Contribution à la formalisation et à l'évaluation de propriétés non-fonctionnelles pour l’ingénierie de système complexe : application à la résilience. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Contribution to the formalization and evaluation of non-functional requirements for complex system engineering : application to resilience.

Contribution à la formalisation et à l'évaluation de propriétés non-fonctionnelles pour l’ingénierie de système complexe : application à la résilience.

Résumé

To fulfill its mission and achieve its objectives, a complex system must satisfy a set of identified and formalized functional and non-functional requirements. Some non-functional requirements are identified as providing a set of capabilities allowing a system to reach its objectives. This repository includes the requirements known as « -ilities » such as the resilience or the interoperability (De Weck, 2012). The resilience is an important requirement that must be managed and maximized by a system that aims to face up to disruptions and maintain acceptable levels of service and performance. It is defined as "the ability to resist, absorb, recover or adapt to a test or change" (Hollnagel, 2011). In this context, the assessment of resilience enables human operators to easily identify the elements (activities, techniques, humans ...) that can improve the level of resilience. The here presented research work focuses on the definition, the specification and the development of a method to evaluate the resilience. Although the concept of resilience is not new, existing studies are mainly limited to the development of evaluation methods based on the performance and quality of service of a system. In addition, these methods often focus only on one phase of the resilience lifecycle: anticipation or response or recovery. In this sense, these methods do not integrate existing interactions between resilience and other requirements. In this research work, we focus on the study of the interactions between requirements and resilience to provide an overall assessment of the resilience in each of its lifecycle phases. As a result, the method developed to assess resilience is based on the analysis of the network of "-ilities" and the characterization of the nature of the relationships that exist between resilience and these « -ilities ». The proposed method is based on two contributions: the mapping of the resilience and the formalization of a resilience metric called "operability". Mapping allows to identify all « -ilities » linked to resilience and to position them according to their involvement in the life cycle of the resilience (anticipation, response, recovery). This mapping is based on the analysis of existing work on « -ilities » and its network (De Weck, 2012). According to its relationships and the definition of their nature the indicator of resilience is developed. The evaluation provided by the metric ("operability") is qualitative. It relies on the definition of a set of parameters (current value, impact, priority and existence) describing the interactions of other « -ilities » on resilience. The developed metric allows to aggregate all these parameters to give an evaluation of the resilience for each phase of its life cycle. The resulting interpretation is then easily exploitable by human operators in order to check the current state of resilience or improve it.
Pour remplir la mission qui lui est assignée et atteindre les objectifs fixés, un système complexe doit satisfaire un ensemble d’exigences fonctionnelles et non fonctionnelles identifiées et formalisées. Parmi les exigences non fonctionnelles certaines sont identifiées comme mettant à disposition du système un ensemble de capacités lui permettant de satisfaire aux objectifs de sa mission. Ce référentiel intégré les exigences connues sous le nom d’ « -ilities » telles que la résilience, l’interopérabilité (De Weck , 2012). La résilience apparait comme une exigence importante et devant être maitrisée et maximisée par un système qui souhaite faire face à des perturbations et maintenir des niveaux de services et de performances acceptables. En effet, elle se définie comme « la capacité à résister, absorber, se rétablir ou s’adapter à une épreuve ou des changements » (Hollnagel, 2011). Dans ce contexte, une évaluation de la résilience peut permettre à des opérateurs humains d’identifier plus facilement les éléments (activités, techniques, humains…) qui pourraient tendre à améliorer le niveau de résilience. Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur la définition, la spécification et le développement d’une méthode pour l’évaluation de la résilience des systèmes. Si le concept de résilience n’est pas nouveau, les études existantes se limitent majoritairement au développement de méthodes d’évaluation basée sur la performance et la qualité de service d’un système. De plus ces méthodes se concentre souvent sur l’évaluation d’une seule des phases du cycle de vie de la résilience : anticipation ou réponse ou rétablissement. En ce sens ces méthodes n’intègrent pas les interactions existantes entre la résilience et les autres exigences. Dans cette thèse, nous nous intéressons à l’étude des interactions entre les exigences et la résilience afin de fournir une évaluation globale de la résilience du système et, ceci, dans chacune des phases du cycle de vie de la résilience. En conséquence, la méthode développée pour évaluer la résilience s’appuie sur l’analyse du réseau d’« -ilities » et à la caractérisation de la nature des relations qui existent entre la résilience et ces « -ilities ». La méthode proposée s’appuie sur deux contributions : la réalisation d’une cartographie de la résilience et la formalisation d’un indicateur de résilience nommé « opérabilité ». La cartographie permet d’identifier l’ensemble des « -ilities » qui sont en relation avec la résilience et, de les positionner relativement à leur implication dans le cycle de vie de la résilience (anticipation, réponse, rétablissement). Cette cartographie est réalisée à partir de l’analyse des travaux existants sur les « -ilities » et de son réseau (De Weck, 2012). C’est sur la base de ses relations et de la définition de leur nature l’indicateur de résilience est développé. L’évaluation fourni par notre indicateur (« opérabilité ») est qualitative. Elle s’appuie sur la définition d’un ensemble de paramètres (valeur courante, impact, priorité et existence) décrivant les interactions des autres « -ilities » sur la résilience. L’indicateur construit permet d’agréger tous ces paramètres afin de donner une évaluation de la résilience pour chaque phase de son cycle de vie. L’interprétation résultante est alors facilement exploitable par des opérateurs humains afin de leur de vérifier l’état courant de résilience voire de l’améliorer.
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Dates et versions

tel-02899913 , version 1 (15-07-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02899913 , version 1

Citer

Behrang Moradi Koutchi. Contribution à la formalisation et à l'évaluation de propriétés non-fonctionnelles pour l’ingénierie de système complexe : application à la résilience.. Autre [cs.OH]. IMT - MINES ALES - IMT - Mines Alès Ecole Mines - Télécom, 2019. Français. ⟨NNT : 2019EMAL0009⟩. ⟨tel-02899913⟩
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