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Bond graph pour la conception de systèmes mécatroniques

Article de référence | Réf : BM8070 v2

Sécurisation des systèmes mécatroniques - Contexte et architecture matérielle

Auteur(s) : Jean-Louis BOULANGER

Date de publication : 10 déc. 2021

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Sécurisation des systèmes mécatroniques. Partie 2 - Techniques de mises en sécurité d'une application logicielle

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RÉSUMÉ

L’objectif de cet article est de présenter les principes de sécurisation pouvant être mis en œuvre dans le cadre des systèmes mécatroniques, afin de réduire le risque de défaillance. Ce type de système est composé d'éléments mécaniques, électroniques et logiciels. Les aspects "architecture matérielle" et les aspects "application logicielle" sont abordés. La sécurisation d'une architecture matérielle a été l'occasion de nombreux travaux, qui ont permis de définir différents mécanismes tels que la détection des défauts, la diversité, la redondance temporelle, de matériel et/ou de données.

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ABSTRACT

Securement of mechatronic .Context and hardware architecture

The aim of this article is to introduce the safety principles that can be implemented within the framework of mechatronic systems, in order to reduce the risk of default. À mechatronic system is composed of elements of various natures: mechanical, electronic and software components. Two particular aspects are dealt with: "hardware architecture" (electronic component) and "software application" (software components). Safety of a hardware architecture was the subject of numerous studies, which helped to define various mechanisms such as fault detection, diversity, temporal redundancy, hardware redundancy, data redundancy and recovery.

Auteur(s)

Jean-Louis BOULANGER : Docteur en science de l'informatique - Évaluateur – Certificateur - SILAS-SAS, Champigny, France

INTRODUCTION

Les systèmes mécatroniques sont de plus en plus complexes et induisent par voie de conséquence des défaillances de plus en plus fréquentes qu'il faut combattre pour en limiter le risque par un ensemble de techniques qui sont regroupées sous le terme de sécurisation des systèmes. L'intérêt se porte sur deux composantes des systèmes mécatroniques :

les aspects « architecture matérielle » (composante électronique) ;
les aspects « application logicielle » (composante informatique).

Le risque lié à la composante mécanique n'est pas traité ici et le lecteur se reportera au dossier concernant l'intégration de la sécurité à la conception des machines [BM 5 007].

Ce premier article [BM 8 070] fait essentiellement l'objet des techniques de sécurisation d'une architecture matérielle électronique, avec un rappel des principes de base de la sûreté de fonctionnement et de la définition des entraves pouvant impacter le bon fonctionnement d'un système. La norme IEC 61508 caractérise les exigences à mettre en œuvre pour démontrer la sécurité d'un système E/E/EP (électrique/électronique/électronique programmable). Cette norme a été déclinée pour différents domaines (ferroviaire, automobile…). Les techniques de mise en sécurité de ces architectures électroniques comme la détection des défauts, la diversité, la redondance temporelle, la redondance du matériel, la redondance des données et la reprise sont illustrées par des exemples qui sont tous des représentations d'applications réelles des différents domaines (aéronautique, ferroviaire, automobile, spatial, nucléaire…). Un deuxième article [BM 8 071] traite des techniques de sécurisation d'une application logicielle.

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MOTS-CLÉS

Normes | sécurité | Sûreté de fonctionnement | FGPA | FDMS

KEYWORDS

Standard | safety | Dependabilty | FGPA | RAMS

VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de oct. 2010 par Jean-Louis BOULANGER

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - ABRIAL (Jr.) - The B book – Assigning programs to meanings. - Cambridge University Press, Cambridge (1996).
(2) - ARLAT (J.), CROUZET (Y.), DESWARTE (Y.), FABRE (J.-C.), LAPRIE (J.-C.), POWELL (D.) - Tolérance aux fautes, dans Encyclopédie de l’informatique et des systèmes d’information. - Section 2, p. 240-270, Vuibert, Paris (2006).
(3) - ARLAT (J.), BLANQUART (J.-P.), BOYER (T.), CROUZET (Y.), DURAND (M.-H.), FABRE (J.-C.), FOUNAU (M.), KAÂNICHE (M.), KANOUN (K.), LE MEUR (P.), MAZET (C.), POWELL (D.), THÉVENOD-FOSSE (P.), SCHEERENS (F.), WAESELYNCK (H.) - Composants logiciels sûrs de fonctionnement – intégration de COTS. - 158 p., Hermes Science Publications, Paris (2000).
(4) - AZAB (A.M.), PENG (N.), SEZER (E.C.), ZHANG (X.) - HIMA : A Hypervisor-Based Integrity Measurement Agent. - ACSAC 09, Honolulu, Hawaii, USA.
(5) - BAKER (S.) - CORBA distributed objects : using Orbix. ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co. - New York,...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

NORMES

Langage de programmation Ada. - ANSI/MIL-STD-1815A - 1983
Sécurité fonctionnelle des systèmes électriques électroniques programmables relatifs à la sécurité, norme internationale. - IEC 61508 - 2010
Functional safety. Safety Instrumented systems for the process sector – Parts 1-3. - IEC 61511 - 2003
Centrales nucléaires de puissance – Instrumentation et contrôle-commande importants pour la sûreté – Aspects logiciels des systèmes programmés réalisant des fonctions de catégorie. - IEC 60880 - 07-06
Mesure et commande dans les processus industriels. Appréciation des propriétés d'un système en vue de son évaluation. - CEI 1069 - 1991
Road vehicles – Functional safety. - ISO-26262 - 2018
Information technology – Security techniques – Information security management systems – Overview and vocabulary. - ISO/IEC 27000 - 2018
...

1 Réglementation

Décret 2006-1279 relating to safety of railway trafic and to interoperability of railway system (19 octobre 2006).

Décret 2003-425 relating to safety of public guided transit (9 mai 2003).

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2 Annuaire

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2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Atelier B

http://www.atelierb.eu

SCADE

http://www.esterel-technologues.com

CERTIFER

http://www.certifer.fr/

INRETS

http://www.inrets.fr/

SILAS-SAS

http://SILAS-SAS.com

VERIMAG concernant les langages synchrones et en particulier LUSTRE

http://www-verimag.imag.fr

CLEARSY commercialisant l'Atelier B

...

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