Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Alors qu'en IHM, on utilise les méthodologies de conception centrée sur l'utilisateur, l’effort est faible pour améliorer la fiabilité des logiciels offrant de nouvelles techniques d'interaction. A la conception, le manque de fiabilité de ces logiciels peut provoquer des comportements inattendus ou indésirables, et fausser l’utilisabilité du produit. Les processus de conception itératifs permettent de suivre les modifications des besoins et d'intégrer les résultats des évaluations d'utilisabilité. Mais le manque d’une conception globale et structurée réduit la fiabilité du système issu de ces processus itératifs. L'objectif de cet article est de proposer des techniques, des méthodes et des outils pour la conception basée sur des modèles de systèmes interactifs, en intégrant des comportements erronés qu’ils soient humains ou liés au système.
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While a significant effort is currently being undertaken by Human-Computer Interaction community in order to apply and extend current User Centered Design methodologies, very little has been done to improve the reliability of software offering new interaction techniques. As these kind of interaction techniques are more and more used in the field of command and control safety critical systems, the potential of incident or accidents increases. In addition, at design time, the non-reliability of interactive software can even jeopardize usability evaluation activities by producing unexpected or undesired behaviors. This is critical as this activity is at the center of design processes of usable interactive systems. Lastly, iterative design processes promote multiple designs through evolvable prototypes in order to accommodate requirements changes and to incorporate results from usability evaluations. Such iterative processes reduce reliability of the final system by lack of global and structured design. Taking advantage of model-based approaches, this article proposes techniques, methods and tools for model-based design of interactive systems while considering human and system-related erroneous behavior.
Auteur(s)
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Célia MARTINIE : Maître de conférence en Informatique de l’Université Paul Sabatier, Toulouse - Institut de Recherche en Informatique de Toulouse, équipe Interactive Critical Systems, France
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David NAVARRE : Maître de conférence en Informatique de l’Université Toulouse 1 Capitole, Toulouse - Institut de Recherche en Informatique de Toulouse, équipe Interactive Critical Systems, France
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Philippe PALANQUE : Professeur des Universités en Informatique de l’Université Paul Sabatier, Toulouse - Institut de Recherche en Informatique de Toulouse, équipe Interactive Critical Systems, France
INTRODUCTION
La conception d’un système interactif utilisable, fiable, sûr et tolérant aux erreurs est un objectif difficile à atteindre, voire impossible, car on ne peut pas garantir l’ensemble de ces caractéristiques en raison de l’imprévisibilité des humains impliqués. Dans le but d’augmenter la sûreté de fonctionnement des systèmes interactifs critiques, des recherches antérieures dans le domaine visaient à éliminer complètement l’erreur en identifiant sa source. Il est désormais largement admis que les « erreurs » humaines sont inévitables en raison de la nature idiosyncratique des humains, nécessitant plutôt d’essayer de gérer ces erreurs que de les supprimer. La perspective du blâme a également évolué pour passer de l’isolement d’un opérateur à une vision plus large de l’organisation dans son ensemble. Cependant, plus la perspective est large, plus il faut recueillir d’informations et donc plus l’organisation de ces données et le raisonnement qui y est attaché sont complexes.
Au-delà de cet aspect central de l’erreur humaine (des travaux comme rapportent que 80 % à 90 % des accidents dans l’industrie sont attribués à l’erreur humaine), d’autres aspects contribuent et doivent donc être traités en conséquence. Parmi eux, les plus importants sont l’utilisabilité du système, sa fiabilité et la formation des opérateurs.
La conception et la mise en œuvre de tels systèmes nécessitent la définition de méthodes spécifiques, capables de gérer l’utilisabilité, la fiabilité et la sécurité. Depuis de nombreuses années, la recherche en ingénierie en interaction homme-machine propose de telles méthodes pour des systèmes impliquant des techniques d’interaction simples. La méthode la plus connue de conception pour l’utilisabilité est appelée conception centrée sur l'utilisateur (UCD pour User Centered Design) et favorise l’implication systématique des utilisateurs à la fois dans les phases de conception et dans les phases d’évaluation. Dans le prolongement de ces approches UCD et afin de faire face à ces combinaisons complexes de facteurs et de systèmes, certaines approches encouragent l’utilisation de méthodes formelles et de conception basées sur des modèles comme moyen de représenter ces composants et leurs interrelations, que ce soit pendant la conception, la construction ou l’analyse.
Cet article présente les principes d’un cadre de modélisation intégré, générique et multidisciplinaire pour la conception de systèmes interactifs, y compris critiques. L’objectif est de proposer des moyens tels que des techniques de conception basées sur des modèles, des notations, des outils et des méthodes, qui permettent aux personnes impliquées dans le processus de prendre en compte et de gérer les comportements humains et/ou système erronés. L’idée de cette approche n’est pas nouvelle, car des processus et des techniques de modélisation ont été définis et largement appliqués dans le domaine des systèmes critiques (le développement basé sur des modèles (MBD) est une tendance en développement dans le domaine du génie logiciel (MDA Guide version 1.0.1 2003) préconisant la spécification et la conception de systèmes logiciels à partir de modèles déclaratifs ). Il est ainsi largement admis au sein de la communauté que des modèles sont nécessaires pour la conception de systèmes interactifs critiques et ce dans le but de pouvoir comprendre les problèmes tels que la sécurité et la résilience, et de réfléchir à la manière dont la sécurité peut être assurée, maintenue et améliorée .
La première section présente les processus classiques utilisés en conception centrée utilisateur. La deuxième section présente un cadre de modélisation intégré générique, tandis que la troisième section illustre ce cadre sur une application de cockpit interactive appelée WXR qui signifie Weather Radar System (l’intérêt de cette application étant sa simplicité et sa similarité avec les applications bureautiques classiques). Les conclusions sont présentées dans la dernière section avec l’identification des limites et des perspectives de cette approche.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
IHM approche à base de modèles système interactif critique technique de description formelle
KEYWORDS
HCI | Model-based approach | interactive safety critical systems | formal description techniques
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Illustration du cadre générique
En anglais
2. Un cadre de modélisation générique et intégré
L’approche présentée est une méthode multivues pour la conception de systèmes interactifs critiques qui propose des techniques de conception basées sur des modèles dans le but de prendre en compte et d’assurer la compatibilité entre les comportements humains et les comportements système. L’idée générale est de réunir, dans un cadre unifié, deux aspects complémentaires pour effectuer une conception de systèmes interactifs utilisables et fiables :
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la description des buts et tâches que l’utilisateur a besoin d’accomplir avec le système dans un cadre de conception centrée sur l’utilisateur ;
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la description formelle du système (y compris les parties interactives et non interactives du système).
L’un des aspects clés de l’approche est de favoriser la cohérence entre ces perspectives. En effet, la modélisation des tâches et la modélisation des systèmes sont souvent réalisées par des experts de différentes disciplines. Il est peu probable qu’un spécialiste des facteurs humains conçoive le modèle de tâche, puis conçoive le modèle de système. Par conséquent, un décalage entre les deux est fortement possible, c’est-à-dire qu’une tâche peut avoir été incorporée dans le modèle de tâche sans qu’il soit possible de l’effectuer avec le modèle de système. Nous définissons donc des mécanismes pour assurer la cohérence entre ces deux types de modèles. Entre les modèles de tâches et du système, cela permet aux concepteurs de vérifier la consistance du système et sa capacité à gérer toutes les tâches humaines nécessaires pour atteindre un but donné. En particulier, cette approche permet de s’assurer que l’utilisateur pourra effectuer toutes ses tâches, et ce au moment où il/elle en a besoin, ce qui correspond au critère d’efficacité de l’utilisabilité .
La figure 1 illustre le cadre de modélisation intégré...
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Un cadre de modélisation générique et intégré
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABRAS (C.), MALONEY-KRICHMAR (D.), PREECE (J.) - User-Centered Design. In Bainbridge, W. Encyclopedia of Human-Computer Interaction. - Thousand Oaks: Sage Publications (2004).
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(2) - BASNYAT (S.), CHOZOS (N.), PALANQUE (P.) - Multidisciplinary perspective on accident investigation. - Reliability Engineering & System Safety Volume 91, Issue 12, Pages 1502-1520, December 2006.
-
(3) - BASNYAT (S.), PALANQUE (P.), BERNHAUPT (R.), POUPART (E.) - Formal Modeling of Incidents and Accidents as a Means for Enriching Training Material for Satellite Control Operations, - Joint ESREL 2008 and 17th SRA-Europe Conference. Valencia, Spain, 22-25 September.
-
(4) - BASNYAT (S.), PALANQUE (P.), SCHUPP (B.), WRIGHT (P.) - Formal socio-technical barrier modelling for safety-critical interactive systems design (2007) Safety Science, - Vol 45, Issue 5, June 2007, ISSN: 0925-7535 (2007).
-
(5) - BASS (L.), PELLEGRINO (R.), REED (S.), SHEPPARD (S.), SZCZUR (M.) - The Arch Model: Seeheim Revisited, - Proceedings of the User...
ANNEXES
-
Norman, Donald (1988). The Design of Everyday Things. New York: Basic Books. ISBN 978-0-465-06710-7.
-
Camille Fayollas, Jean-Charles Fabre, Philippe Palanque, Eric Barboni, David Navarre, Yannick Déléris. Interactive Cockpits as Critical Applications: a Model-Based and a Fault-Tolerant Approach. International Journal of Critical Computer-Based Systems vol:43. p:202-226. Inderscience Publishers.
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Suite d’outils CIRCUS : https://www.irit.fr/recherches/ICS/softwares/circus/index.html
-
ConcurTaskTrees : https://www.w3.org/2012/02/ctt/
-
Scade Display : https://www.ansys.com/products/embedded-software/ansys-scade-display
-
Djnn/Smala : https://bi.enac.fr/djnn-and-smala/
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