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Modélisation de systèmes complexes

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  • C'est quoi la modélisation des systèmes ?

    La modélisation d'un système d'information permet d'obtenir des représentations consolidées sous différents domaines: processus métiers, capacités fonctionnelles, couches applicatives et échanges de données, infrastructures et technologies… Chaque domaine étant interconnecté avec les autres.

  • Pourquoi Dit-on que l'entreprise est un système complexe ?

    C'est en ce sens qu'il faut comprendre que l'organisation est un système complexe car elle est perpétuellement confrontée à des divergence d'intérêts, des évolutions de son environnement et des objectifs qui peuvent eux aussi être opposés.

  • Pourquoi modéliser un système d'information ?

    La modélisation du système d'information a donc pour vocation de permettre à une entreprise de communiquer et de décrire son fonctionnement et ses besoins avec un service ou une entreprise spécialisés en informatique.
    Ce modèle permet de synthétiser de façon claire et intelligible par tous.

  • Pourquoi vouloir modéliser ? Réaliser une modélisation signifie avant tout chercher à comprendre ce qui se passe, ne pas se contenter d'une solution empirique.
    Modéliser un processus, c'est le décrire de manière scientifique, quantitative, par exemple en termes d'équations (physiques, chimiques, etc).

Modélisation de systèmes complexes
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Modélisation de systèmes complexes
Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto1/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionModelisation de systemes complexesVincent AugustoEcole Nationale Superieure des Mines de Saint-Etienne2012-2013Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto2/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusion1Introduction2Outils de modelisation3UML4Reseaux de Petri5ConclusionModelisationde systemescomplexesV.

Augusto3/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionPresentationLa modelisation en entreprise consiste a decrire l'organisation et les processusoperationnels d'une entreprise;permet la simulation de ses processus pour la comparaisonde dierents scenarios;permet l'analyse et la restructuration de l'entreprise pourl'amelioration des performances.Comprendre le fonctionnement :pour aider la prise de decision;pour ameliorer son fonctionnement (reengineering).Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto4/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionPresentationMotivations justiant une etude de modelisation :Comprendre et analyser la structure et le fonctionnementde l'entreprise.Prevoir le comportement et les performances des processusoperationnels avant leur implantation.Choisir la meilleure alternative d'implantation.Identier les risques d'implantation a gerer.Justier les choix d'implantation sur des criteres lies auxressources et aux co^uts.B^atir une vision commune du fonctionnement del'entreprise et lacommuniquerfacilement au plus grandensemble possible du personnel.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto5/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionTerminologieEntreprise :industrie, banque, compagnie d'assurance,h^opitaux.Modele :representation d'une abstraction d'une partie dumonde reel, exprimee dans un langage de representation.Activite :accomplissement d'une t^ache (sequenced'operations).Processus operationnel :succession de t^aches quicontribue a la realisation des objectifs de l'entreprise.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto6/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionL'approcheprocessus-operation-acteurPoint de vue fonctionnel :Niveau macroscopique : ensemble de processusconcurrents.Niveau microscopique : ensemble d'actions elementairesreparties dans le temps et l'espace.Cesoperations fonctionnellespeuvent ^etre regroupeesen ensembles d'actions formant des activites pour realiserdes t^aches.Trois concepts fondamentaux (general!atomique) : leprocessus, l'activite, l'operation.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto7/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionL'approcheprocessus-operation-acteurPoint de vue organisationnel :Ensemble deressourcesa utiliser au mieux.Les ressources sont necessaires a l'execution des processusoperationnels.Les ressources peuvent ^etre :des moyens inertes (machines, outils);des moyens nanciers;desacteurs.Interface entre points de vue fonctionnel etorganisationnel :Operations fonctionnelles associees aux competences.Paradigme POA :concilier le point de vue du monde dela gestion et celui du monde de la technique.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto8/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionArchitectures de reference : deuxconcepts fondamentauxLa systemique :L'entreprise est consideree comme un systeme dynamique.Trois sous-systemes :systeme operant :machines et hommes;systeme de decision :strategies, objectifs, choix;systeme d'information :gestion des donnees,capitalisation des connaissances.Le genie logiciel :Decomposition fonctionnelle.Formalisation du concept de cycle de vie d'un systeme.Techniques structurees d'analyse et de conception.Outils de modelisation.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto9/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionExemple d'architecture dereference : CIMOSA (1/4)CIMOSA (CIM Open System Architecture) comprend :un cadre de modelisation;une plate-forme d'integration;une methodologie d'intervention.Cadre de modelisation organise autour de 3 axes :axe de genericite (3 niveaux d'instanciation);axe de derivation (relatif au cycle de developpement);axe de generation.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto10/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionExemple d'architecture dereference : CIMOSA (2/4)Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto11/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionExemple d'architecture dereference : CIMOSA (3/4)Axe de genericite :niveau generique(primitives de base);niveau partiel(structures reutilisables);niveau particulier(modeles speciques).Axe de derivation (objet de l'etude) :niveau de denition des besoins(cahier des charges);niveau des specications de conception(solutions aubesoin);niveau de description de l'implantation(implementation).Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto12/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionExemple d'architecture dereference : CIMOSA (4/4)Axe de generation :vue fonction(description des processus operatoires);vue information(description des objets, de leurs relationset de leurs etats);vue ressources(description des moyens necessaires pourrealiser les fonctions);vue organisation(description de la distribution desresponsabilites et des autorites dans les prises de decision).But de la modelisation CIMOSA :fournir un support a l'ingenierie systematique d'un systemeintegre de production;participer a l'integration du systeme en utilisant le modeled'entreprise pour piloter les operations de l'entreprise.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto13/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionVue fonctionAnalyse des aspects fonctionnels :Fonctionnalite :description des t^aches a executer.Comportement :ordre d'execution des t^aches del'entreprise.Puis, prise en compte desaspects dynamiquesducomportement de l'entreprise (temps et disponibilite desressources).Activites et processus operationnels :Activite :realisation d'une t^ache en transformant un etatd'entree en un etat de sortie et ce, en utilisant du tempset des ressources.Processus operationnel :ensemble partiellement ordonned'activites dont l'execution a pour but de contribuer a larealisation d'un des objectifs de l'entreprise.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto14/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionVue informationAnalyse des aspects informationnels :Representation des objets modelises precedemment et deleurs relations.Utilisation d'un langage de description des donnees.Objectif nal : conception des bases de donnees servant agerer les donnees du systeme.Systeme d'information :Ensemble des donnees et informations utilisees, stockeesou traitees pour les besoins d'utilisateurs ou d'applicationsd'une entreprise.Existance de plusieurs SI communiquants selon le domaine.Systeme d'information6= Base de donnees.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto15/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionVue ressourceAnalyse des aspects lies aux ressources :Constituent le sous-systeme physique : moyens deproduction, de transport, operateurs humains, etc.Motivation : evolution de l'automatisation et specialisationdes t^aches des operateurs humains.Structures de donnees decrivant aspects statistiques etfonctionnels/dynamiques.Denition et types de ressources :Les ressources materielles (machines).Les ressources humaines (operateurs).Les applications informatiques (logiciels).Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto16/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionVue organisationAnalyse des aspects organisationnels :Somme des moyens employes pour diviser le travail ent^aches distinctes et pour ensuite assurer la coordinationnecessaire entre ces t^aches.Structure organisationnelle :realisation d'unorganigramme.Coordination des t^aches :mecanismes permettant auxentites de s'informer et de se consulter :ajustement mutuel;supervision directe/hierarchique;par standardisation des objectifs.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto17/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusion1Introduction2Outils de modelisation3UML4Reseaux de Petri5ConclusionModelisationde systemescomplexesV.

Augusto18/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionPresentationAnalyse des aspects fonctionnels :Fonctionnalite :description des t^aches a executer.Comportement :ordre d'execution des t^aches del'entreprise.Puis, prise en compte desaspects dynamiquesducomportement de l'entreprise (temps et disponibilite desressources).Activites et processus operationnels :Activite :realisation d'une t^ache en transformant un etatd'entree en un etat de sortie et ce, en utilisant du tempset des ressources.Processus operationnel :ensemble partiellement ordonned'activites dont l'execution a pour but de contribuer a larealisation d'un des objectifs de l'entreprise.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto19/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionModelisation de l'activite :SADT/IDEF0SADT (Structured Analysis and Design Technique) :Methode d'analyse et de conception de systeme proposeepar D.T.

Ross en 1977.Approche systemique (systeme complexe = ensemble desystemes simples en interaction).Largement utilisee dans l'industrie, excellent outil decommunication.SADT/IDEF0 cherchent a repondre aux questionssuivantes :Quelles fonctions sont mises en uvre par le systeme?Quels objets sont traites par les fonctions?Quels mecanismes ou ressources sont necessaires al'execution des fonctions?Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto20/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionL'activite dans SADT/IDEF0Une activite peut ^etre vuecomme une fonction quitransforme des objets d'entreeen objets de sortie(decomposition possible).Semantique associees aux entrees/sorties :Entrees :objets a traiter.Entrees de contr^ole :informations contraignantl'execution de l'activite.Sorties :objets traites.Mecanismes :moyens necessaires a l'execution del'activite.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto21/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionInterconnectivite et decompositionfonctionnelleInterconnectivite :eches representantux de donnees, dematieres, etc.Adoption d'unerepresentationhierarchiqueetmodulaire.Chaque activitedecomposeecontient au moins 3et au plus 6activites.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto22/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionApproche descendante/ascendanteApproche descendante :Decomposition a partir du niveau A0 du systeme ensous-systemes jusqu'au niveau le plus bas.Approche ascendante :Decrire les activites observees et les organiser en diagrammesSADT au niveau de detail le plus bas, puis aggregation desactivites en diagrammes jusqu'au niveau A0.Deux approches opposees :globalement equivalentes;choix de l'approche en fonction du cas a resoudre :peu d'informations disponibles : descendante;systeme dont les bases sont connues : ascendante.Modelisationde systemescomplexesV.

Augusto23/93IntroductionPresentationL'approche POAArchitectures dereferenceVuesOutils demodelisationSADT/IDEF0IDEF3ARISUMLDiagrammes declasses etd'objetsDiagrammes decas d'utilisationDiagrammes desequenceDiagrammesd'activiteDiagrammesd'etatApplicationsReseaux dePetriConclusionConstruction d'un modeleSADT/IDEF0Etapes de construction :1Identier les activites :representer les bo^tes a placersur la diagonale du diagramme.

2) Ajouter les entrees/sorties :pour chaque activite,indiquer les entrees/sorties consommees ou produites.

3) Ajouter des contr^oles, mecanismes et connectivites :ajouter les ressources et les mec