Formation avancee en management collaboratif

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Formation avancée en management collaboratif

Introduction

Dans cette première partie nous souhaitons présenter un état de l'art dans les domaines de recherche concernés par notre problématique. Elle se décompose en trois chapitres :

Le premier chapitre a pour objectif de présenter une analyse ayant trait aux spé-ci cités des SIP : leurs évolutions, leurs caractéristiques fonctionnelles, les modèles qui les régissent - dits PPO, ainsi que les méthodes de conception. En n, nous abordons les notions d'intégration des SIP et quelques architectures dédiées à l'intégration ; en e et ces questions se posent dès lors qu'on se retrouve dans un contexte d'entreprise étendue.

Le deuxième chapitre passe en revue la collaboration et les processus collaboratifs. Dans un premièr temps, sont présentés les principaux concepts liés à la collaboration ainsi que les di érentes formes des pratiques collaboratives. Dans un second temps nous abordons les processus collaboratifs dans un contexte de système d'information, ainsi que les di érentes méthodes de modélisation.

En n le troisième chapitre est consacré à la notion de pilotage et de performance dans l'entreprise industrielle. Nous exposons les di érents concepts d'évaluation des per-formances et d'élaboration des systèmes d'indicateurs de performance ; ensuite, nous détaillons les techniques d'évaluation qualitative de la performance. Ce chapitre fait également l'objet d'une présentation des modèles d'observation pour le suivi des acti-vités menées au sein du SIP. En e et, ces systèmes sont dotés de grandes capacités de traçabilité, et o rent plusieurs sources d'observation pour e ectuer un suivi des activités.

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1.1  Introduction

Le besoin fondamental d'une entreprise est de développer ses marchés en accrois-sant ses marges a n de garder une rentabilité su sante pour assurer sa survie et son développement. Selon Marc Prido [Sys03], ce désir fait appel à des besoins simples mais générateurs de motivations et de gains :

répondre aux demandes de ses clients,

proposer des coûts attractifs répondant à ces demandes,

o rir des services qualitatifs de             délisation nécessaires à sa pérennité.

Dans ce contexte, le système d'information - SI - est devenu, au l des ans, une des préoccupations majeures des entreprises. Parmi toutes les démarches d'amélioration de la compétitivité qui ont été explorées, la rationalisation du SI est loin d'avoir été com-plètement exploitée ; cet enjeu mobilise de plus en plus les entreprises produisant des biens manufacturiers. De nombreux besoins sont à l'origine de cette démarche :

L'accroissement des besoins de communication en interne avec tous les acteurs de l'entreprise.

L'accroissement des besoins de collaboration avec les di érents partenaires (clients, fournisseurs, donneurs d'ordre, etc.).

La réduction des coûts et des délais de développement des produits.

Il est donc essentiel de posséder un SI e cace et robuste : l'e cacité pour répondre par-faitement aux besoins de l'entreprise, la robustesse pour garantir cette e cacité malgré un environnement instable.

L'objectif de ce chapitre est de présenter un état de l'art sur les Systèmes d'Informa-tion Produit (SIP). Dans une première étape, nous décrivons le processus d'évolution des SI, leurs méthodes de conception, ainsi que les spéci cités qui ont favorisé l'apparition des SIP. Puis dans une deuxième étape, nous présentons les principaux concepts qui vont permettre de caractériser un SIP a n de mettre en évidence son rôle dans le dévelop-pement des produits. Nous aborderons également les di érents travaux de modélisation autour des trois composantes du SIP : le produit, le processus et l'organisation. En n, nous présenterons un ensemble d'architectures dédiées à l'intégration des SIP ; en e et des questions d'intégration se posent généralement dès lors qu'on se retrouve dans un contexte d'entreprises multi-sites, ou multi-partenaires.

1.2  Les systèmes d'information orientés Produit

1.2.1             Évolution du SI des entreprises industrielles

Contexte et positionnement

Avant d'analyser l'évolution du SI ainsi que les spéci cités qui ont favorisé l'ap-parition du concept des SIP, il convient de préciser cette notion, à travers quelques dé nitions.

Avec l'approche systémique, Le Moigne [Moi90] pose les fondements des SI actuels en s'appuyant sur une théorisation de la notion de système. Classiquement, le système est un ensemble de ressources interdépendantes transformant des éléments entrants, et organisé en vue d'atteindre un objectif. L'objectif de toute "approche système" est de décomposer le système en des composants simples pour réduire sa complexité, puis d'aboutir à sa modélisation a n de pouvoir agir sur lui : la décomposition permet de com-prendre sa con guration et sa structure dynamique (ensemble des ux). Dans l'approche systémique, l'entreprise en tant que système est dé nie à l'aide de trois composantes :

Le système opérationnel (ou opérant) active les processus et procédures chargés de transformer les entrées (matières, composant, etc.) en sorties sous des formes très variées (produit, sous-produit, composant, etc.).

Le système de pilotage coordonne l'ensemble des activités des sous-systèmes et xe les objectifs stratégiques.

Le système d'information est le centre nerveux par lequel transitent les ux d'infor-mation. Il gère et stocke les di érentes événements et transformations caractérisant les deux autres sous-systèmes.

Ainsi, le SI est vu comme l'articulation des systèmes de pilotage et opérant [Bri00]. Il est donc un sous-système de l'entreprise. La démarche systémique demeure un fonde-ment qui est particulièrement adaptée à l'entreprise manufacturière qui peut être vue simplement comme un système qui transforme des matières premières en produit, en utilisant des ressources matérielles, nancières et humaines. Elle permet de traiter le système dans sa globalité notamment grâce à une décomposition descendante qui met en évidence les éléments caractéristiques ainsi que les relations entre éléments. Grâce à ces décompositions rigoureuses, il devient possible de mettre en ÷uvre une démarche d'optimisation dans la mesure où les éléments ne sont pas trop complexes.

Les di érentes dé nitions des systèmes d'information mettent simplement en évi-dence la di érence de point de vue entre l'informaticien, le gestionnaire, l'économiste, ou l'ingénieur.

Un SI est un réseau complexe de relations structurées où interviennent hommes, machines et procédures, qui a pour but d'engendrer des ux ordonnés d'informations pertinentes provenant de di érentes sources et destinées à servir de base aux décisions [ANG02].

Pour Rolland [RFB88], le SI d'une organisation est dé ni par un ensemble constitué : de collections de données qui donnent des représentations partielles de la réalité

d'une organisation sur lesquelles on souhaite être renseigné ;

de collections de règles qui        xent le fonctionnement de l'organisation ;

d'un ensemble de procédés qui assurent le stockage, la recherche, la communication et la restitution des informations ;

d'un ensemble de ressources humaines et de moyens techniques.

Reix [Rei98] dé nit le SI comme un ensemble organisé de ressources : matériel , personnel, données, procédures permettant d'acquérir, de traiter, de stocker, de commu-niquer des informations dans les organisations . Ces dé nitions positionnent le SI comme un instrument de communication entre les acteurs d'une organisation. Dans [CRS01], les auteurs assimilent le SI à un outil de gestion et donc à un moyen de formaliser l'action organisée : Si l'on considère, de manière très large, un outil de gestion comme tout dispositif formalisé permettant l'action organisée , alors nous pouvons dire que SI et outils de gestion se recouvrent en grande partie .

L'usage des systèmes d'information dans l'entreprise est devenu une réalité quoti-dienne. La gestion des SI et leur conception représentent donc aujourd'hui un problème majeur des organisations [RF90]. Le domaine des systèmes d'information a certes une forte composante technologique et informatique. Mais c'est seulement un aspect de ce domaine qui est en fait beaucoup plus vaste. Il s'agit de concevoir la façon dont circule et est stockée l'information de manière e cace et cohérente pour toutes les activités d'une entreprise ou d'un réseau d'entreprises.

La conception du SI

Les SI s'imposent actuellement comme un élément stratégique pour les entreprises. L'évolution actuelle vers une intégration totale de l'ensemble des processus exige, de manière symétrique, la conception de SI intégrés, visant à reproduire le plus dèlement possible cette évolution. Cela implique la maîtrise d'une information très détaillée, dense

Chapitre 1. Systèmes d'information centrés sur le cycle de vie du Produit

et hautement intégrée, nécessitant une conception adaptée et de grandes ressources d'in-formatique de gestion. Selon Rolland et al. dans le processus de développement du SI, objet complexe, la conception est la tâche la plus créative mais aussi la plus di cile [RFB88] [Thi76] [Thi85a].

Au cours de cette conception, un grand nombre de décisions est à prendre. Elles sont relatives aux choix :

des fonctions que le SI doit assurer ;

des technologies et instruments de traitement, de communication et de di usion de l'information ;

des règles de mémorisation, de traitement, de communication et de di usion des informations produites et des documents ;

des structures de travail et des comportements attendus des agents ; etc.

Aujourd'hui, l'évolution des techniques et la variété de choix qu'elles créent per-mettent de se libérer de cette emprise technologique, de reconnaître l'importance de l'examen des besoins, de l'analyse conceptuelle et l'intérêt de susciter une interaction positive entre les professionnels de la technologie et les utilisateurs, et en nal une par-ticipation plus active de ces derniers à l'expression des besoins et au choix des solutions [Rol96].

Les méthodes de conception

Les premières méthodes de conception des SI, appelées aussi méthodes d'analyse, datent du début des années soixante. Des méthodes, comme CORIG (COnception et Réalisation en Informatique de Gestion [Mal71], cherchaient à standardiser le métier de développeur d'application et initialisaient une approche industrielle d'informatisation [Fro97].

Les méthodes cartésiennes, qui ont connues du succès dès les années soixante-dix comme SADT ([Lis90], [Tec89]) ou SD/SA [GS79], ont introduit la notion de traitement permettant une décomposition hiérarchique fonctionnelle d'un SI. Elles mettaient en évidence la nécessité d'une démarche par étape fondée sur une programmation structurée et modulaire. Elles préconisent d'analyser et de concevoir le SI en se centrant sur ses fonctions. Cette appellation est due au fait qu'elles associent au paradigme cartésien une approche fonctionnelle de conception [RF90].

Les méthodes systémiques des années quatre-vingt comme MERISE ([BR00] ainsi que [TRC+89]), IDA ([BP89]) ou REMORA ([RFB88]) ont provoqué une rupture par rapport aux deux précédents types de méthodes. Elles mettent en avant les notions de données, d'actions, d'événements et de relations entre les éléments qui privilégient une approche conceptuelle globale d'un SI. Elles ont leurs racines dans la théorie des systèmes. Dans leurs approches, le SI est perçu comme un artéfact qui fournit une re-présentation des faits présents et passés de la vie de l'organisation. Le SI est un modèle abstrait de la réalité organisationnelle qui apporte aux acteurs et décideurs la connais-sance dont ils ont besoin pour agir et décider ([RF90], [Fro97] , [LM77], [Bou56], [Che76], [Cod70], [BBG78]). Une analyse de ces méthodes systémiques est détaillée dans [Thi85b].

Au milieu des années quatre-vingt, Thiery [Thi85b] a proposé un modèle et un lan-gage fondés sur les Types Abstraits Algébriques (TAA) faisant le pont entre les mé-thodes systémiques et les méthodes objets. Cette proposition a précédé la méthode DI (dite Démarche Intégratrice) qui a fait l'intégration des concepts des di érents courants de méthodes systémiques citées ci-dessus (MERISE, REMORA et IDA). Cette intégra-tion permet la spéci cation du schéma conceptuel à partir des catégories Objet , Opération et Evénement (cette spéci cation a donné lieu à la création du modèle OOE) [FT97] et [FTS96].

Les méthodes objets des années quatre-vingt-dix sont une synthèse des méthodes systémiques et des méthodes cartésiennes. Elles permettent des spéci cations détaillées des éléments d'un SI en introduisant la notion d'objet regroupant structures de données et traitements et proposent des spéci cations globales d'un SI par l'intermédiaire de spéci cations statiques et dynamiques.

Elles adoptent deux approches principales :

Une approche orientée logiciel, adoptée par les méthodes dites techniques comme HOOD [Lai91], MECANO [Gir91], etc. ;

Une approche plus orientée SI adoptée par des méthodes globales comme OOA3 [PY91], OMT4 [RBP+91], OOSA5 [EKW92], etc.

Les méthodes objets étant de plus en plus nombreuses, des tentatives d'uni cation ont été e ectuées. En particulier, la modélisation UML, dé nie par l'Object Management Group (OMG) et issue des travaux de James Rumbaugh, Grady Booch et Ivar Jacob-son. Elle uni e les concepts présents dans les trois méthodes (OOD/OOA, OMT et Ob-jectoring) (cf. [CPFJF+97], [BR95], [BJR96], [Mul97], [RBP+91], [Boo91], [JCJO92]).

L'OMG di use depuis novembre 2005 la version UML 2. Celle-ci propose 13 types de diagrammes (9 en UML 1.3). Les 13 diagrammes UML sont dépendants hiérarchique-ment et se complètent, de façon à permettre la modélisation d'un projet tout au long de son cycle de vie.

Systems Modeling Language - SysML en abrégé - est un langage de modélisation spé-ci que au domaine de l'ingénierie système. Il permet la spéci cation, l'analyse, la concep-tion, la véri cation et la validation de nombreux systèmes et systèmes-de-systèmes. A l'origine, SysML a été développé dans le cadre d'un projet de spéci cation open source, et inclut une licence open source pour sa distribution et son utilisation. SysML se dé - nit comme une extension d'un sous-ensemble d'UML (Uni ed Modeling Language) via l'utilisation du mécanisme de pro l dé ni par UML.

SysML o re aux ingénieurs systèmes plusieurs améliorations notables par rapport à UML, qui a tendance à être centré sur le logiciel. SysML réutilise sept des treize diagrammes d'UML 2 ; il ajoute deux diagrammes spéci ques (Diagrammes de Requi-rements et diagrammes Paramétriques), et les tableaux d'allocations, qui peuvent être dynamiquement dérivés des diagrammes SysML. Une analyse e ectuant une comparai-son des diagrammes SysML et UML 2 est disponible dans [FAQ].

Vers un SI Produit

Dans un environnement concurrentiel qui exerce une forte pression sur les coûts, peu de secteurs, peu d'entreprises échappent à la concurrence internationale ou à la nécessité de travailler pour une clientèle mondiale. Dès lors qu'il a été décidé de pouvoir répondre à des clients dispersés géographiquement et culturellement, il faut alors faire face à plusieurs dé s :

L'accélération des cycles de vie, pour l'industrie manufacturière, les temps de dé-veloppement des produits ont été de plus en plus réduits.

De nouvelles exigences sur les produits et les modes de travail. Plusieurs boulever-sements touchent les manières de travailler :

la nécessité d'intégrer une part croissante d'innovation externe (co-innovation) ; le développement des plateaux multi-sites, multi-entreprises, physiques ou vir-

tuels, permettant d'appliquer des techniques de Concurrent engineering 6 ;

la conception de produits modulaires, clés de la réutilisation et de la di érentia-tion retardée ;

l'utilisation de nouvelles technologies comme la maquette numérique, le confe-rencing autour d'une maquette virtuelle ou l'usine numérique.

L'entreprise étendue :

Deux facteurs clés ont rendu la collaboration en entreprise étendue incontournable, et en font une tendance en croissance :

la non-maîtrise de la totalité des disciplines entrant dans la conception d'un produit ;

la recherche du moindre coût.

Le développement des outils informatiques et des techniques d'optimisation sur les systèmes de production se sont largement di usés sur les autre fonctions de l'entreprise industrielle. L'émergence des outils/systèmes métiers (GPAO7, CAO 8, FAO9, . . .) a gé-néré une prolifération constante des volumes de données. De fait, ces évolutions ont mis le SI au c÷ur de la gestion de l'entreprise, avec, en grande partie, des di cultés focalisées sur le système informatique.

L'entreprise intégrée a généré un réel besoin d'intégration des données. Ce besoin d'intégration a permis l'émergence des Product Data Management (PDM) ou Systèmes de Gestion des Données Techniques (SGDT). Rapidement, les PDM ont évolué vers une gestion complète des données de conception, avec ensuite l'ambition de supporter l'en-semble des processus et des données du produit à toutes les étapes du cycle de vie. La nécessité de gérer les assemblages physiques en toute cohérence avec les nomenclatures, de piloter les cartouches des plans CAO à partir des informations stockées dans le PDM, d'alimenter plusieurs applicatifs métier en information à partir du même référentiel pro-duit a conduit les entreprises du manufacturing à faire dialoguer les outils informatiques qui supportent les aspects métier (CAO/XAO) et gestion (PDM) de leur processus de conception. On remarquera également que dans le contexte industriel qui a permis cette approche, le support informatique des aspects métier a précédé le support des aspects gestion [Cha03]. Les besoins d'un travail collectif ont concurru au partage d'information entre les di érentes entreprises partenaires. Ainsi, l'intégration des données initiée par les PDM s'est complétée d'une intégration des processus et des organisations. En e et, le développement des PDM a contribué fortement à l'apparition d'un domaine connexe au SI qui s'intéresse aux problèmes spéci ques pour le dévelop-pement des produits : Les systèmes Product Lifecycle Management (PLM) ou Systèmes d'Information du cycle de vie du Produit10 (SIP).

1.2.2             Autour du SI Produit

Le Système d'Information du cycle de vie du Produit occupe une position de plus en plus importante dans les entreprises puisqu'il a l'ambition de gérer l'information et les processus qui caractérisent le développement des produits industriels. Cauvet [CRE+ 01]

propose quatre éléments signi catifs qui donnent une spéci cité au SIP :

Les informations relatives aux produits constituent le socle de structuration et permettent leur utilisation au sein des processus de la conception au service après vente.

Les documents techniques caractérisent les sources d'information adaptées aux métiers des di érents acteurs (plans, instructions, etc.).

Les chiers d'échanges avec les autres outils informatiques (simulation, CAO, etc.). Les work ow caractérisant la manière dont chacun participe à la gestion (création, consultation, validation, etc.) des données techniques.

Plus formellement, Gzara [Gza00] propose une dé nition du SIP : Un dispositif or-ganisationnel permettant de réguler la création, la circulation, l'utilisation et l'évolution du patrimoine informationnel du produit, c'est-à-dire l'ensemble des informations qui dé-nissent comment le produit est conçu, fabriqué et utilisé . Cette dé nition théorique, à laquelle nous adhérons, ainsi que la plupart des travaux dans le domaine ([Ter05], [Mes08], [PMLJ07], [Deb04], [MS02]) nous permet de mettre en évidence trois notions essentielles dans les SIP :

Les informations Produit qui vont permettre de structurer et stocker le capital informationnel technique,

Les Processus industriels qui vont caractériser les di érentes étapes du développe-ment du produit.

L'Organisation des acteurs mettant en ÷uvre les processus industriels.

Par ailleurs, il convient de rappeler que le contexte théorique du système d'information s'appuie sur des systèmes informatiques industriels. Même si son périmètre n'est pas toujours facile à délimiter, tous les SIP se sont développés autour de deux catégories d'outils : les outils de production de données (outils métiers) et les outils de stockage de données (base de données).

Product Data Management - PDM

Les PDM11 ou SGDT sont issus du monde de la CAO. A l'origine, ils étaient utilisés pour la gestion des données d'ingénierie (EDM). Depuis quelques années, ces systèmes ont pris une toute autre dimension pour devenir un référentiel de données Produit et Processus partagées par les acteurs de l'entreprise. Ainsi donc, la gestion de données techniques (GDT), apparue au départ pour répondre aux premiers besoins d'automatisation des fonctions d'entreprise (comme la gestion documentaire), se positionne parmi les applications transversales de l'entreprise.

Maurino [Mau93] dé nit le PDM comme étant : Un ensemble organisationnel qui permet de contrôler la création, la di usion, l'utilisation et l'évolution du patrimoine formel de dé nition du produit . Finalement, les Systèmes de Gestion de données tech-niques sont les progiciels permettant d'assurer la gestion des données techniques d'un produit. Ils permettent également d'automatiser le traitement des données par la mise en place de mécanismes de work ow [Deb04].

Quelques soient les outils utilisés, ils se caractérisent par des capacités fonctionnelles relativement standards, présentées ci-dessous.

La gestion des processus et des   ux de travail La gestion des             ux d'information nécessite la prise en compte des processus qui vont transformer cette information. La gestion des processus industriels reste une fonction di cile à mettre en ÷uvre dans les SGDT compte tenu de la complexité de ces types de processus. Les SGDT actuels se limitent en général aux processus de modi cations et d'évolution des produits. Ces pro-cessus sont généralement considérés comme des processus de work ow [Per02]. Le work-ow est une démarche qui consiste à concevoir, contrôler, router, automatiser et suivre les circuits du ux de documents, et plus généralement d'informations, de l'entreprise. Les outils de work ow intégrés au SGDT garantissent le suivi des di érents dossiers de con guration, et plus généralement de tous les processus de travail [Per02]. En tant que domaine des collecticiels (ou groupeware), les principaux concepts du work ows seront

1.2. Les systèmes d'information orientés Produit décrits au chapitre 4 (cf sec. 4.3.2).

Les outils xAO

xAO est un sigle désignant l'ensemble des processus de conception et de fabrication industrielles assistées par ordinateur (d'où le sigle AO) ; en anglais on parle de "Computer Aided - CA". Les technologies xAO se sont développées avec l'informatique, remplaçant les dessins sur feuilles, la fabrication de maquettes, la simulation physique des pièces industrielles.

Le dessin assisté par ordinateur - DAO

Le dessin assisté par ordinateur (DAO) est une discipline permettant de produire des dessins techniques avec un logiciel informatique. On le distingue de la synthèse d'image dans la mesure où il ne s'agit pas du calcul de rendu d'un modèle numérique mais de l'exécution de commandes graphiques (traits, formes diverses, etc.). L'intérêt de la DAO est essentiellement un apport de praticabilité dans la gestion des documents, facilitant l'édition de modi cations, l'archivage, la reproduction, le transfert de données, etc. On confond souvent DAO et CAO : la CAO n'a pas pour fonction première l'édition du dessin [DB00]. De plus, avec le développement de la 3D, la DAO avec ses dessins et vues 2D est obtenue par projection ou extraction des modèles 3D, elle est donc intégrée à la CAO.

La conception assistée par ordinateur - CAO    La CAO permet de concevoir des systèmes dont la complexité dépasse la capacité de l'être humain comme par exemple en micro-électronique. La conception virtuelle permet l'appréciation globale du comporte-ment de l'objet créé avant même que celui-ci n'existe. En CAO, on ne dessine pas, on construit virtuellement un objet capable de réagir dans son espace non réel selon des lois régies par le logiciel. Le résultat, appelé maquette numérique constitue alors un véritable prototype évolutif ; et chaque corps de métier peut disposer d'un outil CAO [GAR87].

La gestion de la production assistée par ordinateur - GPAO               Un logiciel de

GPAO est un programme modulaire de gestion de production permettant de gérer l'en-semble des activités, liées à la production, d'une entreprise industrielle : Gestion des stocks et des achats ; Gestion de commandes ; Gestion des produits engendrés par ces commandes ; Gestion des articles entrant dans la fabrication de ces produits et de leurs nomenclatures-gammes ; Expédition des produits ; Facturation. La GPAO est notam-ment caractérisée par un système de réapprovisionnement en produits et composants appelé calcul des besoins nets ou CBN.

La fabrication assistée par ordinateur - FAO Le but de la fabrication assistée par ordinateur ou FAO est d'écrire le chier contenant le programme de pilotage d'une machine-outil à commande numérique. Ce chier va décrire précisément les mouvements que doit exécuter la machine-outil pour réaliser la pièce demandée. On appelle également ce type de chiers : programme ISO ou blocs ISO. Elle est caractérisée par trois étapes :

  1. La modélisation : La conception de la pièce à fabriquer est réalisée à partir du chier CAO importé via un format d'échange standard. Certains outils de FAO sont
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