Identifier et catégoriser l’ambiguïté dans les spécifications techniques de conceptions de systèmes (Identifying and classifying ambiguity in requirements) (2016)

Abstract: Cette étude s’inscrit dans le cadre d’une thèse Cifre avec Prometil 1 , une société qui commercialise un outil de détection automatique des erreurs dans les exigences, i.e. le contenu textuel des spécifications techniques. Il s’agit d’un travail de recherche dans la lignée des travaux en analyse de corpus menés par le laboratoire CLLE-ERSS qui s’intéresse aux corpus spécialisés. Dans le cadre de l’adaptation automatique des analyses sémantiques à de nouveaux domaines, nous étudions la détection automatique de l’ambiguïté - qu’elle soit syntaxique, sémantique ou lexicale - dans les exigences à partir de ressources lexicales spécifiques mais incomplètes. En parallèle, l’exploration des exigences, qui sont des données non-massives et porteuses de peu de variétés lexicale et syntaxique, doit permettre de mieux appréhender la spécificité linguistique de corpus techniques spécialisés pour enrichir semi-automatiquement des ressources lexicales adaptées.

## introduction cette étude s'inscrit dans le cadre d'une thèse cifre avec une société qui développe et commercialise un outil d'analyse automatique de la qualité des spécifications, ou plus précisément des exigences, i.e. le contenu textuel des spécifications. rédigées et utilisées dans des secteurs industriels variés (conception mécanique, de sites internet, de logiciels, etc.), les spécifications sont des documents à la fois techniques et contractuels autour desquels s'organisent la conception et le développement de systèmes ou la mise en oeuvre de projets complexes. en plus des informations textuelles, une spécification peut contenir des éléments non-textuels tels que des schémas, graphiques, captures d'écran, etc. mais nous n'en tenons pas compte dans cette étude en raison de l'incapacité de les traiter automatiquement. selon les guides de bonnes pratiques, une exigence est référencée par un identifiant unique et doit être une description courte, simple et atomique de ce qu'un système doit faire. les exigences sont majoritairement rédigées en langage naturel (parfois contraint, à l'image des langages contrôlés comme évoqué dans la section 2) et peuvent être accompagnées d'un commentaire justifiant l'attente exprimée. ces commentaires ne sont pas régis par des recommandations de rédaction aussi contraignantes que les exigences mais, en raison d'un contenu lexical similaire, nous traitons tout le contenu textuel apparaissant après un identifiant d'exigence jusqu'à la fin de la justification si celle-ci est présente. l'extrait suivant foot_0 est une exigence fonctionnelle : "opposite x position shall be computed with the same x position logics based on opposite inputs rationale : opposite information logic is exactly the same with differents inputs only" les spécifications assurent deux fonctions aussi importantes l'une que l'autre. d'une part il s'agit de documents rédigés et utilisés comme supports techniques de travail par les professionnels qui conçoivent et développent des systèmes @xcite . d'autre part, ces documents ont valeur d'accord officiel entre les parties prenantes en cas de problème (échec du projet ou accident). pour ces deux raisons, la non-ambiguïté est fondamentale pour éviter les situations anormales et pour déterminer à quelle partie attribuer la responsabilité en cas d'échec ou d'accident. pour détecter l'ambiguïté, semios, parmi les quelques outils d'analyse automatique des spécifications sur le marché, repose sur des règles symboliques et des lexiques créés et complétés manuellement. actuellement, l'adaptation de ces ressources pour un nouveau domaine demande un investissement extrêmement important pour tenir compte des spécificités lexicales et syntaxiques des documents à traiter afin d'optimiser la pertinence des analyses. le but du travail de thèse dans lequel s'inscrit cette étude est donc de définir une méthodologie robuste pour constituer semi-automatiquement des ressources lexicales adaptées à tout domaine technique spécialisé à partir d'exigences. pour y parvenir, nous commençons par examiner l'ambiguïté telle qu'elle est appréhendée par les guides de rédactions dans la section 2. ensuite nous décrivons dans la section 3 le corpus d'exigences issues des spécifications d'une société industrielle spécialisée dans la conception de moteurs d'aéronefs, puis dans la section 4 nous passons en revue les différentes formes de l'ambiguïté telles qu'elles peuvent être rencontrées en corpus et appréhendées automatiquement. enfin, la section 5 expose les actions entreprises pour poursuivre cette étude. ## principales sources d'ambiguïté dans les exigences la notion d'ambiguïté inhérente au langage humain est un phénomène commun qui peut être décrit selon des axes syntaxiques, sémantiques et lexicaux @xcite . cette section s'inspire des travaux de @xcite et @xcite ainsi que des cas rencontrés en corpus pour présenter une partie de l'ambiguïté telle qu'elle se manifeste dans les exigences. nous distinguons l'ambiguïté des exigences (intra-exigences) et l'ambiguïté des spécifications (ambiguïté entre le titre et le contenu de la section, ou ambiguïté dans les renvois à des tableaux ou des figures par exemple) pour ne traiter que l'ambiguïté des exigences à ce stade. les cas présentés sont associés à une recommandation de rédaction et au nombre de cas rencontrés en corpus pour illustrer l'ampleur de chaque phénomène dans ce corpus. ils sont organisés en fonction des moyens requis pour automatiser leur détection (lexiques isolés, lexiques associés à des règles symbolique et/ou traitements linguistiques plus profonds). ## perspectives dans cet article, nous présentons la première étape de mise au point d'une méthodologie robuste permettant de constituer semi-automatiquement des ressources lexicales adaptées aux domaines techniques spécialisés. cette étape consiste à caractériser les phénomènes d'ambiguïté syntaxique, sémantique et lexicale en vue d'adapter les approches requises pour les détecter automatiquement et enrichir des ressources en limitant toute intervention humaine. à partir de l'hypothèse harrisienne qui postule que des termes partageant des contextes (i.e. des voisins distributionnels) présentent une relation de synonymie, d'hyperonymie ou un lien sémantique plus lâche @xcite , nous envisageons l'analyse distributionnelle automatique (ada) comme une piste pertinente pour construire des ressources sémantiques spécifiques. cependant, reposant sur des principes de fréquences relatives et des répartitions statistiques, l'ada nécessite d'être appliquée sur des données suffisamment massives, à l'instar des corpus construits ces dernières années à partir de la richesse du web @xcite , pour conclure à des analyses pertinentes vis-à-vis du cadre linguistique étudié. si des adaptations de l'analyse distributionnelle automatique à des corpus de petite taille ont abouti @xcite , le recours a des corpus plus riches (en nombre de mots ainsi qu'en variations lexicales et syntaxiques) permet de limiter l'intervention humaine pour interpréter des résultats trop disparates. parmi les techniques d'expansion semi-automatique de corpus, la chaîne de traitement bootcat @xcite ) consiste à aspirer des pages web grâce à des requêtes itératives par mots-clefs complexes (tuples). si cette technique permet de constituer facilement un corpus de pages web contenant les tuples, la mesure de la similarité entre les documents obtenus et le corpus de départ reste un aspect qui demande d'être étudié en détails, notamment grâce à la grille de dimensions de @xcite . selon l'étude @xcite , l'observation de phénomènes tels que la fréquence relative de parties des pronoms et négations s'avère utile pour gagner en précision dans la caractérisation du genre et du registre. cette finesse de description semble cruciale pour appréhender les caractéristiques d'un corpus acquis de manière semi-supervisée et mesurer l'impact du choix des tuples. à titre d'exemple, les extraits suivants sont issus du corpus que nous avons construit après sélection de 51 tuples via une extraction terminologique avec yatea @xcite et des calculs de fréquence fournis par le concordancier antconc @xcite . si la comparaison ne permet pas de conclure à une similarité parfaite entre les deux corpus, ils partagent toutefois des traits assez proches (multiplicité de rédacteurs, unicité du thème, densité relative du vocabulaire, effets visés). en appliquant les traitements mis en oeuvre pour sélectionner les tuples identifiés comme spécifiques au corpus d'exigences (extraction terminologique, observation des fréquences relatives et absolues, extraction de patrons morpho-syntaxiques) au corpus-web, nous espérons affiner la récupération des pages web grâce à des tuples plus spécifiques. l'effet boîte noire de la solution adoptée pourrait être amoindri en grâce à une technique alternative, synopsis, qui intègre à sa chaîne de traitement la caractérisation des données aspirées par confrontation d'un corpus contenant les termes complexes des requêtes, germs, avec un corpus de la même envergure ne contenant aucun de ces termes @xcite . une approche complémentaire serait de généraliser les comportements distributionnels pour calculer la similarité sur des ensembles plus grands @xcite . en obtenant une variété de contextes suffisant pour appliquer l'ada aux corpus techniques spécialisés, nous disposerons du matériau linguistique pour détecter automatiquement le voisinage de termes ambigus (flous ou sous-spécifiés) et enrichir semi-automatiquement des ressources spécialisées.