Décomposer un Système Complexes

Le principe de décomposition repose sur l'idée que :

• Un problème complexe peut être divisé en sous-problèmes plus simples
• Chaque sous-problème peut être résolu indépendamment
• La solution globale est obtenue en combinant les solutions des sous-problèmes

1 Simplification : Rendre le système plus facile à comprendre
2 Organisation : Structurer le système de manière logique
3 Spécialisation : Permettre à des équipes différentes de travailler sur des parties spécifiques
4 Réutilisation : Créer des composants réutilisables dans d'autres systèmes
5 Maintenance : Faciliter les modifications et corrections

• Réduction de la complexité cognitive
• Meilleure lisibilité du système
• Facilité de test et de validation
• Amélioration de la collaboration
• Accélération du développement

Basée sur les fonctions du système :

• Identification des fonctions principales
• Décomposition selon les objectifs à atteindre
• Utilisation de diagrammes comme SADT ou IDEF0

Basée sur la structure physique du système :

• Décomposition selon les composants matériels
• Analyse des relations entre éléments
• Utilisation de diagrammes UML ou SysML

Basée sur les comportements du système :

• Décomposition selon les modes de fonctionnement
• Analyse des interactions temporelles
• Utilisation de diagrammes d'états ou de séquence

Fonction principale : Conduite autonome d'un véhicule

Décomposition en sous-fonctions :

• Detection des obstacles
• Navigation
• Contrôle de la direction
• Contrôle de la vitesse
• Communication avec l'environnement

• Capteurs de distance (radar, lidar, caméras)
• Unité de traitement des données
• Algorithme de reconnaissance d'objets
• Système de fusion de capteurs

Représente le système dans son ensemble

• Fonction principale du système
• Frontières du système
• Environnement externe

Décomposition des grandes fonctions

• Identification des sous-fonctions principales
• Relations entre les fonctions
• Flux d'information

Décomposition fine des sous-fonctions

• Spécification précise des tâches
• Implémentation technique
• Interface entre composants

Représentation fonctionnelle du système

• Boîtes pour représenter les fonctions
• Flèches pour les flux d'entrée/sortie
• Arrows pour les contraintes et mécanismes

Représentation fonctionnelle standardisée

• Format rectangulaire pour les fonctions
• Quatre types de flèches : Input, Output, Control, Mechanism
• Hiérarchie claire des fonctions

Représentation orientée objet

• Classes et objets
• Diagrammes de classes
• Diagrammes de séquence

Chaque module doit avoir une fonction bien définie et cohérente

• Un module = une fonction principale
• Éviter les fonctions multiples dans un même module
• Clarté des responsabilités

Les interfaces doivent être clairement définies

• Spécification précise des entrées/sorties
• Documentation des protocoles de communication
• Indépendance des modules

Les modules doivent être peu dépendants les uns des autres

• Minimisation des dépendances
• Indépendance des modules
• Facilité de remplacement

Fonctions principales identifiées :

• Navigation et localisation
• Détection des obstacles
• Nettoyage des surfaces
• Gestion de l'énergie
• Communication avec l'utilisateur

• Cartographie de l'environnement
• Localisation dans l'espace
• Planification du trajet
• Contrôle du mouvement

• Aspiration de la poussière
• Lavage des sols
• Distribution du produit de nettoyage
• Gestion du bac à poussière

• Enterprise Architect : Modélisation UML/SysML
• StarUML : Diagrammes UML
• Lucidchart : Diagrammes de flux et SADT
• Draw.io : Outil gratuit pour divers types de diagrammes

• Matlab/Simulink : Modélisation et simulation
• AnyLogic : Simulation de systèmes complexes
• Simio : Simulation discrète

Chaque module doit avoir une cohérence interne élevée (cohésion)

• Les éléments d'un module doivent être fortement liés
• Chaque module doit avoir une seule responsabilité
• Les modules doivent être autonomes

Les modules doivent être peu dépendants les uns des autres (couplage faible)

• Minimisation des interfaces entre modules
• Communication via des interfaces stables
• Modification locale sans impact global

Diviser trop finement le système peut entraîner :

• Complexité accrue due aux interfaces
• Coût élevé de coordination
• Difficultés de gestion globale

Le comportement global peut différer de la somme des parties :

• Phénomènes émergents impossibles à prédire
• Interactions non anticipées entre modules
• Nécessité d'une vision d'ensemble

Décomposition en sous-systèmes :

• Chaîne d'assemblage
• Contrôle qualité
• Logistique
• Maintenance
• Gestion des stocks

Décomposition d'un logiciel d'entreprise :

• Interface utilisateur
• Logique métier
• Base de données
• Sécurité
• Communication réseau

• Méthode pour diviser un système complexe en parties plus simples
• Permet de mieux comprendre et gérer la complexité
• Facilite la conception, le développement et la maintenance

• Fonctionnelle : basée sur les fonctions du système
• Structurelle : basée sur la structure physique
• Comportementale : basée sur les comportements

• Cohérence fonctionnelle des modules
• Interfaces clairement définies
• Faible couplage entre modules