Contexte

Les systèmes techniques d'aujourd'hui sont de plus en plus complexes en raison de l'essor rapide des nouvelles technologies dans un certain nombre de domaines industriels. Ces systèmes ont un défi en commun : la quantité et la complexité croissantes des logiciels. De plus, ces systèmes doivent être sûrs pour les humains et l'environnement. C'est pourquoi un certain nombre de réglementations et de normes de sécurité ont vu le jour au cours de la dernière décennie.

En conséquence, la portée et l'intensité des évaluations de la sécurité des systèmes techniques requises pour se conformer à ces réglementations et normes de sécurité se sont considérablement accrues. Cependant, cela a également un impact sur l'approche actuelle des évaluations de sécurité qui sont principalement effectuées "manuellement", c'est-à-dire les outils d'analyse de sécurité disponibles dans le commerce et utilisés dans tous les secteurs, qui ne sont plus à jour pour faire face à la complexité des systèmes techniques.

Afin de faire face à la complexité croissante des systèmes techniques et aux exigences de mise sur le marché plus rapide tout en garantissant le niveau de sécurité requis, un cadre pour l'optimisation des concepts de système en fonction des exigences, en conjonction avec une analyse de sécurité basée sur un modèle (MBSA) ou une ingénierie des systèmes basée sur un modèle (MBSE), est proposé pour cette recherche. En intégrant la MBSA dans le développement des concepts de système basé sur la MBSE, une procédure automatisée a été développée en respectant les réglementations/normes de sécurité pertinentes.

Résultats

La procédure automatisée MBSE-MBSA est disponible pour les partenaires industriels après avoir été testée pour plusieurs cas d'utilisation. Cette procédure permet la génération automatique d'artefacts FTA et FMEA à partir d'un modèle de système technique qualitatif commun décrit avec le langage SysML.

La modélisation SysML comprend à la fois la description du comportement nominal du système et du comportement du système en cas de défaillance. Cette méthode de modélisation du système assure une intégration complète MBSE-MBSA permettant aux partenaires industriels d'identifier plus tôt dans la phase de conception préliminaire les aspects critiques et, dans de nombreux cas, les aspects de conception liés à la sécurité.

La procédure automatisée combine la méthode de modélisation du comportement nominal et du comportement de défaillance du système en utilisant SysML et l'analyse de sécurité couplée en utilisant smartIflow Workbench développé par l'Université des Sciences Appliquées d'Ulm avec la génération automatique des artefacts d'analyse de sécurité.

Valorisation des résultats

Les quatre partenaires industriels utilisent les résultats de différentes manières :

• A travers le réseau d'expertise constitué par la recherche SysRO, les savoir-faire MBSE-MBSA des entreprises industrielles partenaires ont été directement valorisés dans leurs pratiques industrielles.
• La création automatique des artefacts de sécurité permet d'éviter les erreurs humaines d'omission ou de mauvaise compréhension du système technique et a l'avantage d'être également reproductible. Les artefacts FTA et FMEA générés automatiquement sur un modèle qualitatif sont bien adaptés à la validation des concepts de système.
• Les solutions appropriées pour modéliser le système de haut niveau, pour contrôler la taille du système de transition et pour calculer les modes de défaillance potentiels nécessitent des recherches et des développements supplémentaires (limitations avec la complexité des cas industriels). Le potentiel de la procédure automatisée est démontré.

Partenaires

Partenaires industriels :
Brusa Elektronik AG - Johnson Electric International AG - Liebherr Machines Bulle SA - Meggitt SA

Partenaires académiques :
Ecole d'Ingénierie et d'Architecture de Fribourg - ROSAS - Institut des Systèmes Intelligents et Sécurisés (iSIS) - Institut des Systèmes d'Ingénierie Durable (SeSi) - Université des Sciences Appliquées d'Ulm

Organisme de financement de la recherche :
Nouvelle Politique Régionale du canton de Fribourg