EP2734943A2 - Automated method based on models for generating physical architectures of systems and optimising same - Google Patents

Automated method based on models for generating physical architectures of systems and optimising same

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Publication number
EP2734943A2
EP2734943A2 EP12735148.4A EP12735148A EP2734943A2 EP 2734943 A2 EP2734943 A2 EP 2734943A2 EP 12735148 A EP12735148 A EP 12735148A EP 2734943 A2 EP2734943 A2 EP 2734943A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
architectures
physical
physical architectures
api
population
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12735148.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nicolas ALBARELLO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Group SAS
Original Assignee
European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
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Filing date
Publication date
Application filed by European Aeronautic Defence and Space Company EADS France filed Critical European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Publication of EP2734943A2 publication Critical patent/EP2734943A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design

Definitions

  • the present invention relates to the field of physical architectures of systems.
  • the present invention relates more particularly to an automatic method based on models for the generation of physical architectures of systems and their optimization.
  • the present invention automatically creates physical architectures of systems from a functional architecture thereof based on a set of physical components that can be used (component catalog). Several design alternatives are thus generated.
  • the method according to the present invention then makes it possible to modify these alternatives on the basis of the evaluation of their performances to find the most efficient architectures.
  • the design of complex systems involves a large design space, which can be defined as the set of possible combinations of components and their different allocations and which is usually composed of several thousand alternatives. These alternatives consist of different arrangements of components realizing the functions allocated to the considered system. It is impossible to evaluate all of these alternatives without the aid of an automated process of exploring the design space.
  • the present invention makes it possible to automate these studies to explore the design space widely and identify the most important architectures. performance. This makes it possible to obtain with almost certainty architectures in an optimal global area of the design space and, thus, to guarantee an optimal quality of the adopted solution.
  • two approaches can be identified:
  • the present invention seeks to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a method for generating design alternatives from a functional architecture and a set of physical components, and then iteratively modifying these alternatives to explore the possibilities. design space (the set of possible combinations of components and their different allocations).
  • the present invention relates, in its most general sense, to a method for generating and optimizing physical architectures of systems, characterized in that it comprises the following steps:
  • the present invention thus makes it possible to optimize the quality of the generated physical architectures.
  • said selection of a part of said physical architectures is carried out according to Pareto dominance relations.
  • said selection of a part of said physical architectures is carried out according to the NSGA-II method ("Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms").
  • said selection of a part of said physical architectures is carried out according to dominance relations based on the preferences of the user (s) of the process.
  • said selection of a part of said physical architectures is carried out according to the NEMO ("Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multiobjective Optimizer") method.
  • said genetic operators comprise a reproduction operator.
  • the said reproduction operator reproduces an alternative of the anterior population in the posterior population.
  • said genetic operators comprise a mutation operator.
  • Said mutation operator modifies an alternative of the previous (parent) population by selecting part of the architecture and replacing it with an equivalent combination of components (i.e. viable and capable of performing the same functions).
  • the new architecture thus created (child) is placed in the posterior population.
  • said genetic operators comprise a crossing operator. Said crossing operator exchanges parts of two architectures of the previous population (parents) with each other to create two new alternatives (children) that are placed in the posterior population.
  • a designer describes a system, interfaces with an environment, a functional architecture as well as physical components to be considered.
  • the present invention also relates to a computer program characterized in that it comprises program code instructions for the execution of the steps of the method mentioned above, when said program is executed in or by a processor.
  • the present invention also relates to a device for implementing the method mentioned above.
  • Figure 1 illustrates the method of generating physical architectures according to the present invention
  • Figure 2 is a general view of the process according to the present invention.
  • Figures 3a to 3d show an example of possible combination search for a given function.
  • Figure 1 illustrates the method of generating physical architectures according to the present invention
  • FIG. 2 illustrates the different steps of the method according to the present invention:
  • Figures 3a to 3d show an example of possible combination search for a given function.
  • Figure 3b illustrates a possible combination for F1 because the represented element already realizes F2 and has the capacity F1.
  • Figure 3c shows a possible combination for F1 because the element shown is connectable to C1 and has the capacitance F1.
  • Figure 3d illustrates a possible combination for F1 because the represented element is connectable to C1, has the capacitance F1, and C3 and C4 are connectable.
  • the method according to the present invention begins with a modeling step during which the designer describes his problem in the form of models that can be used by the method.
  • the designer describes the system, its interfaces with the environment, its functional architecture and the physical components to be considered.
  • the modeling represents in particular the exchanges or possibilities of exchange of flows between components and between system and components.
  • An M model is created.
  • the algorithm A searches for, for each function, a viable and valid string (or combination) of components.
  • String viability is defined by a component compatibility rule.
  • the port compatibility rule includes direction, multiplicity, and
  • ISA / EP can be enriched by other rules specific to the problem (eg types of connectors, ports maies vs. female ports ).
  • the validity of the strings is defined by a rule of compatibility of the string with the function.
  • This rule includes capacity rules (ie the capabilities required by the functions must be covered by the string components) and function input / output compatibility with string input / output (ie the string itself performs the functions that use the output streams of the function or the string is connectable to the chains that perform these functions).
  • the architectures APi, AP 2 , .., AP N are then evaluated according to several attributes ⁇ , AT 2 ,..., AT P (for example: mass, cost, availability %) thanks to modules of MAi analysis, MA 2 , MA N i pressing the M model to calculate the performance of the alternatives.
  • the best alternatives are selected according to Pareto-dominance relations (for example NSGA-II type - "Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms").
  • the best alternatives are selected according to preference-based dominance relations (for example NEMO type ("Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multi-objective Optimizer”) .
  • NEMO Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multi-objective Optimizer
  • This latter type of selection requires eliciting previously the user preferences.
  • the user provides information to give relative importance to each of the optimization criteria / objectives. Based on this selection, new alternatives ⁇ , AP ' 2 ,
  • modifications (genetic operators OPi, OP 2 , OPN 2 ) are applied to the previous alternatives APi, AP 2 , .., AP N.
  • the genetic operators OP1, OP2, OPNI can be of three kinds:
  • Mutation operators modify an alternative by modifying all or part of a chain of components associated with a function
  • These genetic operators OP1, OP2, OPNI are applied to the architectures AP1, AP 2 , .., AP N after identification of a decoupled part of the architectures AP1, AP 2 , .., AP N (ie a set of components completely realizing a or function (s).
  • the method according to the present invention is iterative and makes it possible to progressively explore the design space by converging towards the most interesting zones. Iterations are stopped when a stop criterion is reached. It can be a number of iterations, a criterion of quality of the architectures or a convergence criterion of this quality (low improvement of the maximum quality of the architectures). When this stopping criterion is reached, the final population is composed of the best architectures found. A synthesis of the results is then carried out in order to allow the designers to analyze the performances of the solutions and, possibly, to reformulate the problem.
  • the method is in the form of a computer program composed of five major subcomponents:
  • a synthesis component to archive the acquired data and synthesize it to give the designer a complete and organized view of the results of the analysis.
  • the method can be used by the designers of any high complexity system during the preliminary design phases to determine the design alternatives of greatest interest.

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Description

PROCEDE AUTOMATIQUE BASE SUR DES MODELES POUR LA GENERATION D'ARCHITECTURES PHYSIQUES DE SYSTEMES ET LEUR  AUTOMATIC METHOD BASED ON MODELS FOR THE GENERATION OF PHYSICAL ARCHITECTURES OF SYSTEMS AND THEIR
OPTIMISATION  OPTIMIZATION
Domaine de l'invention Field of the invention
La présente invention se rapporte au domaine des architectures physiques de systèmes. The present invention relates to the field of physical architectures of systems.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un procédé automatique basé sur des modèles pour la génération d'architectures physiques de systèmes et leur optimisation. La présente invention permet de créer automatiquement des architectures physiques de systèmes à partir d'une architecture fonctionnelle de celui-ci en se basant sur un ensemble de composants physiques pouvant être utilisés (catalogue de composants). Plusieurs alternatives de conception sont ainsi générées. Le procédé selon la présente invention permet ensuite de modifier ces alternatives sur la base de l'évaluation de leurs performances pour trouver les architectures les plus performantes. The present invention relates more particularly to an automatic method based on models for the generation of physical architectures of systems and their optimization. The present invention automatically creates physical architectures of systems from a functional architecture thereof based on a set of physical components that can be used (component catalog). Several design alternatives are thus generated. The method according to the present invention then makes it possible to modify these alternatives on the basis of the evaluation of their performances to find the most efficient architectures.
Etat de la technique State of the art
La conception de systèmes complexes fait intervenir un grand espace de conception, qui peut être défini comme étant l'ensemble des combinaisons possibles de composants et leurs différentes allocations et qui est généralement composé de plusieurs milliers d'alternatives. Ces alternatives consistent en différents arrangements de composants réalisant les fonctions allouées au système considéré. Il est impossible d'évaluer toutes ces alternatives sans l'aide d'un processus automatisé d'exploration de l'espace de conception. La présente invention permet d'automatiser ces études pour explorer largement l'espace de conception et repérer les architectures les plus performantes. Ceci permet d'obtenir avec quasi-certitude des architectures dans une zone optimale globale de l'espace de conception et, ainsi, de garantir une qualité optimale de la solution adoptée. Actuellement, pour des systèmes à forte complexité, deux approches peuvent être identifiées : The design of complex systems involves a large design space, which can be defined as the set of possible combinations of components and their different allocations and which is usually composed of several thousand alternatives. These alternatives consist of different arrangements of components realizing the functions allocated to the considered system. It is impossible to evaluate all of these alternatives without the aid of an automated process of exploring the design space. The present invention makes it possible to automate these studies to explore the design space widely and identify the most important architectures. performance. This makes it possible to obtain with almost certainty architectures in an optimal global area of the design space and, thus, to guarantee an optimal quality of the adopted solution. Currently, for systems with high complexity, two approaches can be identified:
• l'architecture est adaptée de celle d'un système similaire (programme précédent par exemple) ;  • the architecture is adapted from that of a similar system (previous program for example);
• une étude approfondie est menée en s'appuyant sur le sens de l'ingénieur. Un espace de conception est identifié et des catégories d'architectures sont éliminées itérativement en fonction de l'expérience, du savoir-faire ou des croyances.  • an in-depth study is conducted based on the engineer's sense of purpose. A design space is identified and categories of architectures are iteratively eliminated based on experience, know-how or beliefs.
Récemment, des approches scientifiques ont été proposées pour la génération d'architectures physiques. Elles sont pour la plupart basées sur la définition de règles explicites purement physiques [les publications scientifiques K. Seo, Z. Fan, J. Hu, and E. Goodman, "Toward an automated design method for multi-domain dynamic Systems using bond graph and genetic programming", Mechatronics, 2003, pp. 1 -21 , et R. Rai, "Simulation-Based Design of Aircraft Electrical Power Systems", modelica.org, 201 1] (un ensemble de composants peut être remplacé par ou associé à un autre ensemble de composants) ou fonctionnelle/physique [les publications scientifiques T. Kurtoglu and M.l. Campbell, "Automated synthesis of electromechanical design configurations from empirical analysis of function to form mapping", Journal of Engineering Design, vol. 20, 2009, p. 83-104, et V. Holey, "Toward the prédiction of multiphysic interactions using M DM and QFD matrices", Design, 2010, pp. 1 -1 1] (une fonction peut être réalisée par un ensemble de composants). Ces approches nécessitent la définition d'un nombre important de règles. L'approche selon la présente invention se différencie par le fait que seules deux règles sont à définir. Recently, scientific approaches have been proposed for the generation of physical architectures. They are mostly based on the definition of purely physical explicit rules [scientific publications K. Seo, Z. Fan, J. Hu, and E. Goodman, "Toward an automated design method for multi-domain dynamic Systems using bond graph and genetic programming ", Mechatronics, 2003, pp. 1 -21, and R. Rai, "Simulation-Based Design of Aircraft Electrical Power Systems", modelica.org, 201 1] (a set of components may be replaced by or associated with another set of components) or functional / physical [scientific publications T. Kurtoglu and Ml Campbell, "Automated synthesis of electromechanical design configurations from empirical analysis of function to form mapping," Journal of Engineering Design, Vol. 20, 2009, p. 83-104, and V. Holey, "Towards the Prediction of Multiphysic Interactions Using DM M and QFD Matrices," Design, 2010, pp. 1 -1 1] (a function can be performed by a set of components). These approaches require the definition of a large number of rules. The approach according to the present invention differs in that only two rules are to be defined.
Dans les demandes de brevets publiées faisant partie de l'état de la technique, aucun procédé ne permet aujourd'hui de générer d'alternatives de conception pour des architectures physiques. Seuls des procédés de représentation ou de conception manuelle de ces architectures sont proposés. In the published patent applications that are part of the state of the art, no method today makes it possible to generate alternatives to design for physical architectures. Only methods of representation or manual design of these architectures are proposed.
On connaît par exemple dans l'état de la technique la demande de brevet français N° FR 2 846 1 17 (Renault), qui décrit un procédé et un dispositif pour synthétiser une architecture électrique. Cette demande de brevet français divulgue un procédé pour synthétiser une architecture électrique et électronique d'au moins une partie d'un produit comprenant des fils électriques et des composants électriques et électroniques tels que des capteurs, des actionneurs et des calculateurs. For example, it is known in the state of the art from French Patent Application No. FR 2,846,177 (Renault), which describes a method and a device for synthesizing an electrical architecture. This French patent application discloses a method for synthesizing an electrical and electronic architecture of at least a portion of a product comprising electrical wires and electrical and electronic components such as sensors, actuators and computers.
On connaît également dans l'état de la technique la demande de brevet français N° FR 2 905 491 (EADS Deutschiand) qui concerne l'allocation de fonctions à une architecture physique prédéterminée. Cette demande de brevet français décrit un procédé automatique, basé sur modèle, pour l'intégration d'une architecture fonctionnelle de système avec une architecture physique de système pour former un système électronique. Also known in the state of the art the French patent application No. FR 2 905 491 (EADS Deutschiand) which relates to the allocation of functions to a predetermined physical architecture. This French patent application describes an automatic, model-based method for integrating a system functional architecture with a physical system architecture to form an electronic system.
Exposé de l'invention Presentation of the invention
La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé permettant de générer des alternatives de conception à partir d'une architecture fonctionnelle et d'un ensemble de composants physique, puis de modifier de façon itérative ces alternatives pour explorer l'espace de conception (l'ensemble des combinaisons possibles de composants et leurs différentes allocations). The present invention seeks to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a method for generating design alternatives from a functional architecture and a set of physical components, and then iteratively modifying these alternatives to explore the possibilities. design space (the set of possible combinations of components and their different allocations).
A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un procédé de génération et d'optimisation d'architectures physiques de systèmes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : To this end, the present invention relates, in its most general sense, to a method for generating and optimizing physical architectures of systems, characterized in that it comprises the following steps:
• modélisation d'un problème sous forme d'un modèle ; • génération d'architectures physiques au moyen dudit modèle et d'un algorithme qui recherche, pour une fonction, une combinaison de composants viable et valide ; • modeling a problem in the form of a model; • generation of physical architectures using this model and an algorithm that seeks, for a function, a viable and valid combination of components;
• évaluation desdites architectures physiques selon plusieurs attributs ou critères au moyen de modules d'analyse s'appuyant sur ledit modèle ; Evaluating said physical architectures according to several attributes or criteria by means of analysis modules based on said model;
• sélection d'une partie desdites architectures physiques selon des relations de dominance ; Selecting a portion of said physical architectures according to dominance relationships;
• génération de nouvelles architectures physiques en appliquant des opérateurs génétiques aux architectures physiques précédentes ; et • generation of new physical architectures by applying genetic operators to previous physical architectures; and
• synthèse des résultats en ne retenant qu'une partie desdites architectures physiques. • synthesis of the results by retaining only a part of said physical architectures.
La présente invention permet ainsi d'optimiser la qualité des architectures physiques générées. The present invention thus makes it possible to optimize the quality of the generated physical architectures.
Selon une variante, ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques est réalisée selon des relations de dominance au sens de Pareto. According to a variant, said selection of a part of said physical architectures is carried out according to Pareto dominance relations.
Avantageusement, ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques est réalisée selon la méthode NSGA-II (« Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms »). Advantageously, said selection of a part of said physical architectures is carried out according to the NSGA-II method ("Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms").
Selon une variante, ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques est réalisée selon des relations de dominance basée sur les préférences du ou des utilisateur(s) du procédé. Avantageusement, ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques est réalisée selon la méthode NEMO (« Necessary-preference- enhanced Evolutionary Multiobjective Optimizer »). According to a variant, said selection of a part of said physical architectures is carried out according to dominance relations based on the preferences of the user (s) of the process. Advantageously, said selection of a part of said physical architectures is carried out according to the NEMO ("Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multiobjective Optimizer") method.
Selon un mode de réalisation, lesdits opérateurs génétiques comprennent un opérateur de reproduction. Ledit opérateur de reproduction reproduit une alternative de la population antérieure dans la population postérieure. According to one embodiment, said genetic operators comprise a reproduction operator. The said reproduction operator reproduces an alternative of the anterior population in the posterior population.
Selon un mode de réalisation, lesdits opérateurs génétiques comprennent un opérateur de mutation. Ledit opérateur de mutation modifie une alternative de la population antérieure (parent) en sélectionnant une partie de l'architecture et en la remplaçant par une combinaison de composants équivalente (i.e. viable et capable de réaliser les mêmes fonctions). La nouvelle architecture ainsi créée (enfant) est placée dans la population postérieure. According to one embodiment, said genetic operators comprise a mutation operator. Said mutation operator modifies an alternative of the previous (parent) population by selecting part of the architecture and replacing it with an equivalent combination of components (i.e. viable and capable of performing the same functions). The new architecture thus created (child) is placed in the posterior population.
Selon un mode de réalisation, lesdits opérateurs génétiques comprennent un opérateur de croisement. Ledit opérateur de croisement échange des parties de deux architectures de la population antérieure (parents) entre elles pour créer deux nouvelles alternatives (enfants) qui sont placées dans la population postérieure. According to one embodiment, said genetic operators comprise a crossing operator. Said crossing operator exchanges parts of two architectures of the previous population (parents) with each other to create two new alternatives (children) that are placed in the posterior population.
De préférence, durant l'étape de modélisation d'un problème sous forme d'un modèle, un concepteur décrit un système, des interfaces avec un environnement, une architecture fonctionnelle ainsi que des composants physiques à considérer. Preferably, during the step of modeling a problem in the form of a model, a designer describes a system, interfaces with an environment, a functional architecture as well as physical components to be considered.
La présente invention se rapporte également à un programme informatique caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé évoqué ci-dessus, lorsque ledit programme est exécuté dans ou par un processeur. The present invention also relates to a computer program characterized in that it comprises program code instructions for the execution of the steps of the method mentioned above, when said program is executed in or by a processor.
La présente invention se rapporte également à un dispositif pour la mise en œuvre du procédé évoqué ci-dessus. The present invention also relates to a device for implementing the method mentioned above.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux Figures dans lesquelles : The invention will be better understood by means of the description, given below purely for explanatory purposes, of one embodiment of the invention, with reference to the figures in which:
• la Figure 1 illustre le procédé de génération d'architectures physiques selon la présente invention ;  Figure 1 illustrates the method of generating physical architectures according to the present invention;
• la Figure 2 est une vue générale du procédé selon la présente invention ; et  Figure 2 is a general view of the process according to the present invention; and
· les Figures 3a à 3d représentent un exemple de recherche de combinaison possible pour une fonction donnée.  · Figures 3a to 3d show an example of possible combination search for a given function.
Description détaillée des modes de réalisation de l'invention DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS OF THE INVENTION
La Figure 1 illustre le procédé de génération d'architectures physiques selon la présente invention Figure 1 illustrates the method of generating physical architectures according to the present invention
La Figure 2 illustre les différentes étapes du procédé selon la présente invention : Figure 2 illustrates the different steps of the method according to the present invention:
1 . Modélisation du problème.  1. Modeling the problem.
2. Initialisation de la population. 3. Evaluation des performances. 2. Initialization of the population. 3. Performance evaluation.
4. Elicitation de préférence (étape optionnelle).  4. Elicitation of preference (optional step).
5. Sélection des alternatives préférées.  5. Selection of preferred alternatives.
6. Exploration de l'espace de conception.  6. Exploring the design space.
7. Synthèse des résultats.  7. Summary of the results.
Les Figures 3a à 3d représentent un exemple de recherche de combinaison possible pour une fonction donnée. Figures 3a to 3d show an example of possible combination search for a given function.
La Figure 3b illustre une combinaison possible pour F1 car l'élément représenté réalise déjà F2 et a la capacité F1.  Figure 3b illustrates a possible combination for F1 because the represented element already realizes F2 and has the capacity F1.
La Figure 3c représente une combinaison possible pour F1 car l'élément représenté est connectable à C1 et a la capacité F1.  Figure 3c shows a possible combination for F1 because the element shown is connectable to C1 and has the capacitance F1.
La Figure 3d illustre une combinaison possible pour F1 car l'élément représenté est connectable à C1 , a la capacité F1 , et C3 et C4 sont connectables.  Figure 3d illustrates a possible combination for F1 because the represented element is connectable to C1, has the capacitance F1, and C3 and C4 are connectable.
Le procédé selon la présente invention débute par une étape de modélisation durant laquelle le concepteur décrit son problème sous la forme de modèles qui pourront être utilisés par le procédé. Le concepteur décrit le système, ses interfaces avec l'environnement, son architecture fonctionnelle ainsi que les composants physiques à considérer. La modélisation représente notamment les échanges ou possibilités d'échanges de flux entre composants et entre système et composants. Un modèle M est ainsi créé.  The method according to the present invention begins with a modeling step during which the designer describes his problem in the form of models that can be used by the method. The designer describes the system, its interfaces with the environment, its functional architecture and the physical components to be considered. The modeling represents in particular the exchanges or possibilities of exchange of flows between components and between system and components. An M model is created.
Grâce à ce modèle M, des architectures physiques APi, AP2, ., APN sont générées par un algorithme A. With this model M, physical architectures APi, AP2,., AP N are generated by an algorithm A.
L'algorithme A recherche, pour chaque fonction, une chaîne (ou combinaison) de composants viable et valide. The algorithm A searches for, for each function, a viable and valid string (or combination) of components.
La viabilité des chaînes est définie par une règle de compatibilité des ports des composants. Ainsi, deux composants peuvent être connectés entre eux uniquement si deux de leurs ports peuvent être connectés. La règle de compatibilité des ports comprend des règles de type direction, multiplicité et String viability is defined by a component compatibility rule. Thus, two components can be connected to each other only if two of their ports can be connected. The port compatibility rule includes direction, multiplicity, and
FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91) ISA/EP peut être enrichie par d'autres règles spécifiques au problème (ex : types de connecteurs, ports maies vs. ports femelle...). RECTIFIED SHEET (RULE 91) ISA / EP can be enriched by other rules specific to the problem (eg types of connectors, ports maies vs. female ports ...).
La validité des chaînes est définie par une règle de compatibilité de la chaîne avec la fonction. Cette règle comprend des règles de capacité (i.e. les capacités requises par les fonctions doivent être couvertes par les composants de la chaîne) et de compatibilité entrée/sortie de fonction avec entrée/sortie de chaîne (i.e. la chaîne réalise elle-même les fonctions qui utilisent les flux de sortie de la fonction ou bien la chaîne est connectable aux chaînes qui réalisent ces fonctions). The validity of the strings is defined by a rule of compatibility of the string with the function. This rule includes capacity rules (ie the capabilities required by the functions must be covered by the string components) and function input / output compatibility with string input / output (ie the string itself performs the functions that use the output streams of the function or the string is connectable to the chains that perform these functions).
Les architectures APi, AP2, .., APN sont ensuite évaluées selon plusieurs attributs ΑΤΊ, AT2, .., ATP (par exemple : la masse, le coût, la disponibilité...) grâce à des modules d'analyse MAi, MA2, MANi d'appuyant sur le modèle M pour calculer les performances des alternatives. The architectures APi, AP 2 , .., AP N are then evaluated according to several attributes ΑΤΊ, AT 2 ,..., AT P (for example: mass, cost, availability ...) thanks to modules of MAi analysis, MA 2 , MA N i pressing the M model to calculate the performance of the alternatives.
Les meilleures alternatives sont ensuite sélectionnées selon des relations de dominance. The best alternatives are then selected according to dominance relationships.
Selon un mode de réalisation, les meilleures alternatives sont sélectionnées selon des relations de dominance au sens de Pareto (par exemple type NSGA-II - « Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms »).  According to one embodiment, the best alternatives are selected according to Pareto-dominance relations (for example NSGA-II type - "Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms").
Selon un autre mode de réalisation, les meilleures alternatives sont sélectionnées selon des relations de dominance basée sur les préférences (par exemple type NEMO (« Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multiobjective Optimizer »). Ce dernier type de sélection requiert d'éliciter auparavant les préférences de l'utilisateur.  According to another embodiment, the best alternatives are selected according to preference-based dominance relations (for example NEMO type ("Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multi-objective Optimizer") .This latter type of selection requires eliciting previously the user preferences.
L'utilisateur donne des informations permettant de donner une importance relative à chacun des critères/objectifs d'optimisation. En se basant sur cette sélection, de nouvelles alternatives ΑΡΊ, AP'2,The user provides information to give relative importance to each of the optimization criteria / objectives. Based on this selection, new alternatives ΑΡΊ, AP ' 2 ,
AP'N' sont générées. Pour cela, des modifications (opérateurs génétiques OPi, OP2, OPN2) sont appliqués aux alternatives précédentes APi, AP2, .., APN. Selon le mode de réalisation, les opérateurs génétiques OP1 , OP2, OPNI peuvent être de trois sortes : AP'N 'are generated. For this, modifications (genetic operators OPi, OP 2 , OPN 2 ) are applied to the previous alternatives APi, AP 2 , .., AP N. According to the embodiment, the genetic operators OP1, OP2, OPNI can be of three kinds:
• un opérateur de reproduction reproduit simplement l'alternative dans la nouvelle population (opérateur identité) ;  • a reproduction operator simply reproduces the alternative in the new population (identity operator);
· des opérateurs de mutation modifient une alternative en modifiant tout ou partie d'une chaîne de composants associée à une fonction ; ou Mutation operators modify an alternative by modifying all or part of a chain of components associated with a function; or
• des opérateurs de croisement mélangeant les chaînes de composants de deux alternatives pour créer deux alternatives-enfants. • Crossover operators mixing the component chains of two alternatives to create two alternative-kids.
Ces opérateurs génétiques OP1 , OP2, OPNI sont appliqués aux architectures AP1 , AP2, .. , APN après identification d'une partie découplée des architectures AP1 , AP2, .. , APN (i.e. un ensemble de composants réalisant entièrement une ou des fonction(s). These genetic operators OP1, OP2, OPNI are applied to the architectures AP1, AP 2 , .., AP N after identification of a decoupled part of the architectures AP1, AP 2 , .., AP N (ie a set of components completely realizing a or function (s).
Le procédé selon la présente invention est itératif et permet d'explorer progressivement l'espace de conception en convergeant vers les zones les plus intéressantes. Les itérations sont stoppées lorsqu'un critère d'arrêt est atteint. Il peut s'agir d'un nombre d'itérations, d'un critère de qualité des architectures ou d'un critère de convergence de cette qualité (faible amélioration de la qualité maximale des architectures). Lorsque ce critère d'arrêt est atteint, la population finale est composée des meilleures architectures trouvées. Une synthèse des résultats est ensuite effectuée afin de permettre aux concepteurs d'analyser les performances des solutions et, éventuellement, de reformuler le problème. The method according to the present invention is iterative and makes it possible to progressively explore the design space by converging towards the most interesting zones. Iterations are stopped when a stop criterion is reached. It can be a number of iterations, a criterion of quality of the architectures or a convergence criterion of this quality (low improvement of the maximum quality of the architectures). When this stopping criterion is reached, the final population is composed of the best architectures found. A synthesis of the results is then carried out in order to allow the designers to analyze the performances of the solutions and, possibly, to reformulate the problem.
Le principal avantage d'une telle approche est qu'elle permet de gagner en confiance sur l'optimalité de l'architecture physique retenue.  The main advantage of such an approach is that it helps to gain confidence in the optimality of the physical architecture chosen.
Dans un mode de réalisation, le procédé se présente sous la forme d'un programme informatique composé de cinq grands sous-composants : In one embodiment, the method is in the form of a computer program composed of five major subcomponents:
• un composant principal chargé de faire l'interface entre les autres sous- composants et de gérer le procédé dans son ensemble (flux de données, séquencement des tâches...) ; • un composant architecte chargé de générer des alternatives de conception ; • a main component responsible for interfacing the other subcomponents and managing the process as a whole (data flow, task sequencing ...); • an architect component responsible for generating design alternatives;
• un composant sélectionneur chargé de sélectionner, dans une population d'alternatives, les alternatives à conserver pour la création de nouvelles alternatives ;  • a selection component responsible for selecting, in a population of alternatives, the alternatives to be retained for the creation of new alternatives;
• un composant évaluateur permettant d'évaluer les alternatives selon plusieurs critères. Ce composant est à compléter par le concepteur en fonction des critères à évaluer et de la modélisation du problème ;  • an evaluator component to evaluate the alternatives according to several criteria. This component is to be completed by the designer according to the criteria to be evaluated and the modeling of the problem;
• un composant de synthèse chargé d'archiver les données acquises et de les synthétiser pour donner au concepteur une vue totale et organisée des résultats de l'analyse.  • A synthesis component to archive the acquired data and synthesize it to give the designer a complete and organized view of the results of the analysis.
Ces différents composants utilisent et modifient le modèle créé initialement par l'utilisateur pour générer les architectures, évaluer leurs performances et sélectionner les meilleures d'entre elles. These different components use and modify the model initially created by the user to generate the architectures, evaluate their performances and select the best ones.
Le procédé peut être utilisé par les concepteurs de tout système à forte complexité durant les phases de conception préliminaires pour déterminer les alternatives de conception présentant le plus grand intérêt. The method can be used by the designers of any high complexity system during the preliminary design phases to determine the design alternatives of greatest interest.
L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. The invention is described in the foregoing by way of example. It is understood that the skilled person is able to realize different variants of the invention without departing from the scope of the patent.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de génération et d'optimisation d'architectures physiques de systèmes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : A method for generating and optimizing physical architectures of systems, characterized in that it comprises the following steps:
• modélisation d'un problème sous forme d'un modèle (M) ; • modeling a problem in the form of a model (M);
• génération d'architectures physiques (APi, AP2, .., APN) au moyen dudit modèle (M) et d'un algorithme (A) qui recherche, pour une fonction, une combinaison de composants viable et valide ; • generation of physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) using said model (M) and an algorithm (A) which seeks, for a function, a viable and valid combination of components;
• évaluation desdites architectures physiques (APi, AP2, .., APN) selon plusieurs attributs (ΑΤΊ, AT2, .., ATP) ou critères au moyen de modules d'analyse (MAi, MA2, MANi) s'appuyant sur ledit modèle (M) ; Evaluation of said physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) according to several attributes (ΑΤΊ, AT 2 ,..., AT P ) or criteria by means of analysis modules (MAi, MA 2 , MA N i ) based on said model (M);
• sélection d'une partie desdites architectures physiques (APi, AP2, .., APN) selon des relations de dominance ; • selection of a part of said physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) according to dominance relations;
• génération de nouvelles architectures physiques (ΑΡΊ, AP'2, AP'N ) en appliquant des opérateurs génétiques (OP1, OP2, OPN2) aux architectures physiques précédentes (APi, AP2, .., APN) ; • generation of new physical architectures (ΑΡΊ, AP ' 2 , AP'N) by applying genetic operators (OP 1 , OP 2 , OPN 2 ) to the previous physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N );
• synthèse des résultats en ne retenant qu'une partie desdites architectures physiques ; et réalisation d'architectures physiqu • synthesis of the results by retaining only a part of said physical architectures; and realization of physical architectures
Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques (APi, AP2, .., APN) est réalisée selon des relations de dominance au sens de Pareto. Method according to claim 1, characterized in that said selection of a part of said physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) is carried out according to Pareto-dominance relations.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques (APi, AP2, .., APN) est réalisée selon la méthode NSGA-II (« Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms »). Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques (APi, AP2, .., APN) est réalisée selon des relations de dominance basée sur les préférences. 3. Method according to claim 2, characterized said selection of a part of said physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) is carried out according to NSGA-II method ("Non-Dominated Sorting Genetic Algorithms"). Method according to claim 1, characterized in that said selection of a part of said physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) is carried out according to preference-based dominance relations.
Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite sélection d'une partie desdites architectures physiques (APi, AP2, .., APN) est réalisée selon la méthode N EMO (« Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multiobjective Optimizer »). A method according to claim 4, characterized in that said selection of a part of said physical architectures (APi, AP 2 , .., AP N ) is performed according to the N EMO method ("Necessary-preference-enhanced Evolutionary Multiobjective Optimizer") .
Procédé selon l'une des revend icationss 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits opérateurs génétiques (ΟΡι, OP2, OPN2) comprennent un opérateur de reproduction, ledit opérateur de reproduction reproduisant une alternative de la population antérieure dans la population postérieure. A method according to any of ications sells s 1 to 5, characterized in that said genetic operators (ΟΡι, OP2, OPN2) comprises a reproduction operator, said reproducing operator reproducing an alternative prior population in the subsequent population.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits opérateurs génétiques (OP1 , OP2, OPN2) comprennent un opérateur de mutation, ledit opérateur de mutation modifiant une alternative de la population antérieure (parent) en sélectionnant une partie de l'architecture et en la remplaçant par une combinaison de composants équivalente (i.e. viable et capable de réaliser les mêmes fonctions), la nouvelle architecture ainsi créée (enfant) étant placée dans la population postérieure. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that said genetic operators (OP1, OP2, OPN2) comprise a mutation operator, said mutation operator modifying an alternative of the previous population (parent) by selecting a portion of the architecture and replacing it with a combination of equivalent components (ie viable and able to perform the same functions), the new architecture thus created (child) being placed in the posterior population.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits opérateurs génétiques (OP1 , OP2, OPN2) comprennent un opérateur de croisement, ledit opérateur de croisement échangeant des parties de deux architectures de la population antérieure (parents) entre elles pour créer deux nouvelles alternatives (enfants) qui sont placées dans la population postérieure. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that said genetic operators (OP1, OP2, OPN2) comprise a crossing operator, said crossing operator exchanging parts of two architectures of the previous population (parents) between they create two new alternatives (children) that are placed in the posterior population.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, durant l'étape de modélisation d'un problème sous forme d'un modèle (M), un concepteur décrit un système, des interfaces avec un environnement, une architecture fonctionnelle ainsi que des composants physiques à considérer. 9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, during the modeling step of a problem in the form of a model (M), a designer describes a system, interfaces with an environment, an architecture functional as well as physical components to consider.
10. Programme informatique caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé d'au moins une des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est exécuté dans ou par un processeur. Computer program characterized by comprising program code instructions for executing the method steps of at least one of claims 1 to 9, when said program is executed in or by a processor.
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US7877248B1 (en) * 2004-09-20 2011-01-25 The Mathworks, Inc. Modifying block parameters in a discrete event execution domain
DE102006040698A1 (en) 2006-08-30 2008-03-20 Eads Deutschland Gmbh Automated, model-based method for integrating a functional system architecture with a physical system architecture to an electronic system
JP5246030B2 (en) * 2008-09-26 2013-07-24 富士通株式会社 Circuit automatic design program, method and apparatus

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