FR2984561A1 - Procede et dispositif de conception solide d'un systeme - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé (40) de conception solide d'un système. Le procédé comporte notamment une étape de construction (43) d'un modèle solide à partir de briques solides représentant des sous-systèmes du système, de liens solides représentant des relations entre les sous-systèmes. Le procédé comporte en outre une étape de dématérialisation (44) du modèle solide en un modèle adapté à être interprété par un ordinateur. La présente invention s'applique notamment dans le domaine de la réalisation de systèmes industriels complexes par leur nombre important de composants, les différentes liaisons entre les nombreux composants.

Description

Procédé et dispositif de conception solide d'un système La présente invention concerne un procédé et un dispositif de conception solide d'un système. La présente invention s'applique notamment dans le domaine de la réalisation de systèmes industriels complexes par leur nombre important de composants, les différentes liaisons entre les nombreux composants. Dans le domaine de la conception de systèmes comportant notamment de multiples sous-systèmes, il est courant d'utiliser des logiciels de conception, comme des logiciels de conception assistée par ordinateur.

Les outils de conception assistée par ordinateur peuvent utiliser un langage de modélisation graphique à base de pictogrammes définis par un standard, par exemple le standard SysML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Systems Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation de systèmes. Le langage SysML est une variante du langage UML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Unified Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation unifiée. SysML a été créé pour être un langage de conception universel et visuel. La puissance et l'intérêt de SysML viennent notamment du fait que SysML normalise une sémantique pour décrire des concepts de modélisation qu'il utilise. SysML est avant tout un support de communication facilitant la représentation et la compréhension de systèmes. La complexité croissante des systèmes fait qu'il est de plus en plus difficile de représenter un système sur un écran ou sur un ensemble d'écrans. Notamment, les écrans actuels d'ordinateur ont une taille très limitée en comparaison de la complexité des modèles de système. Pour remédier à ce problème, une fonction de zoom peut être utilisée dans les logiciels de conception. Par exemple un objet du système peut être représenté par un nom et il est nécessaire de l'agrandir grâce à une fonction de zoom, pour visualiser les propriétés et fonction de l'objet. De la même manière, il est nécessaire d'agrandir chaque fonction pour en comprendre le comportement. De plus, la modélisation des systèmes fait appels à différents points de vue pour modéliser des facettes différentes d'un système, comme sa structure, les interactions entre ses composants et les traitements qu'il réalise. Chaque aspect peut être modélisé à l'aide d'un diagramme spécifique, les différents diagrammes se complétant mutuellement l'autre. Il est donc devenu impossible d'avoir une vue d'ensemble d'un système qui soit suffisamment détaillée. Ainsi, de plus en plus les systèmes échappent à leur concepteur et ont parfois au final un comportement qui ne correspond 5 pas à ce que le concepteur avait souhaité, voire qui ne remplit pas les exigences fonctionnelles auquel il est soumis. Ces défauts de conception ne peuvent ensuite être détectés que tard dans les phases de test du système. Un défaut de conception détecté une fois le système, réalisé peut être invalidante pour le système lui-même, ledit défaut de conception étant 10 souvent impossible ou très couteux à corriger à ce stade de la réalisation. Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de conception d'un système comportant au moins les étapes suivantes : 15 - une étape de construction d'un modèle solide du système, ledit modèle solide étant construit en respectant un méta-modèle solide, ledit modèle solide utilisant des briques solides représentant des sous-systèmes du système, des liens solides représentant des relations entre les sous-systèmes du système, les briques solides et 20 les liens solides étant des objets physiques ; - une étape de dématérialisation du modèle solide en un modèle adapté à être interprété par un ordinateur. - une étape de construction d'un modèle solide dématérialisé selon un méta-modèle adapté à la représentation du système et à la 25 sauvegarde du modèle dématérialisé par un ordinateur. Le modèle solide comporte notamment des diagrammes statiques et des diagrammes dynamiques, les diagrammes statiques définissant les liens entres les briques solides, les diagrammes dynamique définissant des successions de traitements, d'échanges de messages entre les sous- 30 systèmes du système. Le méta-modèle solide définit notamment une grammaire pour le modèle solide, un contexte d'utilisation du système, un mode de représentation des briques et des liens solides selon leur type. Chaque brique solide et chaque lien solide peut avantageusement 35 comporter une étiquette d'identification.

L'étiquette d'identification peut spécifier des caractéristiques des sous-systèmes représentés par les briques solides, des caractéristiques des relations représentées par les liens solides. Les diagrammes peuvent être reliés par un lien entre un même 5 objet représenté dans des diagrammes différents. Le méta-modèle peut par exemple comporter des informations sur une forme, une texture, une couleur pour chaque type de brique et type lien solides. L'étape de dématérialisation peut avantageusement utiliser un 10 dispositif numérique de lecture et de reconnaissance du modèle solide. Le modèle solide une fois lu, peut être transcrit dans un fichier comportant des données nécessaires à la description du modèle solide et à l'interprétation des données de description du modèle solide par un ordinateur. 15 Le procédé selon l'invention peut en outre comporter une étape de matérialisation du modèle solide à partir du modèle dématérialisé. L'étape de matérialisation peut en outre comporter une étape de transcription du modèle dématérialisé en un fichier comportant des données nécessaires à la description du modèle solide. 20 Le procédé selon l'invention peut avantageusement comporter une étape de génération d'instructions de construction du modèle solide du système. Le procédé selon l'invention peut en outre comporter une étape de construction du modèle solide à partir du fichier de description du modèle 25 solide, des instructions de construction du modèle solide du système. Le procédé selon l'invention peut également comporter une étape d'identification de différences entre le modèle solide et le modèle solide dématérialisé. Le méta-modèle solide peut comporter des concepts de 30 représentation présents dans le standard SysML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Systems Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation de systèmes. Le méta-modèle solide peut comporter des concepts de 35 représentation présents dans le standard UML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Unified Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation unifiée. Le procédé peut comporter une étape de génération de code logiciel utilisé par un sous-système logiciel du système.

La présente invention porte également sur un dispositif de conception solide comportant des briques et des liens solides, des étiquettes pour les liens et les briques solides, des dispositifs de lecture du modèle solide, lesdits dispositifs convertissant des informations de description du modèle solide en données numériques, un ordinateur adapté à la prise en compte des données numériques de description du modèle solide pour construire un modèle solide dématérialisé, représentant le modèle solide. Les étiquettes peuvent avantageusement être écrites à l'aide d'un stylo numérique comportant un système lecteur de données manuscrites. Les étiquettes peuvent être mise en oeuvre par des tags RFID, 15 acronyme pour l'expression anglo-saxonne Radio Frequency Identification, signifiant littéralement identification par fréquence radio, le dispositif comportant en outre un dispositif lecteur RFID. Au moins trois lecteurs RFID déterminent, selon un procédé de triangulation, une disposition des briques et liens solides dans un espace de 20 représentation du modèle solide. Les étiquettes peuvent être des codes barres, le dispositif comporte en outre un dispositif lecteur de codes barres. Le dispositif de lecture du modèle solide convertit les données lues en données adaptées à être transmises à un ordinateur et à être 25 interprétées par un ordinateur. Le dispositif peut comporter un robot apte à construire le modèle solide selon des instructions générées par l'ordinateur comportant la description du modèle solide dématérialisé. 30 L'invention a notamment pour principaux avantages de permettre une conception simple de systèmes complexes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif, et faite en regard des dessins annexés qui représentent : - la figure 1 : un exemple de modélisation d'un système selon l'état de la technique ; - la figure 2 : un processus de conception d'un système selon l'état de la technique ; - la figure 3: un schéma de principe du procédé selon l'invention ; - la figure 4 : un schéma de différentes étape du procédé selon l'invention ; - la figure 5 : un exemple d'éléments de bases de modélisation SysML selon l'état de la technique ; - la figure 6 : un diagramme d'un modèle classique en SysML d'un système, réalisé avec des briques solides selon l'invention ; - la figure 7 : un exemple classique en SysML de décomposition du système en sous-systèmes selon l'état de la technique, réalisé avec des briques solides selon l'invention ; - la figure 8 : un exemple classique d'un modèle SysML de cas d'utilisation du système, réalisé avec des briques solides selon l'invention ; - la figure 9 : un exemple de liaisons avec des ficelles entre différents diagrammes de conception du système réalisés avec des briques solides selon l'invention ; - la figure 10 : un exemple de diagramme d'activité d'un sous-système du système selon l'invention ; - la figure 11 : un premier exemple d'un diagramme de séquence asynchrone d'un cas d'utilisation du système selon l'invention ; - la figure 12: un deuxième exemple d'un diagramme de séquence synchrone d'un cas d'utilisation du système selon l'invention ; - la figure 13 : un exemple de relation entre le premier exemple de diagramme de séquence et le deuxième exemple de diagramme de séquence, selon l'invention.

La figure 1 représente un exemple de modélisation d'un système selon l'état de la technique. Le système en question peut être une voiture, un avion, ou tout autre système comportant de nombreux sous-systèmes. La modélisation d'un système utilise notamment des outils de conception, sous la forme de logiciels de conception assistée par ordinateur, qui utilisent une partie ou l'ensemble des notations et sémantiques décrites par le langage SysML. Les logiciels de conception peuvent offrir différents axes de modélisation 1 comme : - un axe de modélisation statique 2, utilisant notamment des diagrammes de blocs pour une représentation statique du système ; - un axe de modélisation fonctionnel 3, utilisant par exemple des diagrammes de représentations de différents cas d'utilisation ; - un axe de modélisation dynamique 4, utilisant notamment des diagrammes d'activité, des diagrammes de séquence, des diagrammes d'états/transitions pour représenter des fonctionnements du système. Les outils de conception permettent donc une création et une modification de diagrammes en suivant la notation graphique de SysML par exemple. Les outils de conception représentent donc le système comme une superposition de multiples diagrammes, chaque diagramme étant représentatif d'un axe de modélisation 1. Pour des systèmes comportant de nombreux sous-systèmes, les outils de conception ne fournissent pas une vue globale du système qui soit à la fois claire et précise.

La figure 2 représente schématiquement un processus de conception d'un système selon l'état de la technique. Les processus de conception de système utilisent notamment un processus en « va-et-vient » tel que représenté sur la figure 2. Le processus part d'un premier modèle du système 5 par exemple utilisant le langage SysML pour réaliser un système 6. Ensuite une rétro-conception peut être réalisée pour mettre à jour le premier modèle du système 5 à partir du système 6. Chaque conception d'un système est un processus itératif de perfectionnement, de révision, de modification de détails architecturaux du système 6. Le processus en « va-et- vient » permet à un concepteur d'éditer le modèle de système 5 à tout moment, tout en prenant en compte des modifications faites par un réalisateur du système 6. Ceci permet de raccourcir le délai entre la conception et la réalisation du système 6. L'absence d'une vue globale du système suffisamment détaillée ainsi qu'une difficulté à établir une correspondance entre les diagrammes du modèle du système 5 font que le processus de conception/réalisation en « va et vient » est très complexe à mettre en oeuvre voire pas supporté par les outils de conception existants. Le schéma de « va-et-vient » peut s'appliquer à une conception ayant pour objet non pas la réalisation du système 6 mais la spécification du système 6. Dans ce cas, la réalisation 7 est remplacée par une génération de documents de spécification par exemple : un cahier des charges, un dossier de conception détaillée. La rétro-conception 8, dans ce cas, peut prendre en entrée les documents de spécification et produire un modèle 5 du système. Le schéma de « va-et-vient » représenté sur la figure 2 peut être également être appliqué à un système logiciel. Le modèle du système 5 dans ce cas est un modèle UML, acronyme pour l'expression Unified Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation unifié. La réalisation peut être par exemple une génération automatique de code d'un logiciel du système 6.

La figure 3 représente un schéma de principe du procédé de conception d'un système selon l'invention. Le procédé selon l'invention peut par exemple prendre en entrée un modèle du système 9. Le modèle du système peut être écrit en langage SysML, ou tout autre langage de modélisation. Le procédé de conception selon l'invention comporte une étape dite de « matérialisation » 11, permettant de construire un modèle « solide » représentant le système 6. L'étape de matérialisation est une étape de création d'une représentation physique réelle, en deux ou trois dimensions du modèle SysML. Par exemple l'étape de matérialisation peut être une étape de construction d'un modèle « solide » composé de briques solides reliées les unes aux autres par des liens solides de façons à traduire différents diagrammes du modèle SysML. Les liens solides sont représentés de manière concrète, permettant ainsi de les identifier et d'identifier leur type.

Les briques solides ont une définition précise leur attribuant ainsi une sémantique claire. Chaque brique solide est identifiée par une « étiquette » afin de garantir son unicité dans le modèle solide 10. L'étiquette peut être un nom ou un identifiant alphanumérique unique pour chaque modèle solide 10. L'étape de matérialisation 11 peut être réalisée manuellement, ou automatiquement par un robot d'après des instructions de montage produites à partir du modèle SysML 9. Les instructions de montages peuvent être produites par un premier logiciel adapté, ledit premier logiciel étant capable de vérifier l'équivalence des modèles SysML 9 et solide 10. Le procédé de conception selon l'invention peut également 10 comporter une étape de rétro-conception nommée étape de dématérialisation 12. L'étape de dématérialisation 12 part d'un modèle « solide » 10 préalablement construit soit manuellement, soit automatiquement, par un robot par exemple. L'étape de dématérialisation comporte une étape de lecture du modèle « solide » par un lecteur adapté, 15 connecté à un ordinateur, pour traduire le modèle « solide » en un modèle SysML par exemple. Un deuxième programme logiciel adapté lit le modèle solide 10, l'analyse puis le transpose automatiquement en un modèle SysML 9, par exemple. Le deuxième programme logiciel identifie les briques grâce à la lecture de leur étiquette et détermine les liaisons qui les connectent en 20 fonction du type de lien solide utilisé. La figure 4 représente différentes étapes possibles pour le procédé de conception 40 selon l'invention. Une étape préalable à l'utilisation du procédé de conception selon 25 l'invention peut être une étape de conception d'un méta-modèle solide. Le méta-modèle solide permet de définir une grammaire ainsi qu'un contexte d'utilisation du méta-modèle. Le contexte d'utilisation du méta-modèle solide peut être celui du domaine pour lequel la modélisation 1 est réalisée. Le domaine peut être le domaine de l'automobile, de l'avionique, par exemple. 30 Pour une modélisation utilisant un modèle SysML, le méta-modèle solide peut par exemple comporter des concepts de représentation SysML. Chaque élément d'une modélisation SysML a une représentation solide dans le méta-modèle solide. De la même manière chaque diagramme SysML peut avoir une représentation selon le méta-modèle solide. Dans un autre 35 exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le méta-modèle solide peut comporter des concepts de modélisation UML. Le méta-modèle solide peut également définir d'autres informations, en plus des concepts de modélisation, comme des informations de représentation géométrique en trois dimensions.

Une autre étape préalable à l'utilisation du procédé de selon l'invention peut être une étape de conception et de fabrication de briques de base, de briques de connexions entre les briques de base. Les briques de base peuvent être agrémentées de point de connexion, ou de noeuds. Les briques de base et les briques de connexions sont construites selon le méta- modèle solide. Chaque élément du méta-modèle solide peut donc avoir une représentation solide correspondant à un élément de modélisation solide. Les briques de base, les briques de connexion peuvent être construites en deux dimensions selon un format de carte de crédit par exemple, ou en trois dimensions. Des exemples de briques de bases sont 15 représentés sur la figure 5. Une première étape du procédé de conception selon l'invention peut être une étape de conception et de fabrication 43 du modèle solide 10 du système 6. Le modèle solide 10 peut notamment être composé de diagrammes solides. Le modèle solide 10 comporte des connexions entre les 20 différents diagrammes solides, des connexions entre les briques contenues dans des diagrammes solides distinct, des connexions entres des briques contenues dans chaque diagramme solide. Le modèle solide 10 peut comporter des diagrammes de blocs statiques, définissant les blocs composant le système 6 et décrivant les relations entres les blocs du 25 système 6. Le modèle solide 10 peut également comporter des diagrammes dynamiques, décrivant des comportements du système 6 comme : des diagrammes d'états, des diagrammes de séquence, des diagrammes de communication, des diagrammes d'activité. Chaque élément du modèle solide 10 peut être identifié et ses 30 caractéristiques, définies en utilisant par exemple des étiquettes associées à chacun des objets du système 6, des liens entre objet, des diagrammes, des liens entre diagramme, du modèle solide 10. Un étiquetage des objets et des diagrammes peut être réalisé de plusieurs manières différentes : par exemple les étiquettes peuvent être imprimées puis associées à chaque 35 objet ou diagramme. Les étiquettes peuvent également être manuscrites.

Une autre manière de réaliser des étiquettes est d'utiliser des affichages électroniques sur des briques solides alimentées en courant. Des étiquettes d'identification peuvent également être réalisées sous la forme de code : une suite de lettres, un code barre en une ou deux dimensions, une puce, un tag RFID, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Radio Frequency Identification, signifiant littéralement identification par fréquence radio. Par exemple, un tag RFID peut être associé à chaque bloc, ou objet du modèle solide 10. Un lien entre deux objets du modèle solide 10 peut être identifié également par un tag RFID et par les deux tags RFID des objets qu'il relie.

Un lien peut donc être identifié par un tag RFID passif avec un potentiel de stockage de données, afin de stocker les tags RFID des objets solides se trouvant aux extrémités du lien. Par exemple le stockage des tags RFID des objets peut se faire en utilisant un dispositif de lecture d'un tag RFID qui écrit le tag RFID lu dans la mémoire du tag RFID du lien, par exemple. La lecture peut être déclenchée par un contact entre le dispositif de lecture et le tag RFID. Lorsque les étiquettes comportent des noms, des codes, elles peuvent être lues, par exemple, par un dispositif de lecteur convertisseur numérique, comme un stylo numérique. Le stylo numérique peut être équipé par exemple d'une caméra miniaturisée intégrée dans la pointe du stylo numérique. Le stylo numérique peut également comporter une mémoire interne apte à stocker les données acquises par la caméra. Le stylo numérique peut également comporter une interface d'échange de données pour transmettre à un autre dispositif, par exemple un ordinateur, les données acquises et stockées par le stylo numérique. L'interface d'échange de données peut notamment utiliser une technologie Bluetooth, Bluetooth étant une marque déposée par la société Bluetooth SIG Inc, une interface USB, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Universal Serial Bus signifiant bus informatique en transmission série, ou tout autre moyen permettant un échange de données entre deux dispositifs électroniques. Un avantage d'utiliser un stylo numérique est que ce type de stylo permet notamment de convertir des notes manuscrites en données alphanumériques. Ainsi l'utilisateur peut écrire comme à son habitude, la mini caméra intégrée dans la pointe du stylo scanne automatiquement le document manuscrit et les données sont immédiatement stockées dans une 2 98456 1 11 mémoire intégrée au stylo, par exemple dans le manche du stylo. Les données sauvegardées dans le stylo peuvent ensuite être transmise au travers d'une liaison de données telles que citées ci-avant à un ordinateur. Les informations manuscrites recueillies sont ensuite converties en données 5 numériques structurées par un moteur de reconnaissance d'écriture par exemple. De telles données peuvent ensuite être traduites selon un méta-modèle adapté à la représentation du modèle solide par l'ordinateur. Par exemple les données peuvent être traduites selon un méta-modèle SysML. Les diagrammes dynamiques peuvent être représentés de manière 10 animée en utilisant notamment des briques alimentées par un courant électriques et comportant par exemple des LED, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Light-Emitting Diode, signifiant diode électroluminescente. Par exemple, pour un diagramme de séquence, un envoi de message peut être représenté par l'allumage de voyants LED de plusieurs objets solides 15 prenant part à la construction et à l'envoi du message. Une telle représentation facilite avantageusement une compréhension globale du système 6. Une telle représentation permet ainsi de corriger des erreurs de conception, d'améliorer les performances du système 6. Des exemples de diagrammes solides sont représentés sur les figures 6 à 13. 20 Avantageusement une représentation dynamique animée peut permettre de repérer d'éventuels dysfonctionnements du système bien avant sa réalisation. Une deuxième étape du procédé de conception selon l'invention peut être une première étape de dématérialisation 44 du modèle solide 10. 25 La première étape de dématérialisation 44 du modèle solide 10 est une étape de reconnaissance du modèle solide 10 par ordinateur. Le modèle solide 10 peut être lu automatiquement afin de reproduire sur un ordinateur les différents éléments du modèle solide 10, par exemple selon le format SysML. Les étiquettes associées aux objets et aux diagrammes peuvent être 30 reconnues et interprétées par un programme de reconnaissance de texte par exemple. Le modèle solide 10 peut également être lu par un logiciel de reconnaissance optique à partir de photos du modèle solide 10 par exemple. Le modèle solide 10 peut également être dématérialisé par un procédé de lecture de codes barres de ses éléments constitutifs, puis d'association des 35 codes lus à des photos du modèle solide 10. Dans un autre mode de réalisation, les tags RFID utilisés dans le modèle solide peuvent être lus et localisé dans l'espace notamment grâce à trois lecteurs RFID dont les mesures peuvent être triangulées. Les méthodes de dématérialisation citées ci-avant peuvent être utilisées seules ou en combinaison les unes avec les autres. Une fois lu par un dispositif adapté, le modèle solide 10 peut être « mis à plat » dans un premier fichier de description du modèle solide 10 utilisant par exemple le standard XML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne extensible markup language, signifiant littéralement langage de balisage extensible. Un objectif est notamment de pouvoir représenter à la fois la structure logique et physique du modèle solide 10 dans un fichier exploitable par un ordinateur. Si le modèle solide 10 est compatible avec le langage SysML, le premier fichier de description du modèle solide 10 peut être décrit par exemple selon un standard d'échange d'informations XMI, acronyme pour l'expression anglo-saxonne XML Metadata Interchange. Le standard XMI définit un standard d'échange de métadonnées SysML en XML. Avantageusement, le premier fichier de description et d'échange peut permettre de stocker des informations de description du modèle solide 10, par exemple des informations de position dans l'espace des objets du modèle solide 10. En effet, certains types d'informations sont nécessaires à une reconstruction éventuelle du modèle solide 10 mais ne pourrons être exportées dans un modèle SysML. Une troisième étape du procédé de conception selon l'invention peut être une étape de conversion du modèle solide 10 décrit dans un deuxième fichier de description en un modèle solide dématérialisé sur un ordinateur. Le modèle solide dématérialisé peut par exemple être converti en un modèle SysML par exemple, ou encore un modèle UML lorsque le système 6 comporte notamment des programmes logiciels. Le travail de conversion des données XML en données SysML ou UML se fait par une simple déduction, le deuxième fichier de description reprenant l'ensemble des concepts SysML ou UML de description de modèle. Lorsque le système 6 comporte des éléments logiciels, une étape suivant l'étape de conversion peut être une étape de génération de code pour les logiciels du système 6. De la même manière, à partir du modèle solide dématérialisé, il est possible de générer de manière automatique des documents de spécification, de conception, par exemple. Une génération de code peut aussi être envisagée à partir du modèle solide 10 directement en utilisant les outils logiciels appropriés. Ainsi il est possible de disposer d'une vue dématérialisée du modèle solide 10 et d'une vue du code logiciel de manière simultanée. Ainsi une conception en boucle nécessitant des allers-retours entre le modèle solide 10 et le code généré, peut être réalisée. Le procédé de conception selon l'invention peut comporter une étape de matérialisation 45 d'un modèle de conception en un nouveau modèle solide. Le modèle de conception peut être un modèle SysML, UML, ou encore le modèle solide 10 préalablement dématérialisé. Une première étape de la matérialisation en modèle solide peut être une étape de conversion du modèle de conception en un troisième fichier de description XML, XMI par exemple. Le troisième fichier de description du modèle solide comporte des descriptions d'objets nécessaires à la construction du modèle solide. Le modèle de conception ne contient pas obligatoirement l'ensemble des données nécessaires à la construction du modèle solide. Par exemple, les données de description géométrique et de positionnement des objets.

Une deuxième étape de la matérialisation 45 du modèle solide peut être une étape de génération d'instructions de construction du modèle solide. Les instructions de constructions peuvent être générées sous la forme d'un mode d'emploi de construction du modèle solide. Les instructions de construction peuvent soit être réalisées manuellement, soit automatiquement par un robot par exemple. Les données de description de positionnement des objets peuvent être générées par des algorithmes usuels de placement automatique d'objets dans un espace, comme des algorithmes d'antirecouvrement par exemple couramment utilisés par les interfaces graphiques. Les descriptions géométriques des objets peuvent se déduire du méta-modèle solide qui définit une représentation pour chaque type d'objet. Par exemple le mode d'emploi peut comporter les instructions suivantes : commencer par placer tout les éléments solides correspondant à des blocs dans un diagramme de blocs. Les objets peuvent ensuite être reliés les uns aux autres. Une autre manière de construire le modèle solide est de connecter les blocs solides les un aux autres au fur et à mesure de leur 2 98456 1 14 placement dans les différents diagrammes du modèle solide. Les instructions de construction peuvent être fournies à un robot pour bâtir le modèle solide. Le procédé selon l'invention peut également fournir à la demande ou en continu un différentiel entre le modèle solide réel et le modèle solide 5 dématérialisé en identifiant par exemple les différences entre le deuxième fichier de description issu de la matérialisation 45 du modèle solide et le premier fichier de description issu de la dématérialisation 44. A cette fin, le modèle solide peut être scanné à tout moment de sa construction pour le représenter selon un quatrième fichier de description XML par exemple. 10 Ensuite le quatrième fichier de description peut être comparé à un fichier de description de référence du modèle solide, ledit fichier de référence pouvant représenter le dernier état sauvegardé du modèle solide. Un critère pour évaluer les différences entre le quatrième fichier et le fichier de référence peut être le suivant : deux fichiers de description sont équivalents si et 15 seulement si ils peuvent aboutir à un même modèle SysML, UML par exemple. Un déplacement de bloc solide sans changement de ses connexions par exemple n'est pas considéré comme un changement du modèle solide. Lorsque le quatrième fichier est différent du fichier de référence, de nouvelles instructions de constructions peuvent être générées 20 par exemple afin de corriger le modèle solide. Avantageusement, le fait de pouvoir maintenir à jour un différentiel entre un modèle solide et le modèle solide dématérialisé peut être utilisé à des fins de travail collaboratif sur un même modèle d'équipes de concepteurs situées dans des zones géographiques distinctes par exemple. 25 La figure 5 représente un exemple de briques de base 50 du dispositif selon l'invention, calquées sur un modèle SysML. Par exemple, sur la figure 5, un premier bloc 51 peut être représenté par une première carte sur laquelle apparait le mot Bloc. Le premier bloc 51 peut également être 30 représenté par un parallélépipède. Le premier bloc 51 peut comporter plusieurs cartouches par exemple, chaque cartouche pouvant définir une partie ou une référence du premier bloc 51. Un cartouche dans la présente description peut être représenté sous la forme d'une case d'un tableau, d'un étage d'un parallélépipède. Les différents cartouches peuvent par exemple 35 avoir une couleur distincte selon le type d'information qu'ils représentent.

Une deuxième brique 52 peut représenter un cas d'utilisation. Un cas d'utilisation est une description d'une utilisation possible du système 6. Un cas d'utilisation peut aussi être représenté par une surface particularisée sur laquelle sont posés des briques de description du cas d'utilisation.

Une troisième brique 53 peut représenter un paquetage. Un paquetage est un ensemble de blocs regroupés selon un critère de propriété de chaque bloc. Un paquetage peut également être représenté par une boite dans laquelle sont rassemblés les blocs composant le paquetage. Un paquetage peut aussi être représenté par une surface d'une texture particulière sur laquelle peuvent être posées les briques composant le paquetage 53. Une quatrième brique 54 peut représenter un acteur intervenant par exemple dans un cas d'utilisation du système. Un acteur peut par exemple être un utilisateur du système. Un acteur peut être caractérisé par un type, un identifiant. Les informations permettant de caractériser et d'identifier l'acteur peuvent être représentées sur la quatrième brique 54, ou sur une étiquette attachée à la quatrième brique 54. Une cinquième brique 55 peut représenter un état du système par exemple dans un cas d'utilisation.

Une sixième brique 56 peut représenter une activité du système 6. Une septième brique 57 peut représenter un lien de dépendance par exemple entre deux blocs. Ce lien peut être une ficelle, une corde ou un fil en cuivre par exemple. Une huitième brique 58 peut représenter une association partagée 25 entre deux blocs, nommée shared association en langage anglo-saxon. Une neuvième brique 59 peut représenter une association partie entre deux blocs, nommée part association en langage anglo-saxon. De manière générale, les agrégations peuvent être représentées par des fils, des tuyaux à bout rhombique par exemple. 30 Une dixième brique 500 peut représenter une note permettant d'inclure des commentaires dans le modèle solide. Pour l'exemple, les figures 6 à 9 sont basées sur des exemples de modèles SysML classiques, afin d'exposer simplement le procédé 35 construction de modèles à l'aide de briques solides selon l'invention.

La figure 6 et les suivantes illustrent des exemples d'utilisation du procédé selon l'invention pour réaliser, et plus particulièrement pour concevoir, un système 6. Le système 6 utilisé pour l'exemple est un véhicule 60. La figure 6 représente un diagramme de modélisation 696 du domaine de l'automobile 61. Par exemple, le diagramme de modélisation 696 représente l'environnement 697 d'un véhicule automobile 60. L'environnement 697 peut être représenté par un support d'une texture et d'une couleur définies. Par exemple, sur la figure 6, l'environnement 697 est représenté par un support de couleur métallique. Pour concevoir un système 6, il est primordial d'identifier tous les éléments externes au système 6 aptes à interagir avec ce dernier. Dans le cas d'un système automobile 60 ou véhicule 60, les éléments externes peuvent être des occupants 62, 63, 64, des bagages 66 et un environnement externe physique 65 comportant les entités route 69, atmosphère 68, d'autres entités externes 67 comme les feux de circulation, d'autres véhicules. Le domaine de l'automobile 61 peut être représenté sous la forme d'un diagramme de blocs solides tel que représenté sur la figure 6 par exemple. Le domaine automobile 61 est représenté par un bloc solide. Le domaine automobile 61 est le bloc de plus haut niveau. Le bloc domaine automobile 61 peut être composé d'autres blocs comme le véhicule 60, un conducteur 63, zéro ou plusieurs passagers 64, un environnement physique 65, un ou plusieurs bagages 66. Les liens de composition entre le domaine automobile 61 et les blocs 60, 63, 64, 65, 66 peuvent être représentés sous la forme de flèches solides 601, 631, 641, 651, 661. De la même manière, le bloc environnement physique 65 peut être composé des blocs route 69, atmosphère 68, entité externe 67. Les liens de composition entre le bloc environnement physique 65 peuvent être représentés respectivement par des flèches solides 691, 681, 671.

Dans l'exemple représenté sur la figure 6, les passagers 64, le conducteur 63 peuvent dériver d'un bloc représentant un occupant 62. Les liens de dérivation peuvent être représentés par des liens solides 621, 622. Chaque bloc 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 est identifié par une étiquette 600, 610, 620, 640, 650, 660, 670, 680, 690. Chaque étiquette 35 peut comporter le nom du bloc, le nombre d'objet du bloc pouvant composer le système sous la forme d'une cardinalité comme pour l'étiquette attachée 640 attachée au bloc passager 64 qui définit la cardinalité suivante : de zéro à quatre. De la même manière, la cardinalité associée au conducteur 63 et notée sur une étiquette conducteur 630, est égale à un. Les étiquettes peuvent également comporter des types de données spécifiques au bloc auxquelles elles sont rattachées : - une étiquette véhicule 600, attachée au bloc véhicule peut comporter des informations de vitesse exprimé sous la forme d'un nombre réel ; - une étiquette atmosphère 680, attachée au bloc atmosphère 68, peut comporter des informations de température en degrés Celsius, l'humidité en pourcentage ; - une étiquette route 690, attachée au bloc route 69, peut comporter des informations de facteur de friction exprimé par un nombre réel, une inclinaison exprimée en radian.

La figure 7 représente un diagramme de blocs 70 d'un véhicule 60. Le diagramme de blocs 70 permet de représenter des sous-systèmes composant le véhicule. Le véhicule 60 est représenté sur le diagramme de blocs 70 comme un contenant qui peut être représenté sous la forme d'un support 87 d'une couleur ou texture particulière par exemple. Le véhicule est composé des sous-systèmes suivants : - des suspensions 71 ; - des freins 72 ; - un châssis 86 ; - un intérieur 73 ; - un groupe motopropulseur 74 ; - un démarreur 75 ; - un système de conduite 76 ; - un système électrique 77 ; - un réservoir 78 ; - un moteur 79 ; - un différentiel 80 ; - une transmission mécanique 81 ; - un train de roues 82 ; - un processeur et son contrôleur 83.

Des liens de composition peuvent être représentés par des baguettes qui relient chaque sous-système au véhicule 60. Pour représenter les roues du véhicule 60, du sous-système train de roue 82 partent deux liens de composition 820, 821, pour représenter chaque train de 5 roue : un train avant, un train arrière. Le moteur 79 peut être réalisé par deux sous-systèmes : un moteur quatre cylindres 85, ou un moteur six cylindre 84. L'alternative entre les deux types de sous-systèmes 84, 85 est représentée par un double lien de composition 850, 840, les deux liens de composition 850, 840 étant rendus solidaires l'un 10 de l'autre. La figure 8 représente une construction en briques solides selon l'invention, d'un exemple classique de diagramme SysML, présentant des cas d'utilisation 20 du système véhicule 60. Le véhicule 60 est représenté 15 par un premier support 21, le support 21 comportant des cas d'utilisation du véhicule 60. Les cas d'utilisation du véhicule 60 peuvent être les suivants : - conduire 23 ; - contrôle des accessoires 24, comme des clignotants, des feux, des rétroviseurs, des sièges, un allume-cigare ; 20 - débarquer 25 ; - embarquer 26. Chaque cas d'utilisation est relié à un acteur extérieur au véhicule 60. Par exemple le cas d'utilisation conduire 23 est réalisé uniquement par le conducteur 63. Le contrôle des accessoires peuvent être mis en oeuvre par 25 tout occupant 62 dont les passagers 64 et le conducteur 63. De la même manière, les cas d'utilisation débarquer 25 et embraquer 26 peuvent être réalisés par tout occupant 62 du véhicule 60 dont le conducteur 63 et un passager 64. Les occupants 62, passager 64 et conducteur 63 sont représentés sur un 30 support 22 représentant l'extérieur du véhicule 60. La figure 9 représente une vue d'ensemble des diagrammes de modélisation 696 du domaine de l'automobile 61, de blocs 70 du véhicule 60, des cas d'utilisation 20. Sur la figure 9 un premier lien 90 permet de relier les différents diagrammes. Le premier lien 90 relie en effet l'objet véhicule 60 présent dans chacun des diagrammes. La figure 10 représente un exemple de diagramme d'activité 300 d'un sous-système 302 du système véhicule 60. La figure 10 présente un modèle simplifié 301 d'un système électrique du véhicule 60. Le système électrique 301 comprend notamment un processeur 302. Le diagramme d'activité 300 représente un algorithme de contrôle d'un système d'ABS, acronyme signifiant antiblocage de sécurité, du véhicule 60. L'algorithme de contrôle du système ABS peut être mis en oeuvre par le processeur 302, par l'intermédiaire d'un programme logiciel implémentant l'algorithme. Les données d'entrée de l'algorithme sont représentées par un deuxième lien 303 relié au diagramme d'activité par un point d'entrée IN et relié au processeur 302. Les données de sortie de l'algorithme sont représentées par un troisième lien 304, reliant des sorties, notamment deux sorties OUT de l'algorithme au processeur 302. La figure 11 représente un premier exemple d'un diagramme de séquence asynchrone 400 d'un premier cas d'utilisation du système véhicule 60 selon l'invention. Sur la figure 11, des interactions entre le conducteur 63, le véhicule 60 et une station service électrique 401, sont représentées pour l'exemple. Ainsi, le conducteur envoie un premier ordre de démarrage 402 au véhicule 60. Le premier ordre est reçu par un sous-système du véhicule 60 : un bloc propulseur 403 par exemple. Le bloc propulseur estimant que l'énergie est insuffisante dans une batterie du véhicule 60 pour démarrer, il émet une demande d'énergie 404 à la station service électrique 401. Ensuite, le conducteur peut par exemple transmettre un nouvel ordre 405 au bloc propulseur, demandant l'extinction du véhicule 60. Des premières barres 406, 407, 408 représentent respectivement le conducteur 63, le véhicule 60, la station service électrique 401, évoluant dans le temps. La figure 12 représente un deuxième exemple d'un diagramme de séquence synchrone le premier cas d'utilisation du système selon l'invention. Notamment, la figure 12 représente un diagramme d'événements se 35 produisant dans le bloc propulseur 402. Le diagramme de séquence synchrone 409 peut représenter un agrandissement du diagramme de séquence synchrone 400 pour représenter plus en détail les traitements réalisés à l'intérieur du bloc propulseur 402. Le diagramme de séquence synchrone 409 mets en oeuvre les acteurs suivants, sous-système du bloc propulseur 402: un démarreur 410, un contrôleur de moteur 411, comme une pompe à injection par exemple, une batterie moteur 412. Des deuxièmes barres 413, 414, 415 représentent respectivement une évolution dans le temps des sous-systèmes démarreur 410, contrôleur de moteur 411, batterie moteur 412, respectivement. Lorsque le bloc propulseur 402 reçoit un ordre de démarrage 403, le démarreur 410 transmet une requête de démarrage au contrôleur moteur 411 d'une part 416 et d'autre part 417 à la batterie du moteur 412. Si la batterie du moteur 412 est opérationnelle, le contrôleur du moteur 411 transmet à la batterie du moteur 412 l'ordre de démarrage 418. Eventuellement, au besoin, la batterie moteur peut adresser une demande d'énergie 419 qui sera routée vers la station de service électrique 401 tel que représenté sur la figure 12. La figure 13 représente un exemple de relation entre le diagramme de séquence asynchrone 400 et le diagramme de séquence asynchrone 409 représentés respectivement sur les figures 11 et 12. La relation entre les deux diagrammes 400, 409 peut être représentée par un lien 420 entre le bloc propulseur 402 représenté sur le diagramme asynchrone 400 et le même bloc propulseur 402 représenté sur le diagramme synchrone 402.

Au fur et à mesure que le modèle solide est complété par différents diagrammes, un nombre d'objet important peut devenir nécessaire. Afin de réduire les coûts de production d'un modèle solide selon l'invention, les objets solides peuvent être réalisés dans un matériau abondant et peu cher, facile à découper comme des plaques de mousse de polyuréthane expansé. Le polyuréthane expansé présente en outre les avantages suivants : il est dense, léger, peu cher et aisé à la découpe ainsi qu'au perçage. Les connexions entre les objets peuvent facilement être réalisées par des baguettes fines, par exemple, à bout pointu apte à pénétrer le polyuréthane expansé pour lier physiquement les objets entre eux.

A titre d'exemple, en suivant le procédé selon l'invention, l'ensemble des modèles en briques solides des figures 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 peut être réalisé dans un délai de deux heures, ce qui est au moins aussi rapide que la construction de ces mêmes modèles avec des modeleurs SysML existants. Avantageusement, le modèle solide peut obéir à un méta-modèle solide permettant de définir les briques et les liens entre les briques. Le méta-modèle peut avantageusement être adapté au domaine du système réalisé, par exemple au domaine automobile. Ainsi, le modèle solide peut être aisément créé, compris, validé, et modifié par des experts du domaine du système qui ne sont pas nécessairement formés à l'utilisation d'un autre langage de modélisation, comme le SysML, par exemple. Avantageusement, l'utilisation d'un tel méta-modèle permet d'améliorer la facilité de compréhension du système par les concepteurs. Ainsi la qualité du système et la productivité se trouvent améliorées par le procédé de conception selon l'invention. D'autre part, un modèle de conception solide selon l'invention permet avantageusement la compréhension du système modélisé : en effet, naturellement, le cerveau humain assimile et analyse plus facilement des objets tangibles et palpables. Il suffit ainsi de balayer de regard le modèle solide pour en avoir une vision globale. Il est enfin aisé de changer de point de vue en se déplaçant autour du modèle par exemple.

Outre les avantages de compréhension du système grâce au modèle solide selon l'invention, un tel modèle solide peut être construit très rapidement. Le gain de temps par rapport à la réalisation du même modèle avec un logiciel de conception permet de représenter rapidement des concepts de construction du système afin de les rendre compréhensible pour l'ensemble des concepteurs du système. De plus, il n'y a pas de limite de place en ce qui concerne les dimensions du modèle solide, ce dernier pouvant être construit dans un hangar par exemple ou dans une salle de réunion selon le niveau de détail souhaité. Un autre avantage de l'utilisation d'un modèle solide est qu'il peut 35 éventuellement servir de support pour le portage du modèle solide d'un

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de conception (40) d'un système (60), caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - une étape de construction (43) d'un modèle solide du système, ledit modèle solide (70) étant construit en respectant un méta-modèle solide, ledit modèle solide (70) utilisant des briques solides (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77) représentant des sous-systèmes du système, des liens solides (710, 720, 730, 740, 750, 760, 770) représentant des relations entre les sous-systèmes du système, les briques solides et les liens solides étant des objets physiques ; - une étape de dématérialisation (44) du modèle solide (70) en un modèle adapté à être interprété par un ordinateur. - une étape de construction (45) d'un modèle solide dématérialisé selon un méta-modèle adapté à la représentation du système (60) et à la sauvegarde du modèle dématérialisé par un ordinateur.
2. 2. Procédé de conception d'un système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le modèle solide comporte des diagrammes statiques (696, 70, 20) et des diagrammes dynamiques (300, 400, 409), les diagrammes statiques (696, 70, 20 définissant les liens entres les briques solides (710, 720, 730, 740, 750, 760, 770), les diagrammes dynamique définissant des successions de traitements (403, 404, 405), d'échanges de messages entre les sous-systèmes du système.
3. 3. Procédé de conception d'un système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le méta-modèle solide définit une grammaire pour le modèle solide, un contexte d'utilisation du système, un mode de représentation des briques et des liens solides selon leur type.
4. 4. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque brique solide (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77) et chaque lien solide (820, 821) comporte une étiquette d'identification. . Procédé de conception d'un système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étiquette d'identification spécifie des caractéristiques des sous-systèmes représentés par les briques solides, des caractéristiques 5 des relations représentées par les liens solides. 6. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les diagrammes sont reliés par un lien entre un même objet représenté dans des diagrammes différents. 7. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le méta-modèle comporte des informations sur une forme, une texture, une couleur pour chaque type de brique et type lien solides. 8. Procédé de conception selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de dématérialisation utilise un dispositif numérique de lecture et de reconnaissance du modèle solide. 20 9. Procédé de conception selon la revendication 8, caractérisé en ce que le modèle solide une fois lu est transcrit dans un fichier comportant des données nécessaires à la description du modèle solide et à l'interprétation des données de description du modèle solide par un ordinateur. 25 10. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de matérialisation du modèle solide à partir du modèle dématérialisé. 30 11. Procédé de conception d'un système selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de matérialisation comporte une étape de transcription du modèle dématérialisé en un fichier comportant des données nécessaires à la description du modèle solide. 1512. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de génération d'instructions de construction du modèle solide du système. 13. Procédé de conception d'un système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de construction du modèle solide à partir du fichier de description du modèle solide, des instructions de construction du modèle solide du système. 14. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'identification de différences entre le modèle solide et le modèle solide dématérialisé. 15. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconques des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le méta-modèle solide comporte des concepts de représentation présents dans le standard SysML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Systems Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation de systèmes. 16. Procédé de conception d'un système selon l'une quelconques des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le méta-modèle solide comporte des concepts de représentation présents dans le standard UML, acronyme pour l'expression anglo-saxonne Unified Modeling Langage, signifiant littéralement langage de modélisation unifiée. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de génération de code logiciel utilisé par un sous-système logiciel du système. 18. Dispositif de conception solide d'un système (60), caractérisé en ce qu'il comporte des briques (71, 72, 73, 74, 75, 76, 77) et des liens (710, 720, 730, 740, 750, 760, 770) solides, des étiquettes pour les liens et les briques solides, des dispositifs de lecture du modèle solide, lesdits dispositifs convertissant des informations de description du modèle solide en 2 9 84 56 1 26 données numériques, un ordinateur adapté à la prise en compte des données numériques de description du modèle solide pour construire un modèle solide dématérialisé, représentant le modèle solide.
5. 5 19. Dispositif de conception solide d'un système selon la revendication 18, caractérisé en ce que les étiquettes sont écrites à l'aide d'un stylo numérique comportant un système lecteur de données manuscrites. 10 20. Dispositif de conception solide d'un système selon la revendication 18, caractérisé en ce que les étiquettes sont des tags RFID acronyme pour l'expression anglo-saxonne Radio Frequency Identification, signifiant littéralement identification par fréquence radio, et en ce que le dispositif comporte en outre un dispositif lecteur RFID. 15 21 Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'au moins trois lecteurs RFID déterminent, selon un procédé de triangulation, une disposition des briques et liens solides dans un espace de représentation du modèle solide. 20 22. Dispositif selon la revendicationl8, caractérisé en ce que les étiquettes sont des codes-barres, et en ce que le dispositif comporte en outre un dispositif lecteur de codes-barres. 25 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé en ce que le dispositif de lecture du modèle solide convertit les données lues en données adaptées à être transmises à un ordinateur et à être interprétées par un ordinateur. 30 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 18 à 23, caractérisé en ce que le dispositif comporte un robot apte à construire le modèle solide selon des instructions générées par l'ordinateur comportant la description du modèle solide dématérialisé. 35