Ecole des Mines d Alès Laboratoire de Génie Informatique et d Ingénierie de Production LGI2P Nîmes Sujet de thèse CIFRE RESULIS / LGI2P Titre Domaine De l ingénierie des besoins à l ingénierie des exigences : vers une démarche méthodologique d ingénierie de systèmes complexes et de vérification formelle appliquée pour l informatisation de PMEs/PMIs Le sujet de recherche proposé se place dans le domaine de l Ingénierie Système (IS) appliquée à l Ingénierie de systèmes d information d entreprise et, particulièrement de l Ingénierie des Besoins des parties prenantes et des Exigences. Mots-clés Ingénierie Système, Vérification, Besoins, Exigences, Systèmes d Information d Entreprise Contexte de la thèse Dans le cadre d une convention CIFRE Industrie / Recherche, la société RESULIS cherche à développer une méthode et un outillage support pour aider l expression spontanée et la vérification des besoins fonctionnels d une entreprise dans le cadre de l informatisation de ses processus de gestion. Le LGI2P propose de mener à bien les travaux de recherche correspondant au développement et à la validation in situ de certains éléments de cette méthodologie. Ce projet de recherche s inscrit dans la suite logique des travaux entrepris au sein de l équipe ISOE (Ingénierie de Systèmes et d Organisations Interopérables) du LGI2P. Objectifs de la thèse En terme d informatisation, une petite PME/PMI exprime généralement des besoins de développements spécifiques, des problèmes de choix et de déploiement d un ERP ou encore d urbanisation de SI existants, Cette informatisation revêt toute une série d enjeux et de risques pour l entreprise, risques liés aussi bien au projet d informatisation lui-même (durée, implication, management etc.) qu au résultat attendu en fonction des besoins réels de cette entreprise. C est sur cet aspect adéquation résultat/besoins que porte le travail de recherche proposé. Dans ce contexte, les parties prenantes considérées ici sont, d une part, la PME/PMI cliente du projet d informatisation, d autre part, le Maître d Ouvrage (MOA) et, enfin, le Maitre d Œuvre (MOE). La PME/PMI est généralement représentée par des opérationnels passionnés exprimant leurs besoins en utilisant leur propre langage métier. Le MOA a donc pour charge de décrire d abord le périmètre d évolution souhaité par la PME/PMI, et ensuite
de décrire et formaliser ces besoins pour communiquer avec le MOE en charge de la conception et des développements en utilisant alors un langage métier différent et adapté. Pour cela, le MOA doit : Modéliser le fonctionnement actuel et le fonctionnement attendu de l entreprise avant et après l informatisation. Il faut garder à l esprit que cette informatisation doit être graduelle, adaptée voire opportuniste tout en étant maîtrisée de bout en bout. Le MOA doit pour cela s impliquer dans des activités de modélisation de processus, de modélisation d organisation existante ou à venir, de données, de scénarios opérationnels décrivant le fonctionnement attendu de l entreprise,... Le résultat permet enfin d exprimer un ensemble de besoins de la PME/PMI en utilisant le langage métier de l entreprise (besoins fonctionnels et non fonctionnels i.e. organisationnels, de performances, de sécurité, ). Formaliser ensuite ces besoins sous forme d exigences exprimées dans des langages différents propres à la conception et au développement d applicatifs afin de guider le travail du MOE. Vérifier la bonne traduction des besoins métiers sous forme d exigences compréhensibles, faisables, vérifiables, exprimées sans ambigüité, utilisables alors par le MOE pour concevoir et développer l applicatif de gestion attendu. Valider en retour l adéquation de ces exigences avec les besoins exprimés par le MOA au nom de l entreprise cliente. Il faut pour cela que les responsables de la PME/PMI puissent s assurer de la cohérence, de la pertinence et de la relative complétude des exigences, des modèles de processus ou des modèles de données définis au regard de leurs besoins. Transmettre enfin ces résultats formellement validés et possédant ainsi une réelle valeur ajoutée (fiabilité, pertinence, complétude du modèle des exigences, des modèles de processus et des modèles logiques des données nécessaires) au MOE afin de mieux guider, d accélérer et de valider les réalisations. Les acteurs concernés dans l entreprise ne savent cependant pas nécessairement exprimer simplement, clairement et exhaustivement leurs besoins sans y être aidés. Ils n ont souvent pas les moyens de lancer des projets d assistance à maîtrise d ouvrage pour obtenir de l aide. De plus, ils ne sont pas nécessairement compétents ni aptes ou disponibles pour utiliser des approches et des outils qui existent actuellement pour définir leurs besoins. En effet, ceux-ci restent complexes à mettre en œuvre et sont de fait difficilement utilisables dans le contexte PME/PMI. Enfin, ces outillages méthodologiques et techniques : Sont difficilement interopérables conceptuellement comme techniquement avec les outils servant ensuite aux développements et réalisations du MOE. Ne sont pas dotés de mécanismes de vérification à la volée relativement simples à mettre en œuvre. Opposent généralement les cultures et les usages du MOE et du MOA. Mettent effectivement en œuvre des techniques et des langages de modélisation différents des langages métiers utilisés dans l entreprise. Il faut enfin préciser les contraintes à prendre en compte qui sont :
De guider tout projet d informatisation par un ou des modèles d entreprise (ce qu elle est, ce qu elle veut être) lisibles et compréhensibles, validables et partageables au sein de l entreprise. De respecter l autonomie de l utilisateur final, au sein de la PME/PMI, pour décrire ses besoins propres. De devoir mettre à disposition des résultats «globalement interopérables» avec les outils du marché employés par le MOE. Ce projet de recherche a pour objectifs : De supporter le travail du MOA en développant les concepts, les mécanismes et une méthodologie de modélisation / vérification des besoins et des exigences d une entreprise de type PME/PMI en vue de son informatisation totale ou partielle, graduelle ou pas. De supporter une partie du travail du MOE pour développer de manière itérative les solutions attendues répondant aux besoins de la PME/PME et en démontrer de proche en proche la pertinence i.e. d assister la validation au fur et à mesure des développements de la solution informatique proposée à la PME/PMI. Il se décompose en tâches comme suit : Etude bibliographique : ingénierie des besoins et des exigences de systèmes complexes, modélisation d entreprise, modélisation et vérification de systèmes, ontologies et modélisation / vérification de connaissances. L attention sera portée sur le rapprochement entre approches de construction de règles sémantiques (standards SBVR, GRL, ), de modèles des buts et des besoins (KAOS, UCM, ), d approches formelles (NIAM-ORM, ) et de cadres de normalisation ou de standardisation (Zachman, Automate, GERAM, ) dans les domaines de l IS et de la modélisation d entreprise de petite taille. Développement d un langage de modélisation métier des besoins puis des exigences en s inspirant des standards SBVR et GRL au moins permettant de doter de langage au vocabulaire limité mais suffisant, sémantiquement sans ambigüité et possédant un pendant formel pour décrire les besoins d une entreprise (quelles fonctions? pour quelles entités? quels comportements attendus? quelles performances? ) Développer la méthodologie de modélisation et de vérification des besoins à partir d un modèle d entreprise Modélisation de la vue fonctionnelle : il est proposé d utiliser le langage BPMN 2.0 (Business Process Modeling Notation) et de formaliser l approche méthodologique (entre autres par l élaboration de questionnaires et de guides d entretien) pour établir, d une part, une cartographie des processus, d autre part, les modèles des processus visés par l informatisation. Modélisation de la vue informationnelle : il est proposé de s inspirer du cadre de modélisation proposé par Zachman en l adaptant au contexte PME/PMI. Une méthode de modélisation / vérification de type Modèle des buts sera entre autres étudiée. Modélisation de la vue comportementale : il est proposé d utiliser des langages existant en Ingénierie Système pour guider et formaliser la description de scénarios opérationnels en entreprise.
Modélisation de la vue des besoins et des exigences : Il est proposé de s appuyer ici sur le modèle et le langage des besoins et des exigences définis plus haut. Il sera nécessaire de développer le modèle formel d exigences i.e. de propriétés permettant de traduire ces besoins sous une forme mathématique permettant de vérifier ensuite la cohérence, la pertinence et l adéquation (fonctionnelle et non fonctionnelle) du modèle du système d information proposé. Il est enfin demandé de définir un référentiel de besoins génériques donc réutilisables en fonction du type d entreprise, de besoin, Vérification et validation : il est proposé de développer ici une approche incrémentale de solution pour pouvoir démontrer au fur et à mesure de l ingénierie des besoins et des exigences les résultats possibles des développements qui suivent d ordinaire. Le but ici est de lier étroitement ingénierie des besoins et développements afin d améliorer la phase de validation des exigences. La preuve de propriétés formalisant les exigences (terminaison de processus, échange de données, ) et de propriétés de conformité seront alors particulièrement étudiées. La simulation de modèles BPMN en version 2.0 sera aussi abordée pour compléter l approche de preuve. Formaliser la démarche méthodologique résultante pour le MOA lui permettant : D analyser, de décrire progressivement et de vérifier/valider les besoins d une entreprise pour un projet d informatisation. De faire passer au MOE des résultats vérifiés et «utilisables» (i.e. conformes aux attentes des environnements de développement) pour accélérer la réalisation de ce projet et valider de manière itérative la pertinence des développements des applicatifs. Outiller informatiquement : un démonstrateur doit permettre de valider les résultats in situ du projet de recherche. Il s agit d une première version de boîte à outils support de la méthodologie liant modélisation des besoins, des exigences, des processus, de l analyse par preuve et par simulation. Cadre administratif La recherche s'effectuera dans le cadre d une thèse CIFRE en partenariat entre la société RESULIS (www.resulis.fr) et le Laboratoire de Génie Informatique et d'ingénierie de Production (LGI2P www.lgi2p.ema.fr) de l'ecole des Mines d'alès (EMA), sous la responsabilité conjointe de M. Mohssine RAHHOU (RESULIS) et de M. Vincent CHAPURLAT, Professeur, responsable de l équipe ISOE (Interoperable System and Organisation Engineering) du LGI2P. L encadrement scientifique, technique et administratif des travaux sera assuré par une équipe composée de M. Mohssine RAHHOU (RESULIS), Mme Anne-Lise COURBIS, M. Thomas LAMBOLAIS et M. Vincent CHAPURLAT (LGI2P). Le (la) candidat(e) doit être issu(e) d'un Master II Recherche relevant de la 61 ème section ou de la 27 ème section ou d un diplôme d ingénieur reconnu par l Ecole Doctorale I2S de l U. Montpellier II permettant d attester d une expérience significative en recherche.
Contacts Mohssine RAHHOU RESULIS 1, rue de la Bergerie 30100 Alès Tél : 04 66 56 64 51 Mob.: 06 23 75 87 56 mohssine.rahhou@res ulis.com Vincent CHAPURLAT Tél : 04 66 38 70 66 Vincent.Chapurlat @mines-ales.fr Anne-Lise COURBIS LGI2P - Ecole des mines d Alès Parc scientifique G.Besse 30035 Nîmes cedex 1 Tél : 04 66 38 70 22 Anne- Lise.Courbis@minesales.fr Thomas LAMBOLAIS Tél : 04 66 38 70 93 Thomas.Lambolais@ mines-ales.fr Dossier de candidature - date limite de déclaration de candidature : 15 juin 2012 - audition : du 25 au 29 juin 2012 - début de la Thèse : Octobre 2012 Le ou la candidat(e) devra constituer un dossier contenant : une lettre de motivation un CV des relevés de notes pour la Licence et le M1, le diplôme d'ingénieur, ou les diplômes étrangers un relevé de notes de M2 une attestation du responsable de M2 mentionnant la moyenne de l'écrit, le rang, et l'effectif de la promotion, une attestation provisoire de réussite au M2 une ou des recommandation(s) d'enseignants Le dossier sera adressé à : Anne-Lise Courbis LGI2P Ecole des mines d Alès Parc Scientifique G. Besse 30035 Nîmes cedex 1