Mes travaux concernent la modélisation opérationnelle des systèmes à informatique prépondérante, dans le double but de capitaliser les savoir-faire et d'automatiser les réalisations. La modélisation est l'utilisation d'une représentation, en lieu et place d'une chose du monde réel, dans un but cognitif. Un modèle se substitue à un système dans un contexte donné, à moindre coût, plus simplement, plus rapidement et sans les risques ou dangers inhérents à une manipulation du système réel. Une modélisation devient opérationnelle dès lors qu'une implantation informatique peut en être dérivée de manière systématique. L'ensemble de mes travaux a pour but in fine de réduire le fossé entre les processus métier et les techniques d'informatisation. Je m'intéresse à la fois à la formalisation des savoir-faire métier et informatique. Ma démarche scientifique mélange des aspects théoriques et des validations expérimentales. Elle procède par fertilisation croisée, en reposant tout à la fois sur l'analyse de l'état de l'art, la participation à des groupes de travail ou de normalisation, et à la confrontation avec des problématiques industrielles. Les idées que j'ai approfondies dans mes travaux ont émergées dans différentes communautés (telles celles des grammaires, des bases de données, de la gestion des documents, des méthodes formelles...). Je procède en considérant la modélisation comme une alternative à la programmation. C'est une posture certes un peu radicale – car la modélisation et la programmation peuvent très bien se complémenter – mais je l'ai choisi afin d'amener les techniques de modélisation à leur extrême. Mes principales contributions portent sur : - Des avancées méthodologiques, dans le domaine de la modélisation objet avec UML et aussi dans l'intégration entre l'ingénierie dirigée par les modèles et les méthodes agiles. Ces contributions ont été validées dans des contextes industriels, en collaboration avec Rational Software et ObjeXion Software. - Des contributions pour la capitalisation du savoir-faire de modélisation des systèmes de commande et contrôle. Ces travaux à la frontière entre l'informatique et l'automatique, ont été réalisés en partenariat avec l'Ifremer et Nipson Printing System. - Des contributions pour la modélisation opérationnelle des systèmes d'information Web. Ces contributions s'inscrivent dans le cadre d'un transfert de technologie, sous la forme d'une création d'entreprise innovante : ObjeXion Software. - Des contributions pour l'application de la modélisation à l'ingénierie des langages. Ces travaux regroupés dans le projet open-source Kermeta porté par l'INRIA, font l'objet d'un déploiement industriel dans le cœur de la plateforme RNTL OpenEmbeDD.

Avec l'ingénierie des modèles on cherche à résoudre le problème de l'évolution des grands systèmes informatiques. En effet, ces systèmes doivent s'adapter à l'évolution des besoins et des technologies, et cette évolution est de plus en plus rapide par rapport à celle du domaine métier. On souhaite donc réutiliser l'expertise de ce domaine indépendamment des technologies sur lesquelles on s'appuie, grâce à des techniques de manipulation de modèles. La contribution présentée dans ce manuscrit est une architecture de manipulation de modèles indépendante d'un quelconque métamodèle. Cette architecture favorise la réutilisation des techniques reconnues de génie logiciel orienté objet pour le développement de transformations de modèles. La sémantique de l'interface d'accès aux modèles est spécifiée par une implémentation de référence en langage fonctionnel. Notre approche est fondée sur une interface de niveau mof (Meta-Object Facility) pour la manipulation de modèles. Le langage associé permet de manipuler des éléments de modèle directement, car la structure du métamodèle étend dynamiquement l'ensemble des types accessibles au programme de transformation. D'un point de vue méthodologique, on montre que les transformations de modèles synthétisent l'expertise d'implantation d'un domaine métier vers une technologie donnée ; il est donc utile de modéliser les transformations les plus complexes pour les développer en appliquant récursivement les techniques de génie logiciel et d'ingénierie des modèles. La mise en pratique illustre ce point et montre le fonctionnement de l'architecture de manipulation de modèles avec des transformations pour l'introduction de design patterns et la restructuration de modèles uml (Unified Modeling Language).

L'ingénierie dirigée par les modèles est une approche du génie logiciel qui utilise des modèles comme artefacts de première importance, à partir desquels la validation, le code, les tests et la documentation sont dérivés. Les modèles peuvent être généralistes (e.g.; UML), propres à un domaine (e.g.; les systèmes temps réels), ou même spécifiques au métier d'une compagnie. La mesure est une activité d'ingénierie qui permet d'obtenir une information quantitative sur les processus d'ingénierie ou les systèmes en cours de développement. La mesure des modèles tôt dans le cycle de développement permet aux architectes et aux managers d'estimer les coûts, d'identifier les risques et les défauts, de valider des propriétés et de suivre une démarche d'assurance qualité dès le début du développement. Malheureusement, il est coûteux de développer un outil de mesure ad hoc pour chaque type de modèles manipulés. Nous proposons une approche indépendante du métamodèle pour définir des métriques de modèles. Les métriques sont spécifiées à un haut niveau d'abstraction, de manière plus rigoureuse qu'avec le langage naturel, de manière plus concise qu'avec un langage de programmation et débarrassées des préoccupations d'implémentation. Ensuite, à partir de cette spécification déclarative des métriques, un outil peut générer le composant de mesure, directement intégré dans un environnement de modélisation. La contribution globale de cette approche est de donner une implémentation des métriques de modèles, intégrée, fondée sur des modèles, et à un coût moindre.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à la définition d'une plate-forme industrielle favorisant une meilleure intégration des techniques de vérification et de validation des exigences au sein des processus de développement. Cette plate-forme, appelée R2A (pour Requirements To Analysis) est entièrement construite à l'aide de technologies issues de l'ingénierie dirigée par les modèles. Le cœur de la plate-forme est un processus de composition de modèles à deux niveaux de modélisation. Au niveau instance, il produit une spécification globale des exigences à partir d'une collection de spécifications d'exigences partielles, hétérogènes et potentiellement incohérentes. Au niveau de la conception de la plate-forme (niveau meta), il produit le formalisme interne de la plate-forme (types d'information pouvant être capturée et fonctionnalités supportées) à partir de composants de conception embarquant des sémantiques opérationnelles, de composition et de déploiement. Ce processus favorise l'adaptabilité de la plate-forme à des contextes industriels variés. L'obtention d'une spécification globale des exigences (i) autorise l'application des techniques modernes de vérification et de validation pour la détection d'incohérences et (ii) favorise une approche de développement dirigée par les modèles (MDD) dès les premières étapes du développement logiciel (synchronisation exigences et artefacts de développement aval). Dans sa version actuelle, la plate-forme est spécialisée pour le contexte industriel de France Télécom. Elle supporte quatre langages de description des exigences : les diagrammes d'activité et de classes UML, un langage naturel contraint (le RDL, pour Requirements Description Language) et son formalisme interne (le RM, pour Requirements Metamodel). Les fonctionnalités principales sont (i) la génération d'objectifs de test système, (ii) la production d'une première spécification d'analyse et (iii) la vérification de la cohérence des exigences.

La programmation orientée aspects sépare les différentes préoccupations pour améliorer la modularité. Ce paradigme introduit de nouveaux défis pour le test. Afin de proposer des solutions efficaces à ces problèmes, nous avons étudié l'utilisation d'AspectJ dans 38 projets libres. Ces observations ont révélé que les aspects sont peu utilisé, et avec précaution, et que la programmation orientée aspect diminue la testabilité en augmentant le couplage. Nous avons développé une analyse statique de l'impact des aspects sur les cas de test. Le but est de déterminer statiquement quels sont les cas de test qui sont impactés par l'introduction d'un aspect et qui doivent être modifiés pour prendre en compte les changements. Cette analyse outillée, vise à limiter le temps d'exécution des cas de test et permet au testeur de se concentrer sur les cas de test qui doivent être modifiés. Nous proposons une approche, implémentée dans un outil nommé AdviceTracer, pour tester les expressions de point de coupe séparément des greffons. Cet outil permet la définition d'un oracle spécifiquement adapté à la détection d'erreurs dans un point de coupe. Ceci permet à l'oracle de tester si un greffon a été correctement tissé, sans dépendre du comportement du greffon. Dans le cadre de cette thèse nous avons eu besoin de différents outils d'analyse. AjMetrics est un outil qui mesure diverses métriques sur les programmes orientés aspect en utilisant un formalisme. AjMutator est un outil d'analyse de mutations de programmes orientés aspect, qui est capable d'insérer des erreurs dans les expressions de point de coupe.

La durabilité d'un système d'information (SI) peut être caractérisée en bonne partie par la réutilisabilité de ses services lors de la réalisation des processus métier de l'entreprise. L'architecture orientée services (SOA) pour un SI nécessite la prise en compte de la stratégie d'entreprise (marketing et évolutions technologiques) dans la conception des services afin d'augmenter la réutilisabilité de services existants. C'est l'objectif de l'architecture d'entreprise (EA), ou de l'urbanisme, qui définit une cible architecturale offrant une durabilité optimum du SI. Afin d'améliorer la réutilisation de services lors de l'évolution d'un SI, nous proposons d'intégrer une approche dynamique fondée sur l'EA pour toute nouvelle réalisation d'un processus métier de l'entreprise. Le principe de cette approche dynamique est de prendre en compte, lors de chaque usage de services, d'une part, les fonctions et les données manipulées et, d'autre part, les solutions techniques. L'amélioration de la durabilité du SI est évaluée dans notre approche par une mesure d'alignement entre l'architecture des services développés dans le SI et l'EA fonctionnelle de ce SI.

本研究個案公司所屬行業為IC設計，一般而言，IC設計公司致力於研發和設計，而將生產部份交由專業代工廠，個案公司卻在其經營狀況處於高峰之際，令人意外地宣佈準備自建晶圓廠，個案公司是在什麼動機考量下作出這決策？又在如此重大策略之後，真的可以解決個案公司的問題嗎？ 本研究係以個案公司為主要研究對象，敘述個案公司所屬的產業環境及其因應產業變遷、力求公司成長過程中在經營策略上的重大改變，闡述個案公司重大的轉變策略的背景因素，並試圖以財務分析的方法事先洞查該公司將來可能面臨的經營問題，再透過SWOT分析、五力分析來看個案公司經營策略轉變的優劣之處及其可能所帶出的經營結果。 透過本個案分析可以證明跨入非本業專精的經營或嘗試自行取代過去一直依賴的專業外包產能是冒了很大的風險，若無完整的配套策略及財務後盾，反而讓原本體質良好的企業陷入經營困境；最後本研究發現適當的製程外包除可減輕負債、設備折舊壓力，對企業本身的ROA、ROE也可維持較佳的表現；另外企業經營的優劣勝敗取決於是否聚焦在”賺最專業的本業”。 關鍵詞：IC設計、IDM、SWOT、五力分析 / This study analyzes an IC design firm’s decision on whether to build and own a fabrication plant (“fab”). In general, IC design firms outsource the production of chips to independent semiconductor foundries. The case company, however, decided to build its own fab during its peak years of operation. What motivated this business decision? Did the rare industry practice meet the firm’s needs? This case study describes the company’s complex industry environments, its business strategies as the firm was coping with industry trends and managing phenomenal growth, and essential background factors that had led to the “own-a-fab” decision. This study also conducts financial analysis in anticipation with the company’s operational challenges. It uses SWOT and Porter’s five forces analysis so as to delineate the benefits and costs of this major shift in business strategy as well as the business results. The study provides evidence that major risks are taken as firms try to divest into an unfamiliar business area (which in this case was outsourced to professional foundries). Without a well-conceived strategy with corresponding measures and sufficient financial backing, a fine company may run into business troubles. Moreover, this study finds that proper outsourcing of manufacturing processes reduces debt and equipments depreciation pressures while contributing to better ROA and ROE performances. The study concludes that successful businesses should try gain focus on it best, most-skillful expertise areas. Key Words：IC design,IDM,SWOT,Five Forces Model.

The aim of this work is to design a safety module for promotional robot FEEC BUT robot, which is based on evaluation kit RDK-IDM-SBC. The security module allows authorized persons control different parts of the robot (monitors, computers and subsystems included in the robot).

Nous nous sommes intéressés aux systèmes embarqués temps-réel critiques (SETRC) qui soulèvent des problématiques de criticité, de respect de contraintes temporelles et de disponibilité des ressources telles que la mémoire. Pour maîtriser la complexité de conception de ces systèmes, l’Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) propose de les modéliser pour les analyser au regard de leurs exigences et pour générer en partie leur code d’exécution. Cependant ces deux phases doivent s’articuler correctement de sorte que le système généré respecte toujours les propriétés du modèle initialement analysé. Par ailleurs, le générateur de code doit s’adapter à de multiples critères : notamment pour assurer le respect des performances ou bien pour cibler différentes plates-formes d’exécution qui ont leurs propres contraintes et sémantiques d’exécution. Pour réaliser cette adaptation, le processus de développement requiert de faire évoluer les règles de transformation selon ces critères. Son architecture doit également de permettre de sélectionner les composants logiciels répondant à ces critères. Nous répondons à cette problématique en proposant un processus de génération s’appuyant sur l’IDM. Lorsque l’utilisateur a spécifié et validé un modèle de haut niveau, une transformation traduit automatiquement ce modèle en un second modèle détaillé proche du code généré. Pour assurer la conservation des exigences, le modèle détaillé est exprimé dans le même formalisme que le modèle initial de sorte qu’il reste analysable. Cette démarche détermine l’impact de la stratégie du générateur sur les performances du système final et permet au générateur de changer de stratégie, à une étape donnée, pour assurer le respect des contraintes du système. Pour faciliter le développement et la sélection de stratégies alternatives, nous proposons une méthodologie qui s’articule autour d’un formalisme pour l’orchestration des transformations, un ensemble de patrons de transformation (qui factorisent et généralisent les règles de transformation) et une adaptation de composants logiciels selon leur impact sur les performances. Nous avons mis en place ce processus au sein de l’environnement OSATE, pour lequel nous avons développé le framework RAMSES (Refinment of AADL Models for Synthesis of Embedded Systems). Nous l’avons expérimenté sur la génération des communications entre tâches pour lesquelles plusieurs stratégies d’implémentation ont été définies / We focused on real-time embedded critical systems (RTECS) which present different problems: criticality, respect of time constraints and resources availability such as memory. In order to master design complexity of such systems, Model Driven Engineering (MDE) proposes to model it for analysis purposes and to generate, partially or totally, its execution code. However, these two phases must be correctly connected to ensure the generated code is always enforcing all the properties of the model initially analysed. In addition, the code generator must be adapted to several criteria: in particular to ensure respect of performances or to target different execution platforms which have their own execution constraints and semantics. To realize such an adaptation, the development process requires to evolve transformation rules according to these criteria. Its architecture needs also to allow the selection of the generated software components respecting these criteria.We answer such a problem by proposing a generation process based on the MDE. When the user specifies and validates a high-level model, a model transformation translates automatically this model into a detailed model close to the generated code. To ensure the conservation of the requirements, the detailed model is expressed in the same formalism as the initial model so that it remains analysable (by the same tools initially used). This approach determines the impact of the code generation strategy on the performances of the final system and allows the generator to adapt its strategy, in a given stage, to insure the respect of the system constraints. To facilitate the development and the selection of alternative strategies, we propose a methodology which articulates around a formalism for the orchestration of the transformations, a set of transformation patterns (which factorize and generalize the transformation rules) and an adaptation of software components according to their impact on the performances. We set up this process within the environment OSATE, for which we have developed the framework RAMSES (Refinement of AADL Models for Synthesis of Embedded Systems). We have experimented it on the code generation of the communications between tasks for which several strategies of implementation were defined.

[pt] Há uma tendência global crescente na adoção do paradigma Building Information Modeling (BIM) para a implementação em projetos de arquitetura, engenharia e construção (AEC). No Brasil, uma comissão nomeada pelo governo estuda como disseminar o BIM aplicado a projetos governamentais. Ao mesmo tempo, a Otimização Estrutural (OE) vêm recebendo atenção em projetos de engenharia civil para reduzir o material e melhorar o desempenho estrutural. O objetivo deste trabalho, portanto, é entender como a OE pode ser inserido em um projeto BIM, analisando especificamente a interface entre arquitetos e engenheiros estruturais. A investigação incluiu uma Revisão Sistemática da Literatura (SLR) para compreender o cenário científico atual nessas áreas. Foi observado que existe uma lacuna científica em trabalhos que conectam a OE dentro do BIM. Para ajudar a preencher essa lacuna, foi desenvolvida uma estrutura de Manual de Entrega de Informações (MEI) que mapeia o fluxo de informações para conectar arquitetos e engenheiros por meio da OE em um ambiente BIM. A metodologia proposta foi aplicada a três estudos de caso de complexidade crescente. Verificou-se que a OE pode ser inserido em um projeto BIM quando os problemas de interoperabilidade e colaboração forem aprimorados. Para validar as soluções estruturais com base nos resultados da OE, foi desenvolvida e analisada a análise detalhada usando Modelos de Elementos Finitos (MEF). Verificou-se que as soluções eram estruturalmente aceitáveis de acordo com os códigos de projeto atuais. No entanto, podem ser necessárias técnicas avançadas de construção para serem economicamente viáveis. Vale ressaltar que este estudo se limitou a projetos de construção habituais nos estágios iniciais de desenvolvimento do projeto. / [en] There has been an increasing global tendency in the adoption of Building Information Modeling (BIM) paradigm for the implementation of Architectural, Engineering, and Construction (AEC) projects. In Brazil, a governmental nominated commission is studying how to disseminate BIM as applied to governmental projects. At the same time, Structural Optimization (SO) has received a lot of attention in civil engineering applications to reduce material and enhance structural performance. The purpose of this work, thus, is to understand how SO can be inserted in a BIM project, specifically analyzing the interface between architects and structural engineers. The investigation included a Systematic Literature Review (SLR) to comprehend the current scientific scenario in these areas. It was observed that there is a scientific gap in works that connect SO and BIM. To help fill this gap, an Information Delivery Manual (IDM) structure was developed which maps the information flow to connect architects and engineers through SO in a BIM environment. The proposed methodology was applied to three experiments of increasing complexity. It was verified that SO can be inserted in a BIM project once interoperability and collaboration issues are improved. To validate the structural solutions based on the SO results, detailed analysis using Finite Element Models (FEM) were developed and analyzed. It was found that the solutions were structurally acceptable according to current design codes. However, they may require advanced construction techniques to be economically feasible. It is worth pointing out that this study was limited to usual building projects in the early stages of the design.