Cette thèse traite de l’enrichissement sémantique de la modélisation d’entreprise. L’étude de l’existant a révélé que les langages de modélisation d’entreprise existant depuis plus de vingt ans sont conçus sur une base essentiellement syntaxique. Les modèles d’entreprise basés sur ces langages accusent un déficit sémantique conséquent entravant fortement la compréhension et l’exploitation de ces modèles. L’étude approfondie du processus de création des modèles d’entreprise et la comparaison faite avec le processus de conversion des connaissances a permis de distinguer différents conflits sémantiques en modélisation d’entreprise et d’affirmer que ces conflits peuvent être diminués avec l’apport d’une sémantique d’avantage explicite. Les ontologies sont caractérisées par leurs capacités à définir des concepts de façon formelle et d’expliciter leur sémantique. Une méthodologie a été proposée en se basant sur les ontologies et les techniques qui lui sont associées. / Abstract

L'application efficace d'un modèle conduit à visualiser les processus de l'entreprise, à simuler leur fonctionnement et à mettre en place des actions pour améliorer leurs performances. Pour chacun des processus clés de l'entreprise une multitude de modèle est disponible. Nous proposons une méthode de modélisation unique qui permet d'augmenter la compatibilité de différents modèles entre eux et d'améliorer la cohérence de l'entreprise. La première étape de notre méthode de modélisation est de lister les primitives de chaque modèle et de donner une définition claire de chacune de ces primitives. La deuxième étape est l'écriture de la grammaire du modèle. Les règles de modélisation permettent, en effet, d'arranger les primitives selon un certain ordre et d'obtenir un modèle qui a du sens. La troisième étape est la vérification de la validité du modèle. Nous évaluons les performances du modèle par rapport aux services qu'il rend à ses environnants tels que le modélisateur, les utilisateurs ou le système réel. Nous déterminons, par une analyse fonctionnelle, la liste des fonctions à vérifier par le modèle pour que ses services soient atteints. Une étude théorique permet d'appliquer cette méthode de modélisation sur trois des processus inter fonctionnels de l'entreprise : le processus de Supply Chain Management (SCM), le processus de Product Lifecycle Management (PLM) et le processus de Customer Relationship Management (CRM). Nous avons ciblé ces trois processus pour avoir une représentation des quatre sous-systèmes de l'entreprise : le sous-système de Décision (représenté par les finalités de chaque processus), le sous-système Opérant (représenté essentiellement par le processus de SCM), le sous-système d'Information (représenté essentiellement par le processus de PLM) et le sous-système de Connaissances (représenté par les connaissances sur les processus). Les résultats obtenus sont liés au degré de maturité des modèles. Si le processus dispose de plusieurs types de modèles, notre méthode de modélisation permet de clarifier les objectifs de modélisation et d'orienter le choix du manager vers le modèle qui permet de les atteindre. Si le processus dispose de peu de modèles, notre méthode permet de proposer un modèle représentant les étapes du processus global, ses ressources, ses acteurs et les flux échangés. Dans la pratique, toute entreprise industrielle est organisée autour d'un processus qui devient le processus central dont les objectifs sont primordiaux à atteindre, mais cela n'empêche pas les autres processus d'être visibles. L'une des exigences est de conserver la cohérence de toute l'entreprise. Nous définissons la cohérence par deux facteurs : l'unité d'objectif et la compatibilité entre les flux d'information et de connaissances dans l'entreprise. Les conditions de cohérence sont appliquées dans le cas d'une entreprise industrielle sur les modèles de trois processus : le SCM, le PLM et le CRM. Les gains organisationnels sont de permettre une vision globale des étapes et des ressources nécessaires à chaque processus, de distinguer les interfaces et les échanges d'informations entre processus et de capitaliser les connaissances sur la construction, l'utilisation et l'amélioration de modèles.

Cette thèse consiste en la définition d'une méthodologie de caractérisation et d'évaluation du niveau d'interopérabilité interentreprises, afin d'améliorer leur fonctionnement propre, ainsi qu'en la définition d'une méthodologie de gestion de l'évolution de ces entreprises, leur apportant ainsi un cadre pour la mise en place de projets successif ayant pour objectif l'amélioration du niveau d'interopérabilité. Ces méthodes s'appliquent à tous les niveaux, tant opérationnels que stratégiques, ainsi que pour tous types de collaboration que ce soit entre services d'une même entreprise ou entre plusieurs entreprises d'une chaîne logistique. Ces méthodes sont basées sur le fait que l'interopérabilité peut être vu comme une performance de l'entreprise. Ceci nous permet de caractériser et d'évaluer l'interopérabilité, notamment, grâce à l'utilisation de la théorie des graphes qui apporte un cadre formel, des outils mathématiques et une représentation graphique qui sont autant d'aides tant pour la conduite de l'étude que pour la communication avec les différents acteurs concernés.

La ré-ingénierie du système de production et des produits est une activité permanente de l'entreprise, et en constitue en quelques sorte le pilotage organisationnel. Le besoin en méthodologie est dasn ce domaine très important, et constitue le sujet de ce travail. Dans un premiers temps, nous éclaircissons l'usage qui peut être fait des modèles pour structurer la démarche d'ingénierie, et cherchons ainsi à promouvoir la modélisation d'entreprise comme outil de raisonnement de pré-évaluation et de documentation des systèmes de production. Dans un second temps, nous situons la démarche d'ingénierie produit / système comme une acitvité récurrente participant à l'évolution de l'entreprise en tant que niveau de pilotage venant, par une logique de projets ou par une amélioration continue, moduler la structure et l'organisation du système physique.

L'objectif des travaux présentés dans cette habilitation à diriger des recherches est d'aider à la performance des systèmes industriels en facilitant les prises de décisions (par la capitalisation d'expérience, le choix des personnes, la vision globale de la stratégie de l'entreprise). Les travaux réalisés abordent conjointement les notions de conception, de décision, de projet (60ème section du Conseil National des Universités). Ces travaux sont réalisés au sein du laboratoire Génie Industriel de l'Ecole Centrale Paris, pour certains en collaboration directe avec le milieu industriel. La thématique générale de recherche est centrée sur les processus de prise de décision, principalement dans le domaine de la conception de produits et de services, et a pour objectif principal l'amélioration de leur efficacité. Dans un premier chapitre, la base scientifique de cette recherche est présentée, il s'agit de la modélisation du processus de prise de décision. Cette modélisation est déclinée sur les trois niveaux de la décision (présentés dans les 3 chapitres suivants). - Au niveau opérationnel : le modèle du processus de prise de décision est utilisé pour la capitalisation des connaissances afin de faciliter les prises de décisions techniques concernant la conception des produits et des services ; - Au niveau tactique : ce modèle générique a permis de développer une méthode d'aide au choix d'acteurs et d'analyser les décisions collaboratives ; - Au niveau stratégique : le modèle du processus de prise de décision a permis d'élaborer une véritable démarche projet à partir d'une analyse des dysfonctionnements. Un processus qui représente le cheminement nécessaire à toute décision a été défini, décision de conception de produit, telle que les choix technologique, décision de management de projet, telle que l'attribution de ressources, ou décision d'organisation d'entreprise, telle que le choix de réorganisation. Une définition sous forme d'un schéma global (Ligne de Vie de la Décision ou Decision Time Line, DTL) est proposée avec des étapes suffisamment génériques et exhaustives pour décrire toute décision à tout niveau. Un deuxième modèle a été développé sur la base de la DTL pour s'appliquer particulièrement aux processus de prise de décision dans les projets d'innovation (INtegrated Decision makInG mOdel, INDIGO). Dans un deuxième chapitre, des recherches sur le niveau opérationnel sont présentées, elles concernent essentiellement la capitalisation des connaissances dans le processus de conception. Une première posture de recherche consiste en la réalisation d'une analyse systémique des systèmes de gestion des connaissances. Ce premier résultat obtenu a ensuite été enrichi par l'étude de ces systèmes dans le processus de conception des projets d'innovation avec une application industrielle chez PSA Peugeot Citroën. En remontant le processus de conception à sa source, une analyse est en cours sur le partage des connaissances dans le cadre de la constitution d'un cahier des charges pour un nouveau produit. Dans un troisième chapitre, des recherches au niveau tactique, orientées sur les prises de décisions concernant le choix d'acteurs, sont présentées. Elles ont débouché sur l'élaboration d'une méthode d'aide au choix d'acteurs et sur la prise en compte des décisions collaboratives dans les projets. Une analyse des risques dans la prise de décision vient compléter ce chapitre. En adéquation avec l'objectif général de la productique, l'optimisation du triptyque qualité, coût, délai, une modélisation des dysfonctionnements dans le processus de prise de décision est proposée et permet de représenter et de quantifier l'impact des dysfonctionnements dans le processus de décision. L'étude des dysfonctionnements dans les processus de prise de décision se concrétise, ensuite, par une application au choix d'acteur et par une présentation des outils développés pour faciliter ce type particulier de décision. Ces outils sont regroupés sous le nom de SACADO, Système d'Aide aux Choix d'Acteur et aux Décisions d'Organisation. SACADO propose un processus cible à suivre pour réduire les risques de dysfonctionnements. Cette méthode permet également, pour un dysfonctionnement donné, d'en analyser les causes potentielles et d'en déduire des préconisations. Le quatrième chapitre concerne des recherches sur le niveau stratégique. Elles ont été initiées sur les décisions d'organisation et ont abouti à une proposition de démarche projet qui, lorsqu'elle est appliquée, peut remettre en cause l'organisation de l'entreprise. Les recherches présentées dans ce cadre concernent également la modélisation des entreprises et analysent des nouvelles formes d'organisation (équipes virtuelles, réseaux de compétences). L'un des axes de la méthodologie SACADO consiste en une méthode pour améliorer l'organisation d'une entreprise par l'analyse dysfonctionnements identifiés dans les prises de décision. Cet axe a débouché, chez Vallourec, sur le déploiement d'une démarche de conduite de projets. Cette démarche a été adaptée aux besoins particuliers du groupe Vallourec, communs à l'ensemble des sociétés de ce groupe et qui sont ressortis lors de l'analyse des dysfonctionnements. Cette activité de recherche a ensuite été enrichie et validée par un an de collaboration hebdomadaire avec des chefs de projet du groupe Vallourec et a permis de mettre en place l'organisation en mode projets du groupe. La recherche sur le niveau stratégique s'intéresse actuellement à de nouvelles formes émergentes d'organisation du travail. Une méthodologie est en cours d'élaboration pour la constitution d'équipes virtuelles dans les projets d'innovation. Un modèle et des recommandations génériques pour la constitution de réseaux de compétences pour la conception de projets d'innovation sont également à l'étude. Finalement, deux orientations principales pour l'avenir de l'ensemble de ces travaux de recherche sont présentées : - un apport scientifique : la prise en compte de la dimension humaine dans les prises de décision projets ; - un domaine transversal d'application et de poursuite de la recherche : le monde de la santé.

Nos travaux s'intéressent à la problématique de gestion de l'évolution du système d'information dans l'entreprise. Pour cela, nous étendons la démarche d'urbanisme du système d'information en formalisant " l'urbanisme organisationnel du système d'information ". Cette démarche se décline en trois approches complémentaires. L'urbanisme cadastral s'intéresse à la connaissance de l'existant, indispensable pour gérer l'évolution. Il fournit les modèles du système d'information nécessaires à sa gestion, en se basant sur des cartographies des processus et applicatives. L'urbanisme prospectif propose de définir des cibles du système d'information en relation avec la stratégie de l'entreprise. Nous proposons des aides à la décision qui s'appuient sur la formalisation des interdépendances de processus, afin de générer des regroupements de processus cohérents au regard de la gestion de l'évolution. Les cartes de ces regroupements sont ensuite analysées et proposent différents types de diagnostic.

Le regroupement des blocs opératoires au sein d'un Plateau Médico-Technique (PMT) présente des enjeux dans la phase de conception (dimensionnement des ressources et choix d'organisation) et dans la phase de pilotage (planification de l'activité et affectation des ressources humaines et matérielles) face auxquels les décideurs hospitaliers manquent d'outils. En réponse à ces besoins, cette thèse propose une démarche globale d'aide à la décision pour la conception du PMT et le pilotage des ressources humaines mutualisées de ce secteur. Cette démarche aborde trois principaux problèmes. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la modélisation des processus de PMT existants, dont le but est de faire émerger un diagnostic et d'engager une démarche d'amélioration de la performance. Ces modèles sont réutilisés dans un second temps pour la modélisation des processus cibles qui nous permettent d'obtenir, par simulation de l'activité, les courbes de charge exprimant les besoins en personnel. Nous abordons la question du dimensionnement du personnel regroupé du PMT par la construction des vacations couvrant cette charge prévisionnelle, à l'aide de la Programmation Linéaire en Nombres Entiers (PLNE) couplée à la simulation de flux. Dans un troisième temps, nous étudions deux problèmes de planication d'horaires de travail : celui des infirmiers anesthésistes et celui des médecins anesthésistes, pour lesquels nous développons plusieurs approches de résolution basées sur la Programmation Linéaire Mixte (PLM) et sur la Programmation Par Contraintes (PPC), expérimentées et validées dans le cadre d'applications réelles.

La mondialisation, un paysage international mouvant, l'accélération des échanges, l'apparition de nouveaux marchés, un nouvel environnement sociétal, ... toutes ces tendances induisent une forte interdépendance entre les fonctions (internes et externes à l'entreprise) et conduisent à une approche globale de l'entreprise et de sa chaîne logistique en générant un besoin croissant de réactivité, de flexibilité, d'interconnexion, de communication et de partage d'information. Il s'agit d'intégration fonctionnelle intra et interentreprises, de ré-ingénierie et de pilotage des processus de gestion, de management de la performance globale, etc.<br />Ce besoin d'intégration se fait sentir au niveau de l'entreprise, d'un groupe ou d'une chaîne logistique globale, au travers de projets ERP (Enterprise Resource Planning, Progiciel de Gestion Intégrée) et de projets SCM (Supply Chain Management, Gestion de la Chaîne Logistique Globale, Intégrée ou Etendue). Il se décline en plusieurs problématiques de recherche ou « verrous » tant du point de vue de l'intégration, des systèmes intégrés, des méthodes de modélisation et d'optimisation des systèmes de production que de leurs conditions de pertinence et d'efficacité, de leur mise en œuvre et de leurs usages.<br />Dans contexte, je me suis particulièrement intéressée à rechercher et concevoir des méthodes et outils pour aider et accompagner les entreprises dans leurs démarches d'intégration et d'optimisation de leur pilotage. D'où le titre de ce mémoire : Principes et méthodes pour l'intégration et l'optimisation du pilotage des systèmes de production et des chaînes logistiques. <br />Je développe mes contributions dans les domaines de la gestion et du pilotage des chaînes logistiques et de la conduite de projets d'intégration intra ou interentreprises selon l'articulation suivante :<br />- Analyse des systèmes de production et des chaînes logistiques et optimisation de leur pilotage : approche intégrée d'aide à la décision en ordonnancement et planification, modélisation et optimisation de la traçabilité dans les chaînes logistiques, modélisation et optimisation des processus de pilotage des chaînes logistiques. <br />- Evaluation des projets d'intégration : méthodologies ou référentiels de gestion de projet d'intégration, modélisation d'entreprise pour l'implantation d'ERP, impact des typologies d'entreprise (production de biens – production de services) sur les projets d'intégration, mesure de performance de projets d'intégration, évaluation de l'intégration (mesures, indicateurs...).<br />- Impact de l'intégration et (ou) des systèmes intégrés de gestion sur (ou en interaction avec) le pilotage des chaînes logistiques : contribution des progiciels intégrés (ERP, APS...) à la planification des chaînes logistiques, contribution du partage d'information à la performance des chaînes logistiques et mesure de la collaboration dans les chaînes logistiques.<br />Ces contributions sont positionnées vis-à-vis de l'état d'avancement des travaux dans ces domaines, et des prospectives de recherche sont proposées.

En réponse aux contraintes économiques mais aussi aux évolutions démographique et technologique, le secteur de la santé a commencé à évoluer entraînant dans sa dynamique l'ensemble des établissements de santé les incitant à innover et à se réorganiser. <br />Dans ce travail de recherche, l'intérêt est porté sur les établissements d'hospitalisation à domicile (HAD) en raison du paradoxe qui les caractérisent : bien que créés il y a une cinquantaine d'années, ces établissements se sont révélées, durant cette dernière décennie, comme moyen possible de réduction des dépenses du domaine de la santé tout en satisfaisant une bonne qualité de service. En outre, à la différence des établissements hospitaliers, les problématiques existantes dans les établissements d'HAD n'aiguisent pas suffisamment la curiosité de la communauté du génie industriel en général et celle de la recherche opérationnelle en particulier.<br />Dans cette thèse, nous nous intéressons à trois problématiques distinctes issues du domaine d'HAD. La première concerne l'activité principale des professionnels de santé à savoir la gestion des projets thérapeutiques des patients. Une extension du projet thérapeutique est présentée permettant d'intégrer l'aspect organisationnel des prestations de soins fournissant ainsi un outil d'aide à la coordination des acteurs impliqués dans la prise en charge des patients. A partir de cette étape, il nous a été possible d'avoir une vision multi-projets, et de modéliser de la sorte l'ensemble des fonctions de type gestion des opérations propres à un établissement d'HAD. Cette modélisation émane en partie d'une étude comparative entre quatre établissements d'HAD. En se basant sur les principales fonctions identifiées, une cartographie des décisions est dressée adoptant différents niveaux d'horizons temporels. Cette visibilité sur le système décisionnel nous a éclairé quant aux problématiques critiques intéressant les établissements d'HAD. La dernière problématique porte sur la production et la distribution des médicaments anticancéreux dans le cadre d'une chimiothérapie à domicile. Le problème s'apparente à un problème du voyageur de commerce couplé à un problème d'ordonnancement.

Dans le contexte économique actuel, les entreprises font face à de nouveaux problèmes en termes d'interopérabilité, du fait de besoins croissants de collaboration eBusiness dans les écosystèmes numériques auxquels elles appartiennent. Elles ont également besoins de pouvoir rentabiliser et faire évoluer les applications internes existantes. De plus, l'établissement rapide d'une collaboration numérique avec un membre de leur écosystème, limitée dans le temps, ne devrait pas nécessiter de modification de leurs infrastructures de communications et de leurs applications pour pouvoir échanger information et connaissance. D'un côté, les solutions actuelles sont de moins en moins adaptées pour faire face ni aux besoins croissants d'interopérabilité dans des environnements de plus en plus complexes. D'un autre côté, il n'est pas envisageable de remplacer les standards et les cadres d'interopérabilité actuellement utilisés en proposant des innovations de rupture. Les travaux de recherches réalisés dans le cadre de la thèse " Interopérabilité des applications techniques d'entreprise " concernent le développement d'une approche innovante pour construire un cadre d'interopérabilité des applications d'entreprise basé sur l'utilisation simultanée et cohérente des standards d'interopérabilité d'un écosystème et des technologies associées. L'objectif est l'interopérabilité " pragmatique ". L'approche innovante propose s'appuie sur les apports conjugués de l'ingénierie par les modèles, de la modélisation d'entreprise, des ontologies et des architectures orientées services. Elle promeut l'utilisation des commodités du WEB, basées sur des standards ouverts et gouvernés. Ce faisant, la préservation sémantique entre les standards de l'écosystème considéré, les artefacts d'ingénierie des applications et les infrastructures de communication est cruciale. Aussi l'approche innovante proposée inclut-elle le concept "d'hyper modèle étendu", qui a été développée dans le cadre de cette thèse, et dont l'usage est illustré dans le cadre particulier des applications de gestion du cycle de vie des produits industriels, au sein de l'entreprise étendue.