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FRE 2734

Approche par composant :Un cadre pour l’ingénierie de la

commande

GDR MACS – 16-17 novembre 2006

Jean-Louis LALLICAN

<lallican@iuplo.univ-ubs.fr>

LESTER/UBS - Equipe Systèmes Reconfigurables

Dirigé par : Pascal Berruet

André Rossi

Jean-Luc Philippe

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FRE 2734

PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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CONTEXTE

• Systèmes transitiques

• Commandes réparties

Elevator

Conveyor B

AG

V D

Storage areaPreparation platform

Area

Conveyor C

Conveyor A

Consignment

C1

C2

C3 C4

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PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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OBJECTIFS

• Modélisation d’un système transitique en utilisant une approche par composant

• Génération de la commande à partir du modèle du système

• Vérification du bon fonctionnement du système commandé par simulation conjointe PO/PC

Aide à la conception du système commandé

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PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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Approche

Génération du modèle de la partie opérative

Simulation conjointe de la partie opérative et de la partie commande

Génération du code de commande

Librairie de composants

Verificationnon

oui

Chargement sur les API présents dans le système de commande

Modélisation du système :Utilisation d’une approche par composant

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Approche

Génération du modèle de la partie opérative

Simulation conjointe de la partie opérative et de la partie commande

Génération du code de commande

Librairie de composants

Verificationnon

oui

Chargement sur les API présents dans le système de commande

Modélisation du système :Utilisation d’une approche par composant

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PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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Modèle

Meta modèle

Système

Notions de base [Bézivin, 2005]

Conforme à

Représenté par

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La ville de Lorient

Le plan de la ville de Lorient

La légende

Légende :

route

habitation

…

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MOF

Meta modèle 1 Meta modèle 2

Modèle 1 Modèle 2

Définition des transformations

Application des transformations

Niveau M3

Niveau M2

Niveau M1

Définition d ’une transformation de modèle

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PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l'approche

• Introduction à l'ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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Exemple de système

Fonctionnement :On souhaite éjecter les colis présents en A

Convoyeur motorisé en fonctionnement permanent

post a

C1

Jack Va

A

Ca-

Ca+

C

E S

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Definitions

Construction d’un système => assemblage de composants élémentaires

Composant : - élément modélisant une partie d’un système

- inclut différentes vues pour décrire le système

- constitué d’un ensemble d ’opérations

Vue : correspond à un modèle d’un aspect du composant

Composant contient : - vue opérative

- vue commande

- vue contrainte

- vue graphique

- vue surveillance

- vue supervision

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Fonctions / Opérations / Composants

Définition : Une opération est une fonction implémentée par une ressource [Toguyéni, 1993]

Classification : 2 types de fonctions générique

contextuelle

3 types d’opérations basique

contextuelle

contextuelle effective

5 types de composants basique

support

base enrichie

contextuel effectif

système

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Opération basique : fonction générique réalisée par un composant.

Opération contextuelle : fonction contextuelle réalisée par un composant de base enrichi.

Opération contextuelle effective : fonction contextuelle réalisée sur un produit par un composant contextuel effectif ou un composant système.

Types d’Opérations

Ex : Sortir Vérin, Détecter pour un capteur

Ex : Détecter position Vérin sorti par un capteur fdc

Ex : Transfert d ’une zone à une autre par un vérin ou un convoyeur

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Méta-Modèle « Opération »

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Méta-Modèle « Typologie des Opérations »

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Types de Composants

Composant base : Constitué d’opérations basiques

Composant support : Constitué d’opérations basiques

Défini une zone d’évolution pour les produits

Composant base enrichi : Constitué d’opérations contextuelles.

Composant contextuel effectif ou système : Constitué d’opérations contextuelles effectives

Ex : Vérin, Butée, Capteur, ...

Ex : Convoyeur, Courbe...

Ex : Vérin associé à un capteur ddc et un capteur fdc

Ex : Convoyeur + Capteur(s) + ...

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Méta-Modèle « Typologie des Composants »

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Modélisation du système exemple

post a

C1

Jack Va

A

Ca-

Ca+

C

E S

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Modélisation du système exemple

Obtenus par construction

Issus de la bibliothèque et paramètrés

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• vue opérative : contient un ensemble de paramètres physiques liés au composant

• vue commande : contient un modèle de commande du composant

• vue contrainte : correspond à une description des conditions de début et de fin d ’activations des opérations contextuelles effectives (de types

d ’actions)

• vue graphique : contient un modèle topologique du composant

• vue surveillance : la surveillance est chargée de détecter un dysfonctionnement du système.

• vue supervision: La supervision a pour rôle de prendre les décisions nécessaires pour le retour à un fonctionnement

normal (reconfiguration)

Vues

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Méta-Modèle « Vue Commande »

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Modélisation du système exemple (Vue graphique)

C1a C1b V1

Conv 1 1 2 3

4

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Modélisation du système exemple (vue contrainte)

Fonctionnement :

On souhaite éjecter les colis présents en A

Convoyeur motorisé en fonctionnement permanent

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FRE 2734

Méta-Modèle « Système »

Modélisation du système exemple

post a

C1

Jack Va

A

Ca-

Ca+

C

E S

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Automate

Capteurs/Actionneurs

Réseau Extérieur

ASI

Méta-Modèle

« Architecture du système de commande »

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Modélisation du système exemple

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FRE 2734

PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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Generation de la commande

• Instanciation des modèles contenus en bibliothèque lors du choix des composants

• Ajout des commandes hiérarchiques

Principe :

Commande Hiérarchique :

Ca+ Ca- Va C1a Ba

Vérin

Conv

Ejecteur

Système

Commande de base

Commande hiérarchique n1

Commande hiérarchique n2

Commande hiérarchique n3 post a

C1

Jack Va

A

Ca-

Ca+

C

E S

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FRE 2734

Flot d’obtention du code de contrôle/commande

Algorithme de génération des vues commandesAlgorithme de génération des vues commandes

Extraction et juxtaposition des vues commandesExtraction et juxtaposition des vues commandes

PartitionnementPartitionnement

Modèle Composant partiel

Modèle Composant complet

Modèle de commande

Code de commande

Bibliothèque de templates de commande

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FRE 2734

Etapes de l’algorithme de génération des vues commandes des composant agrégés

Phase 1 Génération des vues commandes descomposants de base enrichi

Phase 2 Génération des vues commandes descomposants contextuels effectifs

Phase 3 Génération de la vue commande duComposant système

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FRE 2734

Démarche de génération de la vue commande d’un composant BE

Choix du Template de commandeChoix du Template de commande

Template de commandenon renseigné

Renseignements des TemplatesRenseignements des Templates

Modèle de commanded’un CBE

Algorithme de génération du modèle de commande d’un CBE

Algorithme de génération du modèle de commande d’un CBE

Opérations contextuellesModèle topologique

Variables Globales

Composant de base enrichi

Composant basique

Opération(s) basique(s)

VG(s) VCom

Vue graphique

Pour chaque Op Contextuelle :

Composant basique

Opération(s) basique(s)

VG(s) VCom

FRE 2734

Démarche de génération de la vue commande d’un composant BE : Application au système exemple

CBE 1

Ca- Ca+ Va

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FRE 2734

Démarche de génération de la vue commande d’un composant CE

Ops contextuelles

Variables Globales

Composant de base enrichi

Composant basique

Vue graphique

Vue graphique

Vue commande

Vue contrainte

Variables Globales

Opérations contextuelles effectives

Composant Contextuel Effectif

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Choix du Template de commandeChoix du Template de commande

Template de commandenon renseigné

Renseignements des TemplatesRenseignements des Templates

Modèle de commanded’un CCE

Algorithme de génération du modèle de commande d’un CCE

Algorithme de génération du modèle de commande d’un CCE

Pour chaque Op Cont Effective :

Composant basique

Opération(s) basique(s)

VG(s) VCom

FRE 2734

Démarche de génération de la vue commande d’un composant CE : Application au système exemple

CBE 1 C1

CCE 1

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FRE 2734

Démarche de génération de la vue commande d’un composant système

Simplification des vues contraintes desCCE(s) et du

composant système

Simplification des vues contraintes desCCE(s) et du

composant système

Modèle de commanded’un CS

Algorithme de génération du modèle de commande d’un CS

Algorithme de génération du modèle de commande d’un CS

Composant de base enrichi

Composant basique

Vue graphique

Vue contrainteVariables Globales

Ops contextuelles éffectives

Composant Contextuel Effectif

Composant Système

Vue contrainte

Vue graphique

Vue commande

Contraintes de commande

Variables Globales

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Choix du Template de commandeChoix du Template de commande

Template de commandenon renseigné

Renseignements des TemplatesRenseignements des Templates

Pour chaque contrainte de commande :

FRE 2734

Démarche de génération de la vue commande CS : Application au système exemple

CCE 1

Composant système

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FRE 2734

PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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FRE 2734

Cadre logiciel

Génération de codeAffinage de la P O

Modélisation du système: Utilisation d ’une approche par composant

Génération de la commandeGénération fichier P O

Simulation Partie CommandeSimulation Partie Opérative

XML

XML

XML

Code TIC Straton

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1 Fichier d’entrée 2 Répertoire de sortie

3 Vérification 4 Exécution

Cadre logiciel

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Application

post a

C1

Jack Va

A

Ca-

Ca+

C

E S

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Application

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FRE 2734

PLAN

• Contexte

• Objectifs

• Présentation de l’approche

• Introduction à l’ingénierie dirigée par les modèles

• Approche par composant

• Génération de la commande

• Cadre logiciel et Application

• Conclusion et perspectives

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CONCLUSION

• Saisie du modèle Composant d’un système transitique

• Générer le code de commande

• Vérifier le bon fonctionnement du système commandé

Ce cadre permet :

• Vérification de la cohérence des contraintes de commande

• Système de commande répartie : partitionnement du modèle de commande

• Développement des vues surveillance et supervision

• Développement d’un outil de saisie du modèle

• Application à d’autres systèmes de production

Perspectives :