Spem4mde : un métamodèle et un environnement pour la modélisation et la mise en œuvre assistée de processus IDM

With the emergence of MDE, many organizations have been starting to transform their traditional software development processes into model-driven processes. Kleppe and al. define a model-driven software development as “a process of developing software using different models on different levels of abstraction with (automated) transformations between these models”.While model-driven development processes – called MDE processes – have started to appear, a tool-supported Process Modeling Language (PML) for describing and enacting such processes is still lacking. The concepts of SPEM 2.0 are quite generic since they are supposed to allow describing any kind of software. However, SPEM 2.0 concepts do not succeed in capturing the exact nature of most activities and artifacts of model-driven development. In addition, another major weakness of SPEM 2.0 is the lack of concepts for process enactment.The objective of this thesis is threefold: (1) provide an extension of SPEM that reifies the MDE concepts; (2) provide a language dedicated to behavioral modeling of MDE processes; (3) provide a conceptual architecture of a PSEE (Process-centered Software Engineering Environment) that guides process designer at modeling phase and developers at enactment time.To validate our approach, a prototype of this PSEE is developed under the TOPCASED environment. This prototype provides a graphical editor for structural and behavioral modeling of MDE processes, and a process enactment engine based on process behavior models. We have also applied our approach to a significant case study: the UWE (UML-based Web Engineering) process, which is a MDE process dedicated to web applications development.L’avènement de l’IDM (Ingénierie Dirigée par les Modèles) a suscité beaucoup d’intérêt de la part des organisations qui de fait commencent à transformer leur processus de développement traditionnel en un processus de développement dirigé par les modèles, appelé aussi processus IDM.Au moment où ces processus commencent à émerger, nous notons l’absence d’un langage dédié pour les modéliser et les mettre en œuvre. Le standard SPEM 2.0 propose des concepts génériques qui sont supposés être capables de décrire tout type de processus logiciel. Cependant, les concepts de SPEM ne capturent pas la nature exacte des processus IDM. D’autre part, une autre insuffisance majeure de SPEM réside dans le fait qu’il n’intègre pas les concepts relatifs à la mise en œuvre des processus.L’objectif de cette thèse est triple : (1) proposer une extension de SPEM dans laquelle les concepts centraux des processus IDM sont réifiés ; (2) proposer un langage dédié à la modélisation comportementale des processus IDM ; (3) proposer une architecture conceptuelle d’un environnement logiciel d’aide à la modélisation et à la mise en œuvre des processus IDM.Pour valider notre approche, un prototype a été développé sous l’environnement TOPCASED. Ce prototype fournit d’une part un éditeur graphique pour la modélisation structurelle et comportementale des processus IDM et d’autre part un environnement de mise en œuvre s’appuyant sur les modèles comportementaux des processus. Nous avons également appliqué notre approche à une étude de cas significatif: le processus UWE (UML-based Web Engineering), qui est un processus IDM dédié au développement d’applications web

Atelier de conception pour l'évolution des systèmes PLM : une approche d'ingénierie dirigée par les modèles

The specification, the deployment, the maintenance and the evolution of technical information systems which support the processes of products developement (PLM) constitute complex tasks for organisations like SME or innovative companies. If today the support on a software package developed and maintained by an editor allows long-lasting solutions, researchers face the issue of the convergent evolutions of the business processes and the software package. As the technical evolutions embedded in digital engineering, this thesis proposes methodologies to be implemented to facilitate this double axis of evolution. Within his innovation framework, the software editor wishes to provide his customers with PLM systems evolution tools.This project, granted as an industrial thesis with AUDROS company, aims at supplying the concepts and the tools which simplify the synchronization of the various business tools within the information system. The company can thus be dynamically supported in a context of extended enterprise.Le déploiement, la maintenance et l'évolution des systèmes d'informations techniques qui accompagnent les processus de création de produits (PLM) constituent des tâches complexes et parfois onéreuses pour des structures de type PME ou micro entreprise innovantes. Si l'appui sur un progiciel développé et maintenu par un éditeur permet aujourd'hui des solutions pérennes, la question de l'évolution conjointe des processus métiers de l'entreprise et du progiciel suite aux évolutions techniques de l'ingénierie numérique pose aux chercheurs la problématique des méthodologies à mettre en œuvre pour faciliter ce double axe d'évolution. Dans le cadre de ses démarches d'innovation, l'éditeur progiciel souhaite rendre accessibles à ses clients PME les capacités fonctionnelles de sa solution PLM en développant un atelier de modélisation pour la création de modèles métier au sein des systèmes PLM et la gestion de leur cohérence au cours du temps. Ce projet, réalisé dans le cadre d'une thèse CIFRE avec la société AUDROS, a pour but de fournir les concepts et les outils qui simplifient la synchronisation des différents outils métiers au sein du système d'information dans le but de gérer l'entreprise de façon la plus étendue et la plus homogène possible

Atelier de conception pour l'évolution des systèmes PLM : une approche d'ingénierie dirigée par les modèles

The specification, the deployment, the maintenance and the evolution of technical information systems which support the processes of products developement (PLM) constitute complex tasks for organisations like SME or innovative companies. If today the support on a software package developed and maintained by an editor allows long-lasting solutions, researchers face the issue of the convergent evolutions of the business processes and the software package. As the technical evolutions embedded in digital engineering, this thesis proposes methodologies to be implemented to facilitate this double axis of evolution. Within his innovation framework, the software editor wishes to provide his customers with PLM systems evolution tools.This project, granted as an industrial thesis with AUDROS company, aims at supplying the concepts and the tools which simplify the synchronization of the various business tools within the information system. The company can thus be dynamically supported in a context of extended enterprise.Le déploiement, la maintenance et l'évolution des systèmes d'informations techniques qui accompagnent les processus de création de produits (PLM) constituent des tâches complexes et parfois onéreuses pour des structures de type PME ou micro entreprise innovantes. Si l'appui sur un progiciel développé et maintenu par un éditeur permet aujourd'hui des solutions pérennes, la question de l'évolution conjointe des processus métiers de l'entreprise et du progiciel suite aux évolutions techniques de l'ingénierie numérique pose aux chercheurs la problématique des méthodologies à mettre en œuvre pour faciliter ce double axe d'évolution. Dans le cadre de ses démarches d'innovation, l'éditeur progiciel souhaite rendre accessibles à ses clients PME les capacités fonctionnelles de sa solution PLM en développant un atelier de modélisation pour la création de modèles métier au sein des systèmes PLM et la gestion de leur cohérence au cours du temps. Ce projet, réalisé dans le cadre d'une thèse CIFRE avec la société AUDROS, a pour but de fournir les concepts et les outils qui simplifient la synchronisation des différents outils métiers au sein du système d'information dans le but de gérer l'entreprise de façon la plus étendue et la plus homogène possible

Commande en position et vitesse sans capteur mécanique de moteurs synchrones à aimants permanents à pôles lisses (Application à un actionneur électromécanique pour aileron)

Le problème de la commande sans capteur mécanique de la machine synchrone à aimants permanents (MSAP) est un problème très étudié dans le domaine de l'automatique et de l'électrotechnique. Le travail présenté s'intéresse au problème particulier de la commande sans capteur à basse vitesse des MSAP à pôles lisses. L'objectif est de proposer une méthode permettant de contrôler en position un actionneur électromécanique utilisé dans un contexte aéronautique (ici pour des ailerons). Une étude théorique des deux familles de machines, saillantes et non saillantes, a permis de montrer une différence d'observabilité des modèles de la MSAP selon la vitesse de la machine, avec en particulier une perte d'observabiltié à basse vitesse pour les machines à pôles lisses. Pour pallier cette perte, de nouveaux modèles sont développés, qui prennent en compte des vibrations de la machine, sollicitée par une injection de signaux. Une nouvelle analyse, appliquée à ces modèles, permet de garantir l'observabilité de la machine sur toute la gamme de vitesse, y compris à l'arrêt. Nous avons donc proposé une approche d'observation de la position et de la vitesse basée sur ces nouveaux modèles avec une injection bien choisie. Contrairement aux méthodes classiques basées sur la saillance, cette approche est applicable à tous les types de machine. Elle a été validée sur plusieurs bancs d'essais par l'application d'un observateur de Kalman étendu. De nombreux tests ont été réalisés sur un benchmark dédié aux applications industrielles. Les résultats ont montré les performances, la robustesse et les limites des observateurs proposés. Nous nous sommes également intéressés à l'asservissement en vitesse sans capteur mécanique de la machine, pour lequel nous avons proposé deux méthodes de synthèse d'observateurs. La première est basée sur la synthèse d'un observateur LPV robuste par approche polytopique. La seconde utilise un observateur à modes de glissement d'ordre deux à gains adaptatifs. La faisabilité expérimentale de ces deux observateurs a été démontrée.The issue of sensorless control of permanent magnet synchronous machine (PMSM) has been well studied in the field of automation and electrical engineering. In the following work, we were interested in the peculiar problem of low-speed sensorless control of surface PMSM. The objective is to o er a new method for the position control of an industrial electro-mechanical actuator, considering an aeronautical context (a flap actuator). First, modeling and observability analyses of surface (non-salient) PMSM and interior (salient) PMSM have been studied. A loss of observability can be especially found at low speed for models of non-salient machines. To overcome this loss, we have developped new models, that take into account vibrations caused by a signal injection. A theoretical observability study of these latter models shows that observability is now guaranteed for the whole speed range, including standstill. We thus proposed an estimation method of the position and speed of the PMSM, based on these models, with a dedicated injection signal. Unlike sallient-based methods that are only valid for sailent machines, our approach can be used with all types of PMSM. An Extended Kalman Filter is used to observe the position, speed and eventually the load torque. The proposed approach was validated on a dedicated test bench. Many simulation and experimental tests were performed on an industrial-oriented benchmark. Results showed the performances, robustness and limitations of the proposed observers. We have also studied speed sensorless control of the machine. Indeed, two observer syntheses have been presented. The first one is based on robust synthesis of an LPV observer using a polytopic approach. The second method is an adaptative-gain second-order sliding mode observer. Experimental feasibility of the two methods has been demonstrated.VILLEURBANNE-DOC'INSA-Bib. elec. (692669901) / SudocSudocFranceF

Ingénierie pédagogique des systèmes d'enseignement supérieur

Our works are set in the field of higher-education systems pedagogical engineering. Our early works deal with the modeling of university practices. We expressed a conceptual framework for the evolution of acquiring knowledge modules to integrate the acquisition of high-level cognitive skills and professional competencies. Next, we have defined a frame to help define pedagogical scenarios more formally. The challenge was to get pedagogical scenarios that favored a higher pedagogical expressiveness compared to existing standards such as IMS-Learning Design (IMS-LD), while begin formal enough to be implemented, at least semi-automatically, on different e-learning platforms. This approach was validated thanks to the Assistance for Contextualized MoDeling of learning systems (ACoMoD) method. Finally, we developed a project-based learning pedagogical method, Multi-Role Project, applied to the teaching of Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). One goal is to project our results in Massive Open Online Courses (MOOC), which raise challenges of their ownNos travaux s'inscrivent dans le domaine de l'ingénierie pédagogique des systèmes d'enseignement supérieur. Nos premiers travaux se sont portés sur la modélisation des pratiques universitaires. Nous avons ainsi dégagé un cadre conceptuel d’évolution d’acquisition de connaissances disciplinaires en vue d'intégrer l’acquisition de compétences cognitives professionnelles et de haut niveau. Ensuite, nous avons travaillé à définir un cadre de définition de scénarios pédagogiques plus formel. L'enjeu était d'obtenir des scénarios pédagogiques qui permettent une expressivité pédagogique qui dépasse celle des standards existants tels IMS-Learning Design (IMS-LD) tout en étant suffisamment formalisé pour se prêter à un traitement informatique et être implémenté, au moins semi automatiquement, dans différentes plateformes de e-learning. Cette approche a été validée en utilisant la méthode Assistance for Contextualized MoDeling of learning systems (ACoMoD). Enfin nous développons une méthode de pédagogie par projet, Multi-Rôles Project, autour des problématiques de l'enseignement en Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). Un des buts est de projeter nos résultats dans l'implémentation des Massive Open Online Courses (MOOC) qui pose des défis particuliers