Framework for the management of heterogeneous models in systems engineering

par David Simon Zayas

Thèse de doctorat en Informatique et application

Sous la direction de Yamine Aït-Ameur et de Anne Monceaux.

  • Titre traduit

    Un environnement cadre pour la gestion de modèles hétérogènes en ingénierie système


  • Résumé

    Nowadays, complexity of systems frequently implies different engineering teams handling various descriptive models. Each team having a variety of expertise backgrounds, domain knowledge and modeling practices, the heterogeneity of the models themselves is a logical consequence. Therefore, even individually models are well managed; their diversity becomes a problem when engineers need to share their models to perform some overall validations. We defend the use of implicit knowledge as an important way of reducing the heterogeneity. This knowledge is implicit since it is in engineers' minds but has not been formalized in the models even though it is cardinal to understand them. After the analysis of current approaches concerning model integration and formalization of implicit knowledge we propose a methodology permitting to complete (annotate) the functional and design models of a system using domain shared knowledge formalized by means of ontologies. These annotations ease the model integration and the cross-model checks. Moreover, it is a non-intrusive approach since the source models are not directly modified. Thus, they are exported into a unified framework by expressing their meta-models in a shared modeling language that permits the syntactical homogenization. The approach has been formally validated by using the EXPRESS modeling language as shared language. Then, in order to validate it from an industrial point of view, three aircraft domain case studies have been implemented by applying the approach. This industrial aspect has been completed by the development of a prototype allowing engineers to work from a process perspective.


  • Résumé

    De nos jours, la complexité des systèmes implique fréquemment la participation des différentes équipes d'ingénierie dans la gestion des modèles descriptifs. Chaque équipe ayant une diversité d'expériences, de connaissances du domaine et de pratiques de modélisation, l'hétérogénéité des modèles mêmes est une conséquence logique. Ainsi, malgré la bonne gestion des modèles d'un point de vue individuel, leur variabilité devient un problème quand les ingénieurs nécessitent partager leurs modèles afin d'effectuer des validations globales. Nous défendons l'utilisation des connaissances implicites comme un moyen important de réduction de l'hétérogénéité. Ces connaissances sont implicites car elles sont dans la tête des ingénieurs mais elles n'ont pas été formalisées dans les modèles bien qu'elles soient essentielles pour les comprendre. Après avoir analysé les approches actuelles concernant l'intégration de modèles et l'explicitation de connaissances implicites nous proposons une méthodologie qui permet de compléter (annoter) les modèles fonctionnels et de conception d'un système avec des connaissances partagées du domaine formalisées sous la forme d'ontologies. Ces annotations facilitent l'intégration des modèles et la validation de contraintes intermodèles. En outre, il s'agit d'une approche non intrusive car les modèles originaux ne sont pas modifiés directement. En effet, ils sont exportés dans un environnement unifié en exprimant leurs méta-modèles dans un langage de modélisation partagé qui permet l'homogénéisation syntactique. L'approche a été validée formellement en utilisant le langage de modélisation EXPRESS en tant que langage partagé. Ensuite, afin de la valider d'un point de vue industriel, trois cas d'étude du domaine aéronautique ont été implémentés en appliquant l'approche. Cet aspect industriel a été complété par le développement d'un prototype permettant de travailler avec les ingénieurs depuis une perspective processus. Ctly modified. Thus, they are exported into a unified framework by expressing their meta-models in a shared modeling language that permits the syntactical homogenization. The approach has been formally validated by using the EXPRESS modeling language as shared language. Then, in order to validate it from an industrial point of view, three aircraft domain case studies have been implemented by applying the approach. This industrial aspect has been completed by the development of a prototype allowing engineers to work from a process perspective.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVIII-247 p.)
  • Annexes : Bibliographie 130 réf.

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