Contribution to the consistency management of systems engineering, multi-physics and safety models

Le développement d'un système mécatronique implique la collaboration de différents concepteurs qui ont, normalement, des points de vue différents sur le système global pour gérer sa complexité. Par conséquent, de multiples modèles sont créés pour les divers domaines tels que le génie mécanique, l’électronique, le logiciel, etc. Ces modèles utilisent différents formalismes, différents langages de modélisation et divers outils pour répondre à des préoccupations spécifiques. Ceci pose le problème de la bonne collaboration entre les différentes équipes pluridisciplinaires pour pouvoir mener à terme l’opération de conception. Pour gérer ce problème, il est impératif d'identifier et de résoudre les incohérences potentielles entre les modèles afin de minimiser les coûts et le temps de développement avant les phases de vérification et de validation. Le présent travail de thèse propose une nouvelle méthodologie de collaboration qui aura pour objectif de maintenir la cohérence entre les différentes disciplines d'ingénierie tout au long du cycle de développement des systèmes mécatroniques. Nous proposons une approche de synchronisation pour vérifier la cohérence des modèles d’un même système de manière continue pendant le processus de conception multidisciplinaire. Notre contribution dans cette thèse consiste à démontrer comment les techniques de transformation des modèles peuvent être utilisées ; premièrement, pour abstraire divers modèles d'ingénierie dans un formalisme commun basé sur la théorie des graphes et, deuxièmement, pour mettre à jour les modèles avec les changements appropriés évalués par un chef de projet. Les méthodes développées permettent également de détecter automatiquement les différences et de proposer les séquences où la prise des décisions entre les différents choix possibles est essentielle pour résoudre les incohérences.The development of a mechatronic system involves different designers having various viewpoints on the overall system to handle its complexity. Consequently, multiple models are created from a variety of domains such as mechanical, electronic, and software engineering. These models use different formalisms, modeling languages, and tools to address specific concerns. The major challenge of this approach is to identify and solve any potential inconsistency between models in order to minimize costs and development time before the verification and validation phases. This paper proposes a new collaborative methodology to maintain consistency between different engineering disciplines at an early stage of the development cycle of mechatronic systems. We apply a model synchronization approach to actively check for model consistency in a continuous way during the multidisciplinary design process. As a novel contribution of this thesis, we demonstrate how model transformation techniques can be employed; firstly, to abstract various engineering models in a common formalism based on graph theory and, secondly, to update models with appropriate changes evaluated by a project manager. We also show how to detect the differences automatically, and we discuss where designer decisions are essential