Conception et mise en oeuvre d'une plate-forme pour la sûreté de fonctionnement des services Web

Les Services Web (SW) constituent la technologie de base pour le développement d'Architectures Orientées Services (AOS). Ces architectures, de plus en plus répandues sur le Net, permettent de mettre en place des applications semi-critiques à échelle planétaire. Elles se basent sur la notion de relation de "service" formalisée par un contrat qui unit le client et le prestataire de services. Dans ce type d'applications, les développeurs d'applications orientées services regardent les Services Web comme des COTS (Component Off-The Shell) et ignorent donc leurs implémentations et leurs comportements en présence de fautes. Dans ce but, cette thèse introduit, dans ce nouveau contexte, la notion de « connecteurs spécifiques de tolérance aux fautes » (SFTC – Specific Fault Tolerance Connectors) capable d'implémenter des applications sûres de fonctionnement à partir de Services Web supposés non-fiables. Composants logiciels insérés entre les clients et les prestataires, les SFTC implémentent des filtres et différentes techniques de détection d'erreurs ainsi que des mécanismes de recouvrement qui sont déclenchés quand les Services Web ne satisfont plus les caractéristiques de sûreté demandées. L'originalité de cette approche est d'utilisé une particularité intéressante du Web qui est la redondance inhérente des services qui s'y trouvent. Cette propriété a permis de définir le concept de Services Web Abstrait (SWA) et de mettre en place des stratégies de recouvrement à l'aide de services équivalents. Ainsi, les « connecteurs » et les « SWA », introduits dans les architectures orientées services, fournissent une approche plus adaptable pour permettre, à des mécanismes de sûreté, d'être définis au cas par cas pour une utilisation donnée du Service Web et d'être modifiés selon la criticité de l'application. Ainsi, mes travaux de recherches ont permis de fournir aux développeurs d'Architectures Orientées Services : 1) le langage nommé DeWeL pour décrire les caractéristiques de sûreté de fonctionnement du connecteur. Ce langage dédié à la réalisation de connecteur impose de fortes restrictions inspirées du monde des logiciels critiques du ferroviaire et de l'avionique afin de diminuer de façon drastique des fautes de développement. 2) l'infrastructure IWSD pour dynamiquement contrôler et exécuter les connecteurs dans des applications critiques. Cette plateforme, réalisé en mode duplex pour tolérer les fautes matérielles et logicielles, permet d'exécuter de façon sûres les connecteurs crées et d'obtenir également des informations sur le caractère non-fonctionnel et opérationnel des Services Web ciblés. Ces informations sont capitales pour permettre aux développeurs de connecteurs d'affiner leurs actions de tolérances aux fautes pour l'application ciblée. Environ deux cents connecteurs ont été implémentés afin de réaliser des tests sur la performance et la robustesse du langage et de la plate-forme permettant ainsi de valider cette approche capable de déployer des applications orientées services semi-critiques tolérant les fautes à l'aide de SWA. ABSTRACT : Web Services (WS) technology is the basis for the development of Service Oriented Architectures (SOA). These architectures are increasingly widespread on the Net and enable developers to implement semi-critical planetary applications. Such applications are based on the notion of service and its attached contract. The contract links a client and a service provider. In this kind of applications, application developers look at Web Services as COTS (Commercial Off-The- Shelf) components, consequently they ignore their implementation and their behaviour in the presence of faults. The thesis proposes the notion of Specific Fault Tolerance Connectors (SFTC) to implement dependable applications out of unreliable Web Services. The connectors intercept client-provider requests and implement filtering, error detection techniques (e.g. runtime assertions) together with recovery mechanisms that are triggered when the WS does not satisfy anymore the dependability specifications. The originality of this approach relies on using an interesting feature of the Web that is the inherent redundancy of services. To take advantage of this, we define the concept of Abstract Web Services (AWS) to implement recovery strategies using equivalent services. Thus, "connectors” and “AWS” allow dependability mechanisms to be defined on a case-by-case basis for a given WS usage and possibly dynamically changed according to the needs. Two specific techniques and tools have been designed and implemented to help developers of Services Oriented Architectures : 1) A domain specific language named DeWeL (DEpendable Web services Language) describing the dependability features of a connector. This language is devoted to the realization of connectors. It imposes strong restrictions enforced by standards for critical railway and avionics software in order to reduce software development faults. 2) A support infrastructure named IWSD (Infrastructure for Web Services Dependability) to dynamically manage and run connectors in real applications. This platform is implemented in duplex mode to tolerate crash faults and provides core services. In particular, it provides support to run connectors and get information on the non-functional and operational behaviour of the targeted Web Services. This information is essential to help developers of connector to adjust their fault-tolerance actions to specific application needs. Approximately two hundred connectors have been implemented in order to realize performance and robustness tests of the language and the platform. These experiments show the interest of our approach to deploy fault-tolerant service oriented applications using AW

Conception et déploiement des Systèmes de Production Reconfigurables et Agiles (SPRA)

Industry is, today as it has always been, a cornerstone of the economy for any developed country. Having a strong manufacturing base is very important because it impels and stimulates all the other sectors of the economy. It provides a wide variety of job, which bring higher standards of living to many sectors of society, and builds a strong middle class. Increasing global competition, rapid changes in the marketplace and the need to create stable companies with profitable plants require the implementation of a global approach, taking into account technical, economic, logistic and societal aspects in the design of an innovative manufacturing system. The aim of this dissertation is to contribute to the development of an innovative concept of Reconfigurable and Agile Manufacturing Systems (RAMS) to adapt quickly and effectively to the requirements imposed by markets, customers, technology processes, the environment and society, to ensure that the enterprise is dynamic, competitive and profitable. In this thesis work, the characterization and proposal of a generic model for this new type of manufacturing system have been described using the language of complex systems modeling (SysML: Systems Modeling Language). We have developed a reconfiguration process that represents the approach to follow in the design and implementation of a new configuration. In addition, the operational control of a RAMS has been introduced. Finally, some works developed in this thesis have been partially deployed on an industrial demonstrator within the AIP-PRIMECA Auvergne organisation.L'industrie est aujourd'hui, comme elle a toujours été, une pierre angulaire de l'économie pour chaque pays développé. Avoir une base solide en entreprises industrielles est très important parce qu’elles poussent et stimulent tous les autres secteurs de l'économie, et offrent également une grande variété d'emplois qui apporte des bonnes conditions de vie dans de nombreux secteurs de la société. L’augmentation de la concurrence mondiale, l’évolution rapide du marché, la nécessité de créer des entreprises stables avec des usines rentables obligent la mise en oeuvre d’une démarche globale prenant en compte à la fois les aspects techniques, économiques, logistiques et sociétaux lors de la conception d’un système de production innovant. L’objectif de cette thèse est de contribuer au développement d’un concept innovant de Systèmes de Production Reconfigurables et Agiles (SPRA) permettant de s'adapter rapidement et efficacement aux exigences imposées du marché, des clients, de la technologie des procédés, de l’environnement et de la société afin que l’entreprise soit dynamique, compétitive et rentable. Dans ces travaux de thèse, la proposition d'un modèle générique et la caractérisation de ce nouveau type de système de production ont été décrits en utilisant le langage de modélisation des systèmes complexes (SysML : Systems Modeling Language). Ensuite, nous avons développé un processus de reconfiguration qui représente une démarche à suivre pour concevoir et implanter une nouvelle configuration. De plus, un pilotage opérationnel adapté au SPRA a été introduit. Enfin, quelques travaux développés au cours de cette thèse ont été partiellement déployés sur un démonstrateur industriel au sein de la plate-forme AIP-PRIMECA Auvergne

Nouvelles approches en conception préliminaire basée sur les modèles des actionneurs embarqués

L objectif de cette thèse est de proposer des approches innovantes de conceptionpréliminaire d actionneurs embarqués. Cette démarche répond à un besoin fort de l industrie,en particulier en aéronautique. Dans un premier temps, une méthode hybride de générationd architectures solutions et de sélection vis-à-vis des exigences du cahier des charges et del état de l art technologique est proposée. Dans un deuxième temps, une étude de l effet del incertitude sur les modèles de conception préliminaire a été réalisée. Une troisième pa rtie adémontré l intérêt de lier les approches et les outils de modélisation 0D/1D et 3D afin depermettre l accélération des phases de conception et afin de mieux remonter la connaissanceliée à la géométrie. Enfin, une méthode utilisant les métamodèles basées sur les lois d échellevisant à l obtention de formes mathématiques simples pour le besoin de dimensionnent descomposants mécatroniques a été développéeThe objective of this thesis is to propose an innovative approaches for embeddedactuators preliminary design. This approach responds to a strong need for the industry,particularly in aeronautics. As a first step, a hybrid method of architectures generation andselection depending on the specifications and the technological state of the art is proposed. Ina second step, a study of the effect of uncertainty in preliminary design models wascompleted. A third part demonstrated the value of combining modeling approaches tools0D/1D and 3D to enable the design phases acceleration and to have better knowledge relatedto the geometry. Finally, a method using meta-models based on scaling laws for obtainingsimple mathematical forms needed for sizing mechatronic components has been developedTOULOUSE-INSA-Bib. electronique (315559905) / SudocSudocFranceF

Nouvelles approches en conception préliminaire basée sur les modèles des actionneurs embarqués

The objective of this thesis is to propose an innovative approaches for embedded actuators preliminary design. This approach responds to a strong need for the industry, particularly in aeronautics. As a first step, a hybrid method of architectures generation and selection depending on the specifications and the technological state of the art is proposed. In a second step, a study of the effect of uncertainty in preliminary design models was completed. A third part demonstrated the value of combining modeling approaches tools 0D/1D and 3D to enable the design phases acceleration and to have better knowledge related to the geometry. Finally, a method using meta-models based on scaling laws for obtaining simple mathematical forms needed for sizing mechatronic components has been developedL’objectif de cette thèse est de proposer des approches innovantes de conception préliminaire d’actionneurs embarqués. Cette démarche répond à un besoin fort de l’industrie,en particulier en aéronautique. Dans un premier temps, une méthode hybride de génération d’architectures solutions et de sélection vis-à-vis des exigences du cahier des charges et de l’état de l’art technologique est proposée. Dans un deuxième temps, une étude de l’effet de l’incertitude sur les modèles de conception préliminaire a été réalisée. Une troisième partie a démontré l’intérêt de lier les approches et les outils de modélisation 0D/1D et 3D afin de permettre l’accélération des phases de conception et afin de mieux remonter la connaissance liée à la géométrie. Enfin, une méthode utilisant les métamodèles basées sur les lois d’échelle visant à l’obtention de formes mathématiques simples pour le besoin de dimensionnent des composants mécatroniques a été développé

Contribution à la maintenance des ontologies à partir d'analyses textuelles : extraction de termes et de relations entre termes

Les ontologies sont des nouvelles formes de contrôle intelligent de l'information. Elles présentent un savoir préalable requis pour un traitement systématique de l'information à des fins de navigation, de rappel, de précision, etc. Toutefois, les ontologies sont confrontées de façon continue à un problème d'évolution. Étant donné la complexité des changements à apporter, un processus de maintenance, du moins semi-automatique, s'impose de plus en plus pour faciliter cette tâche et assurer sa fiabilité.\ud L'approche proposée trouve son fondement dans un modèle cognitif décrivant un processus d'extraction de connaissances à partir de textes et de thésaurus. Nous mettons ainsi, les textes au centre du processus d'ingénierie des connaissances et présentons une approche se démarquant des techniques formelles classiques en représentation de connaissances par son indépendance de la langue. Les traitements textuels sont fondés principalement sur un processus de classification supporté par un réseau de neurones (ART 1) et sur l'Indexation Sémantique Latente appliquée sur des classes de termes. Partant de l'hypothèse que l'extraction -de connaissances à partir de textes ne peut se contenter d'un traitement statistique (ni même linguistique) de données textuelles pour accaparer toute leur richesse sémantique, un processus d'extraction de connaissances à partir d'un thésaurus a été conçu afin d'intégrer, le mieux possible, les connaissances du domaine au sein de l'ontologie. Ce processus est fondé principalement sur un calcul d'associations sémantiques entre des Vecteurs Conceptuels. Le modèle proposé représente une chaîne de traitement (ONTOLOGICO) au sein de la plateforme\ud SATIM. Ce modèle vise à assister les experts de domaine dans leur tâche de conceptualisation et de maintenance des ontologies en se basant sur un processus itératif supporté par un ensemble de modules, en particulier, un extracteur de termes, un lemmatiseur, un segmenteur, un classifieur, un module de raffinement sémantique basé sur l'Indexation Sémantique Latente et un identificateur de termes reliés basé sur le calcul de similarité sémantique entre les couples de vecteurs conceptuels. La découverte de relations entre termes pour les besoins d'une conceptualisation de domaine s'avère être le résultat d'une complémentarité de traitements appliqués tant sur des textes de domaine que sur un thésaurus. D'une part, les analyses textuelles fondées principalement sur l'application de l'Indexation Sémantique Latente sur des classes de termes génèrent des relations sémantiques précises. D'autre part, l'extraction de relations sémantiques à partir d'un thésaurus, en se basant sur une représentation par des Vecteurs conceptuels, constitue un choix théorique judicieux et performant. Ce processus joue en effet, un rôle important dans la complétude des relations.\ud Ce projet de recherche se place au coeur des échanges entre terminologie et acquisition de connaissances. Il amène une réflexion sur les divers paliers à envisager dans une telle démarche de modélisation de connaissances textuelles pour des objectifs de maintenance d'une ontologie de domaine. La méthodologie proposée constitue une aide précieuse dans le domaine de la maintenance des ontologies. Elle assiste les terminologues chargés de naviguer à travers de vastes données textuelles pour extraire et normaliser la terminologie et facilite la tâche des ingénieurs en connaissances, chargés de modéliser des domaines. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Maintenance d'ontologie, Traitement Automatique du Langage Naturel (TALN), Indexation Sémantique Latente, Vecteurs Conceptuels, Classification automatique, Réseaux de Neurones