J’effectue depuis de nombreuses années (depuis 1997) des activités relatives à l’interopérabilité des applications techniques d’entreprise en lien avec la mise en œuvre des standards d’échange, de partage et de pérennité des données décrivant le produit et les processus associés. Ces activités se sont faites en étroite collaboration avec le monde académique, le monde industriel et le monde de la normalisation. Cela m’a permis de développer un profil d’expert reconnu internationalement (Expert Airbus, Expert International à l’ISO), y compris dans le monde de la recherche avec la réalisation d’une thèse sur ce sujet, défendu en 2009 à l’Université C.B. Lyon 1 sous la direction de Pr. Parisa Ghodous. Depuis, j’ai encadré des travaux de thèses, toujours avec l’étroite collaboration entre mon entreprise et mes partenaires académiques. J’ai également contribué à l’état de l’art au travers de diverses publications scientifiques sur la thématique liée à mon expertise. Obtenir l’habilitation à encadrer la recherche s’inscrit tant dans mon projet de recherche que dans mon projet professionnel au sein d’Airbus. En termes de recherche, l’ambition est de continuer à faire progresser l’état de l’art tout en transmettant le savoir acquis durant ces 20 dernières années à de jeunes chercheurs. Au sein d’Airbus, l’objectif est de faire évoluer le cadre d’interopérabilité développé pour répondre, en s’appuyant sur l’état de l’art et les meilleurs pratiques industrielles, aux défis liés à la digitalisation que les membres de l’industrie de l’aéronautique, du spatial et de la défense doit relever pour rester compétitifs. Mon principal thème de recherche est l’établissement de l’interopérabilité opérationnelle continue, et ce à un coût acceptable, requise pour le Product Life cycle Management. Mes travaux de recherche ont visé à définir une approche innovante pour soutenir, préparer et construire une interopérabilité opérationnelle continue entre les applications, et ce à un coût acceptable, dans un environnement commercial et technique en constante évolution. Les applications sont distribuées au sein des entreprises et à l'extérieur des entreprises, c'est-à-dire au sein des chaînes d'approvisionnement d'écosystèmes numériques d'entreprises collaborant autour de produits donnés incluant des filières multiples. L’interopérabilité souhaitée doit se construire tant au niveau de l’organisation des entreprises et de leurs processus, qui s’appuient sur ces applications, que sur les technologies permettant de réaliser ces applications et de les connecter. Les données sont distribuées entre divers systèmes interconnectés et en reconfiguration permanente. Enfin, la sémantique des données doit être préservée en dépit des multiples transformations qu’elles subissent pour pouvoir être manipulées et traitées par des produits logiciels extrêmement hétérogènes et en constante évolution. Adresser cette thématique de recherche m’a amené à: Soutenir une thèse de doctorat et obtenir le titre de docteur en informatique Co-encadrer 4 doctorants et 5 masters Publier 9 articles dans des revues internationales, 18 chapitres d’ouvrage et 25 communications dans des conférences du premier plan. Monter et réaliser de nombreuses études de recherche au sein du réseau de recherche et technologies du Groupe, environ 60 sur 20 ans Lancer, piloter ou contribuer à 15 projets de recherche européens ou français Evaluer et caractériser une centaine de technologies et standards censés permettre de construire l’interopérabilité, ainsi que des modèles et des cadres d’interopérabilité Publier 67 articles de vulgarisation sur LinkedIn depuis 2016, qui ont cumulé 200 000 vues et permis la constitution d’un réseau d’environ 10 000 suiveurs. Etre invité à plus de 30 conférences nationales et internationales pour présenter mes travaux Etre reconnu comme expert international dans les organismes de standardisation depuis 1997 Etre reconnu comme expert au sein d’Airbus depuis 2004 Etre invité à présenter les résultats de mes travaux à une trentaine de conférences Dispenser environ 2500 heures de cours depuis 2002 à des étudiants de master niveau M2 D’après l’état de l’art et de la pratique, l’interopérabilité est une thématique de recherche importante (mentionnée par 2157 projets européens) qui s’applique à de très nombreux domaines. La définition de l’interopérabilité dépend du domaine et des systèmes considérés donc il est nécessaire de clairement définir l’interopérabilité visée dans le contexte du PLM et de préciser le système d’intérêt. En outre, les besoins d’interopérabilité ont donné lieu au développement de nombreux modèles, plateformes et standards avec les cadres associés. Néanmoins ces derniers, considérés séparément, ne répondent pas de manière exhaustive aux besoins relatifs à la préparation et à la construction d’une interopérabilité continue à un coût acceptable pour le PLM, notamment du fait de nombreux problèmes identifiés qui ont pu être collectés et évalués sur le long terme au travers de retours d’expérience de projet tant opérationnels que de standardisation et de recherche sur le sujet. Pouvoir adresser l’ensemble de ces problèmes de manière consistante a guidé la définition de activités de recherche que j’ai pilotées, et de définir les problématiques pour lesquelles il a été possible de proposer des approches innovantes contribuant à l’état de l’art. Mes quatre principales contributions à l’état de l’art sont : La fédération des cadres et solutions d’interopérabilité. Il s’agit d’une approche innovante pour utiliser conjointement les cadres et les solutions d’interopérabilité existantes, qu’il s’agisse de modèles de référence, de plateformes, de solutions ou de standards. Ces cadres et solutions ont chacun leur propre cycle de vie, et sont développées mais surtout gouvernées de manière indépendante et par des acteurs différents. Ceci impose d’adopter une approche permettant de fédérer ces cadres pour sélectionner des ensembles consistants de standards et de solutions les implémentant, couvrant de manière globale l’ensemble des besoins, afin de pouvoir préparer, en lien avec la gouvernance, et construire, en lien avec l’architecture du système considéré, l’interopérabilité opérationnelle. Les solutions retenues sont en particulier celles identifiées par la communauté de recherche sur l’interopérabilité des applications d’entreprises : la modélisation d’entreprise, l’ingénierie par les modèles, les plateformes d’exécution de modèles orientées services et les ontologies. L’évolution continue des environnements métiers et des technologies de l’information et de la communication implique de gérer en configuration l’ensemble des solutions à utiliser et de s’appuyer sur une architecture modulaire, composite et reconfigurable du système à considérer. Du fait des contraintes PLM, notamment liées à la rétention des informations sur des périodes excédant la durée de vie des pratiques métiers et des solutions utilisées qui deviennent obsolètes très rapidement, l’approche doit de plus permettre la rénovation et l’extension continue et à un rythme soutenu des systèmes considérés. Ici encore, l’interopérabilité doit être maintenue à un coût acceptable tout en adressant les risques associés à ces évolutions. Cette approche a été développée et utilisée de manière continue, en s’appuyant sur une plateforme collaborative expérimentale, la cPlatform, qui a connu des itérations successives selon un processus défini par cette même approche. Ceci a permis d’évaluer, de valider et de démontrer l’approche, ce qui a donné lieu à la publication de plusieurs articles scientifiques, au développement de nombreux démonstrateurs et à l’implication tant de thésards que d’étudiants réalisant un Master 2 en apprentissage. La préservation sémantique. Il s’agit d’une approche permettant de préserver la sémantique des données lorsque l’on met en œuvre tant les processus PLM s’appuyant sur les normes d’interopérabilité PLM, que les processus d’ingénierie par les modèles des composants applicatifs d’une plateforme PLM collaborative. Elle est motivée par le constat que toute transformation de données visant à changer de langage amène forcément une perte de données, du fait de l’absence d’une équivalence 1 à 1 de toutes les constructions des langages utilisés. L’approche proposée s’appuie sur le concept de l’hyper-modèle, qui est un ensemble de représentations d’une même chose avec des langages et pour des usages différents. Ce concept a été étendu pour supporter l’interopérabilité PLM au travers de l’approche de fédération des cadres et standards d’interopérabilité, et afin de pouvoir générer automatiquement des composants des plateformes de collaboration à partir des standards. Une première proposition, issue de ma thèse, a adressé les multiples représentations de graphes sémantiques, sans prendre en compte les représentations modulaires avec des langages de descriptions composites. Les limitations des graphes sémantiques ont été identifiées pour l’échange de telles représentations. Ceci a donné lieu à une seconde proposition innovante pour modéliser des représentations s’appuyant sur la sémantique d’un langage métier au-dessus des langages de modélisation supportant la modularisation et les modèles composites. Cette approche devrait permettre de coupler l’usage des technologies du Web sémantique permettant de publier des ontologies sur le Web avec l’usage des modèles produits par l’ingénierie système par les modèles. Ces travaux ont donné lieu à plusieurs publications scientifiques, au développement de plusieurs démonstrateurs et à de multiples cas d’usage permettant de valider l’approche. La modélisation de la mise en réseau dynamique des entreprises collaborant pour les produits manufacturés. Il s’agit d’une approche répondant aux limitations des standards de modélisation d’entreprise pour adresser la problématique visant à préparer et à construire l’interopérabilité opérationnelle et continue pour le PLM. En effet, ces langages sont en général assez limités en ce qui concerne la représentation d’un produit dans un contexte PLM. Une telle modélisation est nécessaire et pertinente pour planifier, qualifier et surveiller les capacités des membres d’un réseau dynamique industriel à collaborer en utilisant les standards PLM avec des participants, personnes ou applications, qualifiés. Une approche innovante a été proposée pour supporter ces besoins au sein d’un écosystème numérique mature en termes d’interopérabilité, utilisant des hubs PLM collaboratifs. Pour les processus collaboratifs mis à disposition pour exécution au travers du hub, les capacités requises par chaque type de participants considéré dans ces processus, ou rôle, sont décrites. Chaque partenaire souhaitant jouer un rôle dans tel ou tel processus développe ses capacités pour pouvoir jouer ce rôle. Il devient ainsi un participant potentiel qualifié, et il publie cette information au sein du hub. Une collaboration ne peut être mise en œuvre selon un processus collaboratif basé sur l’usage des normes PLM que lorsque que l’on peut trouver des participants pour jouer chaque rôle défini par le processus. Le modèle de processus de collaboration devient ainsi un contrat de collaboration, et le hub de collaboration un médiateur. L’approche a donné lieu à une expérimentation au-dessus de la cPlatform. Pour cela, trois composants de la cPlatform ont été étendus par l’implémentation des fonctionnalités requises pour mettre en œuvre cette approche. Elle a donné lieu à plusieurs articles de recherche. La capacité à coupler les processus des partenaires au travers du processus de collaboration a donné lieu à une thèse que j’ai co-encadrée, sur l’interopérabilité des processus. Banc d’essai pour l’interopérabilité PLM. L’approche innovante proposée vise à répondre à des limitations identifiées concernant la capacité des membres d’un écosystème numérique collaborant au travers d’un hub PLM à évaluer les standards PLM à mettre en œuvre d’une part, et à spécifier et tester les implémentations de ces standards par les produits logiciels réalisant leurs applications d’autre part. Une approche innovante a été proposée qui consiste à faire de la plateforme collaborative un banc de test d’interopérabilité. Dans la phase d’évaluation des normes et d’expérimentation, la plateforme peut être générée automatiquement par une usine logicielle, s’appuyant sur une librairie de composants qui s’enrichit au fur et à mesure. Cette évaluation donne lieu à la création de jeux de données de tests, et de procédures de test qui pourront être rejoué dans la phase de test. Dans la phase de test des solutions applicatives des partenaires implémentant ces normes, la plateforme permet de rejouer les scénarios de test et réaliser tant des tests unitaires par application, que d’intégration pour toutes les applications à impliquer dans une collaboration. Enfin, dans une logique d’intégration continue, la plateforme peut être utilisée pour surveiller le déroulement des collaborations et identifier des dysfonctionnements demandant des actions correctives. L’approche proposée a donné lieu à des publications scientifiques, et a pu être appliquée sur une dizaine de cas concrets, démontrant sa pertinence, tant pour l’évaluation de normes et de leurs implémentations avec plusieurs types de technologie que pour l’évaluation de la mise en œuvre d’une norme dans un contexte industriel. Enfin, elle a donné lieu à une collaboration pour la réalisation d’une thèse avec la mise en œuvre des normes d’intégration entre l’entreprise et l’usine. Toutes ces contributions à l’état de l’art traitent la même problématique: adresser conjointement l’ensemble des freins identifiés qui empêchent d’obtenir l’interopérabilité opérationnelle continue requise pour le PLM. Néanmoins tous les freins ne sont pas adressés, et tant les pratiques que les technologies émergentes amènent de nouveaux problèmes nécessitant de faire progresser l’état de l’art et la transformation numérique. Trois perspectives à court terme concernent l’interopérabilité PLM en relation avec le Cloud, l’Intelligence Artificielle (IA) et les produits connectés autonomes. PLM collaboratif au-dessus de cloud distribués et hétérogènes: les tendances actuelles concernant le Cloud entrainent l’utilisation de plus en plus fréquente de containers orchestrés pour des solutions élastiques à bases de micro services. Cela amène une nouvelle complexité, tant en termes de technologies que de gouvernance. Quels sont les standards requis, existants ou à développer, à fédérer avec ceux déjà identifiés pour maintenir l’interopérabilité PLM dans les écosystèmes numériques? Un aspect particulier est lié à l’impact de la virtualisation sur la capacité à préparer et à construire l’interopérabilité. PLM collaboratif et technologies de l’IA: les tendances actuelles concernant l’intelligence artificielle, qu’il s’agisse de bases de connaissances avec moteurs de règles ou d’apprentissage en profondeur, posent la question de la publication ou de la mise à disposition des données décrivant les produits et les processus associés vers ce type de solutions. Comment préserver la sémantique et le contexte d’interprétation des données en question pour les intégrer dans une chaîne de collaboration maitrisée? Un aspect particulier est lié à la capacité de produire des représentations multiples de règles métier échangeables entre les plateformes technologiques, de telles sortes que les informations produites par les systèmes d’IA soient consistantes avec les données sources en provenance des plateformes PLM. Banc d’essai PLM étendu pour des produits connectés autonomes avec jumeaux numériques: les tendances actuelles concernant les « makers», en lien avec l’extension de l’open source au matériel et aux processus de fabrication additifs, créent une situation nouvelle sans précédent : des produits complets s’appuyant sur des technologies innovantes sont mis à disposition sur étagère, avec les modèles de conception et les processus de fabrication permettant de les construire rapidement avec des coûts très bas, comme prototypes parfaits des nouveaux produits devant communiquer ou interagir avec leurs environnements. Tout en étant représentatifs de la nouvelle complexité à appréhender pour ces types de produits, ils ne sont pas soumis aux contraintes rencontrées pour les autres produits industriels concernant l’accès aux données, qui sont en général confidentielles ou difficiles d’accès. Ils sont par conséquent des composants de choix pour constituer de nouveaux types de banc d’essai pour l’interopérabilité PLM à établir pour des produits connectés autonomes et des jumeaux numériques. Les modèles de conceptions des produits peuvent être réutilisés pour dériver des jumeaux numériques de ces produits, pour leur surveillance, leur paramétrage ou leur contrôle à distance dans les divers contextes reflétés par une plateforme collaborative PLM bâtie selon les principes de l’approche fédérative. Ces sujets sont propres à faire surgir de nouveaux problèmes d’interopérabilité dont la résolution se fera dans le cadre de l’approche globale définie avec la Fédération des cadre et solutions d’interopérabilité, permettant d’intégrer les activités de recherche dans des cycles d’innovation raccourcis et adaptés au nouveau contexte résultant de l’évolution des technologies de l’information et de la communication. Le manuscrit est structuré en sept chapitres. Le premier chapitre décrit mes activités liées à la recherche et à l’enseignement. Le second chapitre introduit le sujet de l’interopérabilité PLM basé sur les standards PLM. Le troisième chapitre décrit ma contribution relative à la Fédération des cadres d’interopérabilité. Le quatrième chapitre décrit ma contribution relative à la Préservation Sémantique. Le cinquième chapitre décrit ma contribution relative à la mise en réseau dynamique. Le sixième chapitre décrit ma contribution relative au banc de test pour l’interopérabilité. Le septième chapitre conclut et présente les perspectives de nouvelles contributions à la thématique de l’interopérabilité opérationnelle continue pour le PLM.