Vers une ingénierie de systèmes sûrs de fonctionnement basée sur les modèles en conception innovante

Towards a Safe Systems Engineering

• Auteur / Autrice : Pierre Mauborgne
• Direction : Eric Bonjour, Samuel Deniaud, Eric Levrat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des systèmes industriels
• Date : Soutenance le 03/05/2016
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Équipe de recherche sur les processus innovatifs (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Kratz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Roussel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Kratz, Vincent Chapurlat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes, Conception de

Fiabilité

Ingénierie des systèmes

Mots clés libres

Sûreté de Fonctionnement

Ingénierie Système

Safety

Systems Engineering

Résumé

La Sûreté de Fonctionnement (SdF) est un domaine étudié de façon de plus en plus rigoureuse par les concepteurs. Si la SdF relative aux organes bénéficie de retours d'expériences sur lesquels le développement de solutions physiques peut s'appuyer, tel n'est pas le cas lorsqu'il s'agit de concevoir les architectures fonctionnelles d'un produit. L'architecte Système conceptualise et conçoit un système qui doit fournir un service selon certaines performances ; son cadre de référence, à savoir l'Ingénierie Système étant lacunaire en matière de SdF. De la sorte, l’ingénieur expert en SdF intervient après l'architecte, réalise ses propres analyses fonctionnelles, perturbant le travail réalisé et obligeant à des boucles qui pourraient être évitées. Il convient de ce fait, pour les industriels, de s'intéresser de près à l'alignement entre la SdF et l'IS. Nous avons obtenu quatre résultats. Le premier est un modèle conceptuel de l’Ingénierie de Systèmes Sûrs de Fonctionnement. Ce modèle conceptuel permet de définir les concepts et les liens entre le domaine de l'IS et celui de la SdF. Le macroprocessus présenté permet de définir l’architecture d’un système sûr. Plusieurs activités spécifiques sont présentes dans le macroprocessus. Ainsi, nous avons développé une méthode qui concerne l’analyse des risques en vue externe. Nous avons proposé une nouvelle méthode qui permet de définir les Safety Goals associé pour les scénarios critiques et une autre permettant l’analyse des architectures fonctionnelles d’un point de vue dysfonctionnel pour définir les Functional Safety Requirements. Cette méthode repose sur des mécanismes de propagation de défaillance

Safety is an area which is increasingly stringent by designers. If Safety on components benefits from experience feedback on which the development of physical solutions can support, this is not the case when it comes to designing functional architecture of a product. The System Architect conceptualizes and designs a system that must provide service according to a defined level of performance; its framework, namely the System Engineering is incomplete for safety. In this way, the safety expert comes after architects, performs his/her own functional analyzes, disrupting the work and forcing loops that could be avoided. It should therefore, for industry to pay close attention to the alignment between the SE and safety. We got four results. The first one is a conceptual model of the Safe Systems Engineering. This conceptual model, divided into three views defines the concepts and relationships between the field of SE and that of safety. The assembly has a strong semantic consistency. The proposed macroprocess permits to define the architecture of a safe system. For this, we have divided into three design phases and four views. Thus, we developed a methodology on risk analysis in external view. Given the limitations of methods like Preliminary Hazard Analysis regarding the deliverables required by the ISO 26262:2011 (Hazard Analysis and Risk Assessment), we proposed a new method for defining the Safety Goals associated for critical scenarios and another method for analyzing the functional architecture with a dysfunctional point of view to define the Functional Safety Requirements