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RÉSUMÉ
Les méthodes traditionnelles utilisées en sûreté de fonctionnement s’intègrent parfois difficilement dans le processus de développement d'un système. Bien que performantes, elles sont souvent difficiles à partager avec les autres métiers de l’ingénierie. Il est proposé dans cette publication une évaluation de la méthodologie model-based safety assessment (MBSA) par le langage AltaRica, bien adapté à la modélisation des propagations de défaillances. Elle est appliquée à deux centres de contrôle sol typiques d’un système spatial. Cet article explique la méthodologie utilisée et les tests effectués avant de conclure sur l’intérêt de la méthode et de proposer des améliorations potentielles.
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The traditional methods used in Operational Safety are sometimes difficult to integrate into the development process of a system. Although effective, they are often difficult to share with other engineering professions. This publication proposes an evaluation of the Model-Based Safety Assessment (MBSA) methodology using the AltaRica language, which is well adapted to the modelling of fault propagation. It is applied to two Ground Control Centres typical of a Space System. This article explains the methodology used and the tests carried out before concluding on the interest of the method and proposing potential improvements.
Auteur(s)
-
Pierre SAMMUT : Thales Alenia Space France, Toulouse, France - Élève ingénieur ISAE-Supaero, Toulouse
-
David MAILLAND : Thales Alenia Space France, Toulouse, France
INTRODUCTION
L’essor de l’informatique et des systèmes embarqués a révolutionné de nombreuses industries dans leur modèle économique. L’industrie du spatial n’y fait pas exception : de nouveaux besoins émergent, dont notamment la demande de connectivité à bas coût, aussi bien pour les entreprises que les particuliers. Par exemple, le marché des télécommunications par satellite se diversifie et l’industrie propose des solutions par flottes ou constellations de satellites de tailles diverses en réponse aux besoins.
Cependant, cette transformation n’est pas sans conséquence sur le plan technique : les systèmes développés par Thales Alenia Space sont de plus en plus complexes, tout en assurant des fonctions de plus en plus critiques. Pour appréhender au mieux cet enjeu, le domaine de la sûreté de fonctionnement doit s’adapter en développant des outils d’ingénierie adéquats. Cela est d’autant plus probant que les outils utilisés par les fiabilistes tels que les réseaux de Pétri, chaînes de Markov ou arbres de défaillances s’adaptent de moins en moins bien au processus de développement d’un produit : bien que performants, les modèles qui en résultent sont souvent difficilement réutilisables et peu adaptés aux changements d’hypothèses pourtant fréquents au cours d’une étude. De plus, ces outils nécessitent de l’expertise pour interpréter correctement les modèles qui en résultent, ce qui conduit parfois à des difficultés de partage interdisciplinaire. C’est cette complexité grandissante et l’espoir de répondre à ces observations qui ont conduit les équipes d’expertise safety et sûreté de fonctionnement à s’intéresser à la méthodologie MBSA.
La méthodologie MBSA consiste à développer une modélisation fonctionnelle du système, proposée ici par l’intermédiaire du langage AltaRica 3.0, puis à utiliser la puissance de l’outil informatique pour automatiser différents calculs utilisés dans le domaine de la sûreté de fonctionnement.
Cet article a pour objectif d’étudier la viabilité de la méthodologie MBSA pour le secteur spatial en l’essayant sur un cas d’application simplifié typique, grâce au langage AltaRica. L’analyse des résultats et du degré de difficulté avec lequel ils ont été obtenus doit permettre de donner une première base de réflexion quant à l’efficacité de cette méthodologie face aux besoins d’adaptabilité ressentis dans le domaine de la sûreté de fonctionnement.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
Failure | AltaRica | Event | Minimal cut-sets
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Principe de la méthodologie MBSA
En anglais
2. Spécification du langage AltaRica
Le langage AltaRica permet de créer des modèles de composants auxquels peuvent être associés plusieurs événements, pouvant être assemblés en hiérarchie, connectés entre eux par des flux, et dont les événements peuvent se synchroniser. L’intérêt pour l’ingénieur en sûreté de fonctionnement est de pouvoir modéliser la propagation de défaillances dans un système et d’étudier celui-ci grâce à différentes fonctionnalités associées au logiciel d’édition. D’un point de vue structurel, le langage AltaRica s’assimile aux langages orientés objet. Ses éléments fondamentaux sont :
-
les classes : si plusieurs sous-composants d’un système sont identiques, l’idée est de définir un composant générique qui peut ensuite être instancié plusieurs fois dans le modèle. La définition d’un tel composant générique est obtenue via une classe, dont on appelle généralement une instance « un objet » ;
-
les blocs : ce sont des constructions structurelles qui représentent un prototype, c’est-à-dire un composant ayant une occurrence unique dans le modèle. Dans un bloc, il s’agit d’instancier différents objets et de les relier par des flux.
Comme tout langage de programmation orienté objet, AltaRica propose l’héritage de classe permettant de créer des classes spécialisées. Il est possible également de manipuler les types de base communs aux autres langages de programmation : booléen, entier, flottant, etc.
D’autre part, AltaRica repose sur le principe de machine d’états. Ce principe réside en la définition de différents états dont il est possible de passer de l’un à l’autre par des transitions gardées. C’est le formalisme de système de transitions gardées qui permet une construction formelle de modèles dysfonctionnels. Mathématiquement, un système à transitions gardées est défini par « un 5-uplet » (V, E, T, A, ...
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Spécification du langage AltaRica
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POINT (G.) - AltaRica : contribution à l’unification des méthodes formelles et de la sûreté de fonctionnement. - Thèse présentée à l’université de Bordeaux I, janvier 2000.
-
(2) - PROSVIRNOVA (T.) - AltaRica 3.0 : une approche orientée modèles pour la sûreté de fonctionnement – AltaRica 3.0 : a model-based approach for safety analyses. - Laboratoire d’informatique (LIX), École polytechnique (2014).
-
(3) - PROSVIRNOVA (T.), RAUZY (A.) - Les constructions structurelles de l’AltaRica 3.0. - 19e congrès de maîtrise des risques et sûreté de fonctionnement (2014).
-
(4) - PROSVIRNOVA (T.), RAUZY (A.), BATTEUX (M.) - AltaRica 3.0, Language specification. - Altarica Association (2015-2017).
-
(5) - PROSVIRNOVA (T.), RAUZY (A.), BATTEUX (M.) - Système de transitions gardées : formalisme pivot de modélisation pour la sûreté de fonctionnement. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Arbre de défaillance – Contexte booléen, analyse et bases mathématiques.
-
L’arbre d’événements : une méthode d’analyse de risques.
Logiciel Open AltaRica https://www.openaltarica.fr/docs-downloads/
HAUT DE PAGE
Institut pour la maîtrise des risques – IMdR https://www.imdr.eu
HAUT DE PAGE
ISO/IEC 17789:214 (10-14), Technologies de l’information – Informatique en nuage – Architecture de référence
NF EN 13306 (01-18), Maintenance – Terminologie de la maintenance
IEC 61508 (04-10), Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems
ISO 13372:2012 (09-12), Surveillance et diagnostic de l’état des machines – Vocabulaire
IEC 61839:2000 (07-00), Centrales nucléaires de puissance – Conception des salles de commande – Analyse fonctionnelle et affectation des fonctions
NF EN IEC 60812 (10-18), Analyse des...
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