309 Schedae, 2007 Prépublication n 47 Fascicule n 2 Utilisation du SIG dans une entreprise industrielle pour l analyse et la prise de décision Mohamed Najeh Lakhoua UR : Système, Énergétique, Productique et Environnement Université du 7 Novembre A Carthage ISSAT, Route de Tabarka, Mateur 7030, Tunisie MohamedNajeh.Lakhoua@enit.rnu.tn Résumé : La modélisation d un système d information d une entreprise nous permet de disposer d un outil d analyse et d aide à la prise de décision. Cet outil, s appuyant sur des modèles clairement explicités, mais non nécessairement complètement formalisés, aide à obtenir des éléments de réponses aux questions qu on peut se poser dans un processus de décision. Dans cet article, une utilisation du SIG (Système d Information Géographique) pour l analyse et la prise de décision est présentée. Le SIG a permis la gestion des flux entre les diverses entités constituant une entreprise qui sont réparties géographiquement. Cette application du SIG a été réalisée au sein d une importante entreprise publique (Office des Céréales). Mots-clés : SIG, analyse et prise de décision, application industrielle. 1 Introduction Les Systèmes d Information Géographique (SIG) sont apparus à la fin des années 1960. L idée était simple, il s agit d utiliser de grandes possibilités de calcul des ordinateurs pour saisir, gérer et analyser toute sorte d information spatiale. Ils possèdent plusieurs synonymes tels que : Systèmes d Information à Référence Spatiale (SIRS), systèmes d information à base géographique Les SIG offrent toutes les possibilités des bases de données (requêtes et analyses statistiques) et ce, au travers d une visualisation unique et d analyse géographique propres aux cartes [2, 5]. Ces capacités spécifiques font du SIG un outil unique, accessible à un public très large et s adressant à une très grande variété d applications. Dans la littérature, plusieurs définitions ont été données à ces systèmes [1] : Une technologie de l information qui stocke, analyse et visualise à la fois des données spatiales et non spatiales ; Achraf Jabeur Telmoudi, Lotfi Nalbi «Utilisation du SIG dans une entreprise industrielle pour l analyse et la prise de décision»
310 Une organisation structurée de ressources permettant d acquérir les données à référence spatiale, de les conserver, les traiter et en diffuser les résultats, faisant appel à la position et à la forme des phénomènes dans un espace donné ; Un ensemble puissant d outils pour saisir, conserver, extraire, transformer et afficher les données spatiales décrivant le monde réel ; Un environnement d analyse d une information spatiale ; Un système informatisé d acquisition, de gestion, d analyse et de représentation de données à référence spatiale. Un SIG est un ensemble d équipements informatiques, de logiciels et de méthodologies pour la saisie, la validation, le stockage et l exploitation des données dont la plupart est spatialement référencée, destinée à la simulation de comportement d un phénomène naturel, à la gestion et à l aide à la décision. 2 Évolution des SIG Historiquement, pour la modélisation et l interrogation, les SIG se sont développés à partir des solutions SGBD (Système de Gestion de Base de Données) propriétaires, mais l évolution des SIG outils a suivi les standard des SGBD, même les méthodes d analyse et de conception ont évolué dans le sens de la standardisation [6]. Après trente ans d évolution, les SIG sont devenus très utilisés dans différents domaines [4, 9, 10] (gestion du territoire, applications d analyse et de planification, gestion des ressources naturelles, prévention des risques naturels, assainissement et implantation des réseaux d équipement publics, étude de la démographie, ). Cette évolution est en fait liée au développement massif de l information et des réseaux de communication et à l augmentation de ses capacités. Les SIG sont des systèmes d information, mais, les entités à gérer et les traitements à effectuer possèdent une certaine originalité. Dans les SIG, nous présentons des modèles de représentation du monde réel, d où l existence d une difficulté supplémentaire du fait que les mesures de la réalité sont instrumentées et ne sont pas exactes. Les entités des SIG possèdent des descriptions relatives, au niveau de la perception thématique et de la perception spatiale. Les entités des SIG ont un cycle de vie, c est l aspect le plus complexe [3, 8] car nous devons tenir compte des processus auxquels elles sont soumises au cours du temps. Les difficultés rencontrées lors de la modélisation concernent les interactions entre entités et au sein de la même entité. Si les SIG semblent proches d autres technologies telles que la CAO (Conception Assistée par Ordinateur), le traitement d image et la gestion de bases de données, ils demeurent les seuls outils adaptés à la visualisation et à l analyse de données géographiques. 3 Fonctionnement d un SIG Un SIG stocke les informations sous la forme de couches thématiques pouvant être reliées les unes aux autres par la géographie. Ce concept, à la fois simple et puissant a prouvé son efficacité pour résoudre de nombreux problèmes concrets. L information géographique contient soit une référence géographique explicite (latitude et longitude ou grille de coordonnées nationales) ou une référence géographique implicite (adresse, code postal, nom de route ). Les cinq composants majeurs d un SIG sont : le matériel (ordinateurs), les logiciels (outils et les fonctions pour stocker, analyser et afficher toutes les informations), les données (géographiques et tabulaires), les utilisateurs et les méthodes (règles et procédures propres à chaque organisation).
311 Dans les SIG, il y a trois types de requêtes : Requêtes spatiales : elles permettent d effectuer des opérations géométriques, des opérations topologiques et des opérations réseaux ; Requêtes Thématiques : elles sont basées sur la manipulation de critères descriptifs ; Requêtes Temporelles : elles sont basées sur l application d opérateurs temporels de manipulation d intervalle ou des arbres de filiation. Les SIG exploitent deux types de modèles géographiques (modèle vecteur et modèle raster). Chacun d eux dispose de ses avantages. Un SIG moderne se doit d exploiter simultanément ces deux types de représentation. Un modèle vecteur où les informations sont regroupées sous la forme de coordonnées x et y. Les objets de type ponctuel sont dans ce cas représentés par un simple point. Les objets linéaires (routes, fleuves, ) sont eux représentés par une succession de coordonnées x, y. Les objets polygonaux (territoire géographique, parcelle, ) sont, quant à eux, représentés par une succession de coordonnées délimitant une surface fermée. Le modèle vectoriel est particulièrement utilisé pour représenter des données discrètes. Un modèle raster est constitué d une matrice de points pouvant tous être différents les uns des autres. Il s adapte parfaitement à la représentation de données variables continues. Un SIG n est pas un système automatique de décision mais plutôt une série d outils pour interroger, analyser et cartographier des données [11] tout au long d un processus de décision. Les SIG permettent de lier entre elles toutes sortes d informations par le biais de la géographie, ils permettent un meilleur partage d information et une meilleure communication entre les différents services. Plus la communication se développe entre les individus et les départements, plus la redondance de l information se réduit, la productivité se développe, et l organisation en général s améliore [5]. La création de cartes et l analyse géographique ne sont pas des procédés nouveaux, mais les SIG procurent une plus grande vitesse et proposent des outils sans cesse innovants dans l analyse, la compréhension et la résolution des problèmes. L avènement des SIG a également permis un accès à l information à un public beaucoup plus large. L information géographique numérique est facile à partager et à exploiter. Elle devient une information essentielle dans de nombreuses organisations qui l utilisent comme cadre référence utilisable par tous. 4 Contribution à la mise en place d un SIG Du fait de la nature des activités de transaction des céréales, la notion de l espace est déterminante puisque le mouvement des céréales se fait d un endroit à un autre et évolue dans un environnement d informations. En effet, l état de la situation des flux des céréales est suivi actuellement par deux systèmes d information : un système classique développé et utilisant un environnement de Base de données Oracle avec des outils de développement VB et un nouveau système SIG exploitant la notion de couches d informations dont celle de base relative à la localisation géographique des Unités de Stockage de Céréales (USC). Afin d assurer une gestion efficiente des activités céréalières, l Office des Céréales (OC) exploite actuellement un système d information qui stocke, analyse et visualise à la fois des données spatiales et non spatiales. C est ainsi que nous avons étudié nos diverses applications dans cet environnement du SIG du fait de son aspect innovant et de la souplesse de sa communication. Rappelons tout d abord les grandes phases pour réussir la mise en place d un SIG présenté dans un ouvrage de Faiz S. [6] : Définition des besoins ; Élaboration du cahier des Schedae, 2006, prépublication n 47, (fascicule n 2, p. 309-314).
312 charges ; Choix du SIG ; Conception de la base de données géographiques et son installation ; Démarrage du projet. La phase d élaboration du cahier des charges conditionne en partie la réussite d un produit. En effet, la qualité du produit résulte d un compromis entre la demande, la fiabilité et le coût final. 4.1 Identification des entités à manipuler Après l identification des différentes entités à manipuler par le SIG, nous avons adopté une codification SIG pour les différents intervenants dans le système de stockage de céréales (centres de l OC, coopératives, privées, minotiers). Nous avons déterminé les objets constituant les entités à manipuler par le SIG. Nous en citons : centre, unité de stockage, cellule de stockage, matériel de manutention, portique de chargement et de déchargement, transporteur à chaîne, élévateur à godets, bascule, pendulaire, épurateur, trémie vrac wagons, trémie vrac camions, poste de transformation électrique. Pour l objet «Centre», nous avons identifié les propriétés : Code centre (identifiant), Code gouvernorat, Capacité, Type centre, Nombre unités de stockage, Nombre de cellules, Nom propriétaire, Pont bascule camion et tonnage correspondant, Pont bascule wagon et tonnage correspondant, Prix location par an en DNT, blé dur local, blé dur importé, blé tendre local, blé tendre importé, orge locale, orge importée, Stock général, Nombre de cadres techniques, Nombre de cadres administratifs. Pour l objet «Unité de stockage», nous avons identifié les propriétés : Code unité de stockage (identifiant), Code centre, Type unité de stockage, Nombre de cellules, blé dur local, blé dur importé, blé tendre local, blé tendre importé, orge locale, orge importée. Pour l objet «Cellule», nous avons identifié les propriétés : Code de la cellule (identifiant), Code unité de stockage, Type de cellule, Capacité de cellule, Moyen de contrôle de température, Produit ensilé, Quantité ensilée. Pour l objet «Matériel de manutention», nous avons identifié les propriétés : Code Matériel de manutention (identifiant), Code Centre, Nombre Élévateurs, Nombre Transporteurs, Nombre Bascules. 4.2 Base de données géographiques Dans cette application, nous avons exploité logiciel SIG : MapInfo. Ce logiciel met à notre disposition toute la puissance de la cartographie informatisée. Il permet d organiser les données textuelles et géographiques sous forme de tables. On peut représenter les données géographiques sous différentes formes (points, polygones, lignes, arcs, ellipse, ). Le logiciel MapInfo utilise la notion de couches qui permet d associer plusieurs vues séparées sur une même page (cartes, tableaux de données et graphiques) pour représenter un document de synthèse. Les données peuvent être acquises par : digitalisation, scannage, importation des données vectorielles (MIF/MID, DXF) et importation des données alphanumériques (Excel, dbase, ). Après localisation sur la carte de la Tunisie des différents intervenants dans le secteur de stockage de céréales en utilisant différents symboles, nous avons élaboré une base de données géographique pour la gestion des flux de céréales. Nous avons dressé une liste des données dans une table relative aux produits céréaliers entrants dans l USC. Nous en citons à titre d exemple : Code lot produit entrant, code provenance, produit (blé dur, blé tendre, orge, ), provenance produit, quantité produit, qualité produit, code cellule de stockage, date entrée, instant entrée. De même, nous avons élaboré une liste des données dans une table relative aux produits céréaliers sortants de l USC. Nous en citons à titre d exemple : Code lot du produit
313 sortant, produit (blé dur, blé tendre, orge, ), code destination, destination produit, quantité produit, qualité produit, code cellule de stockage, date de sortie, instant de sortie. 4.3 Résultats de l utilisation du SIG Nous avons utilisé le logiciel du SIG MapInfo pour saisir, manipuler et gérer les données relatives aux diverses entités de stockage de céréales, faire des interrogations et des analyses et enfin visualiser des cartes et des graphes. C est ainsi que nous avons pu produire avec le SIG d abord de l information, de la représentation (des cartes) et de la communication. Ensuite, des scénarios d évolution du territoire permettant de passer à «l aide à la décision». La figure 1 présente les différents symboles que nous avons utilisés pour représenter l infrastructure exploitée par l OC, ainsi que les autres opérateurs tels que les minoteries et les coopératives. D autres symboles sont aussi utilisés pour représenter le réseau routier et le réseau ferroviaire. Dans le cas de notre application, la répartition des diverses USC est effectuée sur tout le territoire. À l aide du SIG, nous avons visualisé des cartes. La carte est en effet un formidable outil de synthèse et de présentation de l information. La carte présentée sur la figure 2 illustre la localisation des diverses USC appartenant au gouvernorat de Nabeul situé au Nord du pays (6 Centres de stockage et 1 minoterie). À l aide des outils d interrogation et de puissantes solutions d analyses offertes par le SIG, nous pouvons poser diverses questions simples ou des questions intégrant une analyse. La figure 3 présente une sélection de divers centres et silos de l OC. Les données affichées sont relatives à la capacité en tonnes, le nombre des unités de stockage, le nombre des cellules de stockage, L exécution des requêtes nous permet aussi, à l aide de productions de graphes, de déterminer l évolution du stock journalier d une cellule de stockage (Figure 4). L exemple présenté illustre l évolution de la quantité ensilée en tonnes et durant une période dans une cellule de stockage du silo Bir el Kassaa. Fig. 1 :Symboles de l infrastructure de l OC. Fig. 2 : Visualisation de cartes par le SIG. Fig. 3 : Interrogation de diverses USC sélectionnées. Fig. 4 : Utilisation des graphes par le SIG. Schedae, 2006, prépublication n 47, (fascicule n 2, p. 309-314).
314 5 Conclusion L utilisation du SIG à l OC a permis, en plus de la production des cartes et des graphes, d exécuter des requêtes et analyses géographiques, d améliorer l organisation par une plus grande fédération de l information et de prendre plus rapidement les meilleures décisions. Notre contribution consiste à introduire le SIG comme un nouvel outil de gestion moderne et pertinent dans l environnement de l entreprise cible pour la gestion des flux de céréales. Il est donc nécessaire de structurer le Système d Information de l entreprise en intégrant le SIG avec ses diverses couches de gestion à l environnement conventionnel du Système d Information existant. 6 Références [1] Ben Youssef, Modélisation Orientée-Objet et Spacio-Temporelle dans un SIG, DEA, ENIT, 1999. [2] Berry J.K., Beyond mapping : concepts, algorithms and issues in GIS, GIS World, 1993. [3] Claramunt C., Thériault M., Managing time en GIS an Event-Oriented Approach, Springer-Verlag, p. 22-43, 1995. [4] Centre National de Télédétection, Projet National Mobilisateur : Sécurité alimentaire, Rapport final, Tunis, Déc. 1998. [5] Collet C., Hussy C., Les systèmes d information en géographie, Rapports et Recherches, Institut de Géographie, Fribourg, 1995. [6] Faiz S., Systèmes d Informations Géographiques : Information Qualité et Data Mining, Édition CLE, Tunis, 1999. [7] Lakhoua M.N., Jomaa S., Annabi M., Gestion des flux dans un silo de stockage des céréales, Revue Géomatique, Vol.28, N 5, Févr. 2002. [8] Laurent R., Real Time Spatio-Temporal Databases, Transactions on Geographic Information Systems, Vol.5, p. 87-98, 2001. [9] Lebdi F., Lamaddalena N., Modélisation Techniques Informatiques et SIG pour la gestion de l eau et des réseaux hydrauliques, Tunis, Mai 1999. [10] Servigne S., Kang M., SIG pour l environnement sonore urbain : de la représentation à la visualisation animée, Revue internationale de géomatique, Vol.10, p. 411-432, 2001. [11] Tanzi T., Laurent R., Servigne S., Vers un système spatial temps réel d aide à la décision, Revue Internationale de Géomatique, Vol.8, p. 33-46, 1998.