Diagnosability and diagnosis of technological systems
Diagnosticabilité et diagnostic de systèmes technologiques pilotés
Résumé
A technological system is constituted with many components interacting with each other and combining multiple physical phenomena. Stress suffers by these components can generate fault (wear, dirtying, breakage) resulting in serious damage to the system integrity or its environment. A solution, reducing damages of these faults, is to develop an embedded diagnosis system detecting and identifying them quickly and precisely, in order to put the system in the appropriate safety mode. Therefore during the design phase of this diagnosis system, it is previously required to study diagnosability of faults: study consisting in ensuring the diagnosis system will always be able to diagnose any listed fault without ambiguity. This thesis presents an all-in-one tool-chain to design a diagnosis system of such technological systems. We have elaborated it completely by including all necessary and sufficient steps to the design: preliminary steps of system and potential faults representation, then the diagnosability study of faults and the diagnosis system generation associated to this study. In addition, it is certified coherent by developing a unified theoretic framework used during all steps of the tool-chain. This coherence is also increased by rigorously establishing the link between the diagnosability study of faults and the associated diagnosis system generation. This thesis results from a common project between the company Sherpa Engineering as well as laboratories LRI from the university Paris-Sud and the CNRS and LISE from the CEA/LIST of Saclay.
Un système technologique piloté est constitué d'une variété de composants interagissant ensemble et combinant de multiples phénomènes physiques. Le stress subit par ces composants finit par engendrer des défauts (casse, usure, perforation, blocage) pouvant avoir de graves conséquences pour l'intégrité du système lui-même ou pour son environnement. Une solution, pour réduire les conséquences de tels défauts, est de mettre en place un outil embarqué de diagnostic qui permette de les détecter et les identifier rapidement et précisément pour, par exemple, placer le système dans un mode de fonctionnement approprié (mode dégradé, arrêt complet, etc.). À cette fin il apparaît alors comme impératif, lors de la phase de conception d'un tel outil de diagnostic, d'étudier la diagnosticabilité des défauts, étude qui consiste à s'assurer que l'outil sera toujours capable de diagnostiquer sans ambiguïté un défaut préalablement répertorié. Cette thèse présente une chaîne de conception outillée d'un tel outil de diagnostic appliquée à ce type de systèmes. Nous l'avons élaborée de manière complète en incluant l'ensemble des étapes nécessaires et suffisantes à la conception : les étapes préalables de représentation du système et des défauts potentiels, puis l'étude de la diagnosticabilité des défauts ainsi que la génération de l'outil associé à cette étude. L'élaboration d'un cadre théorique unifié, utilisé durant toutes les étapes de la chaîne, nous a par ailleurs permis de la garantir cohérente. Cette cohérence est de plus renforcée par le lien rigoureusement établi entre une étude de diagnosticabilité et la génération du diagnostiqueur associé. Cette thèse est le résultat d'un projet commun entre l'entreprise Sherpa Engineering ainsi que les laboratoires LRI de l'université Paris-Sud et du CNRS et LISE du CEA/LIST de Saclay.
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