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La théorie de l’ordonnancement est une branche de la recherche opérationnelle qui s’intéresse au calcul de dates d’exécution optimales de tâches. Pour cela, il est très souvent nécessaire d’affecter en même temps les ressources nécessaires à l’exécution de ces tâches. Un problème d’ordonnancement peut être considéré comme un sous-problème de planification dans lequel il s’agit de décider de l’exécution opérationnelle des tâches planifiées.

Définition

Un problème d’ordonnancement consiste à organiser dans le temps la réalisation de tâches, compte tenu de contraintes temporelles (délais, contraintes d’enchaînement) et de contraintes portant sur la disponibilité des ressources requises.

En production (manufacturière, de biens, de service), on peut le présenter comme un problème où il faut réaliser le déclenchement et le contrôle de l’avancement d’un ensemble de commandes à travers les différents centres composant le système.

Un ordonnancement constitue une solution au problème d’ordonnancement. Il est défini par le planning d’exécution des tâches (« ordre » et « calendrier ») et d’allocation des ressources et vise à satisfaire un ou plusieurs objectifs. Un ordonnancement est très souvent représenté par un diagramme de Gantt.

Les tâches

Une tâche est une entité élémentaire localisée dans le temps par une date de début et/ou de fin, dont la réalisation nécessite une durée, et qui consomme un moyen selon une certaine intensité. Certains modèles intègrent la notion de date due, une date à laquelle la tâche doit être finie; dans ces cas, le retard induit une pénalité.

Selon les problèmes, les tâches peuvent être exécutées par morceaux, ou doivent être exécutées sans interruption ; on parle alors respectivement de problèmes préemptifs et non préemptifs. Lorsque les tâches ne sont soumises à aucune contrainte de cohérence, elles sont dites indépendantes.

Plusieurs tâches peuvent constituer une activité et plusieurs activités peuvent définir un processus.

Les ressources

La ressource est un moyen technique ou humain destiné à être utilisé pour la réalisation d’une tâche et disponible en quantité limitée, sa capacité.

Plusieurs types de ressources sont à distinguer. Une ressource est renouvelable si après avoir été allouée à une ou plusieurs tâches, elle est à nouveau disponible en même quantité (les hommes, les machines, l’équipement en général); la quantité de ressource utilisable à chaque instant est limitée. Dans le cas contraire, elle est consommable (matières premières, budget) ; la consommation globale (ou cumul) au cours du temps est limitée. Une ressource est doublement contrainte lorsque son utilisation instantanée et sa consommation globale sont toutes deux limitées (l’argent en est un bon exemple).

Qu’elle soit renouvelable ou consommable, la disponibilité d’une ressource peut varier au cours du temps. Sa courbe de disponibilité est en général connue a priori, sauf dans les cas où elle dépend du placement de certaines tâches génératrices.

On distingue par ailleurs ­ principalement dans le cas de ressources renouvelables ­ les ressources disjonctives qui ne peuvent exécuter qu’une tâche à la fois (machine-outil, robot manipulateur) et les ressources cumulatives qui peuvent être utilisées par plusieurs tâches simultanément ­ mais en nombre limité ­ (équipe d’ouvriers, poste de travail).

Les contraintes

Les contraintes expriment des restrictions sur les valeurs que peuvent prendre simultanément les variables de décision. On distingue :

• des contraintes temporelles
  • les contraintes de temps alloué, issues généralement d’impératifs de gestion et relatives aux dates limites des tâches (délais de livraisons, disponibilité des approvisionnements) ou à la durée totale d’un projet ;
  • les contraintes de cohérence technologique, ou contraintes de gammes, qui décrivent des relations d’ordre relatif entre les différentes tâches ;
• des contraintes de ressources
  • les contraintes d’utilisation de ressources qui expriment la nature et la quantité des moyens utilisés par les tâches, ainsi que les caractéristiques d’utilisation de ces moyens ;
  • les contraintes de disponibilité des ressources qui précisent la nature et la quantité des moyens disponibles au cours du temps. Toutes ces contraintes peuvent être formalisées sur la base des distances entre débuts de tâches ­ ou potentiels.

Les objectifs

Dans la résolution d’un problème d’ordonnancement, on peut choisir entre deux grands types de stratégies, visant respectivement à l’optimalité des solutions, ou plus simplement à leur admissibilité.

L’approche par optimisation suppose que les solutions candidates à un problème puissent être ordonnées de manière rationnelle selon un ou plusieurs critères d’évaluation numériques, construits sur la base d’indicateurs de performances. On cherchera donc à minimiser ou maximiser de tels critères. On note par exemple ceux

• liés au temps :
  • le temps total d’exécution ou le temps moyen d’achèvement d’un ensemble de tâches
  • le stock d’en-cours de traitement
  • différents retards (maximum, moyen, somme, nombre, etc.) ou avances par rapport aux dates limites fixées ;
• liés aux ressources :
  • la quantité ­ totale ou pondérée ­ de ressources nécessaires pour réaliser un ensemble de tâches
  • la charge de chaque ressource ;
  • liés à une énergie ou un débit ;
  • liés aux coûts de lancement, de production, de transport, etc., mais aussi aux revenus, aux retours d’investissements.

Ordonnancement robuste

Le recherche en ordonnancement s’est souvent fondée sur l’hypothèse d’un univers prédictible où toutes les données du problème sont connues à l’avance et qu’aucun problème de la vie réelle ne vient compromettre la planification. Dans la pratique divers types de perturbations peuvent survenir : pannes de machines, absences d’employés, retards de livraison. Dans ce cas, il est nécessaire de réviser l’ordonnancement et un très bon ordonnancement calculé selon les données initiales peut perdre de sa qualité.

L’ordonnancement robuste est une branche assez récente de l’ordonnancement, qui ne vise plus seulement à fournir des ordonnancements optimaux ( ou quasi-optimaux ), mais avant tout des ordonnancements robustes. La robustesse est la capacité d’un ordonnancement à garder ses performances malgré l’occurrence de perturbations.

Il existe plusieurs types d’approches robustes:

• les approches proactives visent à créer des ordonnancements robustes qui anticipent les perturbations
• les approches réactives permettent de réviser intelligemment les ordonnancements en prenant en compte les perturbations qui arrivent

Problèmes classiques

• Problème de gestion de projet à contraintes de ressources et sa représentation graphique, le réseau PERT
• Problème d’ordonnancement d’atelier
  • Job-shop
  • Flow-shop
  • Open-shop
• Problèmes d’ordonnancement dans les systèmes d’exploitation
• Problèmes d’ordonnancement de tâches informatiques

Références

• Joseph Y-T. Leung, Handbook of Scheduling: Algorithms, Models, and Performance Analysis, Chapman & Hall/CRC Computer & Information Science Series, 2004.

• J. Carlier et Ph. Chrétienne, Problèmes d’ordonnancement : modélisation, complexité, algorithmes, Masson, Paris, 1988.

• P. Esquirol et P. Lopez, L’ordonnancement, Economica, Paris, 1999.

• Philippe Baptiste, Emmanuel Néron, Francis Sourd, Modèles et algorithmes en ordonnancement, Ellipses, Paris, 2004.

• Liste de livres

• Portail de l’informatique théorique

Un système d’information (SI) est un ensemble organisé de ressources (matériels, logiciels, personnel, données et procédures) qui permet de regrouper, de classifier, de traiter et de diffuser de l’information sur un environnement donné^[1].

L’utilisation de moyens informatiques, électroniques et la télécommunication permettent d’automatiser et de dématérialiser les opérations telles que les procédures d’entreprise surtout en matière logistique. Ils sont aujourd’hui largement utilisés en lieu et place des moyens classiques tels que les formulaires sur papier et le téléphone et cette transformation est à l’origine de la notion de système d´information.

Enjeux du système d’information

Le système d’information est le véhicule de la communication dans l’organisation. Sa structure est constituée de l’ensemble des ressources (les hommes, le matériel, les logiciels) organisées pour : collecter, stocker, traiter et communiquer les informations. Le système d’information coordonne grâce à l’information les activités de l’organisation et lui permet ainsi d’atteindre ses objectifs.

Le système d’information se construit autour de processus « métier » et ses interactions, et non simplement autour de bases de données ou de logiciels informatiques. Le système d’information doit réaliser l’alignement stratégique de la stratégie d’entreprise par un management spécifique.

Les différentes natures du système d’information

Système d’information et finalité du système

Né dans les domaines de l’informatique et des télécommunications, le concept de SI s’applique maintenant à l’ensemble des organisations, privées ou publiques. Le terme système d’information (ou SI) possède les significations suivantes :

• un ensemble organisé de ressources (personnel, données, procédures, matériel, logiciel, …) permettant d’acquérir, de stocker, de structurer et de communiquer des informations sous forme de textes, images, sons, ou de données codées dans des organisations. Selon leur finalité principale, on distingue des systèmes d’information supports d’opérations (traitement de transaction, contrôle de processus industriels, supports d’opérations de bureau et de communication) et des systèmes d’information supports de gestion (aide à la production de rapports, aide à la décision…)^[2].
• Un système ou sous-système d’équipements, d’informatique ou de télécommunication, interconnectés dans le but de l’acquisition, du stockage, de la structuration, de la gestion, du déplacement, du contrôle, de l’affichage, de l’échange (transmission ou réception) de données sous forme de textes, d’images, de sons, et/ou, faisant intervenir, du matériel et des logiciels.
• Un S.I est un réseau complexe de relations structurées où interviennent hommes, machines et procédures qui a pour but d’engendrer des flux ordonnés d’informations pertinentes provenant de différentes sources et destinées à servir de base aux décisions selon Hugues Angot.
• Un S.I est un ensemble d’éléments matériels ou immatériels (hommes, machines, méthodes, règles) en interaction transformant en processus des éléments (les entrées) en d’autres éléments (les sorties).

Système d’information et application informatique

On distingue généralement deux grandes catégories de systèmes, selon les types d’application informatique :

• les systèmes de conception : fonctionnent selon des techniques temps réel ;
• les systèmes d’information de gestion, qui emploient des techniques de gestion.

Du point de vue de la valeur financière du patrimoine informatique, les systèmes d’information de gestion sont largement majoritaires.

Les langages informatiques employés diffèrent souvent selon chacune de ces catégories, et à l’intérieur des catégories. Par exemple, les systèmes d’information de gestion emploient du Cobol, du langage C, du C++, du Java, du Visual Basic.NET, du WinDev (WLangage), SQL, etc.

Aujourd’hui, la généralisation des applications web rend possible une très forte interopérabilité des systèmes, qui transcende ces catégories traditionnelles. Les langages de balisage (HTML, XML, …) s’imposent comme des standards. Ces langages sont souvent associés à des frameworks. Le framework le plus communément employé est actuellement RDF (Resource Description Framework). RDF s’appuie sur des normes d’interopérabilité et l’utilisation massive de métadonnées, données élémentaires communes à toutes les ressources et tous les systèmes quels que soient leurs utilisations, qui facilitent les accès et les échanges.

Composition d’un système d’information d’entreprise

Composition classique

le modèle pyramidal

Dans les œuvres des années 1980 – 1990, la composition « classique » des systèmes de l’information d’une entreprise était comme une pyramide des systèmes d’information qui reflétait la hiérarchie de l’entreprise^[3].

Les systèmes qui traitent les transactions fondamentales (TPS) au fond la pyramide, suivis par les systèmes pour la gestion de l’information (MIS), et après les systèmes de soutien des décisions (DSS) et se terminant par les systèmes d’information utilisés par la direction la plus supérieure (EIS), au sommet.

Bien que le modèle pyramidal reste utile, un certain nombre de nouvelles technologies ont été développées et certaines nouvelles catégories de systèmes d’information sont apparues et ne correspondent plus aux différentes parties du modèle pyramidal.

Composition actuelle

Dans un système d’information d’une grande entreprise, on trouve :

• un ERP – Enterprise Resource Planning (en français : PGI pour progiciel de gestion intégré) – qui intègre tous les systèmes informatisés permettant de soutenir le fonctionnement de l’entreprise ;
• des systèmes appelés « spécifiques » (ou encore : non standards, de conception « maison », développés sur mesure, que l’on ne trouve pas sur le marché, …), où l’on rencontrera davantage d’applications dans les domaines du calcul de coûts, de la facturation, de l’aide à la production, ou de fonctions annexes.

La proportion entre ERP et systèmes spécifiques est très variable d’une entreprise à l’autre. L’urbanisation traite de la cartographie des systèmes de l’entreprise et donc de son système d’information.

Dans les ERP, on trouve des modules couvrant différents domaines d’activité (comme la gestion de la production, la gestion de la relation commerciale avec la clientèle, la gestion des ressources humaines, la comptabilité, …) autour d’une base de données commune.

Il est fréquent qu’une entreprise soit équipée de plusieurs progiciels différents selon ses domaines d’activité. Dans ce cas, les progiciels ne sont pas totalement intégrés comme dans un PGI, mais interfacés entre eux ainsi qu’avec des applications spécifiques. On trouvera par exemple des applications de :

• CRM – Customer Relationship Management (en français : GRC pour Gestion de la relation client) : regroupe toutes les fonctions permettant d’intégrer les clients dans le système d’information de l’entreprise
• XRM – eXtended Relationship Management (en français : Gestion de la Relation Tiers) : est un système d’information d’entreprise, imaginé par Nelis XRM en 2005, dont les processus relationnels constituent le socle de l’organisation de l’information.
• SCM – Supply Chain Management (en français : GCL pour Gestion de la chaîne logistique) : regroupe toutes les fonctions permettant d’intégrer les fournisseurs et la logistique au système d’information de l’entreprise
• HRM – Human Resource Management (en français : SIRH pour la GRH)
• PDM – Product Data Management (en français : SGDT pour Système de gestion de données techniques) : fonctions d’aide au stockage et à la gestion des données techniques. Surtout utilisé par les bureaux d’études.

Évolution de la composition du système d’information

Le domaine des systèmes d’information et de communication a certes une forte composante technologique et informatique. Mais c’est seulement un aspect de ce domaine qui est en fait beaucoup plus vaste. Il s’agit de concevoir comment circule et est stockée l’information de façon efficace et cohérente pour toutes les activités d’une entreprise, d’un réseau d’entreprises, d’une administration publique, des relations entre entreprises, citoyens, gouvernements…

Le champ est vaste et concerne tous les domaines des activités humaines. Malgré cette ampleur, ce domaine a son unité scientifique, construit autour de concepts, de constructions abstraites et concrètes, de composants de méthodes notamment qui sont indépendantes des activités concernées. Sans doute, un des maîtres mots de ce domaine des systèmes d’information est-il celui de « modèle accompagné », ou « modélisation ».

Par conséquent, dans les entreprises actuelles, le système d’information et de communication tend à s’orienter vers des ensembles plus globaux, l’information traitée par l’humain étant une connaissance à gérer.

Les économistes (Robert Solow, Daniel Cohen (économiste) ..) ont montré que les systèmes d’information ne généraient de gains de productivité que s’ils étaient accompagnés de changements. Le changement dans les organisations est donc indissociable du logiciel. Cette nouvelle dimension impose à une science plutôt dure originellement de se tourner vers les techniques d’amélioration continue comme le Lean.

En complément du SI classique, une ingénierie des connaissances (en anglais Knowledge Management) s’articule autour des deux composantes suivantes, que l’on peut retrouver dans chaque domaine d’activité de l’entreprise :

• La gestion de contenu (en anglais : content management), destinée à gérer les informations brutes et à les transformer en connaissances ou données mieux structurées ;
• La gestion des accès, c’est-à-dire la gestion des flux et des protocoles d’échange dans les réseaux de (télé-)communications internes ou partagés avec les partenaires.

En termes de management des systèmes d’information, une tendance actuelle correspond à leur externalisation auprès d’une ou plusieurs sociétés prestataires pouvant se voir confier la gestion de l’infrastructure informatique, des développements de logiciels ou encore de la gouvernance.

Autres composants possibles

D’autres composants peuvent être inclus dans un système d’information :

• Applications métiers,
• Bases de données de l’entreprise,
• Dispositifs de sécurité.
• Infrastructure réseau,
• Postes de travail informatique,
• Serveurs d’application,
• Serveurs de données et systèmes de stockage,

Systèmes d’information et développement durable

Les systèmes d’information comportent le plus souvent des informations de nature économique et financière, mais aussi de plus en plus d’informations environnementales et sociales. Le problème qui se pose en termes de développement durable est celui du partage de l’information, surtout extrafinancière (environnementale et sociale) entre les organismes et leurs parties prenantes.

Pour désigner les outils informatiques qui permettent à l’entreprise de glisser vers le développement durable, on parle de Green IT ou de TIC durables^[4].

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

Liens généraux

• Systèmes d’information et développement durable
• Informatique
• Merise (informatique)
• Analyse décisionnelle des systèmes complexes (appréhension intégrée des Systèmes d’informations et des organisations)

Liens relatifs à l’information

• Génie des technologies de l’information
• Guerre de l’information
• Sciences de l’information et des bibliothèques
• Sciences de l’information et de la communication
• Technologies de l’information et de la communication
• Théorie de l’information
• Traitement de l’information
• Fuite d’information

Liens relatifs à la sécurité de l’information et du système d’information

• Insécurité du système d’information
• Politique de sécurité du système d’information
• Responsable de la sécurité des systèmes d’information
• Sécurité de l’information
• Sécurité du système d’information

Liens relatifs au management

• Management du système d’information
• Gouvernance des systèmes d’information
• Système d’information de gestion des ressources humaines
• Urbanisation (informatique)
• Méthodes informatiques appliquées à la gestion des entreprises
• Droit de l’informatique

Liens relatifs à des systèmes d’information spécialisés

• Système d’Information sur la Biodiversité
• Système d’information en ligne
• Système d’information géographique
• Système d’information géographique maritime
• Système d’information hospitalier
• Système d’information maritime
• Système d’information pour le commandement des forces
• Système d’information régimentaire
• Système d’information Schengen
• Système d’information terminal
• Système d’information archivistique des administrations centrales françaises (Priam)
• Système d’information des finances de l’Etat (Chorus)

Liens externes

• (en) Federal Standard 1037C
• (en) MIL-STD-188
• (en) National Information Systems Security Glossary

Bibliographie

• Pierre Pezziardi, Une Politique pour le Système d’Information – Descartes, Wittgenstein, « XML », OCTO, 2006 ISBN 978-2952589505
• Management et économie des entreprises, G.Bressy et C. Konkuyt, Editions SIREY, 2008, CH 7 – L’information dans l’entreprise
• Pierre Pezziardi L’informatique Conviviale, Le Lean Management peut-il transformer l’entreprise ? Eyrolles, 2010

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