Workflow data exchange semantics, object discovery & integration architecture for cross media production & distribution

There has been a clear lack of common data exchange semantics for inter-organisational workflow management systems where the research has mainly focused on technical issues rather than language constructs. This paper presents the neutral data exchanges semantics required for the workflow integration within the AXAEDIS framework and presents the mechanism for object discovery from the object repository where little or no knowledge about the object is available. The paper also presents workflow independent integration architecture with the AXAEDIS Framework.

Workflow-oriented collaborative grid portals

The paper presents how workflow-oriented, single-user Grid portals could be extended to meet the requirements of users with collaborative needs. Through collaborative Grid portals different research and engineering teams would be able to share knowledge and resources. At the same time the workflow concept assures that the shared knowledge and computational capacity is aggregated to achieve the high-level goals of the group. The paper discusses the different issues collaborative support requires from Grid portal environments during the different phases of the workflow-oriented development work. While in the design period the most important task of the portal is to provide consistent and fault tolerant data management, during the workflow execution it must act upon the security framework its back-end Grids are built on.

Integrative workflow-embedded support for process automation and management

This paper presents the on-going research performed in order to integrate process automation and process management support in the context of media production. This has been addressed on the basis of a holistic approach to software engineering applied to media production modelling to ensure design correctness, completeness and effectiveness. The focus of the research and development has been to enhance the metadata management throughout the process in a similar fashion to that achieved in Decision Support Systems (DSS) to facilitate well-grounded business decisions. The paper sets out the aims and objectives and the methodology deployed. The paper describes the solution in some detail and sets out some preliminary conclusions and the planned future work.

Rationality of service composition of Workflow Net in a service oriented architecture

Users’ requirements change drives an information system evolution. Consequently, such evolution affects those atomic services which provide functional operations from one state of their composition to another state of composition. A challenging issue associated with such evolution of the state of service composition is to ensure a resultant service composition remaining rational. This paper presents a method of Service Composition Atomic-Operation Set (SCAOS). SCAOS defines 2 classes of atomic operations and 13 kinds of basic service compositions to aid a state change process by using Workflow Net. The workflow net has algorithmic capabilities to compose the required services with rationality and maintain any changes to the services in a different composition also rational. This method can improve the adaptability to the ever changing business requirements of information systems in the dynamic environment.

The BioDICE Taverna plugin for clustering and visualization of biological data: a workflow for molecular compounds exploration

Background: In many experimental pipelines, clustering of multidimensional biological datasets is used to detect hidden structures in unlabelled input data. Taverna is a popular workflow management system that is used to design and execute scientific workflows and aid in silico experimentation. The availability of fast unsupervised methods for clustering and visualization in the Taverna platform is important to support a data-driven scientific discovery in complex and explorative bioinformatics applications. Results: This work presents a Taverna plugin, the Biological Data Interactive Clustering Explorer (BioDICE), that performs clustering of high-dimensional biological data and provides a nonlinear, topology preserving projection for the visualization of the input data and their similarities. The core algorithm in the BioDICE plugin is Fast Learning Self Organizing Map (FLSOM), which is an improved variant of the Self Organizing Map (SOM) algorithm. The plugin generates an interactive 2D map that allows the visual exploration of multidimensional data and the identification of groups of similar objects. The effectiveness of the plugin is demonstrated on a case study related to chemical compounds. Conclusions: The number and variety of available tools and its extensibility have made Taverna a popular choice for the development of scientific data workflows. This work presents a novel plugin, BioDICE, which adds a data-driven knowledge discovery component to Taverna. BioDICE provides an effective and powerful clustering tool, which can be adopted for the explorative analysis of biological datasets.

Uma proposta de arquitetura de linha de produto para sistemas de gerenciamento de workflow

A tecnologia de workflow vem apresentando um grande crescimento nos últimos anos. Os Workflow Management Systems (WfMS) ou Sistemas de Gerenciamento de Workflow oferecem uma abordagem sistemática para uniformizar, automatizar e gerenciar os processos de negócios. Esta tecnologia requer técnicas de engenharia de software que facilitem a construção desse tipo de sistema. Há muito vem se formando uma consciência em engenharia de software de que para a obtenção de produtos com alta qualidade e que sejam economicamente viáveis torna-se necessário um conjunto sistemático de processos, técnicas e ferramentas. A reutilização está entre as técnicas mais relevantes desse conjunto. Parte-se do princípio que, reutilizando partes bem especificadas, desenvolvidas e testadas, pode-se construir software em menor tempo e com maior confiabilidade. Muitas técnicas que favorecem a reutilização têm sido propostas ao longo dos últimos anos. Entre estas técnicas estão: engenharia de domínio, frameworks, padrões, arquitetura de software e desenvolvimento baseado em componentes. Porém, o que falta nesse contexto é uma maneira sistemática e previsível de realizar a reutilização. Assim, o enfoque de linha de produto de software surge como uma proposta sistemática de desenvolvimento de software, baseada em uma família de produtos que compartilham um conjunto gerenciado de características entre seus principais artefatos. Estes artefatos incluem uma arquitetura base e um conjunto de componentes comuns para preencher esta arquitetura. O projeto de uma arquitetura para uma família de produtos deve considerar as semelhanças e variabilidades entre os produtos desta família. Esta dissertação apresenta uma proposta de arquitetura de linha de produto para sistemas de gerenciamento de workflow. Esta arquitetura pode ser usada para facilitar o processo de produção de diferentes sistemas de gerenciamento de workflow que possuem características comuns, mas que também possuam aspectos diferentes de acordo com as necessidades da indústria. O desenvolvimento da arquitetura proposta tomou como base a arquitetura genérica e o modelo de referência da Workflow Management Coalition (WfMC) e o padrão de arquitetura Process Manager desenvolvido no contexto do projeto ExPSEE1. O processo de desenvolvimento da arquitetura seguiu o processo sugerido pelo Catalysis com algumas modificações para representar variabilidade. A arquitetura proposta foi descrita e simulada através da ADL (Architecture Description Language) Rapide. A principal contribuição deste trabalho é uma arquitetura de linha de produto para sistemas de gerenciamento de workflow. Pode-se destacar também contribuições para uma proposta de sistematização de um processo de desenvolvimento de arquitetura de linha de produto e também um melhor entendimento dos conceitos e abordagens relacionados à prática de linha de produto, uma vez que esta tecnologia é recente e vem sendo largamente aplicada nas empresas.

Evolução de esquemas de workflow representados em XML

Sistemas de gerência de workflow estão sendo amplamente utilizados para a modelagem e a execução dos processos de negócios das organizações. Tipicamente, esses sistemas interpretam um workflow e atribuem atividades a participantes, os quais podem utilizar ferramentas e aplicativos para sua realização. Recentemente, XML começou a ser utilizada como linguagem para representação dos processos bem como para a interoperação entre várias máquinas de workflow. Os processos de negócio são, na grande maioria, dinâmicos, podendo ser modi- ficados devido a inúmeros fatores, que vão desde a correção de erros até a adaptação a novas leis externas à organização. Conseqüentemente, os workflows correspondentes devem também evoluir, para se adequar às novas especificações do processo. Algumas propostas para o tratamento deste problema já foram definidas, enfocando principalmente as alterações sobre o fluxo de controle. Entretanto, para workflows representados em XML, ainda não foram definidos mecanismos apropriados para que a evolução possa ser realizada. Este trabalho apresenta uma estratégia para a evolução de esquemas de workflow representados em XML. Esta estratégia é construída a partir do conceito de versionamento, que permite o armazenamento de diversas versões de esquemas e a consulta ao hist´orico de versões e instâncias. As versões são representadas de acordo com uma linguagem que considera os aspectos de evolução. As instâncias, responsáveis pelas execuções particulares das versões, também são adequadamente modeladas. Além disso, é definido um método para a migração de instâncias entre versões de esquema, no caso de uma evolução. A aplicabilidade da estratégia proposta é verificada por meio de um estudo de caso.

Construção de um ambiente de desenvolvimento de software baseado em um sistema de gerência de workflow e outros produtos comerciais

Este trabalho apresenta uma arquitetura para Ambientes de Desenvolvimento de Software (ADS). Esta arquitetura é baseada em produtos comerciais de prateleira (COTS), principalmente em um Sistema de Gerência de Workflow – SGW (Microsoft Exchange 2000 Server – E2K) - e tem como plataforma de funcionamento a Internet, integrando também algumas ferramentas que fazem parte do grande conjunto de aplicativos que é utilizado no processo de desenvolvimento de software. O desenvolvimento de um protótipo (WOSDIE – WOrkflow-based Software Development Integrated Environment) baseado na arquitetura apresentada é descrito em detalhes, mostrando as etapas de construção, funções implementadas e dispositivos necessários para a integração de um SGW, ferramentas de desenvolvimento, banco de dados (WSS – Web Storage System) e outros, para a construção de um ADS. O processo de software aplicado no WOSDIE foi extraído do RUP (Rational Unified Process – Processo Unificado Rational). Este processo foi modelado na ferramenta Workflow Designer, que permite a modelagem dos processos de workflow dentro do E2K. A ativação de ferramentas a partir de um navegador Web e o armazenamento dos artefatos produzidos em um projeto de software também são abordados. O E2K faz o monitoramento dos eventos que ocorrem dentro do ambiente WOSDIE, definindo, a partir das condições modeladas no Workflow Designer, quais atividades devem ser iniciadas após o término de alguma atividade anterior e quem é o responsável pela execução destas novas atividades (assinalamento de atividades). A arquitetura proposta e o protótipo WOSDIE são avaliados segundo alguns critérios retirados de vários trabalhos. Estas avaliações mostram em mais detalhes as características da arquitetura proposta e proporcionam uma descrição das vantagens e problemas associados ao WOSDIE.

Aplicando o conhecimento sobre os aspectos estruturais da organização no processo de modelagem de workflow

Uma organização é um arranjo sistemático composto de duas ou mais pessoas que compartilham um objetivo comum. A estrutura organizacional envolve um conjunto de aspectos ou parâmetros estruturais, os quais são freqüentemente conhecidos através da análise de documentos de planejamento existentes na organização, além de entrevistas com os funcionários e com a direção. Todavia, nem sempre a organização apresenta estas fontes de informação, dificultando o seu entendimento. Autores e profissionais da administração argumentam que a estrutura de uma organização deve ser delineada em função das necessidades dos seus processos de negócio e não vice-versa. Seguindo esta linha de raciocínio, pode-se, concluir que a estrutura dos processos de negócio está refletida na estrutura organizacional. Um processo de negócio é um conjunto de um ou mais procedimentos ou atividades relacionadas as quais, coletivamente, realizam um objetivo de negócio no contexto de uma estrutura organizacional. As organizações modernas apresentam demandas relacionadas à automação de seus processos de negócio devido à alta complexidade dos mesmos e a necessidade de maior eficiência na execução. Por este motivo é crescente a difusão de sistemas baseados em tecnologias de informação capazes de proporcionar uma melhor documentação, padronização e coordenação dos processos de negócio. Neste contexto, a tecnologia de workflow tem se mostrado bastante eficaz, principalmente, para a automatização dos processos de negócio. Contudo, por ser uma tecnologia emergente e em evolução, workflow apresenta algumas limitações. Uma das principais é a ausência de técnicas que garantam correção e eficiência ao projeto de workflow nas fases de análise de requisitos e modelagem. Nestas fases, os projetistas precisam adquirir conhecimento sobre a organização e seus processos de negócio. O entendimento da organização pode ser dificultado devido à ausência de documentos de planejamento e a problemas de conflitos de linguagem e resistências culturais que podem surgir nas entrevistas. Este trabalho tem por objetivo investigar as relações entre diferentes tipos de estrutura organizacional e (sub)processos de workflow específicos. Caso existentes, tais relações podem tanto facilitar o Projeto de workflow a partir do conhecimento da estrutura organizacional, como, também, permitir o entendimento da organização a partir de processos de workflow já existentes.

Suporte à reengenharia de processos e negócios com base em sistemas de workflow

O mundo globalizado de hoje conduz as organizações a buscarem, cada vez mais, a Reengenharia de Processos de Negócio ou BPR – Business Process Reengineering como uma solução para se manterem competitivas em seus respectivos mercados. Uma das tecnologias de informação que aparece como habilitadora da BPR é a tecnologia de Workflow (fluxos de trabalho), onde os WfMS – Workflow Management Systems ou Sistemas de Gerenciamento de Workflow, através de metodologias e software, facilitam a transformação que está sendo exigida às empresas para se manterem competitivas. Existem, atualmente, muitos estudos sobre WfMS, o que evidência esta como sendo uma área bastante próspera e em desenvolvimento. Apesar de existirem diversos WfMS comerciais com ferramentas para dar suporte à modelagem e, posterior, reengenharia dos processos de negócio, os recursos fornecidos para a reengenharia de processos que são voltados para a análise, teste e monitoramento de workflow, não levam em consideração os mecanismos de coordenação de atividades, inerentes à estrutura organizacional existente. Busca-se, através deste trabalho, estudar o problema do processo de reengenharia e da otimização de processos, a partir da análise de (sub)processos de WfMS, considerando alguns aspetos estruturais das organizações. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é identificar e descrever, de forma sistemática, o relacionamento existente entre (sub)processos de workflow e mecanismos de coordenação de atividades. Com isso, pretende-se que com os resultados obtidos possam ser utilizados como ponto de partida para o desenvolvimento de um sistema automatizado para auxiliar na reengenharia de processos com base em WfMS.

Um Estudo sobre modelos conceituais para ferramentas de definição de processos de workflow

A crescente necessidade de padronização, eficácia e gerenciamento de processos têm aumentado o interesse das mais diferentes organizações pela tecnologia de workflow. Entretanto, a rápida propagação da tecnologia de workflow, ocorrida na última década, fez com que muitos sistemas desenvolvidos nesta área fossem disponibilizados e difundidos sem uma padronização clara. Analisando-se especificamente a fase de construção do workflow, nota-se que há muitas divergências. Conceitualmente, ainda não há modelos nem metodologias de modelagem amplamente aceitos e consolidados. Quanto às implementações, ainda não existe uma especificação clara e detalhada das ferramentas de definição. A conseqüência deste panorama é a baixa interoperabilidade e a baixa padronização dos conceitos, funcionalidades e interações das ferramentas de definição. Contudo, muitos esforços estão sendo feitos para solucionar o problema da interoperabilidade e padronização. A área de workflow como um todo já começa a apontar fortes tendências de padronização dos conceitos, funcionalidades e interações de seus sistemas. Detectar e avaliar tais tendências são os focos de estudos desta dissertação. Mais precisamente, o objetivo desta dissertação é fornecer informações e métodos que possam ajudar desenvolvedores e usuários de ferramentas de definição a: compreender, descrever e avaliar os conceitos, funcionalidades e interações deste tipo de ferramenta. Para tanto, é mostrado um método de descrição de modelos conceituais de ferramentas de definição. O referido método é resultado de uma pesquisa sobre o modelo conceitual deste tipo de ferramenta. Com base nas informações pesquisadas, foi desenvolvido o modelo conceitual de uma ferramenta de definição chamada de Amaya Workflow (AW). Para mostrar a viabilidade de implementação do modelo conceitual AW e concretizar em um software os estudos desenvolvidos durante esta dissertação, foi implementado o protótipo Amaya Workflow. Por fim, é mostrado um panorama geral das funcionalidades, conceitos e interações das principais ferramentas de definição existentes. Com base neste panorama e nos estudos anteriores, é descrito um método de avaliação de modelos conceituais de ferramentas de definição.

Proposta e implementação de uma máquina de workflow para o Projeto CEMT

Este trabalho apresenta um protótipo de uma máquina de workflow, de uso geral, implementado em plataforma de software livre. O protótipo utiliza um servidor web com PHP, em sistema operacional Linux, alguns programas desenvolvidos em C e o banco de dados MySql. O projeto CEMT demanda o uso da tecnologia de workflow, com o objetivo de controlar a execução de cursos a distância. Antes de ser iniciado o desenvolvimento do protótipo, foi feito um estudo sobre algumas máquinas de workflow existentes, com o objetivo de encontrar alguma que tivesse licença livre e pudesse ser utilizada no projeto CEMT, ou colher subsídios para o desenvolvimento de uma máquina de workflow própria. Foram testadas duas máquinas de workflow de licença livre (Openflow e OFBIZ), uma máquina com cópia de demonstração (Reactor) e foram consultadas as documentações fornecidas pelos fabricantes. Além disso foi consultada também a documentação do Domino Workflow, que não disponibilizou cópia de avaliação e cuja licença não é livre. Um dos requisitos do protótipo é a compatibilidade com os padrões de interface recomendados pela WfMC. Esses padrões permitem a interoperabilidade entre softwares de workflow. O primeiro benefício da adoção desses padrões é a interação com o editor gráfico de workflow AW (Amaya Workflow), desenvolvido no Instituto de Informática da UFRGS. Este editor gera definições de processos de workflow no formato da linguagem XPDL (XML Process Definition Language), que alimentam a máquina de workflow. O esquema XPDL foi traduzido para um esquema de banco de dados relacional e foi desenvolvido um compilador que lê um arquivo no formato XPDL e gera comandos SQL de inserção das informações desse arquivo no banco de dados. Foi desenvolvida uma interface web para demonstrar o funcionamento do protótipo. A API definida na Interface 2 da WfMC foi implementada parcialmente. Essa API permite o desenvolvimento independente de outras interfaces de usuário. Foram propostas algumas extensões à Interface 1 e modificações na definição de estados recomendada pela Interface 2 da WfMC. Com isso foi possível aumentar o controle sobre a execução das instâncias de workflow. Foram incluídas as restrições de data e possibilidade de bloqueio na execução de instâncias de atividades. Outras extensões possibilitam um serviço de notificações e atividades em grupo e oferecem novas possibilidades de alocação de atividades. O funcionamento básico do protótipo é descrito e inclui as funcionalidades de carga da definição de processo, instanciação de processo, visualização da lista de trabalho e execução das atividades, entre outras.

Estudo e análise de desempenho da antecipação de tarefas em sistemas gerenciadores de workflow

Sistemas Gerenciadores de Workflow (SGWf) têm atraído muita atenção nos últimos anos, por serem baseados em um modelo simples que permite definir, executar e monitorar a execução de processos. Mas este esquema é um tanto quanto rígido e inflexível, apresentando alguns problemas quando da necessidade de sua utilização no controle de processos com características cooperativas, em que o comportamento humano deve ser levado em conta. Este tipo de processo deve apresentar uma certa flexibilidade de forma a possibilitar a troca de resultados entre tarefas, acabando com a dependência fim-início existente entre tarefas seqüenciais nos SGWfs tradicionais. A fim de possibilitar este tipo de comportamento, surge a antecipação de tarefas, que tem por objetivo oferecer meios de flexibilizar o fluxo de controle e o fluxo de dados para permitir que tarefas possam ser disparadas antes mesmo da conclusão de suas antecessoras. A antecipação implica no aumento da cooperação entre tarefas e em melhor desempenho com relação ao tempo de execução dos processos. O aumento na cooperação está relacionado diretamente à troca de resultados, permitindo que duas ou mais tarefas trabalhem sobre instâncias de um determinado dado que ainda está sendo produzido. O melhor desempenho deve-se ao paralelismo (parcial) criado entre tarefas que deveriam executar de maneira estritamente seqüencial, devido ao disparo das tarefas antes do previsto. Este trabalho então, apresenta um estudo das abordagens de flexibilização de SGWfs, visando encontrar maneiras de prover antecipação de tarefas. O principal objetivo do trabalho é verificar a melhoria de desempenho em termos de tempo de execução dos processos que se pode obter utilizando a antecipação de tarefas Para tal, foi desenvolvido um simulador que suporta a antecipação de tarefas e foram conduzidas simulações, que mostraram os ganhos e alguns padrões de comportamento da utilização da antecipação de tarefas. Para possibilitar o uso da antecipação em processos reais foram realizadas alterações na ferramenta de definição de processos Amaya Workflow e na máquina de workflow do projeto CEMT.