Diagnosticabilité et diagnostic de systèmes technologiques pilotés : développement d'une chaîne de conception outillée d'un système de diagnostic appliquée aux systèmes technologiques pilotés

Diagnosability and diagnosis of technological systems : tool-chain development for diagnosis system design of technological systems

• Auteur / Autrice : Michel Batteux
• Direction : Philippe Dague
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 31/12/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Informatique de Paris-Sud
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche en informatique (Orsay, Essonne ; 1998-2020) - Laboratoire d'Ingénierie dirigée par les modèles pour les Systèmes Embarqués - Laboratoire de Recherche en Informatique - Laboratoire d'Ingénierie dirigée par les modèles pour les Systèmes Embarqués
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Sherpa Engineering
• Jury : Président / Présidente : Marie-Odile Cordier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Odile Cordier, Luca Console, Louise Travé-Massuyès, Burkhart Wolff, Nicolas Rapin, Philippe Fiani, Jean Brunet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Luca Console, Louise Travé-Massuyès

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fiabilité

Détection de défaut (ingénierie)

Ingénierie des systèmes

Mots clés libres

Diagnostic

Diagnosticabilité

Système technologique piloté

Modélisation de défauts

Diagnosis

Diagnosability

Technological system

Faults modeling

Résumé

Un système technologique piloté est constitué d’une variété de composants interagissant ensemble et combinant de multiples phénomènes physiques. Ces composants, subissant un stress en fonctionnement, finissent par être affectés par des défauts pouvant avoir de graves conséquences pour l’intégrité du système lui-même ou son environnement. Ces défauts sont généralement répertoriés par des techniques de sureté de fonctionnement et classés par ordre de criticité.Une solution, pour réduire les sinistres consécutifs à la survenue d’un défaut critique, est de mettre en place un diagnostiqueur embarqué capable, dans un délai bref, de détecter cette survenue puis d’identifier le défaut, en vue de placer le système dans un mode de fonctionnement plus sûr. Il apparaît alors impératif, durant la conception du diagnostiqueur, d’étudier la diagnosticabilité des défauts, étude consistant à s’assurer que le diagnostiqueur sera toujours capable de détecter et d’identifier sans ambiguïté les défauts préalablement répertoriés.Cette thèse établit une chaîne complète de développement d’un diagnostiqueur embarqué pour les systèmes technologiques pilotés. Y sont décrites, dans un cadre théorique unifié et cohérent basé sur l’utilisation de modèles homogènes, toutes les étapes depuis la conception jusqu’à la réalisation du diagnostiqueur : représentation comportementale du système et modélisation des défauts, étude de la diagnosticabilité de ces défauts, puis génération du diagnostiqueur lui-même. Le lien rigoureux établi entre l’étude de la diagnosticabilité et la génération du diagnostiqueur, qui fonde la correction et la cohérence de l’approche, constitue un aspect saillant et original de ces travaux.Cette thèse résulte d’un projet collaboratif réunissant l’entreprise Sherpa Engineering, le Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI) unité mixte de recherche de l'Université Paris-Sud et du CNRS et enfin le Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Embarqués (LISE) du CEA LIST.

A technological system is constituted with many components interacting with each other and combining multiple physical phenomena. Those components may be affected by faults resulting in serious damage to the system integrity or its environment. Those faults are generally listed by using safety analysis methodology and classified according to their severity level.A solution for reducing damages resulting from the occurrence of a critical fault is to embed a diagnosis system, which can quickly detect its occurrence and identifying the fault, this in order to put the system in the appropriate safety mode. Therefore the design process of this diagnosis system must include a diagnosability study of faults. It consists in checking that the diagnosis system will always be able to detect and identify any of the listed faults without ambiguity.This thesis introduces a complete tool-chain to develop a diagnosis system for technological systems. By using a unified theoretic and coherent framework relying on homogeneous models, all steps from the conception to the construction of the diagnosis system are described: behavioral representation of the system and faults modeling, diagnosability study of faults, generation of the diagnosis system. The rigorous link established between the diagnosability study and the associated diagnosis system generation, which ensures the coherence and correction of this approach, constitutes a salient and original aspect of this work.This thesis results from a collaborative project between the company Sherpa Engineering, the Laboratory for Computer Science (LRI) at Université Paris-Sud, joint with CNRS, and the Laboratory of Model driven engineering for embedded systems (LISE) from the CEA/LIST.