Estimation des projets de l'entreprise numérique approche systémique, coûts, qualité et délais Coll. Etudes et logiciels informatiques

Les projets informatiques sont désormais développés dans le cadre d’un système existant. Ils doivent, in fine, s’intégrer en interaction avec d’autres projets, sur les infrastructures communes de l’entreprise et sans interrompre le service : c’est la notion d’usine logicielle.

Estimation des projets de l’entreprise numérique s’intéresse particulièrement à l’analyse des coûts d’intégration. Un modèle original d’estimation de ces coûts est proposé assurant l’équilibrage des quatre grandeurs fondamentales : coût, qualité, fonctionnalité et délai. Cet ouvrage bénéficie des travaux effectués par le groupe de travail Intégration & Complexité de l’association CESAMES, en relation avec la chaire X-ParisTech, ce qui a permis de valider le modèle avec les industriels participants. Il présente en détail le modèle COCOMO et dresse les grandes lignes de la méthode de comptage par points de fonctions. Une étude de cas basée sur les systèmes C4ISTAR illustre l’utilisation de ces méthodes dans un contexte de systèmes réels de grande complexité.

Préface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Daniel KROB

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Philippe MENJOULOU

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Chapitre 1. Une logique d’identification du coût complet . . . . . . . . . . . 41

1.1. Brève histoire des modèles d’estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1.1.1. Un monde nouveau : l’informatique distribuée . . . . . . . . . . . 45

1.1.2. L’évolution du métier de programmeur . . . . . . . . . . . . . . . . 49

1.2. Un nouveau métier : l’architecte intégrateur . . . . . . . . . . . . . . . . 56

1.2.1. Le triangle d’or de l’IS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

1.2.1.1. La dimension « objectif » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

1.2.1.2. La dimension « processus » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

1.2.1.3. Les processus généraux de l’IS . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

1.2.1.4. Les processus d’ingénierie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

1.2.1.5. La dimension « homme et organisation » . . . . . . . . . . . 64

1.2.1.6. La dimension « logicielle » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

1.2.1.7. La dimension « temporelle » et l’évolution du système . . . 71

1.3. Notion d’usine système/usine logicielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

1.4. La nature des coûts d’intégration système – Complexité

de l’intégration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

1.4.1. Analyse des exigences et architecture système . . . . . . . . . . . . 86

1.4.1.1. Cas simple d’une architecture 3-tiers . . . . . . . . . . . . . . 86

1.4.1.2. Rappel sur les couplages en ingénierie . . . . . . . . . . . . . 87

1.4.1.3. Cas général, architecture multi-tiers . . . . . . . . . . . . . . . 93

1.4.2. Complexité de l’intégration – Couplages et interopérabilité . . . . 94

1.4.2.1. Cas de l’interopérabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

1.4.3. Complexité et délai de réalisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

1.4.4. Complexité des IHM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

1.4.5. Logique d’estimation des coûts d’intégration . . . . . . . . . . . . 111

1.4.5.1. Valider les couplages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

1.4.5.2. Analyse qualitative de l’effort de validation

des couplages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

1.4.5.3. Influence de la maturité sur les coûts . . . . . . . . . . . . . . 122

1.4.5.4. Analyse quantitative de l’effort d’intégration . . . . . . . . . 124

1.4.5.5. Comment estimer ce pourcentage ? . . . . . . . . . . . . . . . 127

1.5. Synthèse des coûts induits par le niveau système et applications . . . . 128

1.5.1. Application au cas des progiciels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

1.5.2. Application à la maintenance et aux évolutions mineures . . . . . 135

Chapitre 2. Les fondamentaux de l’estimation : aspects statiques

et dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

2.1. Les grandeurs fondamentales CQFD et leurs unités de mesure . . . . . 141

2.1.1. Première difficulté : la démarcation et les critères

de mesurage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

2.1.2. Seconde difficulté : le rôle de l’observateur humain . . . . . . . . 143

2.1.3. Troisième difficulté : les grandeurs caractéristiques

sont discrètes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

2.2. La vision dynamique du processus de développement . . . . . . . . . . 151

2.2.1. Modèle de référence du cycle projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

2.2.2. Modèle des tâches des processus projets . . . . . . . . . . . . . . . 156

2.2.3. Quelques lois d’échelle simples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

2.2.4. Modèle de découverte des défauts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

2.2.5. Les modes dégradés du modèle de référence . . . . . . . . . . . . . 166

2.2.6. Le cycle système itératif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

2.3. Les bases de l’estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

2.3.1. L’approche fonctionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

2.3.2. L’approche programme : données, instructions et contrôles . . . . 177

2.4. La machine à produire le logiciel – Usines logicielles

de développement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

2.4.1. Les différents rôles dans l’équipe de développement . . . . . . . . 182

2.4.2. Usine développement dans le contexte système . . . . . . . . . . . 183

2.4.3. Situations d’équilibre et de déséquilibre au sein

d’un cycle système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

2.5. Impact du multiplexage des ressources sur la productivité . . . . . . . . 188

2.6. Impact de la compression des délais sur la productivité

des programmeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

2.6.1. Influence de la durée, de l’effectif et des réunions

sur la productivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

2.6.1.1. La durée et les effectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

2.6.1.2. La dynamique des réunions et l’effort associé

à la communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

2.7. Le modèle analytique du programmeur isolé parfait (PIP) . . . . . . . . 199

2.7.1. Facteurs matériels et vitesse limite de transcription . . . . . . . . . 202

2.7.2. Facteurs combinatoires liés aux nombres

de symboles manipulés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

2.7.3. Récapitulatif des paramètres du modèle du programmeur

isolé parfait (PIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

2.8. Les limites des modèles d’estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

2.8.1. Règle de sagesse des directeurs et/ou des chefs de projets . . . . . 228

Chapitre 3. Le modèle COCOMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

3.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

3.2. Contexte d’utilisation du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

3.2.1. Typologie des programmes informatiques . . . . . . . . . . . . . . 231

3.2.1.1. Programmes S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

3.2.1.2. Programmes P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

3.2.1.3. Programmes E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

3.3.2. Cycle de développement de référence et phases

du modèle COCOMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

3.3. Le modèle COCOMO 81 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

3.3.1. Equations de base du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

3.3.2. Ventilation de l’effort par phase du projet . . . . . . . . . . . . . . 240

3.3.2.1. Stratégie de recouvrement des activités par phase :

approche générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

3.3.2.2. Approche phase/activités du modèle COCOMO . . . . . . . 240

3.3.2.3. Recouvrement et conduite de projet . . . . . . . . . . . . . . . 243

3.3.3. Répartition de l’effort et de la durée par phase . . . . . . . . . . . . 245

3.3.4. Répartition par activités de l’effort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

3.4. Cas des applications composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

3.4.1. Combinaison de S, P, E programmes . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

8 Estimation des projets de l’entreprise numérique

3.4.2. La réutilisation de composants logiciels . . . . . . . . . . . . . . . . 252

3.4.3. Les progiciels et les COTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

3.5. Approfondissement de la notion de KISL . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

3.5.1. Les facteurs de coût . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

3.5.2. Influence des langages de programmation objet . . . . . . . . . . . 260

3.5.3. Prise en compte de l’architecture et de l’intégration . . . . . . . . 262

3.6. Les modèles COCOMO intermédiaire et COCOMO détaillé . . . . . . 264

3.6.1. Le modèle intermédiaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

3.6.2. Le modèle détaillé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

3.7. Le modèle COCOMO II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

3.7.1. Motivations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

3.7.2. Les hypothèses de base du modèle COCOMO II . . . . . . . . . . 273

3.7.3. Les points d’objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

3.7.4. Le modèle nominal COCOMO II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

3.7.5. Remarques des auteurs à propos de COCOMO II . . . . . . . . . . 281

3.8. Compléments COCOMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

3.8.1. COCOMO 81 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

3.8.2. COCOMO II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

Chapitre 4. Estimation par la méthode des points de fonctions . . . . . . . . 299

4.1. Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

4.2. Fondement de la méthode des points de fonctions . . . . . . . . . . . . . 300

4.2.1. Le poids des données dans les systèmes d’information . . . . . . . 302

4.2.1.1. Le périmètre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

4.2.1.2. Distinction entrant/sortant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

4.2.1.3. Distinction données internes/données externes . . . . . . . . 305

4.2.1.4. Les interrogations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

4.2.1.5. Les traitements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

4.2.2. Calibrage du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

4.2.3. Logique de la transformation des données en lignes de code . . . 313

4.2.4. Les abaques de comptage du modèle IFPUG . . . . . . . . . . . . . 316

4.2.4.1. Complexité des GDI/GDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

4.2.4.2. Complexité des ENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

4.2.4.3. Complexité des SOR et INT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

4.2.4.4. Poids numériques des complexités . . . . . . . . . . . . . . . 317

4.2.4.5. Logique de comptage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

4.3. Intérêt et limites d’emploi du modèle PF . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

4.3.1. Comment chiffrer le patrimoine applicatif d’une entreprise . . . . 320

4.3.2. Quelques pathologies fréquentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

4.3.2.1. Le calcul des points de fonctions à partir des lignes

de code source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

4.3.2.2. Les points de tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

Chapitre 5. Étude du cas des systèmes de la famille C4ISTAR . . . . . . . . 327

5.1. Caractéristiques générales des systèmes C4ISTAR . . . . . . . . . . . . 327

5.2. Ingénierie des coûts/délais de projets complexes . . . . . . . . . . . . . . 329

5.2.1. Taille des systèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

5.2.1.1. Mutualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

5.2.2. Décrire une situation de crise – Le problème de l’IHM. . . . . . . 334

5.3. Prendre du recul par rapport aux informations patrimoniales

disponibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

5.3.1. Vade-mecum et COCOMO simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

5.3.2. Conséquence d’un défaut d’analyse de la complexité . . . . . . . . 337

5.3.3. Estimation des lignes de code par le modèle PF . . . . . . . . . . . 338

5.3.4. Influence de l’arbre d’intégration sur le coût . . . . . . . . . . . . . 341

5.3.5. Cas du système transverse socle technique mutualisé . . . . . . . . 343

5.3.6. Pathologie des lignes de code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

5.4. Information statistique – Agilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

5.4.1. Découverte des défauts sur l’ensemble du cycle . . . . . . . . . . . 346

5.4.2. Coût de correction des défauts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

5.4.3. Agilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

Conclusion. Loi du bon usage des méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

Annexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381

Sigles et acronymes d’usage courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389