Modelado de Workflow con Redes de Petri Coloreadas Condicionales. Alumno: Samuel Garrido Daniel Asesor : Dra. Xiaoou Li

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1 Modelado de Workflow con Redes de Petri Coloreadas Condicionales Alumno: Samuel Garrido Daniel Asesor : Dra. Xiaoou Li México D.F.,

2 Contenido Introducción Planteamiento del problema Antecedentes y motivación Objetivos generales Objetivos particulares Metodología Estado del arte Productos esperados Calendario de actividades Referencias Samuel Garrido Daniel 2

3 Introducción Un Workflow trata la automatización de procesos donde los documentos, la información y las tareas pasan entre los participantes de acuerdo a un conjunto de reglas que deben ser cumplidas o contribuir con un objetivo general del negocio[3]. Un Workflow Managament System es un sistema que completamente define administra y ejecuta workflows a través de ejecución de software donde las reglas de ejecución son manejadas a través de una representación en computadora de la lógica del workflow[2]. Samuel Garrido Daniel 3

4 Introducción Modelado de sistemas Workflow Samuel Garrido Daniel 4

5 Introducción (ii) Para el modelado de Workflow existen metodologías, técnicas, lenguajes y herramientas de software, en [30] se realiza un compendio de posiblemente la mayoría que existen actualmente. Las Redes de Petri es y ha sido muy utilizado para el modelado de Workflow (Coulored PN, Reactives PN, WF-Nets, ). También UML es empleado (Diagramas de activad extendido). Samuel Garrido Daniel 5

6 Planteamiento del problema A pesar de que existen diversos enfoques para el modelado de Workflow, actualmente no existe una metodología gráfica estándar para el modelado de workflows. UML a pesar de su sintaxis gráfica carece de una semántica formal[2]. El juego de tokens de una red de Petri no modela un sistema reactivo, por lo tanto no puede modelar completamente un sistema Workflow[5]. Samuel Garrido Daniel 6

7 Antecedentes y motivación Evolución en sistemas de información[1] Administradores de bases de datos Administración de interfaces de usuario Administración Workflow. Un Sistema Worklfow ayuda en la administración del control de procesos en las Organizaciones. Dentro de la fase de planeación dentro del ciclo de vida de un Workflow se utilizan diversos métodos de modelado como son diferentes enfoques de Redes de Petri. Samuel Garrido Daniel 7

8 Antecedentes y motivación Un Workflow es un sistema reactivo, es decir en su ejecución mantiene interacción con su ambiente[2]. El comportamiento de un sistema reactivo puede ser descrito utilizando reglas de reacción del tipo ECA (event-conditionaction)[2]. Una modificación de las Redes de Petri Coloreadas, CCPN (Conditional Coloured Petri Nets) ha sido propuesta en [6][7] para revelar y representar estructuras de reglas ECA y su interrelación. Samuel Garrido Daniel 8

9 Objetivos generales Diseñar una metodología para el modelado de Workflow basada en Redes de Petri Coloreadas Condicionales 1 (CCPN). 1 Es una extensión de Red de Petri que permite utilizar de manera más natural reglas del tipo ECA (Event-Condition-Action)[7]. Samuel Garrido Daniel 9

10 Objetivos particulares Obtener una sintaxis y semántica basada en CCPN para modelar sistemas Workflow. Desarrollar una interfaz de software que permita utilizar la metodología obtenida. Esperando implementar la mayor parte de primitivas que componen el modelado de Workflow. Obtener una comparación entre los trabajos basados en UML y el trabajo a desarrollarse con CCPN. Mediante un Caso de Uso utilizar la metodología y la implementación de software. Samuel Garrido Daniel 10

11 Metodología Investigar lo relacionado a los principales temas que compondrán el trabajo de tesis. Estudiar lo relacionado a Workflow. Estudiar lo relacionado con UML, principalmente sus Diagramas de Actividad. Estudiar lo relacionado a Redes de Petri y de manera especial las CCPN. Desarrollar la sintaxis y semántica basada en redes de petri coloreadas condicionales para modelar Workflows. Implementar una interfaz de software que permita utilizar la metodología obtenida. (Se utilizará Java y se valorará el uso de XML). Realizar una comparación entre el uso de UML y CCPN. Mediante un caso de estudio, hacer uso y verificar la metodología y la implementación de software. Samuel Garrido Daniel 11

12 Estado del arte El Dr. Wil van der Aalst dirige el principal grupo de investigación sobre Workflow en la Universidad de Eindhoven, Holanda. El tema del modelado de workflow es una de sus áreas principales y en [1][10-17] se tiene algunos de sus trabajos. El grupo Workflow Managament Coalition[27] camina hacia la interoperabilidad de sistemas workflow entre vendedores de software. En [2][22] se muestran extensiones de los diagramas de actividad de UML para el modelado de Workflow. Samuel Garrido Daniel 12

13 Estado del arte (ii) En cuanto a Redes de Petri, en Dinamarca se encuentra el grupo mas importante de investigación, el cual concentra en su portal Web[25] todos los trabajos alrededor del mundo. Existen en la actualidad metodologías informales como ISAC, DFD, SADT, e IDEF [1]; Y metodologías formales entre las cuales tenemos máquinas de estado finito, diagramas de estado, Redes de Petri, y álgebras de procesos como ACP, CSP, CSS[1]; UML por su parte es formal en su sintaxis pero no en su semántica[1], este hecho es reforzado por el grupo puml[29]. Herramientas para el modelado de Worflow como jbpm, COSA, Pflow, METEOR, Protos, Staffware. Samuel Garrido Daniel 13

14 Estado del arte (iii) Lenguajes como XPDL, BPEL, XLANG, WSFL, BPML, WSCI[31]; Y uno de más reciente aparición que es YAWL[33] Especificaciones basadas en XML como XRL[34] y WfXML[35] desarrollado actualmente por el WfMC. Se tienen alrededor de 19 patrones identificados en Workflow[10][31]. Las redes de petri Reactivas presentadas en[5], es un enfoque para el modelado de Workflow. Samuel Garrido Daniel 14

15 Productos esperados Una metodología (sintaxis y semántica) basada en CCPN para el modelado de Workflow. Una implementación de software básica, para utilizar la metodología obtenida. Caso de Estudio. Comparativa entre UML y CCPN para modelar Workflow. Una publicaciones en Congresos nacionales. Una publicación en Revista. Trabajo de Tesis. Samuel Garrido Daniel 15

16 Calendario de actividades Samuel Garrido Daniel 16

17 Referencias [1] Wil van der Aalst, Kees van Hee, ''Worflow Managament. Models, Methods, and Systems', The MIT Press, [2] Hendrik Eshuis, ''Semantics and Verification of UML Activity Diagrams for Workflow Modelling', Doctorate Thesis presented in Twente University, Netherlands, [3] David Hollingsworth. The Workflow Reference Model. Workflow Managament Coalition, [4] zur Muehlen Michael. Workflow-based. Process Controling. Foundation, Dessign and Application of workflow-driven Process Information Systems Logos Berlin, 2004 [5] Hendrik Eshuis, Juliane Denhert. Reactive Petri Nets for Workflow Modeling. University of Berlin, 2003 [6] Medina Marin J. Red de Petri Coloreada Condicional (CCPN) y su Aplicación en Bases de Datos Activas. Tesis de Maestría presentada en la Sección de Computación del Departamento de Ingeniería Eléctrica del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, México. Septiembre de Samuel Garrido Daniel 17

18 Referencias (ii) [7] Xiaoou Li, J. Medina M., Composite Event Specification in Active Data Systems: A Petri nets approcach [8] Alec Sharp, Patrick McDermott. Workflow Modeling, Tools for Process Improvement and Application Development. Artech House Computing Library, 2001 [9] G. Balbo, J. Desel, K. Jensen. Introductory Tutorial on Petri Nets. 21st International Conference on Application and Theory of Petri Nets, June of [10] Will van der Aalst, A.H.M. ter Hofstede, B. Kiepuszewski, and A.P. Barros. Workflow Patterns. Distributed and Parallel Databases, 14(3), pages 5-51, July 2003 [11] Wil van der Aalst, B.F. Workflow mining: a survey of issues and approaches, Data and Knowledge Engineering, 47(2), 2003, pp The MIT Press, [12] Will van der Aalst. ''Petri-net-based Workflow Management Software' [13] Will van der Aalst The Application of Petri Nets to Workflow Managament'' [14] Will van der Aalst, Modeling and analysing workflow using a Petri Net based approach Samuel Garrido Daniel 18

19 Referencias (iii) [15] Wil van der Aalst, Kees van Hee, Worflow Management. Models, Methods, and Systems. The MIT Press, [16] Will van der Aalst, ''Three Good Reasons for Using a Petri-net-based Workflow Management System'' [17] Will van der Aalst. Towards a Workflow Language based on XML, Petri Nets and Worflow Patterns' [18] Martin Fowler, kendall Scott, ''UML Distilled, a Brief Guide to the Standard Object Modelling Language''. Second Edition, Addison Wesley, Samuel Garrido Daniel 19

20 Referencias (iv) [19] J. Merseguer, Javier Campos, ''Software Performance Modeling using UML and Petri Nets''. Department of Informatics and Systems Engineering, Zaragoza University, Zaragoza Spain, [20] Rik Eshuis, R. Wieringa A comparison of Petri Net and Activity Diagram Variants. University of Twente, Netherlands [21] Rik Eshuis, R. Wieringa. Comparing Petri Net and Activity Diagram Variants for Workflow Modeling - A Quest for Reactive Petri Nets. University of Twente, Netherlands [22] Gregor V. Bochmann. Activity Nets: A UML profile for modeling workflow and buisness processes. SITE University of Otawa, [23] Ricardo M. Bastos. ''Extending UML Activity Diagrams for Workflow Modeling in Production Systems''. Universidad Pontificia Catolica de Rio Grande del Sur, Brasil, 2001 [24] Marlon Dumas, Arthur H.M. ''UML Activity Diagrams as a Workflow Specification Language''. Queensland University, Australia. Published in Proceedings of the UML'2001 Conference, 2000 Samuel Garrido Daniel 20

21 Referencias (v) [25] [26] [27] [28] workflow.org/ [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] Samuel Garrido Daniel 21

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