Outils de modélisation des SI : Etat de l’art

Etant donné que le formalisme BPMN ne corresponde pas à l’outil adéquat permettant de décrire un SITS comme cela a été explicité en détail dans le chapitre 2, nous allons passer en revue les principaux formalismes et langages de modélisation que l’on retrouve dans la littérature et qui sont dédiés à la description de tout type de système. Le but consiste à identifier l’outil le plus adapté à la description des SITS.

Plusieurs auteurs [Giaglis, 2001 ; Aguilar-Savén, 2004 ; List et Korherr, 2006] ont réalisé des revues de la littérature sur les principaux langages, outils et méthodes de modélisation des processus métiers que sont BPMN (Business Process Model and Notation), UML (Unified Modelling

Language), IDEF0 (Integration DEfinition for Function modeling), EPC (Event-driven Process Chain)

ainsi que les réseaux de Petri (Petri nets).

UML (Unified Modelling Language) est un langage de modélisation orientée objet, utilisé principalement dans le développement informatique. La notation graphique d’UML est standardisée et

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se compose de treize types de diagrammes regroupés en trois catégories : (i) les diagrammes de structure ou diagrammes statiques, (ii) les diagrammes de comportement et (iii) les diagrammes d’interaction. UML demeure un support de communication clair permettant de décrire graphiquement une solution correspondant à un problème donné, limitant ainsi les potentielles ambigüités et permettant de comparer un ensemble de solutions possibles.

Vasilakis et Kuramoto [2005] ont utilisé des diagrammes d’états (diagrammes de comportement) afin de décrire les activités de trois chirurgiens travaillant parallèlement sur trois activités. Ils ont par la suite construit un modèle de simulation à partir des diagrammes d’états créés en amont afin de réaliser in fine une évaluation de performance. Tandis que Augusto et al. [2007] ont eu recours à ensemble de diagrammes UML afin de modéliser et d’analyser les différents flux (patients, ressources, etc.) en milieu hospitalier. Ils ont par la suite proposé une plateforme de modélisation et de simulation de flux appelée « medPRO » dont la finalité est de piloter les différents flux d’un système hospitalier quelconque. Enfin, Boussellaa et Abed [2015] ont utilisé UML afin de modéliser un système d'information supportant l’ensemble des activités de logistique inversée. Ils ont en l’occurrence eu recours aux diagrammes de cas d'utilisation afin de modéliser l'aspect dynamique du système ainsi que les diagrammes de classe dans le but de modéliser les concepts clés de l'information gérée dans le système.

IDEF0. (Integration DEfinition for Function modeling) est une technique de modélisation utilisée pour représenter graphiquement un processus complexe voire tout un système tel qu'une entreprise ou un établissement de santé. Son formalisme graphique permet une modélisation modulaire et hiérarchique en termes de niveau de description. Les deux principaux éléments composant le formalisme sont les (i) actigrammes qui représentent les activités par le biais de « boites » et (ii) les flèches dont le rôle est de définir les contraintes de liaisons entre l’ensemble des boîtes. Il existe quatre types de flèches : les entrées correspondent aux entités qui vont être traitées, les sorties correspondent aux entités entrantes et qui ont été modifiées par le processus, les contrôles correspondent aux contraintes d’exécution, tandis que les mécanismes correspondent aux ressources requises pour la réalisation de l’activité (cf. figure 4.1).

Une activité Ai peut ensuite être décomposée sur plusieurs niveaux de détail, ce qui permet d’obtenir

des sous-activités notées Ai1...Aim, qui sont elles-mêmes potentiellement décomposables en sous-sous-

activités.

Nous pouvons citer comme exemple d’application, la modélisation et l’analyse du processus chirurgical au sein d’un l’Hôpital de Lyon (France) réalisées par le biais du formalisme IDEF0, dans le but d’identifier les points faibles de l’organisation [Chaabane, 2004]. Ou encore Afanasyev et al. [2016] qui ont utilisés le formalisme IDEF0 afin de décrire et d’analyser les workflows au sein d’entreprises industrielles.

EPC (Event-driven Process Chain) est un langage de modélisation semi-formelle utilisé pour la description des processus métiers d'un système en vue de leur automatisation et de leur amélioration. Il est également utilisé pour décrire le système d'information d'une organisation. D’un point de vue graphique, un diagramme EPC est un graphe ordonné d’événements et de fonctions articulés par le biais de connecteurs permettant l’exécution unique ou en parallèle d'une ou de plusieurs activités, et ce grâce aux opérateurs logiques ET et OU (inclusif et exclusif). La figure 4.2 présente un exemple d’un diagramme EPC.

Le formalisme EPC a été utilisé dans la modélisation du bloc opératoire du CH Saint-Joseph (France) et plus précisément dans la description du processus d’intervention chirurgicale. La modélisation a été réalisée sur la plateforme ARIS (Architecture of Integrated Information Systems), [Trilling, 2004]. Autre exemple d’utilisation du formalisme EPC, celui concernant la description des processus de gestion des connaissances dans les clusters d'industries créatives en Pologne [Olko, 2016]. L'analyse s'est faite sur la base d'études de cas qui ont permis d'identifier le schéma d'actions, ce dernier a été représenté par le biais d'un diagramme EPC qui décrit les actions (processus, activités, tâches réalisées), les états (effets, ressources, valeurs) ainsi que les relations entre ces éléments.

Réseaux de Petri (Petri nets). Un réseau de Petri est un modèle mathématique introduit par Petri (1962). Il permet la représentation des systèmes discrets en industrie, informatique, etc. Il correspond également à un formalisme représenté sous forme de graphe biparti orienté, composé de deux types nœuds que sont (i) les places et (ii) les transitions. Ces nœuds sont connectés par le biais d’arcs orientés (cf. Figure 4.3). La description exhaustive des réseaux de Petri est proposée dans l’annexe A.2.

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Celano et al. [2006] ont utilisé les réseaux de Petri afin de modéliser et de simuler le fonctionnement du département de radiologie d’un établissement hospitalier. Cela leur a permis non seulement de décrire l’ensemble des processus y compris les processus concurrents régis par des contraintes de précédence, mais aussi d’étudier les relations de dépendances entre les ressources impliquées dans les différents processus. Aussi, dans [Augusto et al., 2007] les réseaux de Petri ont été utilisés afin de formaliser le comportement dynamique des modèles UML qui décrivent les différents flux (patients, ressources, etc.) en milieu hospitalier. Pour cela les auteurs ont défini une nouvelle classe de réseaux de Petri appelée « Réseaux de Petri de Santé ».

Après avoir réalisé une analyse des points forts et points faibles de chacun des formalismes et outils explicités ci-dessous, nous avons constaté qu’EPC était le formalisme le plus adapté à la modélisation des SITS en vue de leur analyse qualitative et quantitative. En effet, en plus d’être un outil de description des processus métier puissant, EPC permet également de décrire l’architecture d’un SI avec ses différentes couches (métier, fonctionnelle, applicative et technique). En outre, le fait est que l’outil ne soit pas encore standardisé nous permet d’adapter son méta-modèle à nos besoins, notamment en termes de modélisation des circuits d’informations engendrés par un parcours de soins, sans oublier la possibilité d’ajuster le degré de granularité du modèle en fonction de nos besoins. D’autre part, EPC permet d’adopter une approche de modélisation centrée sur les entités métier qui animent un système, dans notre cas, les patients et les informations sont les entités métier. L’approche de modélisation que l’on souhaite adopter n’est donc pas centrée sur le savoir-faire d’une organisation mais plutôt sur ces entités métier, ce qui permet d’obtenir un modèle semi-formel facilement analysable, étant donné que le modèle est complètement déplié, c.à.d. qu’il est totalement séquentiel et sans cycles.

Cependant, le choix d’une telle approche de modélisation fait qu’il est impossible d’avoir un modèle de SITS générique, c.à.d. un modèle unique ajustable quel que soit le parcours de soins considéré et quel que soit le territoire de santé et ses caractéristiques en termes de gestion des informations médicales. En d’autres termes, le fait d’avoir un modèle de SITS dépendant du type de parcours de soins et des circuits d’informations engendrés par chaque parcours, implique qu’on ne soit pas en mesure d’avoir un modèle générique personnalisable en fonction des caractéristiques du territoire de santé, des parcours de soins des patients et de leurs informations médicales, et ce en raison de la taille gigantesque que pourrait prendre un tel modèle, avec tout ce que cela peut impliquer en termes d’illisibilité et de difficulté d’analyse du modèle. Par conséquent, nous proposons une plateforme d’évaluation de performance, c’est-à-dire une boite à outils permettant de construire et

d’analyser un modèle correspondant à un SITS donné. Nous expliciterons dans la section suivante les composantes d’une telle plateforme.

Nous allons dans la section suivante décrire comment un modèle de SITS va être structuré avant de caractériser l’ensemble de ses éléments.