Comprehensive Methodology for Complex Systems' Requirements Engineering and Decision Making
Approche globale de l'ingénierie des exigences et de la prise de décision pour les systèmes complexes)
Résumé
The primary goal of the systems engineering is the creation of a set
of high quality products and services that enable the accomplishment of desired
tasks and needs of the clients or user groups. A typical systems engineering project
can be divided in to three phases: definition, development, and deployment. The
definition phase involves the activities of requirement elicitation and refinement.
By the end of system definition phase, we have all the system functional and nonfunctional
requirements. One of the results of development phase is initial working
model of the system. The deployment phase consists of activities of operational
implementation, operational testing and evaluation, and operational functioning and
maintenance. In a project life cycle there are numerous issues to be sorted out during
the various phases to finally deliver a successful product. We proposed solution to
the problems of requirements engineering & management, design conflict detection,
and stakeholders conflict resolution. This thesis is based on the recent advances in
industrial practices and research in the field of system design engineering.
The objective of this thesis work is to propose an innovative and holistic conception
methodology taking into account the multidisciplinary environment and multiple
stakeholders. We have proposed a requirements modeling language based on the
GORE techniques. We have proposed a few of tools for reducing the ambiguity of
requirements such as: using negation and test cases using negation for contracting
difficult requirements. Requirement management techniques are proposed to provide
better requirements traceability and aid for other systems engineering activities.
Few guidelines have been designed to guide the design of traceability policies. Criteria
weighting technique has been designed to better carry out the conflict resolutions,
during the various life cycle stages. Using the same criteria weighting technique a
flexible multi criteria multi participant decision methodology is proposed for various
decision problems arising during the life cycle of systems engineering project.
Finally, a comprehensive prescriptive systems engineering approach is proposed
using all the previously made contributions and an illustrative case study of a real
ongoing project is presented developed using the supporting tool SysEngLab, which
implements majority of the methods and techniques proposed during thesis.
L’objectif principal de l’ingénierie des systèmes est la création d’un ensemble
de produits et des services de haute qualité qui permettent l’accomplissement de tâches
pour répondre aux besoins des clients. Un projet typique d’ingénierie des systèmes peut
être divisé en trois phases : la définition, le développement et le déploiement. La phase
de définition comprend les activités de capture des exigences et de leur raffinement. À
la fin de la phase de définition du système, nous avons toutes les exigences fonctionnelles
et non-fonctionnelles du système. L’un des résultats de la phase de développement est le
modèle de travail initiale du système. La phase de déploiement se compose des activités
liées à (1) l’évaluation opérationnelle du système, à (2) l’utilisation du système et à (3) son
entretien. Dans un cycle de vie du projet, il y a de nombreuses questions qui doivent être
traitées au cours des différentes phases pour finalement livrer un produit.
Nous avons proposé une solution aux problèmes liés à l’ingénierie des exigences et aux
techniques de la détection, de la gestion et de la résolution des conflits entre les parties
prenantes. Cette thèse est basée sur les dernières avancées dans les pratiques industrielles
et de recherche dans le domaine de l’ingénierie de conception du système.
L’objectif de ce travail de thèse est de proposer une méthodologie de conception novatrice
et globale en tenant compte de l’environnement multidisciplinaire et de multiples
intervenants. Nous avons proposé un langage de modélisation des exigences basé sur les
techniques GORE. Nous avons proposé quelques outils pour réduire l’ambiguïté des exigences
tels l’utilisation de phrases négatives et de tests á l’aide de négation lorsqu’il s’agit
de traiter certaines exigences difficiles à comprendre avec les techniques classiques. Nous
avons également proposé des techniques de gestion des exigences pour mieux assurer leur
traçabilité. Concernant la résolution des conflits, nous avons proposé des techniques de
pondération des critères au cours des différentes étapes du cycle de vie. En utilisant la
même technique de pondération de critères, une méthode de décision multicritères et multi
participants est proposée pour divers problèmes de décision survenant pendant le cycle de
vie du projet d’ingénierie systèmes.
Enfin, une approche globale de l’ingénierie des systèmes est proposée pour intégrer
toutes les contributions faites précédemment et est illustrée sur une étude de cas concernant
un projet réel avec la présentation dŠun outil SysEngLab que nous avons développé pour
mettre en oeuvre la majorité des méthodes et des techniques proposées au cours de thèse.
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