Departamento Organización de Empresas TESIS DOCTORAL. Arquitectura, Metodología y Plataforma Tecnológica para

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1 Departamento Organización de Empresas TESIS DOCTORAL Arquitectura, Metodología y Plataforma Tecnológica para la Ingeniería y Operación de Redes Colaborativas. Una aproximación basada en Servicios Digitales Programa de Doctorado Doctorando Directores Modelos avanzados para la Dirección de Operaciones y la Gestión de la Cadena de Suministros Rubén Darío Franco Pereyra Ángel Ortiz Bas Francisco Cruz Lario Esteban Valencia Junio 2012

2 Índice de contenidos vii

3 Índice Agradecimientos 5 Resumen ejecutivo 15 Resum 17 Executive summary 19 Capítulo 1 Descripción de la investigación Introducción Motivación y objetivos Evolución del doctorando hacia la conceptualización del problema a resolver Contexto científico de esta Tesis Doctoral Conceptos previos Identificación del problema a resolver Objetivos de la Tesis Doctoral Enfoque para la resolución del problema Estructura del documento de Tesis Proceso de construcción de la solución propuesta Conclusiones Referencias 40 Capítulo 2 Gestión de Redes Colaborativas La importancia de la colaboración entre organizaciones Naturaleza de las relaciones colaborativas Formas de organizar las relaciones interorganizativas: Mercados, Jerarquías y Redes Las Redes Colaborativas (RC) Posibles ámbitos de estudio de las RC El concepto de Redes Interorganizativas o Colaborativas Dimensión Estructural de las RC Dimensión de Gobierno de una RC Las RC como estructuras dinámicas Análisis de los aspectos dinámicos presentes en las RC Resumen de principales características de una RC. Análisis de las aportaciones previas Aspectos Estructurales de las RC Forma de gobierno: planificación de la actividad conjunta Forma de gobierno: seguimiento y coordinación de la actividad conjunta Gestión de RC Dinámicas Introducción a la gestión de RC 76 ix

4 Ciclo de vida de las RC Roles en las RC Proyectos europeos recientes Principales actividades de la gestión de RC Fundamentos para la gestión de RC Sistemas de Gestión de RC Requerimientos para un sistema de Gestión de RC Ingeniería Empresarial para la gestión operativa de RC Interoperabilidad en la gestión de RC Conclusiones Referencias 96 Capítulo 3 Interoperabilidad en RC Dinámicas y el rol de los VBE Introducción Fundamentos de Interoperabilidad en RC Dinámicas Integración o interoperabilidad Importancia de la Interoperabilidad El concepto de Interoperabilidad Barreras a la Interoperabilidad Niveles de interoperabilidad Esquemas de soluciones para las barreras de interoperabilidad Marcos de Referencia para soluciones de Interoperabilidad Marco Europeo de Interoperabilidad (European Interoperability Framework) Marco e-health de Interoperabilidad (The E-Health Interoperability Framework) Marco de Referencia LISI (Levels of Information Systems Interoperability) Marco de interoperabilidad IDEAS Marco de interoperabilidad ATHENA Marco de interoperabilidad de la red de excelencia INTEROP Análisis de los marcos de referencia para interoperabilidad en el contexto de esta Tesis Los Virtual Organization Breeding Environments Introducción Virtual Organization Breeding Environments (VBE). Concepto Misión de un VBE Miembros y roles en un VBE 159 x

5 El Ciclo de Vida de un VBE Funcionalidades de un sistema para la gestión VBE según su CdV Necesidades de investigación en el ámbito de los VBEs Los VBE como entornos de interoperabilidad para RC Creación de RC Dinámicas a partir de un VBE Relación entre el ciclo de vida de un VBE y el de una RC Integración de roles y ámbitos del VBE y las RC Soporte de un VBE en el ciclo de vida de una RC dinámica Avance hacia la propuesta para la ingeniería integrada de VBE y RC Dinámicas Acerca de la necesidad de un enfoque integrado Requerimientos de interoperabilidad en VBE y RC Retos y soluciones propuestas para las barreras de interoperabilidad a nivel operativo Modelos de referencia en la ingeniería integrada de VBE y RC Primera aproximación a la arquitectura integrada de VBE y RC Dimensiones de la propuesta de arquitectura integrada Conclusiones Referencias 193 Capítulo 4 Ingeniería y Operación de RC en el contexto de un VBE Introducción Integración e Ingeniería Empresarial Evolución de la Integración Empresarial Ingeniería Empresarial Modelado Empresarial Principios básicos del modelado empresarial Requerimientos del modelado empresarial Modelos parciales: vistas Entornos de Ingeniería y Operación en la IE Arquitecturas de Ingeniería e Integración Empresarial Introducción CIMOSA - Open Systems Architecture for CIM GERAM - Generalized Enterprise Reference Architecture and Methodology IEM - Integrated Enterprise Modeling Arquitecturas y Marcos para la Ingeniería de Redes Colaborativas 226 xi

6 VERAM - Virtual Enterprise Architecture and Methodology ARCON - A Reference Model for COllaborative Networks Ingeniería y Modelado Empresarial en el ámbito de esta Tesis Principios de la Ingeniería Empresarial aplicables a esta Tesis Análisis de la contribución global de las distintas Arquitecturas de Referencia Comparación de las distintas Arquitecturas de Referencia específicas para RC Necesidad de una revisión para CIMOSA Enfoques complementarios a utilizar Definición de la arquitectura global de esta Tesis. Fase I-b Planteamiento general de la solución. Cierre de la Fase I Elementos arquitectónicos que componen esta propuesta Representación de la arquitectura parcial para la gestión integrada de VBE y RC Conclusiones Referencias 261 Capítulo 5 Orientación a servicios en RC Dinámicas Motivación y estructura del capítulo Introducción Estructura del capítulo Coordinación de operaciones y gestión de la información en las RC Dinámicas Procesos de negocio extendidos El problema de la latencia de la información en procesos extendidos Componentes de la latencia de información La latencia de información en procesos de una RC Dinámica Enfoques para reducir la latencia en una RID Modelos de arquitecturas tecnológicas para el soporte a los procesos de negocio Servicios electrónicos o e.servicios El concepto de Servicio El concepto de e.servicio desde una perspectiva de negocio El concepto de e.servicio desde una perspectiva técnica Tipos de servicios de red Composición de Servicios de Red Diseño de Servicios Electrónicos Integración de los Servicios Electrónicos en los Procesos de Negocio Extendidos 303 xii

7 Intercambio de mensajes en procesos extendidos basados en servicios electrónicos Arquitecturas Orientadas a Servicios - SOA Concepto de SOA Componentes de una Arquitectura Orientadas a Servicios Entidades principales de una Arquitectura Orientadas a Servicios Perspectiva Tecnológica de SOA La importancia de SOA desde una perspectiva de negocio Orientación a Servicios para la Interoperabilidad en RC Dinámicas Un diseño y ejecución guiados por modelos Diseño de Servicios Electrónicos Orientado a Interfaces El principio de interoperabilidad Autonomía y modularidad Integración de procesos, servicios y datos desde una perspectiva de servicios Conclusiones Referencias 333 Capítulo 6 Las Entidades de Servicios Introducción Las Entidades de Servicios Motivación Aportaciones previas Concepto Entidades de Servicios Abstractas (ESA) Concepto Mecanismos de creación de Entidades de Servicios Abstractas El repositorio de Entidades de Servicios Abstractas Entidades de Servicios Concretas (ESC) Concepto Creación de Entidades de Servicios Concretas (ESC) El repositorio de Entidades de Servicios Concretas Relaciones entre Entidades de Servicios Relaciones entre Entidades de Servicios Abstractas Relaciones entre Entidades de Servicios Concretas Atributo de Visibilidad en una Entidad de Servicios Concreta 362 xiii

8 6.6. Procedimiento para Modelado de Entidades de Servicios Abstractas Ejemplo de Modelado de ESA y ESC Modelado de procesos con ESA y ESC Arquitectura de referencia para Entidades de Servicios Antecedentes Dimensiones de la propuesta de arquitectura para ES Conclusiones Referencias 378 Capítulo 7 Arquitectura para la gestión integrada de VBE, RC y ES Introducción Elementos de la propuesta Visión general de la solución El enfoque MAT Descripción del enfoque de la solución Integración de los Ciclos de Vida Ciclos de Vida a integrar El CdV integrado de las RC Integración de las vistas de modelado El rol de las Entidades de Servicios en el modelado de RC y VBE Integración de modelos con ES Definición de la arquitectura Componentes básicos de la arquitectura Resumen de las aportaciones introducidas en capítulos anteriores Descripción detallada de las arquitecturas parciales Integración de arquitecturas parciales Enfoques de modelado al utilizar la arquitectura Interoperabilidad en la arquitectura propuesta Conclusiones 443 Capítulo 8 Metodología para la gestión integrada de VBE, RC y ES Introducción Consideraciones previas Aproximación general Roles 452 xiv

9 8.3. Visión general de la metodología Visión detallada de la metodología Gestión de VBE Gestión de RC Gestión de ES Integración funcional entre roles Aplicación a un caso de ejemplo Introducción Descripción del escenario Aplicación de la metodología Conclusiones 487 Capítulo 9 Diseño e implementación de una plataforma tecnológica Introducción Arquitectura Tecnológica. Visión global Introducción Componentes básicos de la arquitectura Arquitectura Tecnológica. Visión detallada Arquitectura general Componentes del Gestor de VBE Componentes del Gestor de CN Componentes de los Clientes ES Gestor de VBE Soporte al Ciclo de Vida de VBE Descripción funcional Descripción de las clases principales Gestor de Redes Colaborativas Ciclo de Vida de la RC Descripción funcional Descripción de las clases principales Gestor de Entidades de Servicios Ciclo de Vida de ES Descripción funcional Configuración del nodo 530 xv

10 Operación del nodo Descripción de tablas Conclusiones 537 Capítulo 10 Validación de la propuesta Plan de validación Escenario 1: Herramienta de planificación de operaciones para una RC Industrial Introducción Arquitectura general Interoperabilidad con el VBE (Manbree) Modelo estático Algoritmo de planificación Escenario 2: Plataforma ColNet Service Oriented Platform for Extended Business Process Management Aproximación general de ColNet Perspectiva funcional de ColNet Roles en ColNet Descripción técnica de ColNet Interfaz de ColNet Implementaciones de ColNet Conclusiones 565 Capítulo 11 Conclusiones y líneas futuras Conclusiones Revisión detallada de las cuestiones de investigación Líneas futuras Main conclusions Detailed review of initial research questions Future research work 585 xvi