Brevet FR2924835A1 — publié le 20090612

SYSTEME AUTOMATISE COMPLEXE ET PROCEDE D'AFFICHAGE DES AUTOMATISMES Le domaine de l'invention concerne tout système comportant des fonctions générant des automatismes et également le procédé d'affichage des automatismes du système pour l'opérateur. Généralement, les systèmes complexes automatisés nécessitent de la part des opérateurs de recourir à une formation afin de les comprendre et maîtriser leurs mécanismes de fonctionnement. Par exemple, dans le domaine de l'aéronautique, les automatismes gérés par les systèmes de gestion de vol ont augmenté de façon exponentielle en termes de nombre au cours des évolutions technologiques. Afin d'utiliser en toute sécurité un système, l'opérateur doit se créer son propre schéma mental de ces logiques de fonctionnement du système. L'opérateur utilise alors ce schéma mental pour anticiper les comportements d'un système complexe. Généralement, les formations des pilotes représentent une part importante des coûts des compagnies aériennes afin que leur personnel maîtrise au mieux le fonctionnement de ces systèmes qui évoluent constamment. La problématique est de réduire la charge de ces formations face à des systèmes qui deviennent de plus en plus complexes. On sait que l'interaction humain-ordinateur est un facteur déterminant dans le domaine de l'apprentissage de l'utilisation des systèmes de calculs complexes. Un axe d'amélioration est le fait d'adapter le système au processus cognitif de l'opérateur. Malgré leur complexité et le nombre croissant d'automatismes intégrés, les systèmes de gestion de vol peuvent être développés de façon que leur utilisation soit plus aisée. II s'agit alors de développer des systèmes dont l'interface d'utilisation permet de mieux comprendre leur complexité. Cependant, l'intégration d'interfaces plus ergonomiques nécessite un espace plus important dans le poste de pilotage, qui est par ailleurs limité pour l'intégration d'équipements. Par exemple, sur 2 les planches de bord actuelles, la dimension des écrans limite les solutions possibles pour rendre transparent les mécanismes de fonctionnement des systèmes. Cependant, l'évolution de la technologie concernant les afficheurs des planches de bord permet dorénavant de disposer d'écrans de visualisation de plus grande surface, ces écrans donnant alors la possibilité d'afficher plus d'informations. L'évolution de la technologie des écrans permet ainsi d'améliorer le dialogue entre l'opérateur et le système. Plus précisément, la présente invention concerne un système de calcul comportant un moyen de pointage et un dispositif d'affichage io présentant l'interface de contrôle dudit système pour l'opérateur et ledit système déclenchant des fonctions réalisant une suite d'automatismes, caractérisé en ce que le système de calcul récupère les informations descriptives des automatismes programmés au cours de la réalisation d'une fonction, comporte un moyen pour afficher ces informations dans une zone 15 de dialogue de l'interface de contrôle de la fonction et comporte un accès direct pour l'opérateur à la configuration des paramètres desdits automatismes dans le système. L'invention concerne également un procédé d'affichage d'une interface d'un système de calcul comportant un moyen de pointage et un 20 dispositif d'affichage présentant l'interface de contrôle dudit système pour l'opérateur et ledit système déclenchant des fonctions réalisant une suite d'automatismes, caractérisé en ce que, lorsqu'une fonction est déclenchée pendant une première étape, le procédé comprend les étapes suivantes: A la deuxième étape, la fenêtre d'interface de la fonction est 25 affichée sur l'écran de visualisation comprenant une zone de dialogue qui comporte une liste d'icônes d'un premier type représentant les automatisme programmés par le système et des icônes d'un second type associées distinctement à chaque icône du premier type permettant d'annuler l'automatisme 30 programmé ; 3 Tant que l'opérateur n'a pas validé les automatismes en sélectionnant l'icône, le système reste à la deuxième étape ; Si l'opérateur déplace le curseur sur l'icône d'un premier type d'un automatisme avec le moyen de pointage et le sélectionne, à une troisième étape le dispositif d'affichage présente sur l'écran de visualisation une fenêtre de configuration des paramètres de l'automatisme; Pendant cette troisième étape, l'opérateur modifie ensuite les paramètres de l'automatisme choisi par l'opérateur et le système retourne à la deuxième étape ; Si l'opérateur pointe sur l'icône du second type d'un automatisme avec le moyen de pointage et le sélectionne, à une quatrième étape le système annule l'automatisme programmé et retourne à la deuxième étape ; Si l'opérateur valide les automatismes en sélectionnant l'icône, à une cinquième étape le système exécute la fonction selon les automatismes affichés dans la zone de dialogue. L'invention a pour but de remonter au niveau de l'IHM les automatismes réalisés automatiquement par le système complexe et habituellement invisibles à l'opérateur. L'invention permet aussi de les rendre 25 directement accessibles à l'opérateur. Cette invention permet de réduire les surprises d'automatisation, avec un gain potentiel sur la sécurité d'utilisation des systèmes et une réduction du coût de formation de l'utilisateur. Dans les applications aéronautiques, les systèmes de gestion de vol deviennent de plus en plus complexes et ils incorporent des 30 automatismes qui nécessitent un apprentissage plus long pour être compris et maitrisés. L'invention est avantageuse car ces automatismes, auparavant 10 15 20 4 invisibles à l'opérateur, lui permettent maintenant de se construire un schéma mental du fonctionnement du système. Le comportement humain face à une machine est généralement divisé en trois niveaux cognitifs. Le premier niveau dit � Skill-base � en langage anglo-saxon correspond aux systèmes pouvant être manipulés par l'humain de façon automatique ou réflexe. Le second niveau dit � Rule-base � correspond aux systèmes où l'humain doit répondre face à une situation selon des règles cause-conséquence. Le troisième niveau dit � Knowledge-base � correspond aux systèmes nécessitant une connaissance approfondie du système et une certaine charge de travail mental pour les manipuler. Les systèmes de gestion de vol des aéronefs se catégorisent au niveau trois de par leurs nombreux automatismes intégrés et invisibles à l'opérateur. L'invention a pour but de rendre le fonctionnement de ces systèmes complexes mieux compréhensible pour l'opérateur et finalement de réduire la charge de travail mental pour manipuler ces systèmes. Par conséquent, cette invention est particulièrement adaptée aux simulateurs d'entraînement pour aéronef et permet de réaliser un gain en efficacité d'apprentissage pour les séances de formation aux systèmes de vol. Indirectement, un système mieux maîtrisé garantit une sécurité de vol accrue. Par ailleurs, les formations représentent un coût important pour les compagnies aériennes et l'invention représente donc, plus généralement, un moyen d'amélioration des performances économiques de la compagnie aérienne. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 représente un système de gestion de vol d'aéronef et une interface de communication. La figure 2 représente un exemple d'interface comportant la zone de dialogue lorsqu'intervient un changement de piste de décollage. La figure 3 représente un diagramme du procédé d'interface comportant la boîte de dialogue. Les interfaces des cockpits d'avion ont constamment évolué pour 5 intégrer les évolutions technologiques. Les systèmes de gestion de vol ont aussi évolué afin d'intégrer de plus en plus de fonctions automatisées pour assister le pilote dans sa tâche. Comme représenté sur la figure 1, le système de gestion de vol 35 communique et configure automatiquement plusieurs systèmes comme par exemple, pour en citer à titre non limitatif, le pilote automatique 36 et les commandes de vol 38. Les systèmes de gestion de vol devenant de plus en plus complexes, les pilotes se confrontent aussi à plus de difficultés pour maîtriser leur utilisation. Par conséquent, les compagnies aériennes doivent avoir recours à des formations plus longues. Les nouvelles évolutions technologiques en matière d'écrans de visualisation permettent d'utiliser des écrans 33 de plus grandes surfaces et ainsi d'afficher plus de d'informations dans la fenêtre d'interface 24 des visualisations. II est alors possible de mettre en place une meilleure remontée de l'information. D'une façon générale, l'invention est avantageuse pour tout système automatisé complexe nécessitant un apprentissage conséquent pour son utilisation. A titre d'exemple non limitatif, l'invention s'applique au système de gestion de vol des aéronefs ainsi que les simulateurs d'entraînement utilisés pour la formation des pilotes sur ces mêmes systèmes. L'invention permet de faire remonter jusqu'à l'interface homme-machine 33 le fonctionnement du système et notamment les automatismes intervenant dans les fonctions du système. A titre d'exemple non limitatif, la figure 2 représente le cas où un pilote exécute un changement de piste de décollage. Il modifie la piste signalisée 13R par la piste signalisée 13L. Le système de gestion de vol exécute automatiquement des automatismes lorsque la fonction se réalise, tel que l'effacement de la vitesse de décollage par exemple. La fenêtre 24 6 est l'interface du système lors de la phase de décollage. L'intitulé 20 de la situation est positionné en haut de la fenêtre 24. La fonction réalisant le changement de piste de décollage apparaît dans la partie 21 de l'écran. Cette fonction possède des paramètres d'entrée tels que le paramètre 25 de la piste de décollage. On sait que lorsque le système exécute cette fonction, des automatismes sont réalisés automatiquement par le système. L'invention permet d'afficher à l'écran ces automatismes dans la zone de dialogue 22 qui auparavant n'étaient pas retranscrits au pilote. Dans cet exemple, cette zone de dialogue présente à l'opérateur les conséquences dans le système et 1 o notamment les logiques de fonctionnement qui sont exécutées dû au déclenchement de la fonction de reconfiguration de la piste de décollage. En outre, avantageusement, chaque instruction de vol programmée automatiquement par le système est représentée dans la zone de dialogue par une icône 26 d'un premier type qui est un moyen d'accès 15 direct à une fenêtre de configuration de la fonction pour chaque instruction de vol respective. Cette icône 26 est nommée de façon que l'automatisme configuré par le système soit compris par le pilote. L'icône 26 du premier type peut être, dans un mode de mise en oeuvre, une courte ligne de texte décrivant l'instruction exécutée ou alors dans un autre mode de mise en 20 oeuvre, un symbole suffisamment explicite pour que l'opérateur comprenne l'instruction de vol. Ainsi, l'utilisateur visualise dans la zone de dialogue 22 la liste des automatismes configurés par le système. L'invention permet au pilote de comprendre instinctivement les mécanismes de fonctionnement du système de gestion de vol 35 et à la fois de disposer d'un moyen de 25 modifications de ces instructions de vol automatiques, auparavant invisibles et inaccessibles directement pour l'opérateur. Et par ailleurs, avantageusement, des icônes d'un second type sont associées distinctement à chaque icône du premier type. L'icône du second type 27 permet à l'opérateur d'annuler l'automatisme représenté par 30 l'icône du premier type 26. Dans notre exemple non limitatif, l'icône 27 est dénommée � OVRD � pour la nomination � Overide � anglo-saxonne et 15 20 25 30 7 permet de d'annuler l'automatisme d'effacement de la vitesse de décollage � Take off speed erased � enclenché par le système de gestion de vol. En outre, selon l'invention et représenté par la figure 3, à l'étape 101, à titre d'exemple non limitatif, lorsque la fenêtre d'interface de changement de piste de décollage est affichée, il comprend les étapes suivantes: Tant que l'opérateur n'a pas validé les instructions de vol en sélectionnant l'icône 23, le système reste à l'étape 101 ; Si l'opérateur déplace le curseur sur l'icône 26 de l'instruction d'effacement de la vitesse de décollage avec le moyen de pointage et la sélectionne, à une troisième étape 102 le dispositif d'affichage présente sur l'écran de visualisation une fenêtre de configuration des paramètres de la vitesse de décollage ; Pendant cette troisième étape 102, l'opérateur modifie ensuite les paramètres de l'instruction de vol 26 et le système retourne à l'étape 101 ; Si l'opérateur déplace le curseur sur l'icône 27 du second type d'une instruction de vol avec le moyen de pointage et la sélectionne, à une quatrième étape 103 le système annule l'instruction 26 d'effacement de la vitesse de décollage et maintient la vitesse précédemment programmée avant le lancement de la fonction de changement de piste et retourne à l'étape 101 ; Si l'opérateur valide les instructions de vol en sélectionnant l'icône 23, à une cinquième étape 104 le système exécute la fonction selon les instructions de vol affichées dans la zone de dialogue 22. 8 Le système selon l'invention dispose d'un moyen pour détecter les instructions de vol réalisées automatiquement par le système de gestion de vol 35 de l'aéronef. II lit ensuite l'intitulé des automatismes et l'affiche dans la zone de dialogue 22 une liste d'icônes 26 représentant ces automatismes. Ces automatismes doivent être connus du pilote afin qu'il prenne conscience des répercutions d'une action de sa part ou d'une fonction lancée automatiquement par le système. Les systèmes de gestion de vol réalisent maintenant de nombreux automatismes qui modifient l'état de configuration de l'aéronef sans pour autant le rendre explicite à l'opérateur. Il peut être io dangereux que l'opérateur ne soit pas conscient de la configuration de l'aéronef après la réalisation d'une fonction ayant réalisée des instructions de vol automatiques et qu'il entreprenne une action contradictoire à cet état de configuration. La zone de dialogue 22 est présente pour rappeler à l'opérateur les conséquences de la fonction et lui permet ainsi de modéliser 15 facilement le fonctionnement du système de gestion de vol. II arrive que, dans des situations particulières arrivant exceptionnellement, au moins un des automatismes n'est pas utile. En effet, plus généralement il existe toujours des exceptions aux règles d'automatismes définies dans les systèmes complexes. Selon l'invention, le pilote visualise les automatismes 20 et peut directement les annuler. Les systèmes automatisés entraînent souvent l'oubli par l'opérateur de certaines instructions automatiques et lorsque l'opérateur se trouve dans le cas exceptionnel où il ne faut pas réaliser l'instruction, il peut avoir oublié avec l'habitude qu'il faut désactiver une instruction. L'invention est avantageuse car elle apporte une meilleure 25 sécurité d'utilisation et une meilleure compréhension des mécanismes d'un système complexe. Le procédé selon l'invention s'applique aussi bien à des fonctions déclenchées par l'utilisateur comme à des fonctions s'enclenchant 30 automatiquement. 9 Les dispositifs d'affichage d'aéronef 35 comportent maintenant des calculateurs 37 et peuvent aussi réaliser le procédé selon l'invention. Il doit être clair que l'invention ne se restreint pas au domaine des systèmes de gestion de vol des aéronefs et que les exemples des figures 1 et 2 présentent une application tirant particulièrement avantage de l'invention. A titre informatif, l'invention peut aussi être utilisée pour des systèmes de guidage d'engins pilotés à distance, comme les drones ou tout autre système complexe réalisant des automatismes. REVENDICATIONS 5 1. Procédé d'affichage d'une interface d'un système de calcul (35) comportant un moyen de pointage (31), un dispositif d'affichage (33) présentant l'interface de contrôle (24) dudit système pour l'opérateur et ledit système 10 déclenchant des fonctions réalisant une suite d'automatismes, caractérisé en ce que, lorsqu'une fonction est déclenchée pendant une première étape (100), le procédé comprend les étapes suivantes: - A la deuxième étape (101), la fenêtre d'interface (21) de la fonction est affichée sur l'écran de visualisation comprenant une zone de dialogue (22) qui 15 comporte une liste d'icônes (26) d'un premier type représentant les automatisme programmés par le système et des icônes d'un second type (27) associées distinctement à chaque icône du premier type permettant d'annuler l'automatisme programmé ; 20 - Tant que l'opérateur n'a pas validé les automatismes en sélectionnant l'icône (23), le système reste à la deuxième étape (101) ; - Si l'opérateur déplace le curseur sur l'icône (26) d'un premier type d'un automatisme avec le moyen de pointage et le sélectionne, à une troisième 25 étape (102) le dispositif d'affichage présente sur l'écran de visualisation une fenêtre de configuration des paramètres de l'automatisme; Pendant cette troisième étape (102), l'opérateur modifie ensuite les paramètres de l'automatisme (26) choisi par l'opérateur et le système retourne à la deuxième étape (101) ; 30 - Si l'opérateur pointe sur l'icône (27) du second type d'un automatisme avec le moyen de pointage (31) et le sélectionne, à une quatrième étape (103) le système annule l'automatisme (26) programmé et retourne à la deuxième étape (101) ;Page modifiée sans indication de modifications - Si l'opérateur valide les automatismes en sélectionnant l'icône (23), à une cinquième étape (104) le système exécute la fonction selon les automatismes affichés dans la zone de dialogue (22). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction est déclenchée par l'utilisateur. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fonction est déclenchée automatiquement par le système. 4. Système de calcul (35) comportant un moyen de pointage (31), un dispositif d'affichage présentant l'interface de contrôle (24) dudit système pour l'opérateur et ledit système (35) déclenchant des fonctions réalisant une suite d'automatismes, caractérisé en ce que le système de calcul (35) comporte des moyens permettant de réaliser le procédé selon les revendications. 1 à 3, ces moyens étant un moyen de récupérer les informations descriptives des automatismes programmés au cours de la réalisation d'une fonction, un moyen (37) pour afficher ces informations dans une zone de dialogue (22) de l'interface de contrôle (24) de la fonction et un moyen d'accès direct (26) pour l'opérateur à la configuration des paramètres desdits automatismes (26) dans le système (35). 5. Système de gestion de vol d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système selon la revendication 4. 6. Simulateur d'entraînement, caractérisé en ce qu'il comporte un système selon la revendication 5. 7. Dispositif d'affichage (33) d'un aéronef comportant un calculateur (37) réalisant le procédé selon les revendications 1 à 3.30