Le SysML

Le SysML
Table des
matières
I - La place du SysML dans le programme de STI2D
5
II - Introduction
7
III - Pourquoi l'UML ?
9
IV - Nos graphes description actuels
13
V - Inventaire des graphes SysML?
17
VI - Que va nous apporter l'UML / le SysML ?
21
VII - Présentation de la Tamiya TT01 H-Cell
25
VIII - Les diagrammes SysML de la voiture hybride
27
IX - Les diagrammes du portail automatique
37
X - Quel logiciel utiliser pour dessiner les graphes ?
41
XI - Utilisation de Modelio
43
XII - Installation du Module SysML de Modelio
45
[email protected]
3
La place du SysML
dans le
programme de
STI2D
I-
I
Le Terme SysML apparaît 3 fois dans le programme, il a remplacé l'UML qui était
dans le projet de programme.
Le SysML dans le programme STI2D
Le guide d'accompagnement précise l'usage du SysML et marque les limites.
[email protected]
5
La place du SysML dans le programme de STI2D
L'approche SysML dans le programma STI2D
6
[email protected]
II -
Introduction
II
UML et SysML
Nous avons
 13 graphes UML (9 courament utilisés)
 11 graphes SysML (8 courament utilisés)
 4 graphes sont communs
 6 graphes seulement en STI2D
13 graphes
[email protected]
7
III -
Pourquoi l'UML ?
III
L'UML est un outil de conception fait au départ pour les informaticiens, le SysML qui
découle de l'UML est lui plus destiné aux systèmes même s'il en reprend l'essentiel.
Pour décrire le fonctionnement d'un programme, l'informaticien dispose des outils
de l'algorithmique.
Algorithmique et algorigramme
Devant la complexité croissante des programmes informatiques, conçus par
plusieurs équipes, il a fallu trouver un outil de conception plus élaboré.
La SADT a été une étape vers la description des systèmes informatiques plus
complexes mais elle a montré des limites.
SADT
Devant la complexité croissante des programmes informatiques, conçus par
[email protected]
9
Pourquoi l'UML ?
plusieurs équipes, il a fallu trouver un outil de conception plus élaboré.
L'UML est un outil de conception utilisé principalement en informatique. Nous
utiliserons SysML comme outil de description de systèmes .
 UML : Unified Modeling Language
(Langage de modélisation unifié)
 SysML : Systems Modeling Language
(Langage de modélisation de systèmes)
L'UML ou le SysML sont "souples", on peut les utiliser pour décrire tout ou partie
d'un système, d'un point de vue structurel (statique), d'interactions ou
comportemental.
Un handicap important est le manque de références en description de systèmes.
Toutes les recherches sur Internet nous amènent sur des exemples en informatique
et en anglais qui sont inadaptés à nos besoins.
Exemple UML compliqué
Exemple de ce que l'on trouve
L'implémentation des modèles (classes, ...) se fait sous la forme de jeu d'artefacts.
On dit qu'un artefact peut manifester, c'est-à-dire résulter et implémenter, un
ensemble d'éléments de modèle. On appelle manifestation la relation entre un
élément de modèle et l'artefact qui l'implémente. Graphiquement, une
manifestation se représente par une relation de dépendance stéréotypée
«manifest» Une instance d'un artefact se déploie sur une instance de nœud.
Graphiquement, on utilise une relation de dépendance (flèche en trait pointillé)
stéréotypée «deploy» pointant vers le nœud en question L'artefact peut aussi être
inclus directement dans le cube représentant le noeud En toute rigueur, seul des
artefacts doivent être déployés sur des nœuds. Un composant doit donc être
manifesté par un artefact qui, lui-même, peut être déployé sur un nœud.
10
[email protected]
Nos graphes
description
actuels
IV
IV -
La carte mentale
Pour mettre en page, organiser ses
idées
La carte mentale
Le schéma synoptique
Montrer "visuellement" l'architecture
du système
Le schéma synoptique
Les diagrammes pieuvre et sagital
Pour montrer les interactions d'un
système avec son environnement
Diagramme pieuvre et sagital
Le diagramme fast
[email protected]
11
Nos graphes description actuels
Pour montrer le matériel associé aux
fonctions
Le diagramme fast
Le diagramme des classes d'équivalences et le graphe des liaisons
Pour représenter l'agencement d'un
système mécanique
Graphes des liaisons et d'équivalence
Le schéma cinématique
Pour représenter les liaisons dans un
système
Le schéma cinématique
Le schéma fonctionnel
Pour représenter l'agencement des
fonctions d'un système
Le schéma fonctionnel
Les chaîne d'énergie et chaîne d'information
Pour montrer les interactions des
chaînes d'énergie et d'information
Chaînes d'information et d'énergie
L'algorithmique, l'algorigramme et le GRAFCET
12
[email protected]
Nos graphes description actuels
Pour décrire le fonctionnement d'un
programme
Algorithme, algorigramme et grafcet
La SADT
Pour décrire un système du général
au particulier
SADT
Le chronogramme
pour décrire chronologiquement la
variation de grandeurs physiques ou
logiques
Les chronogrammes
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13
Inventaire des
graphes SysML?
V-
V
Que va nous apporter le SysML?
Les 8 graphes SysML
Le diagramme de cas d'utilisations
Montrer les interactions entre les
acteurs extérieurs au système et les
fonctionnalités du système
Diagramme de cas d'utilisation seul
Le recyclage ne se justifie ici que dans le cas d'un travail sur l'eco-conception
Le diagramme SysML de séquence
Décrire
chronologiquement
les
échanges de messages au sein d'un
système
Diagramme de séquence seul
Le diagramme SysML d'états-transitions
Décrire le comportement interne d'un
système par les changements d'états
Diagramme d'états transitions de la Tamiya
H-Cell
[email protected]
15
Inventaire des graphes SysML?
Le diagramme SysML d'activité
Décrire l'enchainement des actions
pour une activité du système
Diagramme d'activité seul
Le diagramme SysML de définition de bloc
Représenter un système sous forme
de blocs hiérarchisés
Diagramme de définition de bloc seul
Le diagramme SysML de bloc interne
Montrer les liens entre les "ports" des
différents blocs du système
Diagramme de bloc interne seul
Le diagramme SysML des exigences
Montrer graphiquement les exigences
auxquelles doit satisfaire un système
Diagramme des exigences seul
Le diagramme SysML paramétrique
Modéliser les différents blocs d'un
système
Diagramme paramétrique seul
16
[email protected]
Que va nous
apporter l'UML /
le SysML ?
VI -
VI
Les catégories de graphes




Les graphes structurels qui décrivent le système de façon statique
Les graphes comportementaux qui montrent le fonctionnement dynamique
du système
Le graphe des exigences
Le graphe de modélisation
Les catégories de graphes
Les graphes structurels
 La carte mentale
 Le diagramme pieuvre
 Le schéma synoptique
 Le graphe des liaisons
 Le schéma cinématique
 Le schéma fonctionnel
 Les chaînes d'énergie et d'information
 Le diagramme fast
 La SADT
 Le diagramme SysML de définition de bloc
 Le diagramme SysML de bloc interne
Les catégories de graphes
Les graphes comportementaux
 L'algorigramme
 Le GRAFCET
 Les chronogrammes
 Le diagramme UML/SysML
 Le diagramme UML/SysML
 Le diagramme UML/SysML
 Le diagramme UML/SysML
de cas d'utilisation
de séquence
d'états-transitions
d'activité
Les catégories de graphes
Le graphe des exigences
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17
Que va nous apporter l'UML / le SysML ?
Le graphe SysML des exigences
(Le diagramme fast)
Le graphe de modélisation
 Le graphe SysML paramétrique


Les catégories de graphes
Voici l'intérêt de L'UML et du SysML, nous avions
 Peu d'outils pour décrire le comportement des systèmes.
 Pas d'outil pour décrire les exigences du système
 Pas d'outil pour modéliser les systèmes
Ensemble des graphes SysML
Bilan des graphes Sysml
Limitation des graphes SysML en STI2D
18
[email protected]
Que va nous apporter l'UML / le SysML ?
Limitation des graphes Sysml en STI2D
[email protected]
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Présentation de
la Tamiya TT01 HCell
VII -
VII
La voiture radio-commandée Tamiya TT01 H-Cell est une voiture hybride
électrique/hydrogène
Elle dispose de deux sources d'énergie
 Une batterie NiMH de 1800mA.h sous 7.2V




Deux réservoir d'hydrogène de 10l chacun
L'hydrogène est converti en énergie électrique par un pile à combustible de
30W
Un gestionnaire d'énergie assure la gestion des énergies
Une carte d'acquisition permet de mesurer les différents paramètres de
fonctionnement
Photo de la Tamiya H-Cell
Schéma synoptique
[email protected]
21
Présentation de la Tamiya TT01 H-Cell
Schéma synoptique de la Tamiya H-Cell
22
[email protected]
Les diagrammes
SysML de la
voiture hybride
VIII -
VIII
Le diagramme de cas d'utilisation




Il nous permet voir les actions
des acteurs sur le système.
Les acteurs agissent sur le
système
Ce graphe doit se limiter à
l'utilisation
"normale"
du
système
Y montrer tout le cycle de vie
semble inutile
Diagramme de cas de la H-cell
Le diagramme d'état


Il nous permet voir les états
du
système
selon
les
événements.
Il est amené à remplacer le
Grafcet
Diagramme d'état avec légende
Le diagramme d'état transition pour les mesures
Les différents états du système avec les transitions
Il décrit le comportement comme un GRAFCET
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23
Les diagrammes SysML de la voiture hybride
Diagramme d'états transitions de la Tamiya H-Cell
Un diagramme d'état transition commenté
Diagramme d'état commenté
Le diagramme de séquence
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[email protected]
Les diagrammes SysML de la voiture hybride




Chaque objet du système
dispose d'une ligne de vie avec
des zones d'activité et de
repos
L'axe du temps va du haut
Diagramme de séquence avec légende
vers le bas
Il nous permet voir les messages échangés entre les lignes de vie
chronologiquement.
Les information échangées entre les lignes de vis sont des messages
Diagramme de séquence commenté
Diagramme de séquence commenté
Diagramme de séquence commenté
Les boucles et les opérations correspondent ici à des parties de programme.
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25
Les diagrammes SysML de la voiture hybride
Diagramme de séquence commenté suite
Le diagramme des exigences
Il nous informe sur les exigences auxquelles doit satisfaire le système
Il permet une organisation hiérarchique des exigences et l'association avec les
éléments du modèle
Diagramme des exigences seul
Le diagramme des exigences
Différents liens possibles
26
[email protected]
Les diagrammes SysML de la voiture hybride
Diagramme des exigences commenté
Le diagramme de définition de bloc


Il permet de découper le
système en entités distinctes
Le système est décrit de façon
hiérarchique
Diagramme de définition de bloc seul
Le diagramme de définition de bloc
[email protected]
27
Les diagrammes SysML de la voiture hybride


Les
port
sur
les
bloc
représentent entrées et sorties
de flux
Ces flux peuvent être de toute
nature
Matière
fluide, gaz, objet...
diagramme de définition de bloc de la H-Cell
Energie
commenté
Electrique, mécanique...
Information
Logique, analogique...
Le diagramme de définition de bloc
Ici le diagramme est limité à
deux parties
Les sources d'énergie
La propulsion du véhicule
Seulement les ports sont représentés
ici mais pas les flux entre les ports

Diagramme de définition de bloc de la
Tamiya H-Cell
Le diagramme de bloc interne
28
[email protected]
Les diagrammes SysML de la voiture hybride


Ce diagramme permet de
détailler un bloc et de montrer
les flux internes
Les
flux
sont
clairement
identifiés avec un sens de
circulation
Des flux d'information (dt)
Des
flux
d'énergies
Diagramme de définition de bloc interne de
(électrique et mécanique)
la Tamiya H-Cell
Des flux de matière (gaz et
liquides)
Le diagramme de bloc interne

Le
diagramme
de
blocs
internes doit permettre un lien
assez
direct
avec
la
modélisation des systèmes.
Ce rôle est plutôt donné en
général
au
diagramme
paramétrique quil est exclu du
champs STI2D.
Lien entre graphe bloc et simulation
Logiciel de modélisation Open-Modelica
Les flux d'énergie dans le système
Les flux d'énergie varient au cours du temps dans le système.
Le diagramme de Sankey (non SysML) permet de montrer ses flux
Diagramme de Sankey
Comment montrer les variations des flux d'énergies
le diagramme de blocs internes va nous permettre également de montrer la
variation des flux d'énergie dans le système
[email protected]
29
Les diagrammes SysML de la voiture hybride
Chronogramme des échanges d'énergie
Comment montrer les variations des flux d'énergies
Cas 1 : la pile à combustible charge la batterie
si la voiture est au repos
Flux d'énergie, la pile charge la batterie
Comment montrer les variations des flux d'énergies
Cas 2 : la pile à combustible et la batterie alimentent la voiture
Si le besoin de courant est important
30
[email protected]
Les diagrammes SysML de la voiture hybride
Flux d'énergies pile et batterie vers moteur
Comment montrer les variations des flux d'énergies
Cas 3 : la pile à combustible charge la batterie
Elle alimente également la voiture si le besoin en courant est faible
La pile alimente le moteur et charge la batterie
[email protected]
31
Les diagrammes
du portail
automatique
IX -
IX
Diagramme de cas d'utilisation
Cet essai de diagramme a été mis en ligne
Les visiteurs ont pu laisser leurs commentaires
Il regroupe des erreurs à ne pas faire
Diagramme de cas d'utilisation du portail
Diagramme d'états transitions
Cet essai de diagramme a été corrigé pour prendre en compte les remarques.
[email protected]
33
Les diagrammes du portail automatique
Diagramme d'état du portail automatique
Les commentaires des visiteurs






34
le diagramme de cas d'utilisation me semble "trop fonctionnel" (trop
détaillé), en principe un cas d'utilisation groupe un ensemble de
fonctionnalités similaire. par exemple : déplacer ventaux, décoder signal
sont des activités pas des cas d'utilisation
habituellement on s'intéresse uniquement à l'application on ne mélange
donc pas la pose et le fonctionnement "pas d'UC installation du portail et pas
d'acteurs associés" mais plutôt "configuration"
pour le le second diagramme il a confusion entre événement et garde
(condition)
L'installateur ne doit pas apparaître car il n'est pas l'utilisateur du système.
Un acteur est une entité ayant un comportement. Ce n'est pas le cas de
l'énergie, obstacle, etc. A la rigueur en renommant "Obstacle" en "Détecteur
d'obstacle", ça irai
Ensuite concernant la dénomination des use cases, il n'y a pas de cohérence
de point de vue. Ainsi "détecter les obstacles" prend le point de vue du
[email protected]
Les diagrammes du portail automatique





portail, alors que "Installer le portail" prends le point de vue de l'acteur. Il
est d'usage de prendre le point de vue de l'acteur.
Il faudrait modifier : * "Donner accès à la propriété" en "gérer l'accès à la
propriété", * "détecter les obstacles" en "éviter les dommages corporels et
matériels", * etc.
Ensuite, sur la forme, le mot "portail" ne devrait pas être dans un cartouche
mais centré.
Enfin il manque le cartouche du diagramme pour être un diagramme SysML.
puisque nous devons utiliser cet outil dans le cadre de la formation STI "dd",
que tout système a une durée de vie et que "l'installation" y figure, ne
faudrait-il pas y intégrer son "démantèlement" et sa "revalorisation" ?
Glad I've finally found smeothing I agree with !
[email protected]
35
Quel logiciel
utiliser pour
dessiner les
graphes ?
X-
X
liste de logiciels






Visual Paradygm : en partie gratuit, lourd à utiliser
ArgoUML : libre, pas UML2, pas SysML
Altova : TB, SysML, mais limité à 30 jours
Papyrus / Eclipse : libre, SysML, installation délicate
Modélio free : simple, gratuit, documenté en Français,
Avec un module SysMl, export au format .doc
MagicDraw avec une licence de 3 mois renouvelable
Modelio







J'aurais tendance à conseiller Modelio, il existe une version académique de
Modelio également gratuite, je ne sais pas ce qu'elle apporte par rapport à la
version gratuite en ligne, l'inconvénient est de devoir saisir des clés
d'activation chaque année.
Toujours au sujet de modelio, il existe aussi un module Sysml
J'ai également découvert qu'il semble pouvoir fonctionner en version
portable sans installation sur une clé ou en réseau
Cela reste à confirmer par des tests plus poussés. Il suffit de copier le
dossier Modelio qui est dans Program Files.
Il a aussi pour avantage une bonne documentation en Français
Son défaut est de ne pas bien identifier un fichier de travail qui est par
défaut dans le profil Windows de l'utilisateur sous forme d'une arborescence
de dossiers. Un projet doit donc être sauvegardé sous forme de fichier zip et
décompressé dans le dossier Workspace de modélio
Nous cherchons essentiellement un outil de dessin et de nombreuses
fonctionnalités liées à la programmation informatique ne nous sont pas
utiles.
On peut d'ailleurs utiliser n'importe quel outil de dessin pour faire des
graphes Sysml, j'en ai fait avec OpenOffice Draw ce qui laisse beaucoup plus
de liberté graphique dans la mesure où nous n'avons pas de code à générer.
Cependant, l'avantage des outils dédiés est d'imposer une rigueur d'écriture
et probablement une cohérence entre les différents graphes mais ce n'est
pas évident.
[email protected]
37
Utilisation de
Modelio
XI -
XI
Installer Modelio
Télécharger Modelio sur http://www.modeliosoft.com/fr/ ainsi que le module SysML
Télécharger le logiciel Modelio
Le module SysML de Modelio
[email protected]
39
Installation du
Module SysML de
Modelio
XII -
XII
L'installation du module SysML est un peu délicate
[email protected]
41
Installation du Module SysML de Modelio
Il faut dans un premier temps
télécharger l'archive sur le site
 Il faut ensuite lancer le logiciel
Modelio
 Créer et ouvrir un nouveau
projet
 Aller dans le menu MDA /
Installer un module
 Aller chercher ensuite le fichier
Installation du module SysML
jmdac dans le dossier BIN
 fichier SysMLEngines.jmdac
Vous disposez alors de la génération de diagrammes SysML dans le menu
contextuel

42
[email protected]