PLiMoS, a DSML to Reify Semantics Relationships: An Application to Model-Based Product Lines

In the Model-Based Product Line Engineering (MBPLE) context, modularization and separation of concerns have been introduced to master the inherent complexity of current developments. With the aim to exploit e ciently the variabilities and commonalities in MBPLs, the challenge of management of dependencies becomes essential (e.g. hierarchical and variability decomposition, inter-dependencies between models). However, one may observe that, in existing approaches, relational information (i) is mixed with other concerns, and (ii) lacks semantics and abstraction level identi cation. To tackle this issue, we make explicit the relationships and their semantics, and separate the relational concern into a Domain Speci c Modeling Language (DSML) called PLiMoS. Relationships are treated as rst-class entities and quali ed by operational semantics properties, organized into viewpoints to address distinct objectives, e.g. product derivation, variability consistency management, archi- tectural organization. This paper provides a description of the PLiMoS relationships de nition and its implementation in a model-based product line process using two variability languages: Feature Model and OVM. The independence with variability and core assets modeling languages provides bene ts to cope with the product line maintenance

Une modélisation de la variabilité multidimensionnelle pour une évolution incrémentale des lignes de produits

Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'une bourse CIFRE et d'un partenariat entre l'ENSTA Bretagne, l'IRISA et Thales Air Systems. Les préoccupations de ce dernier, et plus particulièrement de l'équipe de rattachement, sont de réaliser des systèmes à logiciels prépondérants embarqués. La complexité de ces systèmes et les besoins de compétitivité associés font émerger la notion de "Model-Based Product Lines(MBPLs)". Celles-ci tendent à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de gestion de la capitalisation et réutilisation des Lignes de Produits (LdPs). La nature irrévocablement dynamique des systèmes réels induit une évolution permanente des LdPs afin de répondre aux nouvelles exigences des clients et pour refléter les changements des artefacts internes de la LdP. L'objectif de cette thèse est unique, maîtriser des incréments d'évolution d'une ligne de produits de systèmes complexes, les contributions pour y parvenir sont duales. La thèse est que 1) une variabilité multidimensionnelle ainsi qu'une modélisation relationnelle est requise dans le cadre de lignes de produits de systèmes complexes pour en améliorer la compréhension et en faciliter l'évolution (proposition d'un cadre générique de décomposition de la modélisation et d'un langage (DSML) nommé PLiMoS, dédié à l'expression relationnelle et intentionnelle dans les MBPLs), et que 2) les efforts de spécialisation lors de la dérivation d'un produit ainsi que l'évolution de la LdP doivent être guidé par une architecture conceptuelle (introduction de motifs architecturaux autour de PLiMoS et du patron ABCDE) et capitalisés dans un processus outillé semi-automatisé d'évolution incrémentale des lignes de produits par extension.The PhD (CIFRE fundings) was supported by a partnership between three actors: ENSTA Bretagne, IRISA and Thales Air Systems. The latter's concerns, and more precisely the ones from the affiliation team, are to build embedded software-intensive systems. The complexity of these systems, combined to the need of competitivity, reveal the notion of Model-Based Product Lines (MBPLs). They make a synergy of the capabilities of modeling and product line approaches, and enable more efficient solutions for modularization with the distinction of abstraction levels and separation of concerns. Besides, the dynamic nature of real-world systems induces that product line models need to evolve continually to meet new customer requirements and to reflect changes in product line artifacts. The aim of the thesis is to handle the increments of evolution of complex systems product lines, the contributions to achieve it are twofolds. The thesis claims that i) a multidimensional variability and a relational modeling are required within a complex system product line in order to enhance comprehension and ease the PL evolution (Conceptual model modularization framework and PliMoS Domain Specific Modeling Language proposition; the language is dedicated to relational and intentional expressions in MBPLs), and that ii) specialization efforts during product derivation have to be guided by a conceptual architecture (architectural patterns on top of PLiMoS, e.g.~ABCDE) and capitalized within a semi-automatic tooled process allowing the incremental PL evolution by extension.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF

A multidimensionnal variability modeling for an incremental product line evolution

Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'une bourse CIFRE et d'un partenariat entre l'ENSTA Bretagne, l'IRISA et Thales Air Systems. Les préoccupations de ce dernier, et plus particulièrement de l'équipe de rattachement, sont de réaliser des systèmes à logiciels prépondérants embarqués. La complexité de ces systèmes et les besoins de compétitivité associés font émerger la notion de "Model-Based Product Lines(MBPLs)". Celles-ci tendent à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de gestion de la capitalisation et réutilisation des Lignes de Produits (LdPs). La nature irrévocablement dynamique des systèmes réels induit une évolution permanente des LdPs afin de répondre aux nouvelles exigences des clients et pour refléter les changements des artefacts internes de la LdP. L'objectif de cette thèse est unique, maîtriser des incréments d'évolution d'une ligne de produits de systèmes complexes, les contributions pour y parvenir sont duales. La thèse est que 1) une variabilité multidimensionnelle ainsi qu'une modélisation relationnelle est requise dans le cadre de lignes de produits de systèmes complexes pour en améliorer la compréhension et en faciliter l'évolution (proposition d'un cadre générique de décomposition de la modélisation et d'un langage (DSML) nommé PLiMoS, dédié à l'expression relationnelle et intentionnelle dans les MBPLs), et que 2) les efforts de spécialisation lors de la dérivation d'un produit ainsi que l'évolution de la LdP doivent être guidé par une architecture conceptuelle (introduction de motifs architecturaux autour de PLiMoS et du patron ABCDE) et capitalisés dans un processus outillé semi-automatisé d'évolution incrémentale des lignes de produits par extension.The PhD (CIFRE fundings) was supported by a partnership between three actors: ENSTA Bretagne, IRISA and Thales Air Systems. The latter's concerns, and more precisely the ones from the affiliation team, are to build embedded software-intensive systems. The complexity of these systems, combined to the need of competitivity, reveal the notion of Model-Based Product Lines (MBPLs). They make a synergy of the capabilities of modeling and product line approaches, and enable more efficient solutions for modularization with the distinction of abstraction levels and separation of concerns. Besides, the dynamic nature of real-world systems induces that product line models need to evolve continually to meet new customer requirements and to reflect changes in product line artifacts. The aim of the thesis is to handle the increments of evolution of complex systems product lines, the contributions to achieve it are twofolds. The thesis claims that i) a multidimensional variability and a relational modeling are required within a complex system product line in order to enhance comprehension and ease the PL evolution (Conceptual model modularization framework and PliMoS Domain Specific Modeling Language proposition; the language is dedicated to relational and intentional expressions in MBPLs), and that ii) specialization efforts during product derivation have to be guided by a conceptual architecture (architectural patterns on top of PLiMoS, e.g.~ABCDE) and capitalized within a semi-automatic tooled process allowing the incremental PL evolution by extension

Une modélisation de la variabilité multidimensionnelle pour une évolution incrémentale des lignes de produits

The PhD (CIFRE fundings) was supported by a partnership between three actors: ENSTA Bretagne, IRISA and Thales Air Systems. The latter's concerns, and more precisely the ones from the affiliation team, are to build embedded software-intensive systems. The complexity of these systems, combined to the need of competitivity, reveal the notion of Model-Based Product Lines (MBPLs). They make a synergy of the capabilities of modeling and product line approaches, and enable more efficient solutions for modularization with the distinction of abstraction levels and separation of concerns. Besides, the dynamic nature of real-world systems induces that product line models need to evolve continually to meet new customer requirements and to reflect changes in product line artifacts. The aim of the thesis is to handle the increments of evolution of complex systems product lines, the contributions to achieve it are twofolds. The thesis claims that i) a multidimensional variability and a relational modeling are required within a complex system product line in order to enhance comprehension and ease the PL evolution (Conceptual model modularization framework and PliMoS Domain Specific Modeling Language proposition; the language is dedicated to relational and intentional expressions in MBPLs), and that ii) specialization efforts during product derivation have to be guided by a conceptual architecture (architectural patterns on top of PLiMoS, e.g.~ABCDE) and capitalized within a semi-automatic tooled process allowing the incremental PL evolution by extension.Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'une bourse CIFRE et d'un partenariat entre l'ENSTA Bretagne, l'IRISA et Thales Air Systems. Les préoccupations de ce dernier, et plus particulièrement de l'équipe de rattachement, sont de réaliser des systèmes à logiciels prépondérants embarqués. La complexité de ces systèmes et les besoins de compétitivité associés font émerger la notion de "Model-Based Product Lines(MBPLs)". Celles-ci tendent à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de gestion de la capitalisation et réutilisation des Lignes de Produits (LdPs). La nature irrévocablement dynamique des systèmes réels induit une évolution permanente des LdPs afin de répondre aux nouvelles exigences des clients et pour refléter les changements des artefacts internes de la LdP. L'objectif de cette thèse est unique, maîtriser des incréments d'évolution d'une ligne de produits de systèmes complexes, les contributions pour y parvenir sont duales. La thèse est que 1) une variabilité multidimensionnelle ainsi qu'une modélisation relationnelle est requise dans le cadre de lignes de produits de systèmes complexes pour en améliorer la compréhension et en faciliter l'évolution (proposition d'un cadre générique de décomposition de la modélisation et d'un langage (DSML) nommé PLiMoS, dédié à l'expression relationnelle et intentionnelle dans les MBPLs), et que 2) les efforts de spécialisation lors de la dérivation d'un produit ainsi que l'évolution de la LdP doivent être guidé par une architecture conceptuelle (introduction de motifs architecturaux autour de PLiMoS et du patron ABCDE) et capitalisés dans un processus outillé semi-automatisé d'évolution incrémentale des lignes de produits par extension

Characterizing behavioral modeling in Systems and Safety Model-Based Engineerings and their overlap for consistency checking

International audienceDue to nowadays systems complexity, the modeling of a system is multi-concerns and multi-viewpoints in its very essence. Systems Engineering and Safety Assessment are two engineering domains that currently follow modelbased approaches to conceive the system at the same level of abstraction. The overall consistency between the different models contributing to the system design is a key element of the realization. Each concern must align with common assumptions. Models are made of two kinds of constructs: structural and behavioral ones. The structural consistency challenge between Model-based Systems Engineering and Safety Assessment has already been specifically addressed in a generic way. What about behavioral consistency now? Before considering any behavioral consistency checking, identifying the behavioral modeling characteristics of the behavioral representations in each domain and potential overlap must be performed. Therefore, in this article we propose to characterize the behavioral modeling in systems and safety model-based engineerings and to provide some keys to identify their overlap for a forthcoming consistency checking

Relationships in Variability Modeling Approaches: A Survey and Classification

International audienceThe Product Line Engineering (PLE) promotes reuse as intent to face new system development constraints like: increasing product quality, time-to-market enhancement, and production costs reduction. The modeling and management of variability and commonalities is central to the PLE and several techniques have been defined to cope with this issue. Modularization and Separation of Concerns (SoC) have been used as an effective solution to tackle the growing complexity of product lines. However, neither consensus about relational information expression, nor categories of relationships, has been defined. In this paper, we propose to consider the existing variability modeling approaches in the literature and provide a survey of the ones concerned with the explicit management of relationships. These approaches are classified by variability techniques and concerns to reveal categories of relationship concerns. A closing discussion highlights some observations on the survey to reveal research perspectives

Model-Based Product Line Evolution: an Incremental Growing by Extension

International audienceModel-Based Engineering (MBE) and Product Line Engineering (PLE) have been combined, to handle new system development constraints like: increasing complexity, higher product quality, faster time-to-market and cost reduction. As observed by some authors, the derivation of a product from product line shared core assets has been insufficiently addressed and can remain tedious in practice. We cope with this issue focusing on having a flexible and reactive model-based derivation, and propose an incremental evolution by extension of the product line coupled with this derivation activity. Process and tools bridge the gap between Application and Domain Engineering introducing a semi-automatic feedback to benefits from the developments made in the Application Engineering. The approach is applied to a model-based product line dedicated to Class diagrams, and is tooled within the Eclipse environment

Multiple Feature Models & Relationships in a Model-Based Product Line Process

International audienceDes mod les de \features" (Feature Models - FMs - ou arbres de caracteristiques) sont couramment utilisées pour expliciter la variabilité e durant l'Ingenierie du Domaine dans Lignes de Produits (LdP). Traditionnellement les LdPs sont pilotees par un FM monolithique qui peut s'av erer complexe, difficilement comprehensible et gérable. Nous cherchons à renforcer la separation des preoccupations au travers d'une organisation de l'espace de modelisation en introduisant de l'abstraction dans la representation de la variabilite. Cet article decrit trois types de FMs introduits dans un processus de developpement IDM, representant i)le contexte, ii) une vue \marketing" representant le prob l eme et iii) la variabilité côté design de la solution. Nous pronons l'elevation des relations entre artefacts au rang d'entité de premier ordre. Les dépendances intra et inter modeles sont élicitées, typees et reifiees dans un metamodele afin de clarifer et de ce fait renforcer leur sémantique

Relationships Formalization for Model-Based Product Lines

International audienceModel-Based Engineering (MBE) and Product Line Engineering (PLE) have been combined, to handle new system development constraints like: increasing complexity, higher product quality and cost reduction. Many authors have pointed out the need of modularization in the variability and in the core assets space. Existing approaches focus on separating and delimiting concerns or providing generic composition mechanisms. In Model-Based Product Lines, with an increasing number of models to manage, organizing the modeling space becomes central to support product line consistency, maintenance and product derivation process. To organize the modeling space, we propose to precisely describe the dependencies among modeling artifacts and clarify their use. Thus, we introduce the Product Line Modeling Space (PLiMoS) language that specializes relationships, based on an intentional framework, for the product line domain. The Domain Specific Language (DSL) provides a solution to model the modeling space and preserves independence with the product line tooling

Une organisation des Lignes de Produits Logiciels autour d'un motif architectural

International audiencePour relever le défi de la complexité croissante des logiciels, auquel s'ajoute une demande de qualité des produits, de suret é et de sécurité toujours accrues, la communauté du génie logiciel tend à réaliser une synergie de l'abstraction de l'Ing énierie Dirigée par les Modèles (IDM) et de la capacité de capitalisation des Lignes de Produits (LdPs). La LdP objet de cette étude concerne des logiciels embarqués dont le développement requiert la prise en compte de fortes contraintes architecturales. Dans cet article, nous mettons en avant le besoin de structuration de la modélisation d'une LdP logiciel suivant des principes architecturaux et proposons une organisation de celle-ci autour d'un motif d'architecture. La plate-forme conceptuelle ainsi formée permet de renforcer la cohérence du logiciel et de garantir sa maintenance. Nous présentons un motif d'architecture et sa mise en oeuvre pour une LdP dans un processus de déeveloppement industriel dirig é par les modèles