Notre thèse porte sur la Modélisation d'Entreprise et plus particulièrement sur une vision Ingénierie Système de celle-ci afin de faciliter son application « à minima » en entreprise. Alors que la modélisation d’entreprise arrive à maturité scientifique et technologique, force est de constater que sa pratique est encore trop peu courante. En outre, il n’existe pas à proprement parler de tâche de modélisation, de maintenance et de gestion de modèles dans l’entreprise. La question s’est alors posée de la relation d’interopération entre les systèmes, d’un Système-Entreprise évolutif, le plus souvent composé de façon ad-hoc de sous-systèmes (COTS), qui ont pour particularité d’encapsuler leur propre Savoir-Faire et leurs Ingénieries respectives, en incluant le Système-Produit (son besoin, son projet, …) à la source de chaque recomposition « à la demande » du Système-Entreprise. Un des objectifs de nos travaux est donc de faciliter l’interopération entre les ingénieries de ces systèmes interopérants (autour du produit A Faire) et l’Ingénierie du Système-Projet d’Entreprise (Pour Faire). Nous nous sommes alors inspirés de la proposition de Kuras pour formaliser notre Système-Entreprise (en fait son Ingénierie) dans une sorte de « Système de Systèmes d’Information » (SdSI) en tenant compte de ses aspects récursifs et multi-échelles dans un contexte organisationnel évolutif. De plus, en nous appuyant sur la théorie des patterns, nous avons identifié puis dérivé le « composite-pattern» pour mieux décrire la nature « Tout et Partie » de l’Holon Système-Entreprise utilisé par Kuras pour extraire le patron de conceptualisation le plus adéquat. Parmi tous les points de vue d’un système, cette dérivation nous permet de représenter ceux du Système A Faire et ceux du Système Pour Faire avec son contenu d’Ingénierie associée guidée par le cadre de modélisation de Zachman. Nous avons outillé notre proposition de cadre d’Ingénierie Système Basée sur des Modèles (ISBM) en étendant le méta-modèle de l’outil « MEGA Modelling Suite » ainsi qu’en développant les interfaces utilisateurs nécessaires et nous l’avons appliqué à l’Ingénierie d’un Système de Traçabilité d’un Produit dans le contexte d’un scénario PLM plausible entre l’AIPL et DIMEG. / Today’s needs for more capable enterprise systems in a short timeframe are leading more organizations toward the integration of existing component-systems. In the domain of Enterprise Modelling and more generally on Systems Engineering, the key issue is related to aligning enterprise models with the composite structure of the modelled systems. While Enterprise Modelling matures both scientifically and technologically, it is clear that its practice is still uncommon in the enterprises. There is no modelling approach in enterprise, neither even capitalization of models. This paper aims at proposing a Model-Based System Engineering (MBSE) approach, by using the recursion principle, together with a “multiple scales system thinking”, for capitalizing the engineering know-how, over time, during a project lifecycle. In this context, we advocate that, within an enterprise, the heterogeneous set of Information Systems may be considered as COTS (Commercial-Off-The-Shelf), encapsulating their own expertise (engineering), and contributing all together to a single System-of-Information System (SoIS). We are then proposing a SoIS engineering methodology resulting from deriving our MBSE approach with a recursive view of the Zachman framework. This approach, based on modelling rules and enterprise modelling constructs, is contributing to ensure the consistency and the completeness of the various heterogeneous models interoperating during systems engineering projects. To validate our MBSE proposal, a modelling tool has been prototyped. It helped at applying our SoIS engineering methodology in a use case scenario related to the requirement analysis and the specification of a product traceability system.

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. / Enterprise Managers have two important objectives: anticipating the enterprise evolution and mastering its transformation. As a consequence, different process models are available in research papers. But it is difficult to choose between available models and prove that the selected model can improve the enterprise performances. We propose a unified modelling methodology enhancing the models suitability and preserving the enterprise coherency. The first step of our methodology is to obtain a components list for each studied model and to provide a clear definition for each component. The second step is to clarify the syntactic rules that allow building the model. The model components have to be arranged according to a specific order to form a meaningful model. Process models validation is based on a Functional Analysis approach that acts as a guide in building process models. We focus our theoretical study on three processes: the Supply Chain Management (SCM), the Product Lifecycle Management (PLM) and the Customer Relationship Management (CRM). The four enterprise sub-systems are represented: The Decision Subsystem (through the finalities of each process), the Operations Sub-system (which operations are depicted in the SCM process), the Information Sub-system (represented by the information flow in the PLM process) and the Knowledge Sub-system (the knowledge flow in each processes is identified). The result of using our modelling methodology depends of the maturity of the models. If the process possesses different types of models, our methodology lists all the possible modelling objectives which facilitate the manager choice. If the process has few models, our methodology permits building a model depicting the process steps, its resources, its actors and the exchanged flows. The results of this theoretical study are evaluating existing SCM models, building new PLM models and sorting CRM models according to their aim into separate categories. On the field, the enterprise organisation is focused on one central process (such as the SCM, the PLM or the CRM process), but the other processes are clearly visible. The enterprise managers have more than one model to master. The major constraint is to preserve the enterprise coherency. The coherency is obtained through the alignment of the models’ objectives and the compatibility between information and knowledge flows. These two coherency factors are realised in all the phases of the model lifecycle: building the model, initializing it in the enterprise, making it fully operational and improving it. Applied with an industrial partner, our coherency conditions bring considerable gains: it provides a detailed view of three important processes in the enterprise (the SCM, the PLM and the CRM), it identifies the interfaces and the information exchange between processes and it allows capitalising the knowledge on building, using and improving models. Our research subject focused on building and validating process models and enhancing coherency conditions leads to numerous perspectives. The future developments are to apply the modelling methodology on other enterprise processes and to develop a Knowledge System realising models coherency.

Dans le contexte économique actuel, les petites entreprises qui se développent sont confrontées à des problématiques d’organisation et de système d’information. C’est tout naturellement que ces entreprises considèrent la mise en oeuvre d’une solution ERP comme une véritable opportunité de se structurer, d’appliquer les bonnes pratiques de gestion et de disposer d’un outil de pilotage qui lui permettrait de soutenir sa stratégie. La complexité de ces projets réside dans le lien étroit existant entre l’organisation et le système d’information. Pour mener à bien ce projet d’entreprise, les petites entreprises se doivent de disposer d’outils pour les accompagner dans l’étude de leur organisation et la sélection d’un ERP. Pour cela, nous proposons dans cette thèse une contribution qui s’appuie sur la modélisation d’entreprise. Notre contribution se décompose en deux parties. Tout d’abord, nous élaborons une méthodologie de modélisation dans laquelle nous proposons un cadre de modélisation, un jeu de modèles et une démarche de modélisation. Ensuite nous proposons une démarche détaillée qui permet de guider étape par étape l’entreprise dans l’étude de l’organisation et de sélection de son futur ERP. Cette démarche s’appuie sur les modèles sélectionnés et élaborés dans la méthodologie de modélisation proposée. Ce travail a été réalisé en immersion, dans le contexte d’une petite entreprise afin d’être confronté au quotidien aux problématiques de ces entreprise et d’adopter une démarche de recherche / action qui nous permet de proposer une contribution très appliquée ainsi que de la valider avec la conduite d’un projet ERP concret. / In today's economic environment, growing small companies face a number of challenges in terms of their organization and information system. Such companies naturally see adopting an ERP solution as an opportunity to structure their business, apply good management practices, and acquire a management tool they can use to support their strategy. A company's organizational structure and information system are closely related, which makes finding the right ERP solution a complex process. To be successful in taking this step, small companies need effective tools to help them study their organization and choose a well-suited ERP system. In this thesis, we offer input on this process based on enterprise modelling. Our proposed "tools" are presented in two parts. First, we develop a modelling methodology, setting out a modelling framework, a set of models, and a modelling approach. We then present a detailed step-by-step approach which guides the company through the process of studying their organization and choosing their future ERP. This approach is based on the models selected and developed in the proposed modelling methodology. We prepared this thesis in immersion in a small company, which gave us daily insight into the challenges faced by such companies, and allowed us to take a highly applied research and action approach and validate our findings in the context of a concrete ERP project.

Ce travail de thèse, réalisé dans le cadre d’une convention CIFRE avec l’entreprise Essilor et le laboratoire ERPI de l’Université de Lorraine, propose un cadre d’évolution des organisations basée sur le management opérationnel des connaissances et des compétences. Nous avons mis en valeur les mécanismes organisationnels de partage et de mise en oeuvre des connaissances et compétences en environnement de conception, afin de proposer des modèles, méthodes et outils permettant aux acteurs et organisations d’améliorer leurs performances. Quatre aspects ont été développés dans ce travail, dont trois contributions et une évaluation de l’efficacité du cadre d’évolution proposé : • L’élaboration d’une méthode de modélisation d’entreprise basée sur le modèle conceptuel KROM et de sa déclinaison en modèles opérationnels. Cette méthode vise à expliciter les liens organisationnels des concepts de connaissance et de compétence afin de les rattacher à leurs contextes de mise en oeuvre. • La définition d’un cadre global d’évolution d’une organisation sur la base du management de ses connaissances et compétences. Ce cadre d’évolution comprend une caractérisation et une évaluation de la maturité des organisations dans leurs pratiques de gestion des connaissances et des compétences, ainsi qu’une méthode d’évolution des organisations reposant sur la proposition de scénarios d’actions d’amélioration : la méthode ACKME. • La proposition d’une approche organisationnelle de conception de Systèmes Multi-agents (SMA) appelée DOCK, permettant de spécifier des SMA adaptés aux enjeux rencontrés par les approches d’ingénierie à base de connaissances, à savoir la prise en compte et la gestion du cycle de vie de la connaissance. • Une évaluation de l’intérêt du cadre d’évolution mis en oeuvre (les trois contributions précédentes) sur la base de l’évaluation des compétences des acteurs de l’organisation. Cette évaluation repose d’une part sur la possibilité d’intégrer le cadre d’évolution dans une approche globale de pilotage du changement dans l’organisation et d’autre part, sur des expérimentations menées au sein du service Ingénierie d’Essilor. / This research, carried out under a PhD “CIFRE” with the company ESSILOR and the ERPI Laboratory of the Lorraine University, proposes a framework to make organizations evolve, based on the operational management of knowledge and competences. We have enhanced the organizational mechanisms of sharing, and the use of knowledge and competences within the design environment, in order to propose models, methods and tools allowing actors and organizations to improve their performances. Four key elements have been developed in this research, including three contributions and an assessment of the efficiency of the proposed development framework: • The development of an enterprise modeling method based on the conceptual model KROM and its translation into operational models. This method aims to clarify the organizational links of the knowledge and competence concepts in order to link them to their implementation contexts. • The definition of a global framework to make an organization evolve based on the management of its knowledge and competence assets. This evolution framework includes a characterization and an assessment of the organizations’ maturity in their knowledge and competences management practices, as well as a method to make organizations change, based on the proposal of scenario of improvement actions: the ACKME method. • The proposal of an organizational approach to design Multi-agent systems (MAS) called DOCK, allowing the designer to specify MAS oriented toward the issues faced by knowledge engineering approaches, namely the recognition and management of the knowledge life cycle. • An assessment of the value of the implemented framework (the three previous contributions) based on the assessment of the competences of the actors within the organization. This evaluation is based, on one hand, on the possibility to integrate the evolution framework into a global steering approach to make the organization evolve, and on the other hand, on experiments led within the Engineering department of Essilor

L'ingénierie d'entreprise conçoit et met en application des projets d'amélioration de la structure et du fonctionnement des organisations de production de biens ou de services. Elle développe des démarches fondées sur la modélisation, en particulier la modélisation des processus métiers, pour assurer une qualité et une cohérence d'ensemble des projets. Aujourd'hui, la prise en compte du risque en ingénierie d'entreprise fait l'objet de nombreux développements, liés à un environnement perçu comme de plus en plus agressif et imprévisible. Des cadres de référence sont même publiés pour guider les entreprises dans ces nouvelles dimensions du pilotage de l'organisation autour du risque. Notre étude se consacre à la conception des processus métier dirigée par les risques comme une composante à part entière de l'ingénierie d'entreprise. Après avoir fait une synthèse des connaissances sur les univers du risque et des processus, un problème d'intégration de ces connaissances est formulé. Un cadre méthodologique pour le management intégré des risques et des processus est ainsi conçu et décrit. Il repose sur la coordination des cycles de vie de la gestion des risques et de la gestion des processus métier, sur la définition d'un cadre conceptuel unifié permettant d'identifier et de maîtriser les informations échangées entre eux, et enfin sur un langage de modélisation adapté à une description des situations et étendant les capacités d'un outil de modélisation du marché (ARIS Business Architect). Un cas d'études du domaine de la santé vient illustrer le bien fondé de l'application de ce cadre méthodologique sur un cas concret. / Enterprise engineering is concerned with the design of projects which aim to improve the structure and behaviour of organisations producing goods and services. It develops approaches based on modelling techniques, particularly on business process modelling in order to assure the quality and the global consistency of the project portfolio. Nowadays, risk consideration in enterprise engineering is a growing importance since the business environment is becoming more and more competitive and unpredictable. In fact, reference frameworks providing guidance for enterprise risk management are developed to tackle this. Our research focuses on risk driven business process design as an integral part of enterprise engineering. After delivering a synthesis of work related to risks and business processes, a research question concerning the integration of both has been addressed. A framework for the integrated management of risks and business processes is suggested. It is based on three components: a coordination of risk and business process management lifecycles, a unified conceptual framework supporting information exchanges between the coordinated lifecycles, and finally a modelling language adapted to the description of risky situations. The later extends the features of a commercial modelling tool (ARIS Business Architect). A case study from the health sector illustrates the foundation of the methodological framework.

Dans le contexte actuel, la transformation de l’outil industriel par l’intermédiaire de nouveaux paradigmes de performance tels qu’Usine du Futur (Factory of the Future FoF), Industry 4.0 (I4.0) ou encore Smart Factory (SF) est au cœur des préoccupations actuelles des industriels. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la problématique de passage d’une situation spécifique existante (AS-IS) vers une situation cible type Usine du Futur (TO-BE) en prenant en compte la situation souhaitée AS-WISHED et les contraintes de ressources. Dans ce cadre, la principale contribution porte sur une approche reposant sur un modèle de co-évolution permettant de guider ce projet de transition au sein de l’organisation. Sur la base des travaux de Tolio et al. (2010), nous avons proposé un modèle de co-évolution amélioré en intégrant le niveau stratégique, le rôle du système d’information (SI) et celui de la place l’homme. Sur le plan théorique, le nouveau modèle de co-evolution aborde 3 domaines Produit/Production/SI qui sont structurés en deux niveaux d’analyse : externe (stratégique) et interne (structurel). L’ensemble de 6 sous-domaines comportent chacun 3 composants couvrant les choix relatifs à chaque sous-domaine et niveau d’analyse. Sur le plan managérial, la gestion de la co-évolution réside dans la modélisation des ces composants. Ensuite, nous caractérisons des liens de co-évolution existants entre les différents sous-domaines du modèle de co-évolution proposé. La démarche d’exploitation du modèle de co-évolution comporte trois étapes et considère les contraintes opérationnelles et les contraintes dites de co-évolution liées à la gestion des liens ou impacts entrant en jeu dans la co-évolution. Il permet de passer progressivement des modèles AS-IS et AS-WISHED pour aboutir à un modèle TO-BE. / Within the current context, the transformation of industries through new paradigms of performance such as The Factory of the Future (FoF), Industry 4.0 (I 4.0) or even The Smart Factory (SF) is at the heart of the industrials’ current concerns. The present work address the problem of the transition from a specific situation (AS-IS) to a target situation alike FoF (TO-BE) considering the desired situation AS-WISHED and the resources constraints. In this line of action, the main contribution concerns an approach based on a co-evolution model enabling to guide manufacturing industries to perform such a transition. Based on the work of Tolio et al. (2010), we propose an enhanced co-evolution model that integrates the strategic level of decisions, the information system role (IS) and the role of the human workforce. From the theoretical perspective, this new model consists in 3 domains: Product design/ Manufacturing/ IS which are structured into two levels of analysis: external (strategic) and internal (operational). The resulting structure of 6 sub-domains is in turn composed of 3 components covering the decisions related to each sub-domain and level of analysis. From the management perspective, the management of co-evolution relies on the modelling of their components. Hence, we exploit the modelling language constructs of the ISO 19440 (2007) standard for the internal components. Then, we characterize the existing co-evolution links between the different sub-domains of the proposed co-evolution model. At last, a 3 phase approach enabling to exploit the enhanced co-evolution model is proposed. It considers the feasibility constraints and the co-evolution constraints linked to the management of the links or impacts that came into play in the co-evolution. As such, it enables to work out progressively a feasible TO-BE model.