KB3

Plate-forme Outils KB3

La Plate-forme Outils KB3, développée depuis une quinzaine d'années, permet d'automatiser les études de sûreté de fonctionnement en capitalisant les connaissances acquises sur les systèmes à travers des bases de connaissances (format pdf438Kb) écrites dans un langage de modélisation orienté objet appelé FIGARO.

A partir de la saisie graphique d'un modèle, rendue possible par la définition d'une base de connaissances dédiée à la problématique à traiter, l'outil KB3 construit automatiquement des modèles de fiabilité. Ces modèles peuvent être statiques, tels que des arbres de défaillance, ou bien comportementaux, exploitables à l'aide de méthodes markoviennes ou par simulation de Monte-Carlo.

La Plate-forme Outils KB3 permet aussi aux fiabilistes de construire graphiquement tous leurs modèles habituels : arbres de défaillances, bien sûr, mais aussi diagrammes de fiabilité, graphes de Markov, réseaux de Petri, réseaux de fiabilité et de nombreuses extensions de ces modèles standard, dont en particulier le formalisme BDMP (Boolean logic Driven Markov Process)®, particulièrement puissant et général.

A partir des modèles construits à l'aide de KB3, il est possible de faire différents types de traitement avec des outils de calcul, développés soit par EDF (FIGSEQ(format pdf) , YAMS, FIGMAT-SF pour les modèles dynamiques), soit par des tiers (ARALIA, RISK SPECTRUM pour les arbres de défaillances). Ces outils permettent de faire des calculs de fiabilité, disponibilité, productivité, coûts... Ils donnent également des indications qualitatives précieuses pour améliorer les performances des systèmes : coupes minimales ou séquences prépondérantes, facteurs d'importance...

Les trois outils FIGSEQ, YAMS et FIGMAT-SF, ainsi que le générateur d'arbres de défaillances de KB3 peuvent aussi servir à traiter des modèles écrits en langage AltaRica, grâce au traducteur automatique AR2FIG0 capable de convertir tout modèle AltaRica en un modèle en langage FIGARO équivalent. Ainsi, la puissance de calcul de ces outils peut aussi être exploitée par les utilisateurs des ateliers de modélisation de systèmes SIMFIA V2 et OCAS, qui reposent sur le langage AltaRica.
KB3 offre une interface graphique très conviviale, avec des fonctions génériques utilisables dans toutes les applications : niveaux de détail, modes de visualisation en couleur, simulation interactive, gestion optimisée de variantes de modèles, copier-coller des graphiques et des données vers les outils bureautiques.


Principaux avantages de la Plate-forme Outils KB3

  • Le gain de temps dans la réalisation des études,
  • L'accessibilité de l'outil à des non spécialistes de la fiabilité grâce aux bases de connaissances dédiées à une application. Une base de connaissances (format pdf) dédiée contient la description générique des types de composants que l'on peut rencontrer dans les systèmes d'une catégorie donnée. Par exemple, dans une base de connaissances dédiée à l'étude des systèmes thermohydrauliques, on trouvera la description générique des composants de type pompe, clapet, vanne, etc.
  • La qualité des études obtenue par une garantie de cohérence entre les différents modèles et la traçabilité des données.
  • La possibilité de faire plusieurs traitements à partir d'un modèle unique.

Applications possibles avec la Plate-forme Outils KB3

Parmi les applications possibles de KB3 on peut citer :

  • Les études de disponibilité à la conception ou à l'exploitation de systèmes industriels : installations de production, réseaux publics (électricité, transport, téléphonie),
  • L'évaluation de la fiabilité des systèmes à haute technologie (systèmes embarqués, médical),
  • Le contrôle de la sûreté (sécurité) de process industriels à risques, tels le nucléaire, la chimie, la pétrochimie.

Téléchargement

KB3 version 3.0 (dernière version)

L'installateur de KB3 qui contient la version de démonstration et divers exemples de bases de connaissances et de modèles de systèmes peut être téléchargé ici.

La seule limitation de la version de démonstration de KB3 est la taille des études qui peuvent être créées, chargées, etc. : elle ne peuvent pas contenir plus de 80 objets.

La base de données "Kit pedagogique v1-x-y" contient les bases de connaissances suivantes (en français et en anglais) :

  • DIAGFIA (digrammes de fiabilité avec composants en redondance passive, équipes de réparation partagées, portes k/n)
  • PETRI (réseaux de Petri stochastiques étendus grâce à la possibilité de conditionner certaines transitions par des expressions booléennes définies graphiquement à l'aide de portes logiques)
  • BDMP (Boolean logic Driven Markov Processes) (marque déposée). Cette base de connaissances inclut les possibilités des deux bases précédentes, et bien d'autres. Cf. encadré BDMP pour plus de précisions.

La base de données "BDMPv3-0fr exemples" contient la base de connaissances BDMP en Français et de nombreux exemples de modèles de systèmes.


Visual Figaro : un environnement de développement pour les bases de connaissances KB3

Visual Figaro est développé comme un plugin pour l'éditeur de texte Jedit (en Java, open source). Cet environnement vous permettra de modifier aisément les bases de connaissances fournies en exemple, et même de développer vos propres bases.

A télécharger :

VisualFigaro lui-même ainsi que des exemples de bases de connaissances didactiques sont à télécharger sur Sourceforge.net. Ces bases didactiques ont été testées avec KB3. Elles permettent de saisir :

  • des diagrammes de fiabilité (DIAGFIA)
  • des modèles de systèmes fonctionnant avec des niveaux de production variable. Miniplant 1, 2 et 3, de complexité croissante, sont un tutoriel amenant finalement à une bdc qui permet de résoudre les quatre variantes du cas-test MINIPLANT de calcul de fiabilité, disponibilité et disponibilité équivalente d'un système. Cet article (format pdf195Kb) décrit le cas-test MINIPLANT avec une explication détaillée du fonctionnement de la base de connaissances Miniplant3.
  • des réseaux de Petri
  • des systèmes électriques simples tels que celui décrit dans l'article de comparaison des langages FIGARO et Altarica (format pdf421Kb) .

Cet ensemble de bases de connaissances constitue un noyau de départ destiné à être enrichi par les utilisateurs de Visual Figaro. Pourquoi pas par vous ?


Tout savoir sur le formalisme BDMP

L'étude de la fiabilité et la disponibilité des systèmes complexes, ayant des capacités de reconfiguration, des redondances passives (fonctionnement en normal/secours), ou d'autres types de dépendances entre composants requiert l'utilisation de modèles comportementaux (ou dynamiques), dans lesquels on modélise explicitement le processus aléatoire qui fait évoluer le système d'état en état, jusqu'à ce qu'il atteigne une catégorie d'états indésirable.
Les BDMP ("Boolean logic Driven Markov Processes") sont un nouveau formalisme graphique permettant de définir aisément de tels modèles. Ils ont de plus des propriétés mathématiques qui facilitent les calculs probabilistes.
La représentation graphique des BDMP est très proche de celle des arbres de défaillances, ce qui les rend très faciles à utiliser. Les documents joints contiennent des exemples variés, qui montrent la puissance de modélisation et la facilité d'emploi des BDMP.

Ressources à télécharger :

Formation

Il existe un stage de formation à l'utilisation des outils KB3, BDMP, FIGSEQ et YAMS dans le catalogue de l'ITech.


AR2FIG0

Grâce à AR2FIG0, il est possible de profiter de la puissance de calcul des outils FIGSEQ, YAMS et FIGMAT-SF pour traiter des modèles écrits en langage AltaRica Dataflow.
La traduction est très rapide, même sur des modèles de grande taille.
Le traducteur est totalement gratuit.
Il fonctionne suivant les principes décrits dans l'article disponible ici.