Une approche basée sur l'Ingénierie Dirigée par les Modèles et l'ingénierie des Lignes de Produits Logiciels pour supporter l'interopérabilité dans les systèmes de systèmes d'information évolutifs

A Model-Driven Engineering and Software Product Line Approach to Support Interoperability in Systems of Information Systems.

• Auteur / Autrice : Boubou Thiam Niang
• Direction : Jannik Laval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 28/03/2024
• Etablissement(s) : Lyon 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale InfoMaths (Lyon ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DISP - Décision et Information pour les Systèmes de Production (Lyon, INSA)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Danjou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yacine Ouzrout, Jessie Carbonnel, Giacomo Kahn, Amel Bennaceur
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christelle Urtado, Abdelhak-Djamel Seriai

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ingénierie dirigée par les modèles

Interconnexion de réseaux (télécommunications)

Mots clés libres

Interopérabilité

Ingénierie Dirigée par le Modèle

Lignes de Produit Logiciel

Système de système

Génération de logiciel

Interoperability

Model-driven Engineering

Software Product Line

System-of-System

Software generation

Résumé

Les systèmes d'information modernes requièrent une communication et une coordination sans faille entre leurs composants. Les organisations ont du mal à s'adapter aux changements fréquents lors de leurs engagements avec divers partenaires industriels en raison de la création manuelle et au cas par cas des mécanismes d'interopérabilité. Ces mécanismes doivent être les réutilisables pour éviter des processus chronophages et sujets aux erreurs dans un environnement en constante évolution. Leur manque de réutilisation résulte de leur intégration fréquente dans des composants de logique métier, créant un couplage fort et rendant la maintenance complexe sans altérer le fonctionnement global du système.Berger-Levrault est éditeur de logiciels, fournit principalement les institutions publiques, maintenant activement l'interopérabilité pour s'ajuster aux réformes fréquentes du secteur public local. La croissance par acquisitions d'entreprises entraîne une diversité d'applications héritées, avec des variations dans le langage, l'architecture, et les normes. L'objectif principal est de créer une solution d'interopérabilité adaptable facilitant l'interaction entre les composants du système d'information et les systèmes externes. Les défis incluent l'adaptation aux règles changeantes, la gestion de volumes de données variables, et l'intégration de nouveaux composants dans les institutions publiques.Cette thèse analyse les flux d'échange de données entre composants et systèmes, propose une approche pour implémenter et faire évoluer les mécanismes d'interopérabilité, minimisant l'impact sur les opérations du système d'information. La méthodologie démarre par une vision réifiée des mécanismes d'interopérabilité, extrayant les mécanismes d'échange des constituants de la logique d'entreprise pour les considérer comme des connecteurs d'interopérabilité de première classe. Pour ce faire, on procède par rétro-ingénierie pour extraire les fonctionnalités des mécanismes d'interopérabilité existants et les réifie sous la forme d'un composant tangible, le connecteur, au sein du système d'information. L'analyse, s'appuie sur référentiel créé, comprenant des projets sélectionnés de manière transparente, garantissant un nombre minimal de projets et couvrant tous les modèles d'intégration d'entreprise provenant de différentes sources. Le métamodèle proposé confirme et valide cette réification en termes de complétude et d'extensibilité. La complétude du métamodèle de connecteur est validée par un processus bien défini, tandis qu'un autre processus garantit l'extensibilité du métamodèle. Le métamodèle extensible révèle que les connecteurs sont des entités communes, ce qui conduit à l'approche ConPL, un cadre de ligne de produits logiciels adapté aux connecteurs. L'outil PhaDOP a été utilisé pour mettre en œuvre cette approche, et une preuve de concept a été démontrée avec un cas d'utilisation spécifique. Des tests de performance ont été effectués sur la structure de représentation des connecteurs proposée. Le cadre ConPL est validé par un cas d'utilisation industriel.

Modern information systems consist of various components that require seamless communication and coordination. Organizations face difficulties adapting to dynamic changes while engaging with diverse industry partners. The challenge arises from the fact that interoperability mechanisms are often created manually and in an ad hoc manner. These mechanisms must be reusable to avoid time-consuming and error-prone processes in an ever-changing environment. The lack of reusability is because interoperability mechanisms are often integrated into business logic components, which creates a strong coupling between components, making maintenance difficult without affecting the overall operation of the system.Berger-Levrault, our industrial partner, primarily serves public institutions. The company actively maintains interoperability, especially in the context of frequent reforms in the local public sector. In addition, companies have grown through acquisitions, resulting in a diverse range of legacy applications with variations in language, architecture, norms, and industry standards. The primary goal is to create an adaptable interoperability solution that facilitates seamless communication between the components of the information system and the external environment. Challenges include adapting to changing rules and standards, managing variable data volumes, and integrating connected objects within public institutions.This thesis examines data exchange flows between constituents and systems, analyzes their characteristics and requirements, and proposes cost-effective approaches for implementing and evolving interoperability mechanisms while minimizing the impact on overall information system operations. The methodology adopted begins with a reified vision of interoperability mechanisms, where exchange mechanisms are extracted from the business logic constituents and considered first-class constituents called interoperability connectors. To achieve this, reverse engineering extracts functionality from existing interoperability mechanisms and reifies it as a tangible constituent, the connector, within the information system. For the analysis, we create a repository comprising projects selected transparently, guaranteeing a minimal number of projects, and covering all the Enterprise Integration Patterns from different sources. The proposed metamodel confirms and validates this reification regarding completeness and extensibility. The completeness of the connector metamodel is validated through a well-defined process, while another process guarantees the metamodel's extensibility. The extensible metamodel reveals connectors as common entities, leading to the ConPL approach, a software product line framework adapted to connectors. The PhaDOP tool was utilized to implement this approach, and a proof-of-concept was demonstrated with a specific use case. Performance tests were conducted on the proposed connector representation structure. The ConPL framework is validated through an industrial use case.