Conférence donnée le 6 Mars 2014 lors des petits déjeuners de la DISIC

1. Comment concevoir efficacement
des systèmes d’information dans un
monde complexe ?
Architecture, Jardinage et Lean Software Development
DISIC
6 Mars 2014 (v0.1)
Yves Caseau
Académie des Technologies
Yves Caseau - présentation DISIC – Mars 2014
1/31

2. Outline
1.
2.
3.
4.
Gouvernance et Complexité
Le défi des entreprises du 21e siècle et de
leurs systèmes d’information
Complexité et Organisation
Ce que la science des systèmes complexes nous propose
Architecture d’Entreprise, SOA and durabilité
L’anticipation dans un monde complexe n’est pas de la
prévision, mais la construction d’un “potentiel de situation”
Lean Software Factory
L’adaptation des méthodes de développement aux nouveaux
défis, dont celui de la complexité
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3. 1ère Partie : Gouvernance et Complexité
Les entreprises face à un monde complexe
Un monde complexe:

Hyper-competition, mondialisation, le temps se “racourcit”

La puissance passe du coté du consommateur (F. Dupuy)

T. Friedman : « All that is easy has been done, what’s left is the hard
stuff »
Les problèmes compliqués requièrent des spécialistes,
les problèmes complexes font appel à tous

Diversité des compétences et des points de vues …

… organisés en équipe
Les problèmes complexes se traitent “sur le terrain” (gemba)
un à la fois, là où ils se trouvent

Les abstractions cachent trop de choses, la décomposition ne marche pas!

“les conditions reproductibles” … ne le sont pas (isolation impossible)

La communication est difficile (ex: spécifier plus difficile que réaliser)
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4. 1ère Partie : Gouvernance et Complexité
Les entreprise du 21e siècle doivent être agiles
Court-terme (satisfaire ses clients)



Vitesse (lead time)
Zéro défauts (juste du premier coup)
Orienté-client
Moyen-terme (suivre ses clients)


Flexibilité (s’adapter aux nouveaux besoins)
Réactivité (le faire rapidement)
Long-terme (apprendre à évoluer)



Apprentissage (nouvelles compétences)
Travail d’équipe
Développement des collaborateurs
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Systemic
Challenge :
continuous
adaptation to
environment
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5. 1ère Partie : Gouvernance et Complexité
L’entreprise en réseau:
S’adapter à la complexité selon la biologie
Organisation et Management doivent évoluer:


Control & command → recognition & response (L. Morris)
Organisation dynamique sur des thèmes, auto-organisation (C. Shirky)
Strength of Weak Ties (M. Granovetter)


Pour innover / réagir à une crise, il faut s’appuyer sur ses relations
distantes (liens faibles: les personnes que l’on voit rarement)
Homophilie : “tendance à s’associer à des personnes qui vous ressemblent ”
raison pour ne pas s’appuyer uniquement sur ses « liens forts » 
Développer son « potentiel de situation » (« Stratégie Chinoise » )



Passer d’une planification détaillée à une réaction opportuniste
Bénéfice des exercices, travaux pratiques et “serious games”
Construire des “reflexes” (A.N. Whitehead, N. Taleb)
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6. 1ère Partie : Gouvernance et Complexité
Collaboration & Coopération :
« Nouveau Management Scientifique »
L’approche de F. Taylor a atteint ses limites :



Projection de l’œuvre collective sur les individus
(décomposition & spécialisation)
Il s’agit maintenant de travailler autrement, en équipe
Passe du compliqué au complexe …
Un travail complexe requière une forme d’orchestration


Multiple flux d’information (il faut dire ce que l’on fait)
Plus on décompose/spécialise, plus il faut parler !
Collaboration vs. Coopération: les deux sont nécessaires


Collaboration: résultat commun, objectif partagé, responsabilité indistincte
Coopération: résultat commun, mais les buts et les responsabilités sont
distinctes (… d’ou les “processus métiers )
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7. 1ère Partie : Gouvernance et Complexité
La révolution de la motivation
La
motivation extrinsèque ne fonctionne plus au 21e siècle
« There is a gap between what science knows and business does »
 Du
« simple » & répétitif au complexe & créatif
 De
l’algorithme à l’heuristique
La
Signature de la
complexité 
motivation extrinsèque s’appuie sur
 Autonomy: choisir ses actions
 Mastery: le plaisir de se sentir progresser
 Purpose: replacer son action dans un ensemble plus large qui donne le sens
Le
lean (façon Toyota) est une philosophie qui intègre ces idées
 Autonomie:
rôle des équipes, SCRUM (petits lots)
 Maîtrise
: Kaizen, 5S, Kanban
 Finalité
: Orientation client, amour du produit
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8. 2ème Partie
1.
2.
3.
4.
Gouvernance et Complexité
Le défi des entreprises du 21e siècle et de
leurs systèmes d’information
Complexité et Organisation
Ce que la science des systèmes complexes nous propose
Architecture d’Entreprise, SOA and durabilité
L’anticipation dans un monde complexe n’est pas de la
prévision, mais la construction d’un “potentiel de situation”
Lean Software Factory
L’adaptation des méthodes de développement aux nouveaux
défis, dont celui de la complexité
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9. 2ème Partie : Complexité et Organisation
Que nous dit la science des systèmes complexes ?
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10. 2ème Partie : Complexité et Organisation
Sept principes qui gouvernent les systèmes complexes (1)
1.
La complexité rend la prévision illusoire, voire impossible

1.
Le défi d’un système complexe est en premier lieu son
adaptation continue à son environnement

1.
Nassim Taleb: attention à la « narrative fallacy »
Homéostasie et Loi de la variété requise
La loi des grands nombres, et les statiques classiques
(courbes de Gauss) ne s’appliquent plus

On observe des « power laws » qui sont les signatures de la
complexité (interaction et apprentissage)
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11. 2ème Partie : Complexité et Organisation
Sept principes qui gouvernent les systèmes complexes (2)
4.
Pour rendre un système complexe robuste, il faut distribuer la
finalité

4.
Le fonctionnement d’un système complexe se traduit par des flux
importants d’information qui conduisent à des structures de
réseau multi-échelle

4.
La richesse des interactions est la signature de la complexité
(par opposition à la complication : nombre de parties)
La complexité se développe dans le temps

4.
Chaque composant possède une représentation des objectifs du
système dans son ensemble (holomorphisme)
Nous (humains) avons beaucoup de mal à apprécier les différentes
échelles de temps et les boucles de rétroactions avec délais.
Le contrôle d’un système complexe est une propriété émergente

Kevin Kelly : control is grown, not designed
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12. 2ème Partie : Complexité et Organisation
L’enterprise est un “système complexe”
Complexité numérique (nombre de choses)
 Multi-échelle
 Complexité temporelle
 Richesse des interactions avec l’environnement
 Exemples de symptômes:




Coûts (Systèmes d’information)
 Exemple: évolution non-linéaire des coûts projets vs. leur taille
Taux d’erreurs et de pannes
 Difficulté à « garantir » la robustesse et la résistance aux pannes
 Ross Ashby « la régulation d’un système (complexe) requière un système de
contrôle qui est aussi complexe que le système lui-même »
Time-to-market
 La première manifestation de la complexité interne
 Le temps pour intégrer un nouveau composant dépend de la taille de l’hôte :
– Complexité humaine (organisation)
– Absence de modularité (impacts inattendus & interaction entre composants)

Loi des “conséquences inattendues”–
Feature Interaction Problem
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13. 2ème Partie : Complexité et Organisation
Conséquences d’une “vision systémique”
“Emergence” de propriétés et caractéristiques
 Des « systèmes obtenus par design et agencement » …
 .. à la « culture de systèmes » (K. Kelly)
 Humilité and Amélioration continue
 Expliciter les « politiques/règles »


SLA, contrats de services, règles gouvernance OM, …
“Enterprise Architecture” comme discipline d’entreprise
 Alignement des parties prenantes
 Importance de l’environnement externe
Complexité
 Gouvernance de la complexité
 Reconnaitre le problème !
 S’y attaquer avec méthode /
Exécution
dans le
Monde Réel
persévérance 
 Cf. le cube du CEISAR’s
Modèle

Synergie
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Agilité
Eléments Partageables
ou Réutilisables
Eléments Spécifiques
Operations
Transformations
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14. 2ème Partie : Complexité et Organisation
Gouvernance de la complexité

Réfléchir en « potentiel de situation » vs « schéma directeur »


Scénarios
Jeux (serious games)
 … si nous étions … un de nos compétiteurs ?



… si nous « out-sourcions » cette activité ?
… si nous offrions ce service à une autre entreprise (SaaS)
Développement durable de l’entreprise et de son SI

Cf. 3e partie – éviter le « mur » de l’obésité
Rythme durable de l’effort continu de réorganisation
(urbanisation)
 Subsidiarité




Autonomie, Encapsulation et Gouvernance déclarative
« Thing globally, act locally »
Management visuel (éducation systémique)
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15. 2ème Partie : Complexité et Organisation
Manager l’émergence = Jardinage

La transformation ne se décrète pas, elle se favorise ….



Le SI « idéalement adapté à son environnement » n’est pas
(seulement) le résultat d’une conception, mais d’un processus de
« croissance »




Bottom-up, même s’il existe une confiance top-down
Comme le jardinage, agir sur les facteurs favorables
Cf. Tom Kelly : « grown, not designed »
Culture de l’essai rapide (MVP)
Apprentissage, donc mesure !
Conditions favorables



Outillage irréprochable (industrialisation du code)
Devops: liberté de mise en production continue
Compétences techniques
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16. 3ème Partie
1.
2.
3.
4.
Gouvernance et Complexité
Le défi des entreprises du 21e siècle et de
leurs systèmes d’information
Complexité et Organisation
Ce que la science des systèmes complexes nous propose
Architecture d’Entreprise, SOA and durabilité
L’anticipation dans un monde complexe n’est pas de la
prévision, mais la construction d’un “potentiel de situation”
Lean Software Factory
L’adaptation des méthodes de développement aux nouveaux
défis, dont celui de la complexité
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17. 3e Partie: Architecture d’Entreprise
Enterprise Architecture
Architecture: Pourquoi ?




Communiquer une vision
 Outil de transformation
Maitriser la complexité
 Simplicité et modularité
 Promouvoir la standardisation
 Favoriser la réutilisation
Aligner les parties prenantes
 Éviter les outils complexes et
formalismes obscurs
 Dépend de la maturité propre
de chaque entreprise
Asynchronie / Diachronie
 Sert de mémoire d’entreprise
 Management visuel du
changement
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Architecture: Comment ?


« Enterprise Architecture »
 Mise en cohérence de trois niveaux
 Stratégie: objectifs
 Opérations: processus et données
 Systèmes d’information:
applications et services
Réduire la complexité (toolbox)
 Approche composants
 Orientation processus
(extraction de la logique métier)
 Découplage temporel
(messages asynchrones)
 Découplage fonctionnel
(intermédiation)
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18. 3e Partie: Architecture d’Entreprise
Données et Fonctions
Architecture de données

Modèle de données








Sémantique
Modèle conceptuel
Ontologies: hiérarchies de
classes (UML)
Architecture de données

Architecture fonctionnelle



Distribution
Formats (ex: XML)
Cycle de vie


Distribution /
synchronisation
Sauvegarde / restauration
Flux de données
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


Fonctions et sous-fonctions,
approche « top-down »
Normalisation descriptive: (entrées, sorties,
invariants, pre/post-conditions, …)
L’architecture fonctionnelle n’est pas
isolée (une leçon des 20 dernière années)

Gestion dynamique des
objets métiers

Décomposition
Un focus étroit sur l’architecture
fonctionnelle conduit à prendre en compte
trop tard les données et les processus.
Une architecture fonctionnelle trop poussée
conduit à des silos
L’approche fonctionnelle « top-down » est
mal adaptée à l’utilisation de progiciels
Design orienté-objet au niveau du SI :
mélanger fonctionnel et données
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19. 3e Partie: Architecture d’Entreprise
Processus et Services
Architecture de Processus

Structure temporelle:




Récursif (“fractal”)





Evénements
Chaînage et dépendances ⇒
logique métier
Réifier les buts en processus
Processus/sous-processus
Familles de processus
 Partagent des ressources:
données, IHM, …
Rôles (alignement organisationnel)
description-> services, fonctions,
Normaliser / Standardiser


Partager / réutiliser / BPO
Meilleure approche pour
l’intégration de progiciels
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Architecture de Services
Service =
Fonction + Interface + Contrat
 Service Architecture




SOA local = service-based architecture



Structure (organiser le graphe d’appels)
Fournir du sens (simplifier la gestion du
changement et la réutilisation)
Souvent lié à une technologie,
L’objectif est le système (et son
architecture), les services sont un moyen)
SOA global = architecture-based catalog


Indépendant des technologies
Le but est d’obtenir un catalogue de
services durables, l’architecture
(l’organisation) est un moyen (qui varie au
cours du temps)
19/31

20. 3e Partie: Architecture d’Entreprise
Construire une architecture modulaire
Objectif: minimiser la dispersion des impacts (nouveau service)
 “Définition”: la modularité est une corrélation:




« Distance dans le code » & fréquence des interactions
« Distance dans code » & « coévolution »
Bonnes pratiques:





Architectures en couches (définir des niveaux d’abstraction)
Architecture de processus (définir une grammaire de composition)
 Même objectif pour partage/réutilisation et modularité: identifier
les sous-processus communs
Event-Oriented Architecture
 « Pub/sub » reste un des meilleurs motif modulaire
Model-Driven Architecture:
design d’un modèle de données « future-proof »
L’architecture de services réduit les interactions non-pilotées
 Réification de l’architecture fonctionnelle
 Abstraction/ encapsulation
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21. 3e Partie: Architecture d’Entreprise
Systèmes d’information durables

« développer les services du SI correspondant aux besoins
d’aujourd’hui sans diminuer la capacité future de développer ceux de
demain, à travers une sur-utilisation de ressources ou la production
d’une complexité non gérable ».


Librement inspiré de la définition de la commission Brundtland 
(global) SOA est la seule méthode pour un développement durable


Pas la seule façon de faire de l’architecture d’entreprise
(d’autres méthodes sont efficace pour réduire la complexité)
Mais la meilleure façon pour le faire de façon continue, avec l’ensemble
des parties prenante, dans une démarche de long terme qui génère ses
propres récompenses (cercle vertueux)
Nettoyage : apprendre à supprimer et alléger (classique )
 Cf. Extreme programming (Agile Manifesto – 4 e Partie) :



Lisser l’effort, intégration continue, privilégier la simplicité
Simplification en continu, pas un effort héroïque de dernier ressort
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22. 3e Partie: Architecture d’Entreprise
SOA comme discipline: Services “orientés-architecture”

Comment obtenir la réusabilité, à travers l’entreprise (partage)
et au cours du temps ?




Discipline: gérer des modèles d’API




Abstraction
 Un compromis entre la spécificité et la généricité
 Réification des rôles et de (certaines) relations
Modularité
 S’appuyer sur les processus et sur les graphes d’événements
 Penser “ontologie” plus que “description”
Composabilité
 Horizontale (Processus) : Modèle Objet Commun (Pivot)
 Verticale (Fonctionnelle) : Polymorphisme Paramétrique 
Gérer les versions !
Méta modèle des API: mérite quelques efforts !
Chaque DSI doit penser en tant qu’éditeur de logiciel
Plus un art qu’une science 
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23. 4ème Partie
1.
2.
3.
Gouvernance et Complexité
Le défi des entreprises du 21e siècle et de
leurs systèmes d’information
Architecture d’Entreprise, SOA and durabilité
L’anticipation dans un monde complexe n’est pas de la
prévision, mais la construction d’un “potentiel de situation”
Lean Software Factory
L’adaptation des méthodes de développement aux nouveaux
défis, dont celui de la complexité
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24. 4 e Partie: Lean Software Factory
Software Factory

Intégration continue





Structure plateau projet (« one Roof »)


Automatisation des tests et des configurations
Le travail des développeurs est intégrée et testé chaque nuit
Automatisation de la qualimétrie
Vers un déploiement continu … complètement automatisé
Cohabitation des différents rôles: développement / intégration / test /
architecture /
Devops : une nouvelle culture pour une nouvelle organisation



Opérations pilotées par programme
 Adapté au Cloud Computing
Fusion des cultures développement / production
 Production adaptée au développement agile
Inspiré des approches lean → petits lots
Source: Wikipedia
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25. 4 e Partie: Lean Software Factory
Développement Agile - SCRUM
La spécification du produit est remplacé par un
« backlog » des attentes
 Utilisation de « story boards »
Pourquoi des « petits lots » ?
 Travail en lots courts (sprints)
Complexité + évolution rapide ⇒
Avancer par petits pas & réévaluer
 Time-boxing
 Voir ce que l’on construit / éviter le tunnel
 Participation active du client/utilisateur sur le lieu de développement.
 Besoin/ architecture / design / code
 Spécification / conception se
font en continu / collectif
 Réunion d’équipe quotidienne,
management visuel (murs)

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26. 4 e Partie: Lean Software Factory
Extreme Programming

Remettre le code à l’honneur



Rôle central du test pour développer
du code de qualité



Source: Wikipedia
Penser test en premier – savoir ce que l’on veut
Application du « lean thinking » - pull vs. Push – et ça marche !
Valeurs (cf. Wikipedia)





« the innovation is the code »
Un code élégant, maitrisé et
revu fréquemment
Communication
Simplicité – seules les architectures simples sont durables
Feedback – cf. méthodes agiles + test en continu
Courage & respect
Pratiques



Agile: itératif, « user stories », petits lots, espace ouvert et dédié à l’équipe, …
Travailler avec un rythme durable (« set a sustainable pace »)
Pair programming
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27. 4 e Partie: Lean Software Factory
Lean Startup / Pretotyping / Google Values
Innovator
Build
in
all else will follow
cus on the user and
Fo
s beat ide
as
g be
at s t
alkin
g
It’s best t
o do one t
hing really
, rea
lly well
committees
Commitment beats
nion
ts opi
ea
Data b
Fast is better than slow
Rough Consensus
and Working Cod
e
The Lean Startup : le best-seller mondial d’Eric Ries
 Validated learning


Minimum viable product


Innovation : machine à produire des “idées qui marchent”
Collecter et analyser des faits, le plus tôt possible
Synchronicité

L’efficacité d’une équipe calée sur un takt time commun
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28. (2) Streamline
Single Piece Flow,
Small batches
process
(1) Eliminate muda
Focus on value
Why ?
(meaning)
Customer focus:
• value analysis
• done right on the first time
• reduce lead time
• increase flexibility
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« Lean Engine »
processu
s
(2) Streamline (fluidifier)
Fractionner
(réduire la taille des lots)
(1) Éliminer muda
Focus sur valeur
Subtle
interaction 
between all
factors
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Lean Engine
(3) Pull – flux tendus
Juste-à-temps
Problem Solving
Continous Improvement
(4) Heijunka
(lissage)
Lean « Work Philisophy »
• Go and see the gemba
• Search for deep causes
• Continuous improvement
• Teamwork
Skills
Learning
Lean Engine
(3) Pull –
Just-in-Time
How ?
(4) Heijunka
(leveling)
4 e Partie: Lean Software Factory
Lean Schematic Vision 

29. 4 e Partie: Lean Software Factory
Lean Software Development (I)

« Faire juste du premier coup »



Client « sur place » - au cœur du processus de développement



Tests unitaires – cf. extreme programming
Tests clients – cf. Lean Startup
« Time-boxing » : Utiliser le levier du « lead time »



Cf. SCRUM/XP – « le client est toujours disponible »
Tester dès que possible


Mise en valeur du code, focus sur la qualimétrie
Mode agile : faire moins, pas « moins bien »
Pour la satisfaction client (agilité / pertinence)
Pour augmenter la qualité (défi permanent)
Kaizen


Culture de l’amélioration continue (cf. SCRUM – retour d’expérience)
Outil d’apprentissage du travail en équipe
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30. 4 e Partie: Lean Software Factory
Lean Software Development (II)

Pas d’attentes


Synchronicité



Production > Intégration > Développement > Architecture > Conception
Ne faire que ce qui est utile, au bon moment – « just in time »
Management visuel



« Talk time » : temps commun
Priorité à l'aval (pull)


Minimiser les ruptures (action / responsabilité)
Utiliser les murs : planning, liste des problèmes, architecture, ….
Outil de pilotage systémique
(cf. Kanban pour le JIT)
Simplicité



KISS ( paradoxe → cf. Ashby)
moins de code
Éliminer le « muda »
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31. Conclusion

Les modèles et l’architecture sont la clé pour :




La science de la complexité donne des pistes pour évoluer:




Agilité
Potentiel de situation (saisir les opportunités)
Conduire une transformation en maîtrisant les coûts
Besoin d’une vision globale et partagée (« True North ») …
… mais distribuée en laissant de l’autonomie locale
l’évolution se construit comme un apprentissage,
dans une démarche de progrès
Il faut adopter les méthodes et les outils des « géants du Web »



Agile & lean software development
Devops et mise en production continue
Big Data, Web programming, open source tools …
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