Spécification d'exigences physico-physiologiques en ingénierie d'un système support de maintenance aéronautique

Improving physical-physiological interaction requirements for maintenance enabling systems specification

• Auteur / Autrice : Romain Lieber
• Direction : Gérard Morel, Dominique Méry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, Traitement du Signal et des Images, Génie Informatique
• Date : Soutenance le 06/11/2013
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en automatique (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : François Peres
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Dupont, Didier Fass
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Chauvet, Bernard Riera

Mots clés

Mots clés contrôlés

Physiologie humaine

Maintenance automatisée

Modèles techniques

Systèmes homme-machine

Ingénierie des systèmes

Mots clés libres

Ingénierie de système support de maintenance basée sur des modèles

Interaction homme-machine

Exigences physico-physiologiques

SysML

Model-Based Support Systems Engineering

Human-Machine Interaction

Physical-Physiological Requirements

SysML

Résumé

Le cadre prescrit de l'ingénierie système, avant tout centré sur les systèmes techniques, doit évoluer pour permettre de prendre en compte dès la phase de spécification système les interactions critiques des systèmes homme-machine tels que le système de maintenance aéronautique. L'objectif est d'assurer que le comportement de ce type de système, dépendant des synergies entre les différentes interactions qui prennent place entre les constituants techniques et humains, soit maintenu dans un domaine de performances acceptables. La démarche d'intégration des facteurs humains en Ingénierie Système consiste alors à s'intéresser à la performance globale des diverses interfaces des systèmes homme-machine. Ces interfaces sont le siège d'interactions émergeantes complexes, dont certaines sont recherchées pour faciliter la performance globale visée et la résilience face à un environnement perturbateur non anticipé, et d'autres construites pour finaliser le système en regard de sa mission. Le paradigme exploré par nos travaux se fonde sur la possibilité de faire inter-opérer des modèles de processus physiologiques avec des modèles de processus techniques en spécification d'interaction homme-machine, en combinant un cadre de Modélisation Système avec celui Mathématique et Computationnel de la Physiologie Intégrative. Notre travail se focalise sur la spécification d'exigences physico-physiologiques d'une interaction de perception visuelle, modélisées avec SysML, pour que l'opérateur humain perçoive bien les propriétés symboliques "affordées" par les objets techniques qu'il doit maintenir dans des contextes opérationnels variables. Les résultats de ces travaux de spécification nous amène à proposer une nouvelle organisation d'une ingénierie système support de maintenance basée sur les modèles

Current Systems Engineering framework must evolve in order to take into account the critical interactions of human-machine systems since the specification phase. The objective is to ensure that the behavior of such systems is kept within an accepted domain of performances whatever is the context of use. Those performances depend on the synergies of the different interactions that take place between technical and human systems when operating a common object. Human Factors Integration in Systems Engineering also known as Human Systems Integration implies to start working on the overall performance of all the interfaces of a human-machine system. These different interfaces exhibit emerging complex interactions. Some of them are inquired to ease the whole system performances and facilitate system resilience capabilities within disruptive unanticipated environment. Other ones are designed to finalize the system mission according to the purpose of its context of use. The paradigm we have explored in our work is based on the hypothesis of possible inter-operations between physiological and technical processes for human-machine interaction specification by coupling a System Modeling Framework with the Mathematical Theory of Integrative Physiology one. Our work focuses on the physical and physiological requirements specification (modeled with SysML) of a visual perceptive interaction for human to perceive right the meaning of symbolic properties technical objects afford when they are being maintained in variable contextualized situations. Our specification work results lead us to propose a Model-Based Support Systems Engineering organization