Évaluation d’indicateurs de sûreté de fonctionnement d’architectures de contrôle-commande dans un contexte dynamique et incertain - Université de Lorraine Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Dependability assessment of an industrial control system architecture in a dynamic and uncertain context

Évaluation d’indicateurs de sûreté de fonctionnement d’architectures de contrôle-commande dans un contexte dynamique et incertain

Résumé

This PhD dissertation, supported by a CIFRE agreement with the Schneider Electric company, deals with the dependability performances assessment of industrial control system (ICS) architectures. The industrial challenge is to provide a tool able to guide on the sizing of ICS architectures in terms of performances. The scientific challenge in another hand is double. Firstly, we must generate automatically the models which are the core of the performance evaluation for a set of ICS architecture, since their manual modelling is challenging based on the wide variety of architecture to model and the limited amount of time and resources. Secondly, we must consider the degradation phenomena in those architectures. The selected modelling formalism is the coloured and timed Petri nets (CPN) which allows to represent model hierarchically, to handle random time delays which help on characterizing the components lifetime. Our contribution is on the development of a method for automatically generate a CPN model of ICS by instantiating a set of elementary components and defining generic observers, covering dependability indicators such as system reliability, availability, MTTF, number of failures and importance measures, and allowing to guide the choices of system integrators during pre-sales stage.
Ce mémoire, réalisé dans le cadre d’une convention CIFRE avec la société Schneider Electric, porte sur l’évaluation sur l’évaluation d’indicateurs de sûreté de fonctionnement des architectures de contrôle-commande. Le problème industriel posé est un problème d’aide au dimensionnement des architectures en réponse à des exigences de performances. Les problèmes scientifiques sont relatifs, d’une part, à la génération automatique des modèles support à l’évaluation pour un ensemble d’architectures dans la mesure où leur construction manuelle ne permet pas de faire face à la multiplicité des architectures dans des délais contraints, et, d’autre part, à la prise en compte des phénomènes de dégradation dans les modèles dysfonctionnels des architectures. Le choix du formalisme de modélisation s’est porté sur les réseaux de Petri colorés et temporisés (CPN) qui permet notamment la hiérarchisation des modèles et la prise en compte de phénomènes temporisés dont les durées peuvent suivre des distributions de probabilité. Notre contribution se présente sous la forme d’une méthodologie permettant la construction automatique d’un modèle CPN d’architecture par instanciation d’un ensemble de composants élémentaires et de la définition d’observateurs génériques couvrant les besoins exprimés et qui permettent de déterminer les indicateurs de sûreté de fonctionnement tels que la fiabilité, la disponibilité du système, son MTTF, le nombre de défaillances mais aussi des facteurs d’importance permettant d’orienter les choix des concepteurs en phase d’élaboration en réponse à un appel d’offre.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-03203947 , version 1 (21-04-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03203947 , version 1

Citer

Grâce Boyer. Évaluation d’indicateurs de sûreté de fonctionnement d’architectures de contrôle-commande dans un contexte dynamique et incertain. Automatique / Robotique. Université de Lorraine, 2021. Français. ⟨NNT : 2021LORR0029⟩. ⟨tel-03203947⟩
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