Que vaut le SEGAIA (Systems Engineering GenAI-Assisted) ? Étudions dans cet article un exemple de déclinaison d’exigences du niveau Sous-Système vers les différents métiers (Hardware, Software, Mécanique).
Je propose dans cette série d'articles "ChatGPT et Ingénierie Systèmes" d'évaluer, à date, l'utilité de cet outil d'IA générative dans un cadre industriel comme une aide à la conception, développement,validation de Produits. Je nomme cela le SEGAIA (Systems Engineering GenAI-Assisted).
Je vous conseille la lecture des 5 articles précédents avant d'attaquer celui-ci : Besoin, Faisabilité, Spécification, Architecture et Analyse de Risques, Déclinaison vers les Sous-Systèmes.
Notre sujet d’application est toujours un cuit-vapeur.
Admettons qu’on ait un jeu d’exigences sous-systèmes à décliner vers les différents métiers qui vont effectivement construire le Produit : électronique, software, mécanique.
Ce n’est pas le cas (cf. Aide n°7), alors repartons pour l’exercice depuis les exigences et architecture de niveau Système (Aide n°3 et 5).
Question :
Très bien.
Tu es toujours dans la peau d'un ingénieur Systèmes. Cette-fois-ci, tu es également dans la peau d'ingénieurs électronique, logiciel et mécanique.
Peux-tu décliner chacune de ces exigences systèmes en exigences métiers qui permettront à chaque ingénieur de métier électronique, logiciel et mécanique de travailler indépendamment pour réaliser le développement électronique, logiciel et mécanique du cuit-vapeur ?
Présente les exigences métiers de manière à ce qu'on voit de quelle exigence système elle provient.
Réponse :
1.**Temps de Préchauffage :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Développer un système de contrôle de l'élément de chauffage pourassurer un préchauffage rapide (< 5 minutes).
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour surveiller et ajuster le temps depréchauffage en fonction des capteurs de température.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir un système d'isolation thermique efficace pour minimiserles pertes de chaleur pendant le préchauffage.
2.**Interface Utilisateur Intuitive :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir et intégrer des composants électroniques pour uneinterface utilisateur conviviale.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Développer une interface graphique intuitive et facile à utiliser.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer l'interface utilisateur de manière ergonomique dans ledesign du cuit-vapeur.
3.**Contrôle de Température Rapide :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir un système de contrôle de la température réactif.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour atteindre et maintenir rapidementla température souhaitée.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir un système de ventilation efficace pour un refroidissementrapide si nécessaire.
4.**Notification de Préchauffage Terminé :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Intégrer un système de signalisation visuelle ou sonore.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour émettre une notification lorsquele préchauffage est terminé.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer des indicateurs visuels dans le design du cuit-vapeur.
5.**Réglage Rapide des Paramètres de Cuisson :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des interfaces de réglage rapides et précises.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour interpréter et ajusterrapidement les paramètres de cuisson.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer des composants mécaniques de réglage robustes.
6.**Détection Automatique des Aliments :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des capteurs adaptés à la détection automatique desaliments.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour interpréter les signaux descapteurs et ajuster les paramètres en conséquence.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer les capteurs de manière accessible aux aliments dans ledesign.
7.**Sécurité en Cas de Mauvaise Manipulation :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des mécanismes électroniques pour l'arrêt d'urgence.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour gérer les mécanismes d'arrêtd'urgence.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer physiquement les mécanismes d'arrêt d'urgence de manièresécurisée.
8.**Consommation d'Énergie Efficiente :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des systèmes d'alimentation économes en énergie.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Optimiser les algorithmes de contrôle pour minimiser la consommationd'énergie.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des composants mécaniques pour optimiser le rendementénergétique.
9.**Maintien de la Température Après la Cuisson :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir un système de contrôle thermique pour le maintien de latempérature.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour ajuster la température après lacuisson.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des composants mécaniques pour une isolation thermiqueefficace.
10.**Environnements :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des composants électroniques résistants auxenvironnements mécaniques, thermiques, électromagnétiques, etchimiques.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des algorithmes de contrôle robustes pour différentsenvironnements.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des composants mécaniques résistants aux diversenvironnements.
11.**Règlementation et Standards :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Assurer la conformité des composants électroniques aux normes etréglementations en vigueur.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Développer le logiciel en conformité avec les normes applicables.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Garantir la conformité des composants mécaniques aux normes etréglementations.
12.**Fiabilité, Disponibilité, Sûreté :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des composants électroniques fiables et sûrs.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour une disponibilité continue etune gestion sûre des fonctionnalités.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des composants mécaniques robustes pour assurer lafiabilité et la sûreté du système.
Ces exigences métiers détaillées devraient aider chaque ingénieurdans son domaine spécifique à travailler de manière indépendantetout en contribuant à la réalisation globale du cuit-vapeur.
Ce que je voulais :
Ce que j’ai eu :
Ce que je n’ai pas eu :
C’est bien :
C’est moins bien :
Liberté au sens où côté élec on demande « des composants électroniques pour une interface utilisateur conviviale» (laissant le choix sur ces composants) alors que côté logiciel on demande « une interface graphique intuitive » (laissant donc penser à la mise en œuvre d’un écran).
Le risque étant que le Bureau d'Etudes Electronique ne prévoit pas d’écran car il a une meilleure idée, et que le Bureau Logiciel développe une IHM basée sur une hypothèse d’écran de tant par tant de pixels.
Pertinence et gain de temps pour un Ingénieur Systèmes débutant :
Pour le débutant, ChatGPT (ou autre outil genAI permettant le SEGAIA) peut indiquer quels métiers sont impactés par quelles exigences, mais la déclinaison fait parfois penser à de la paraphrase pure et simple avec beaucoup de trous, donc sans grand intérêt. Peu pertinent.
Question :
Ces exigences métiers sont trop vagues. Prends des décisions d'architecture et fais-les apparaître de manière cohérentes dans ces exigences.
Pousse le niveau de détail au maximum pour chaque métier pour mettre en place l'architecture opérationnelle, fonctionnelle et matérielle que tu proposes.
Réponse :
1.**Temps de Préchauffage :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir un élément de chauffage à induction avec une puissancede chauffe élevée.
-Utiliser des capteurs de température réactifs pour mesurer etréguler la température.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer un algorithme de préchauffage dynamique qui ajuste lapuissance en fonction des capteurs de température.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer un système d'isolation thermique multicouche pourminimiser les pertes de chaleur.
2.**Interface Utilisateur Intuitive :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Intégrer un écran tactile haute résolution.
-Concevoir des boutons de contrôle rétroéclairés.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Développer une interface utilisateur graphique intuitive avec desicônes et des paramètres facilement accessibles.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer de manière ergonomique l'écran tactile et les boutons decontrôle dans le boîtier.
3.**Contrôle de Température Rapide :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Utiliser des composants électroniques de haute performance pour lecontrôle de la température.
-Intégrer des capteurs de température de haute précision.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer un algorithme de contrôle PID pour réguler latempérature avec précision.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir un système de ventilation efficace pour réguler latempérature rapidement.
4.**Notification de Préchauffage Terminé :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Intégrer des indicateurs lumineux visibles à distance.
-Intégrer une alarme sonore discrète.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des signaux visuels et sonores pour indiquer la fin dupréchauffage.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Positionner stratégiquement les indicateurs lumineux sur le boîtier.
5.**Réglage Rapide des Paramètres de Cuisson :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des potentiomètres de réglage de haute qualité.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer une interface réactive aux ajustements despotentiomètres.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer des potentiomètres de manière robuste et facilementaccessibles.
6.**Détection Automatique des Aliments :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Intégrer des capteurs de conductivité électrique pour identifierles aliments.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des algorithmes de traitement du signal pour interpréterles données des capteurs.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Positionner les capteurs de manière à être en contact direct avecles aliments.
7.**Sécurité en Cas de Mauvaise Manipulation :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Intégrer des capteurs de détection de mouvement pour identifier unemanipulation inappropriée.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des mécanismes d'arrêt d'urgence en réponse aux signauxdes capteurs de détection de mouvement.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des interrupteurs de sécurité mécaniques pour activerles mécanismes d'arrêt d'urgence.
8.**Consommation d'Énergie Efficiente :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Utiliser des composants électroniques à haut rendement énergétique.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des modes de veille et d'économie d'énergie.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer des éléments d'isolation thermique pour minimiser lespertes d'énergie.
9.**Maintien de la Température Après la Cuisson :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir un système de régulation thermique post-cuisson.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer le microcontrôleur pour ajuster la puissance de chauffageaprès la cuisson.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Intégrer des matériaux d'isolation thermique dans les zonescritiques du cuit-vapeur.
10.**Environnements :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Utiliser des composants électroniques résistants aux chocs, à lachaleur, aux champs magnétiques, et aux agents chimiques.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des mécanismes de détection et d'adaptation pourdifférents environnements.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Utiliser des matériaux mécaniques résistants aux conditionsenvironnementales variées.
11.**Règlementation et Standards :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Assurer la conformité des composants électroniques
auxnormes et réglementations en vigueur.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Développer le logiciel en conformité avec les normes applicables.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des composants mécaniques conformes aux normes de sécuritéet de qualité.
12.**Fiabilité, Disponibilité, Sûreté :**
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Électronique :*
-Concevoir des circuits électroniques redondants pour assurer lafiabilité.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Logiciel :*
-Programmer des mécanismes de surveillance pour garantir ladisponibilité continue du système.
-*Exigence Métier pour l'Ingénieur Mécanique :*
-Concevoir des mécanismes mécaniques robustes pour garantir lasûreté du produit.
Cette déclinaison détaillée devrait guider chaque ingénieur dans laconception et le développement de son domaine spécifique, enmettant en évidence les décisions d'architecture nécessaires pourrépondre aux exigences systèmes.
Ce que je voulais :
Ce que j’ai eu :
Ce que je n’ai pas eu :
C’est bien :
C’est moins bien :
A noter également :
Pertinence et gain de temps pour un Ingénieur Systèmes expert : Toujours pas assez précis pour donner ces sorties aux Métiers sereinement sans risque que ces disciplines d'ingénierie ne développent des choses qui ne s'intègrent pas ensemble.
Conclusions pour une Déclinaison Système vers Métiers : Pas terrible, on est souvent à la limite de la paraphrase des exigences à décliner et les trous sont très nombreux.
Après la Déclinaison d’exigences Systèmes vers Sous-Systèmes, voilà la déclinaison vers les Métiers. Pour cette dernière, ChatGPT se montre également très perfectible.
Nul doute qu’on pourrait, via multiples prompts, raffiner ses réponses et en tirer quelques chose de bien; mais j’identifie plusieurs inconvénients à le faire :
Avec cette version de ChatGPT, je ne recommande pas de décliner des exigences. Nous sommes trop proches de la paraphrase, et les informations supplémentaires apportées par ChatGPT donnent l’impression de ne pas en être.
En bref, le SEGAIA (pour le moment) :
Aurélien NARDINI
Un Système Sans Problème est une ressource de connaissances et de savoir-faire pratiques, avec exemples concrets.
Que vous soyez Chef de Programme, Chef de Projet, Architecte Système, Ingénieur, Manager dans l'Industrie, Etudiant ou Curieux de l'Ingénierie, vous êtes au bon endroit.
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Parce-qu'un produit fiable et industrialisable ne s'improvise pas !
