bloc carte de contrôle? I l y a d eu x d é t e c t eu rs p ou r d é t e c t e r les ma ins. Tracer sur le diagramme le trajet de l'air Page 10/10