Towards systems-of-systems structural resilience assessment

par Ilyas Ed-Daoui

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Abdelkhalak El Hami, Mhamed Itmi et de Nabil Hmina.

Le président du jury était Yann Pollet.

Le jury était composé de Abdelkhalak El Hami, Mhamed Itmi, Nabil Hmina, Abdellah El Moudni, Bouchaïb Radi, Aouatif Amine.

Les rapporteurs étaient Abdellah El Moudni, Bouchaïb Radi.

  • Titre traduit

    Vers l'évaluation de la résilience structurelle des systèmes de systèmes


  • Résumé

    De nos jours, nous attendons des systèmes de systèmes d'être plus que simplement fonctionnel, mais aussi fiable, de préserver leurs performances, de mener les actions requises et, surtout, d'anticiper d'éventuelles défaillances. La résilience fait partie des nombreuses approches d'évaluation de la fiabilité. Elle est directement liée aux conséquences de perturbations et incertitudes. Il s'agit des conséquences en cas de perturbations et des incertitudes associées. La résilience est définie comme la capacité des systèmes à résister à une perturbation majeure selon paramètres de dégradation et à récupérer dans un délai, des coûts et des risques acceptables. Dans cette thèse, deux approches complémentaires sont proposées pour tenter d'analyser la résilience structurelle des systèmes de systèmes. La première est liée à l'extensibilité qui est une caractéristique des systèmes de systèmes puisqu'ils sont en continuelle évolution. L'un des principaux objectifs est d'évaluer la résilience structurelle en tenant compte de l'aspect dynamique et moyennant une évaluation de l'interopérabilité. D'autre part, un examen de la structure d'un système de systèmes et des flux internes représente la deuxième approche. Cela conduit à une évaluation de la résilience structurelle grâce à un ensemble d'indicateurs. Les deux approches proposées sont déterministes et peuvent être utilisées pour évaluer l'état courant de la structure du système de systèmes ou pour anticiper sa résilience dans des scénarios futurs. Un démonstrateur a été développé pour l'évaluation de la résilience structurelle. Dans la considération de territoires, il a servi à l'évaluation d'infrastructures industrielles réelles selon une approche systèmes de systèmes.


  • Résumé

    Nowadays, we expect of SoS (systems-of-systems) more than just to be functional, but also to be reliable, to preserve their performance, to complete the required fonctions and rnost importantly to anticipate potential defects. The relationship with resilience is among the numerous perspectives tackling reliability in the context of SoS. It is about the consequences in case of disturbances and associated uncertainties. Resilience is defined as the ability of systems to withstand a major disruption within acceptable degradation parameters and to recover within an acceptable time, composite costs and risks. In this thesis, two complementary approaches are proposed in an attempt to analyze SoS structural resilience. First is related to extensibility which is a specific characteristic of SoS as they are in continuous evolvement and change. A major focus is to evaluate SoS structural resilience with regards to its dynamic aspect and through interoperability assessment. On the other hand, a consideration of the SoS structure and inner workflow pathways represents the second approach. This perspective leads to structural resilience assessment through a set of indicators. Both proposed approaches are deterministic and can be used to evaluate the current state of SoS structure or to anticipate its resilience in future scenarios. Futhermore, a prototype is designed in order to process the structural resilience assessment. Considering spatial objects, it has been used to conduct experiments on real-based industrial infrastructures approached as SoS.


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