Quantity properties verification of logical systems by hybrid model-checking
Vérification de propriétés quantitatives des systèmes logiques par model-checking hybride
Résumé
During the last décade, many scientific works have been dealing with the formal vérification of logical controllers. Formal vérification allows to know whether a required level of dependability is obtained for an industrial systems, and particularly for critical systems. This work deals with the proof of the properties related to the quality of service that an automated system gives. These properties are called quantitative properties. For example, instead of checking that several products were actually proportioned before engaging a mixture and a chemical réaction, it may be more important to proue that the exact quantity of these products was proportioned. Another example: instead of proving that a moving object stops in a given position, it is better to proue that this stop position is carried out with nome guaranteed précision. In this thesis, such quantitative properties are proved for discrete évent systems (DES), and more exactly for a sub class of DES: logical systems. We explore the contribution of hybrid automata for taking into account the discrete behaviour of the controller and the continuons behaviour of, the process. To do so, we introduce an hybrid automata formalism with typed transitions and we propose a modelling methodology based on generic modular automata. The assessment is then obtained by model checker PHAVer. Two case studies are presented at the end of the thesis.
La vérification formelle des contrôleurs logiques a donné lieu à de nombreux travaux scientifiques cette dernière décennie. Elle permet de démontrer (obtention d'un niveau requis de sûreté de fonctionnement (SdF) des systèmes industriels, et tout particulièrement des systèmes critiques. Nos travaux portent sur la preuve des propriétés relatives à la qualité du service rendu par le système automatisé, que nous nommons des propriétés quantitatives. Par exemple, au lieu de vérifier que plusieurs produits ont effectivement été dosés avant d'enclencher un mélange puis une réaction chimique, il peut être important de prouver que la bonne quantité de ces produits a été dosée. Autre exemple, au lieu de prouver qu'un mobile s'arrête dans une position donnée, il peut être important de prouver que cet arrêt en position s'effectue avec une précision garantie. Ce sont de telles propriétés quantitatives que nous nous sommes attachés à être capables de prouver pour les systèmes à évènement discrets (SED), et plus exactement pour une sous classe des SED : les systèmes logiques. Dans ce mémoire nous explorons l'apport des automates hybrides pour la prise en compte simultanée du caractère discret du contrôleur et continu du processus. A cette fin, nous introduisons un formalisme d'automates hybrides à transitions typées et nous proposons une méthodologie de modélisation basée sur des automates modulaires génériques. La vérification est alors obtenue par le model checker PHAVer. Deux études de cas sont présentées en fin de mémoire.
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