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Ingénierie Système Augmentée : du LLM à la chaîne de confiance

Révolutionnez l'ingénierie système critique : associez la puissance des LLM à la rigueur des méthodes formelles (SysML v2, SMT, UPPAAL) aux normes DO/ARP.

5 jours
5 000 € HT
MBSE
Formal Methods
Simulation
FMI

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Objectifs pédagogiques

  • Déployer un pipeline de confiance hybride : Identifier les limites intrinsèques des LLM en ingénierie et savoir articuler l'IA avec des moteurs formels pour garantir la rigueur requise par les environnements certifiés.
  • Maîtriser la modélisation textuelle en SysML v2 : Manipuler la syntaxe textuelle de SysML v2 (KerML) et exploiter son API comme un hub central de traçabilité native et un pivot vers les outils de preuve.
  • Formaliser et vérifier la cohérence des exigences : Extraire des exigences via LLM sous forme structurée, dériver des propriétés mathématiques et utiliser un solveur SMT pour valider de manière absolue la satisfiabilité d'un système.
  • Prouver des propriétés de sûreté, de timing et de concurrence : Modéliser et vérifier des architectures logiques à l'aide de méthodes formelles avancées (automates temporisés UPPAAL, réseaux de Petri colorés CPN Tools, simulation hybride FMI/FMU).
  • Construire un dossier d'assurance sécurité certifiable : Générer une matrice de traçabilité bidirectionnelle automatisée et projeter les preuves obtenues sur les tables d'objectifs des normes aéronautiques, ferroviaires ou industrielles (DO-178C/254/330, ARP4754A-B, EN 5012x).

Programme

Jour 1 : Cadre normatif, pipeline de confiance et fondations SysML v2

  • Matin : Du LLM seul à la chaîne de confiance
  • Concepts : Limites de la génération IA pure, pipeline en 5 phases, frontières d'outils qualifiables (DO-330). Introduction au cas d'étude fil rouge : le système train/trappe d'atterrissage CIGOGNE.
  • Pratique : Analyse comparative d'un traitement "LLM seul" versus un traitement couplé à une validation formelle.
  • Après-midi : SysML v2 et traçabilité native
  • Concepts : Transition de SysML v1 à v2, syntaxe textuelle (KerML), allocation des exigences et structure de ports. L'API SysML v2 comme colonne vertébrale.
  • Pratique : Écriture textuelle des premières spécifications de CIGOGNE et observation des liens de traçabilité générés.

Jour 2 : Formalisation des exigences et validation par solveur SMT

  • Matin : Base d'exigences en langage naturel vers le modèle
  • Concepts : Extraction assistée par LLM en sorties structurées. Dérivation des propriétés de sûreté, de vivacité et de timing. Gestion des hallucinations et des contradictions silencieuses de l'IA.
  • Pratique : Extraction de propriétés sur un lot d'exigences réelles et confrontation à un modèle d'expert.
  • Après-midi : Cohérence et satisfiabilité par solveur SMT
  • Concepts : Principes des solveurs de contraintes. Détection automatique des contradictions insolubles au sein d'un jeu d'exigences et interprétation d'un cœur insatisfiable (UNSAT core).
  • Pratique : Injection de contraintes contradictoires et détection par le solveur de failles non repérées par le LLM.

Jour 3 : Exploration architecturale et preuves temps-réel

  • Matin : Exploration et élagage de l'espace des possibles
  • Concepts : Génération de variantes d'architecture par LLM (redondances, vote capteurs), filtrage par contraintes d'intégrité et optimisation multicritère (masse, coût, niveau DAL).
  • Pratique : Réduction algorithmique d'une dizaine de concepts LLM en une courte liste d'architectures valides et classées.
  • Après-midi : Vérification temps-réel avec UPPAAL
  • Concepts : Modélisation par automates temporisés, passage d'une machine à états SysML v2 vers UPPAAL, formulation de propriétés de timing et analyse de contre-exemples.
  • Pratique : Preuve formelle de non-rétraction au sol du train et de respect des délais temporels stricts de verrouillage.

Jour 4 : Analyse de concurrence et simulation physique hybride

  • Matin : Concurrence et partage de ressources avec CPN Tools
  • Concepts : Réseaux de Petri colorés, modélisation de la contention de ressources hydrauliques/électriques, détection des interblocages (deadlocks) et propriétés de bornitude.
  • Pratique : Identification et résolution d'un scénario d'interblocage complexe entre la cinématique des trappes et celle des trains.
  • Après-midi : Simulation hybride et co-simulation par FMU
  • Concepts : Standard FMI (Functional Mock-up Interface), orchestration de modèles continus (équations différentielles de la physique des vérins) et discrets (le contrôleur).
  • Pratique : Confrontation de la dynamique physique réelle face aux délais discrets théoriques validés par les méthodes formelles.

Jour 5 : Clôture du dossier de certification et limites industrielles

  • Matin : Dossier de confiance et traçabilité aux normes
  • Concepts : Extraction de matrices bidirectionnelles via l'API SysML v2, délimitation claire du périmètre auditable exclu de l'IA et structuration d'une preuve recevable pour les autorités de certification.
  • Pratique : Projection des livrables de CIGOGNE sur les tables d'objectifs DO-178C et ARP4754B.
  • Après-midi : Capstone, limites et pragmatisme économique
  • Concepts : Synthèse bout en bout du pipeline. Lucidité industrielle : fragilité des ponts d'outils actuels, coût de mise en œuvre et critères de non-rentabilité de cette approche.
  • Pratique : Session d'alignement technique ("soupape" pour finaliser les extensions de labs) et charte de décision technologique pour vos futurs projets.

Prérequis

Solide bagage en ingénierie système ou en architecture de systèmes complexes.

Notions de base en logique mathématique (booléens, prédicats) et intérêt pour les approches rigoureuses.

Connaissance générale des cycles de développement de systèmes régis par des normes de sécurité (aéronautique, ferroviaire, défense ou automobile).

Public cible

Ingénieurs Système Principaux et Architectes de Systèmes Critiques (Safety-Critical Systems).

Responsables de Sûreté de Fonctionnement (SdF / RAMS) et Ingénieurs de Certification.

Directeurs Techniques, Tech Leads et Chercheurs souhaitant introduire l'IA dans l'ingénierie lourde sans sacrifier la conformité réglementaire.

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