L'ontologie, les processus, les jalons et une culture harmonisée entre les entrepreneurs principaux et les fournisseurs comme facteurs de réussite dans les programmes complexes
Comment le concept de modèles V multiples (multi-Vee) peut soutenir les processus dans le développement de systèmes complexes.
Aujourd'hui, la phase d'ingénierie, de développement et de production de systèmes complexes n'est plus la prérogative d'une seule entreprise. Peu importe la taille, voire l'énorme, d'une entreprise, elle comptera toujours sur plusieurs fournisseurs qui collaborent en fournissant des composants, des sous-systèmes, des produits semi-finis ou des activités hautement spécialisées, jusqu'à fournir du personnel pour soutenir des projets.
Inévitablement, il est courant de rencontrer des termes dérivés de pratiques et d'habitudes propres à une entreprise qui peuvent parfois être mal assignés, voire fragmentés, par ces fournisseurs. Il en résulte des ambiguïtés qui, par des interprétations subjectives, se traduisent par des retards, des malentendus et des coûts supplémentaires. En fait, la première étape vers un véritable alignement culturel entre les entrepreneurs principaux et les fournisseurs devrait être l'adoption d'une langue partagée. Ce n'est pas une simple rhétorique, mais la nécessité concrète d'adopter un dictionnaire terminologique commun, défini par les pratiques de l'ingénierie des systèmes et, en particulier, par les normes internationales INCOSE.
Un fournisseur capable d'adopter rigoureusement les langues et les processus définis par les normes INCOSE, ainsi que les pratiques promues par OMG et IREB, a un avantage concurrentiel tangible au cours de la phase d'appel d'offres. Le client reconnaît immédiatement un partenaire bien aligné, capable de s'intégrer parfaitement dans les processus de l'entrepreneur principal sans friction.
La présence de professionnels certifiés selon ces normes constitue donc un signal clair de compétence, de crédibilité et de fiabilité. L'approche que nous décrivons ci-dessous découle de l'analyse des expériences internationales, dans laquelle différentes stratégies de collaboration entre les clients et les fournisseurs ont été testées. De ces expériences est venue la formalisation du concept multi-Vee, de plus en plus adopté aujourd'hui comme modèle de référence pour régir la complexité dans les systèmes multicouches.
Le modèle Multi-Vee
Depuis de nombreuses années, le modèle "V", communément appelé modèle Vee, est utilisé comme représentation graphique de la nature cyclique du cycle de vie des systèmes, qui commence par l'identification des besoins des utilisateurs et culmine dans la livraison d'un système validé. Le SEBoK définit le modèle Vee comme un modèle prédéfini et séquentiel [1] qui organise les activités fondamentales de l'ingénierie des systèmes en phases clairement alignées et équilibrées.
En particulier, le «V» représente:
sur le côté gauche, la ventilation du système: de l'analyse des besoins, à la structuration de l'architecture et à la définition des spécifications;
du côté droit, le processus inverse: intégration, vérification et validation des composants, jusqu'à la livraison du système complet.
Ce modèle facilite une articulation claire des responsabilités et un contrôle rigoureux des produits livrables, améliorant la traçabilité des exigences, la qualité du projet et la gestion des risques [2].
Ces dernières années, le concept d'un modèle V multiple (multi-Vee) est apparu, ce qui peut en fait jouer un rôle central, notamment en présence de sous-systèmes confiés à différents fournisseurs. Chaque sous-système suit son propre cycle de vie V, divisé en phases de définition, de conception, de mise en œuvre et de vérification des exigences. Ces cycles, bien qu'autonomes, ne sont pas indépendants: ils sont progressivement intégrés dans le cycle de vie principal, représenté par le V global du système [3].
Cette approche multivitesse s'avère particulièrement efficace dans des domaines à forte intensité technologique, comme l'aérospatiale, l'automobile ou la défense, où la complexité des systèmes et des chaînes organisationnelles exige la coordination d'un grand nombre d'intervenants.
Par exemple, envisagez le développement d'un aéronef : les sous-systèmes avionique, propulseur et structural sont conçus et vérifiés selon des processus « V », qui sont effectivement distincts, et qui entrent ensuite dans le « V » du programme global de l'entrepreneur principal, qui régira leur intégration et leur cohérence fonctionnelle.
On observe une situation similaire dans l'industrie automobile, où les systèmes de propulsion (électriques et autres), les systèmes d'infodivertissement et les systèmes de sécurité actifs suivent des trajectoires de développement indépendantes, parfois des produits "catalog" réels, développés par l'entreprise fournisseur presque comme des "boîtes noires", et qui sont alors destinés à converger dans un cadre unique d'intégration et de validation au niveau du véhicule. Cette phase de convergence nécessite souvent de petites modifications du produit, des activités qui sont régies par des processus "non formels" et non standard de facto, tels que ceux de l'OPL (Open Point List), qui indiquent parfaitement le désalignement entre le principal "V" et celui du produit en question.
Le modèle multi-Vee est entièrement aligné sur les normes internationales d'ingénierie des systèmes, du point de vue méthodologique. En particulier, ISO/IEC/IEEE 15288, qui définit, entre autres, les processus du cycle de vie d'un système complexe et les lignes directrices INCOSE, ainsi que la plupart des normes dans le domaine de la SE, souligne la nécessité d'assurer la traçabilité entre les exigences, les architectures et les activités de vérification, sans oublier la gestion rigoureuse des interfaces entre sous-systèmes: éléments qui constituent les pierres angulaires de la logique multi-Vee.
Dans cette représentation multi-Vee, le cycle en V de chaque sous-système se situe dans le cycle de vie du système de niveau supérieur, ce qui donne lieu à une structure multi-niveaux connue sous le nom de Vee stratifié. Cette configuration symbolique représente précisément et systématiquement la complexité de la conception et permet la traçabilité des exigences et des activités de vérification de chaque niveau, assurant en outre une intégration cohérente avec des sous-systèmes hétérogènes dans le système principal.
Clark [6] a introduit le concept de modèles multi-Vee stratifiés, dans lequel les .V.I. des sous-systèmes sont alignés et interconnectés avec le .V.I.I. du système global, qui est ensuite repris dans une approche similaire par la NASA, qui à travers le diagramme vee stratifié représente des activités parallèles d'ingénierie de systèmes organisées hiérarchiquement dans un contexte de système de systèmes [4].
L'avantage principal de cette approche est que chaque fournisseur peut mener indépendamment son propre cycle de développement, de la définition des exigences à la vérification et à la validation, tout en maintenant un lien avec les objectifs généraux du système et la traçabilité, qui devient ainsi pratiquement «navigable» non seulement au sein du système principal, mais aussi vers ses systèmes constitutifs (sous-systèmes).
Comme vous pouvez l'imaginer, même les activités de vérification au niveau des sous-systèmes peuvent être planifiées pour répondre aux critères du système principal, en veillant à ce que, pendant la phase d'intégration finale, les composants soient cohérents et conformes aux exigences mondiales.
En ce sens, le modèle multi-Vee établit un lien structuré entre les processus de développement des fournisseurs et des entrepreneurs principaux, assurant la cohérence des interfaces et du rendement prévu.
Intégration des processus entre le client et le fournisseur
Par conséquent, en travaillant d'abord sur l'alignement culturel entre le client et le fournisseur, et en développant cette compréhension sur une base solide (INCOSE), il va sans dire que certains processus, jusqu'à présent siloed et séparés entre les entreprises, peuvent progressivement s'intégrer.
Des normes internationales telles que ISO/IEC/IEEE 15288 soulignent la nécessité d'établir des accords acheteur-fournisseur qui définissent clairement les activités, les produits livrables et les critères d'acceptation pour les deux parties dans un projet complexe. Cela pourrait se traduire par l'alignement de plusieurs domaines clés, que nous mettrons en évidence ci-dessous comme exemple d'amélioration possible du processus.
Gestion des besoins partagés
Aujourd'hui, les exigences du système client sont réparties et transformées en exigences du sous-système; les fournisseurs doivent les accepter, les comprendre pleinement et maintenir la traçabilité. Mais trop souvent, les fournisseurs ne sont pas sensibilisés à la complexité totale du système ou à certaines caractéristiques requises, qui peuvent devenir floues et parfois même causer des discussions et des malentendus entre les parties. Essentiellement, il est dans l'intérêt des deux parties d'adopter des processus d'ingénierie des exigences efficaces, car cela réduit les risques et les malentendus pendant le développement. Par exemple, le fournisseur et le client peuvent utiliser le même outil ou le même format pour le suivi des exigences, établir des niveaux de référence communs et partager les processus de contrôle du changement, de sorte que chaque changement aux exigences soit visible et convenu d'un commun accord.
Planification intégrée et jalons
Le plan de développement du fournisseur doit être synchronisé avec celui de l'entrepreneur principal. Pour assurer l'efficacité d'un développement sans heurts, il serait souhaitable de définir et de maintenir des plans partagés qui contiennent une planification intégrée et des jalons entre le client et le fournisseur.
Un exemple pourrait être l'utilisation de plans directeurs intégrés (PGI) et de calendriers directeurs intégrés (IMS)[5], où :
Le Plan directeur intégré (PGI) est un plan axé sur les événements qui énumère les événements clés du projet (p. ex., jalons, examens) avec les critères d'achèvement connexes.
Le calendrier directeur intégré (SGI) est le calendrier détaillé de toutes les activités (premier et sous-traitant) nécessaires pour réaliser ces événements.
Un SGI commun permet de s'assurer que les dates de livraison, les phases d'essai et les réunions d'avancement des sous-systèmes sont alignées entre le client et les fournisseurs.
De cette façon, le client et les fournisseurs établissent conjointement des jalons contractuels et représentent des objectifs communs : tous deux savent à quoi s'attendre à chaque étape, pour éviter, par exemple, les situations où le fournisseur fournit tardivement par rapport aux besoins du système intégré, ou utilise des étapes intermédiaires non reconnues par le client. Un plan intégré atténue ces risques en rendant transparentes les dépendances et les responsabilités de chaque partie.
Vérification et examen conjoints
L'intégration des processus devrait également comprendre des activités de vérification, de validation et de contrôle de la qualité, de sorte que les entrepreneurs principaux et les fournisseurs puissent effectuer des examens techniques conjoints aux étapes clés. Un examen préliminaire conjoint de la conception, par exemple, peut permettre au client d'obtenir une visibilité sur la conception préliminaire du fournisseur, en s'assurant qu'il satisfait aux exigences attribuées avant de procéder. Dans ce cas, les critères d'entrée et de sortie pour chaque réexamen doivent clairement faire partie de l'accord contractuel entre l'acheteur et le fournisseur, ce qui signifie que, culturellement, les deux organisations devraient accepter de soumettre leurs travaux à des évaluations croisées, selon des normes communes. En introduisant cet aspect important, nous pouvons éliminer, ou du moins réduire, l'attitude « nous contre eux » qui se produit malheureusement souvent, en le remplaçant par une approche collaborative axée sur le succès mutuel et le succès des programmes.
Dans la pratique, le fournisseur adopte l'état d'esprit de qualité de l'entrepreneur principal et celui-ci participe activement aux activités de vérification du système.
Pratiques partagées : MBSE, Ontologies communes et jalons synchronisés
Au-delà des processus, un véritable alignement culturel repose sur l'adoption de pratiques et d'outils communs. Trois aspects en particulier se dégagent comme facilitateurs:
Ingénierie des systèmes fondés sur des modèles partagés (MBSE)) : L'utilisation de méthodologies MBSE par toutes les parties concernées crée un terrain d'entente pour la collaboration. Nous avons longuement abordé ce sujet dans un article qu'il y a quelque temps, vous pouvez trouver ici: Du modèle à l'esprit : le véritable défi de l'ingénierie des systèmes basée sur le modèle. MBSE consiste à former des équipes, à convenir de conventions de modélisation et à investir dans des outils compatibles. Mais une fois la courbe initiale surmontée, les avantages de la collaboration sont évidents. Comme INCOSE l'a également souligné, le MBSE représente un changement culturel et technique, nécessitant un parrainage et un encadrement organisationnel, mais permettant de nouvelles façons de travailler plus intégrées.
Ontologies et terminologies partagées: L'utilisation d'un modèle commun nécessite également de parler la même langue. C'est là que l'importance des ontologies partagées entre en jeu.
Note : L'ontologie, en SE, est une définition formelle des concepts et des relations dans le domaine spécifique.
Si le client et le fournisseur s'entendent sur la même ontologie, les ambiguïtés sous-jacentes sont évitées.
Avoir une référence en ontologie signifie que les outils parlent le langage des parties prenantes, défini par l'ontologie elle-même [7]. Les initiatives modernes (comme le développement d'un système spatial en ontologie par l'ESA et les partenaires industriels) visent précisément à créer des vocabulaires communs pour améliorer la co-ingénierie entre différentes industries.
De même, SySML, grâce à la révision v2.0, sera en mesure d'introduire un méta-modèle commun et une sémantique plus rigoureuse, permettant des bibliothèques de domaines partagées qui sont compréhensibles (ainsi que non trompeuses) à tous, améliorant la collaboration multi-entreprises [8].
Une citation efficace d'une enquête sur le MBSE indique: «Un métamodèle commun et une ontologie partagée dans les bibliothèques de domaines permettent la collaboration» [8], en fait une fois qu'il y a accord sur la signification des termes clés et sur la structure des données, l'intégration du travail devient beaucoup plus fluide.
Jalons synchronisés et approches communes par étapes: Nous avons déjà mentionné l'importance d'un plan intégré; nous revenons ici au concept de jalons synchronisés en tant que pratique culturelle.
La synchronisation des délais de développement est sans aucun doute essentielle pour la gestion cohérente de l'ingénierie et de la production de systèmes complexes, mais la définition de critères de qualité est tout aussi fondamentale.
Un bon alignement peut obliger l'entrepreneur principal et les fournisseurs à adopter les mêmes points de contrôle du cycle de vie : par exemple, ils conviennent de ne pas passer de la phase de conception détaillée à la phase d'intégration sans passer à certains tests unitaires définis, ou plus souvent à des examens internes.
Cet alignement élimine les situations dans lesquelles le fournisseur pourrait déclarer des travaux achevés que le client ne le fait pas, précisément en raison de la différence dans les critères de qualité identifiés et valides.
Dans un contexte culturel aligné, chacun reconnaît les mêmes «Définitions de fait» aux différentes phases, tout comme il serait souhaitable de comprendre le concept de «valeur» du client [9].
L'alignement culturel entre les entrepreneurs principaux et les fournisseurs dans les programmes complexes d'ingénierie des systèmes ne se produit pas par hasard, mais est le résultat de choix délibérés de processus et d'outils. En adoptant des bases culturelles uniformes (INCOSE et ISO 15288), des modèles de cycle de vie compatibles, et en introduisant enfin des pratiques comme MBSE avec des ontologies partagées et des jalons alignés, les organisations peuvent fonctionner comme une seule équipe élargie.
Les sources officielles — des normes ISO/IEEE aux manuels INCOSE et aux lignes directrices DoD/NASA — convergent sur ce point : une approche intégrée et systémique est essentielle au succès des projets complexes.
Cet alignement exige un léger changement de l'approche commune à laquelle nous sommes habitués; il ne s'agit pas seulement d'investir dans les contrats et les procédures ou de soutenir les outils logiciels, mais plutôt de bâtir la confiance, la compréhension mutuelle et une vision unifiée des objectifs techniques autant que possible.
Lorsqu'un véritable alignement culturel est réalisé entre le fournisseur et le client et qu'une culture, des méthodes et une vision communes sont réalisées, le résultat est une réduction drastique des retards, ainsi que des retravaillements et des malentendus. D'autre part, vous aurez une augmentation drastique de la probabilité de fournir un système qui répond aux exigences et dans le temps et les coûts attendus!
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Ressources
[1] - Modèle de cycle de vie du véhicule
https://sebokwiki.org/wiki/Vee_Life_Cycle_Model
[2] - Le Vee d'ingénierie du système - est-il toujours pertinent à l'ère numérique?
https://www.nist.gov/document/4se7sealsysengveefinalpdf
[3] - Système d'ingénierie des systèmes et famille d'ingénierie des systèmes D'un point de vue des normes, des modèles V et des modèles Dual-V https://www.researchgate.net/publication/224402264_System_of_Systems_Engineering_and_Family_of_Systems_Engineering_From_a_Standards_V-Model_and_Dual-V_Model_Perspective#:~:text=...%20Clark%20,applications%20with%20the%20principal%20system
[4] - Moteurs d'ingénierie de systèmes en couches - Serveur de rapports techniques de la NASA (NTRS)
https://ntrs.nasa.gov/citations/20150011963
[5] – ndia.org
[6] – John O.Clark - Système d'ingénierie des systèmes et famille d'ingénierie des systèmes D'un point de vue standard, modèle V et modèle double V
DOI: 10.1109/SYSTEMS.2009.4815831
[7] indico.esa.int
[8] gpdisonline.com
https://gpdisonline.com/wp-content/uploads/2024/10/ADPAG-KyleHall-ADPAGMBSE-MBSE-Open1.pdf
[9] Créer une valeur pour le client - https://shingo.org/create-value-for-the-customer/
