Um Componente de Arquitetura para Suporte à Identificação de Contexto em Processos de Negócio

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1 Um Componente de Arquitetura para Suporte à Identificação de Contexto em Processos de Negócio Trabalho de Mestrado Talita da Cunha Mattos (Aluna), Flávia Maria Santoro (Orientadora) Programa de Pós-Graduação em Informática da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO) Departamento de Informática Aplicada Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO) Rio de Janeiro RJ Brasil {talita.mattos, Ano de Ingresso no Programa de Mestrado: 2010 Época esperada de conclusão: Março/2012 Etapas já concluídas: Defesa da Proposta Resumo. Processos de negócio são o principal fator de sustentação e aperfeiçoamento das competências centrais das organizações. Sua integração com uma eficiente gestão do contexto proporciona a obtenção de um conjunto de variáveis relevantes que impactam na concepção, implementação e instanciação destes processos, com vistas a atingir um objetivo específico. Este artigo apresenta o andamento da pesquisa de mestrado que visa à obtenção de um componente de arquitetura para suporte à identificação de contexto em processos de negócio a partir de elementos contextuais. Palavras-Chave. Agregador, Arquitetura, Contexto, Elemento Contextual, Processo de Negócio. 1. Introdução O processo de negócio é o principal fator de sustentação e aperfeiçoamento das competências centrais das organizações [Tao et al. 2006]. Diante disto, distúrbios e perturbações nas rotinas de negócio precisam ser refletidos em seus processos, de forma que eles sejam capazes de reagir e serem flexíveis no que diz respeito à especificação mútua dos processos e do ambiente. [Rosemann et al. 2008]. Desta forma, a utilização do contexto na adaptação de processos se faz importante, uma vez que o conhecimento contextualizado pode adicionar informações relevantes ao apoio da execução de atividades, além de descrever artefatos ou explicar porque decisões foram tomadas. Nesse cenário, a gestão das informações de contexto, quando implementada em um ambiente computacional, pode atuar como um filtro que define, em um determinado momento, qual conhecimento deve ser levado em consideração no auxílio à execução de tarefas [Gatti 2009]. Para isto, faz-se necessário criar um mecanismo capaz de 470

2 identificar o conhecimento contextual relevante em determinada instância do processo e disponibilizá-lo de forma agregada provendo ao destinatário uma informação de contexto de mais alto nível. Este artigo apresenta o andamento da pesquisa de mestrado que visa à especificação de um componente de arquitetura para suporte à identificação de contexto em processos de negócio a partir de elementos contextuais. 2. Fundamentação Teórica Contexto é definido como uma informação útil para a execução das atividades e para as interações que ocorrem em um processo de trabalho. Em outras palavras, é o que viabiliza a identificação do que é ou não relevante em uma dada situação [Santos 2008]. O conhecimento contextual, segundo Brézillon [1999], contém informações gerais sobre a situação e o ambiente em questão, o que delimita implicitamente o escopo de atuação. Ele pode ser encontrado em experiências, artefatos, atividades, condições, fatos e situações que acontecem durante a execução de um trabalho. Além disso, sabemos que dado um processo de negócio, ocorrem variações em sua execução a cada instância. Isto mostra que a cada iteração existe um conjunto distinto de informações de contexto. Então, em um cenário de processos de negócio, o contexto pode ser definido como o conjunto mínimo de variáveis que contém toda a informação importante que impacta a concepção e a implementação de um processo de negócio [Rosemann e Recker 2006]. Estas variáveis, ou elementos contextuais, ficam armazenadas em um repositório de contextos relevantes. Nesta situação é relevante a utilização de Agregadores. Eles são um componente de arquitetura, responsáveis por capturar os elementos contextuais logicamente relacionados de um repositório e encapsulá-los em um objeto de mais alto nível. A necessidade de agregação se deve à natureza distribuída da informação de contexto. Assim, como o contexto precisa ser recuperado de sensores distribuídos, ao invés de realizar a busca em diversos sensores, os agregadores coletam as informações relevantes para uma dada situação e as tornam disponíveis em um único componente [Dey et al. 2001]. Este elemento permite ainda que várias aplicações acessem a mesma informação de um único agregador. Além disso, ele facilita a inferência de informação contextual, pois inferir contexto de mais alto nível de múltiplos e distribuídos átomos de contexto é mais fácil se eles estiverem disponíveis em um único objeto. 3. Arquiteturas para Sistemas Sensíveis a Contexto Sistemas sensíveis a contexto podem ser aplicados nas mais diferentes áreas, como: inteligência artificial, sistemas colaborativos, sistemas pervasivos e gestão de processos. Cada uma destas áreas de aplicação possui suas próprias especificidades, o que faz com que a arquitetura do seu sistema seja projetada de forma a atender tais características. A revisão de literatura a seguir considerou seis sistemas sensíveis a contexto, cujas arquiteturas realizam o processamento de contexto: Context Framework [Korpipaa et al. 2003], Context Toolkit [Dey et al. 2001], CORTEX [Duran-Limon et al. 2003, Gaia [Anand e Nahrstedt 2002], CEManTIKA [Santos 2008] e Context Management Framework [Floréen et al. 2005]. 471

3 Segundo Baldauf [2007], assim que os dados brutos de contexto são capturados, eles devem ser processados, uma vez que seus consumidores estão interessados em informações já interpretadas e agregadas, ou seja, refinadas. Desta forma, entende-se por processamento de contexto as etapas de agregação e/ou interpretação. Entende-se por agregação a composição de átomos de contexto que coletam todos os dados relativos a uma dada entidade ou para a construção de objetos de contexto de mais alto nível. Já a interpretação compreende a transformação dos dados de contexto incluindo algum conhecimento adicional. Estas formas de abstração facilitam de forma significativa o desenho das aplicações. Dentre as arquiteturas estudadas, existe um grupo que tem em sua arquitetura apenas a fase de agregação de elementos contextuais, não existindo a etapa de interpretação. Em outras palavras, a única inferência que é realizada sobre os dados brutos de contexto é a que agrupa os átomos de contexto e o transforma em objetos de contexto de mais alto nível. Nesta categoria enquadram-se Context Framework, CORTEX, Gaia e CEManTIKA. No Context Framework, o Serviço de Reconhecimento de Contexto utiliza como entrada átomos de contexto e retorna para o Gerenciador de Contexto um único objeto de mais alto nível. No CORTEX, há a introdução do conceito de objetos sensíveis a contexto (sentient objects). A agregação neste caso é obtida pela composição hierárquica destes objetos, ao serem agrupados dois ou mais elementos, gerando sentient objects compostos sensíveis a contexto. No Gaia, os objetos de contexto de mais alto nível são construídos pela execução de operações lógicas de primeira ordem, como quantificação, implicação, conjunção, disjunção e negação do predicado. O CEManTIKA tem como elemento central o Elemento Contextual (CE), que é parte atômica da composição do contexto. Neste sistema, o contexto de uma interação é o conjunto de elementos contextuais instanciados necessários para aquela tarefa. É um conceito dinâmico, definido em tempo de execução. Outra possibilidade são os sistemas sensíveis a contexto que executam tanto a tarefa de agregação quanto a de interpretação. São eles: Context Management Framework e Context Toolkit. Na arquitetura do Context Management Framework, ocorrem as etapas de encapsulamento dos dados capturados, gerenciamento de possíveis inconsistências nestes dados brutos, extração das características dos dados por meio de operações simples, seleção das características relevantes e, finalmente, agregação. Por fim, no Context Toolkit, existe um elemento denominado agregador, que permite que o contexto adquirido seja subscrito, buscado e armazenado. Ele é responsável por todo o contexto de uma entidade (pessoa, lugar ou objeto) e adquire os demais contextos existentes, aumentando o grau de separação entre a aquisição do contexto e o seu uso [Dey 2001]. 472

4 Esta seção evidenciou como a literatura aborda a questão da agregação de contexto, responsável pela identificação de contexto relevante dada uma instância de um processo. Na seção a seguir será mostrado o estado atual da pesquisa para a proposta apresentada. 4. Estado Atual do Trabalho Com base nas arquiteturas sensíveis a contexto pesquisadas na seção anterior, foi possível observar que a definição de contexto utilizada apresenta variações, bem como que várias arquiteturas fazem uso de um componente específico, que denominamos agregador. Este elemento é o foco desta pesquisa. Portanto, faz-se necessário explicitar a definição de contexto a ser considerada, bem como conceituar elementos contextuais. Entende-se por Elemento Contextual (EC) qualquer parte de dado ou informação que permite caracterizar uma entidade em um domínio. Já o Contexto de uma interação entre um agente e uma aplicação, com o objetivo de executar determinada tarefa, é o conjunto de elementos contextuais instanciados que são necessários para suportar uma tarefa em questão, conforme ilustrado na Figura 1. Figura 1 Contexto e Elemento Contextual A título de exemplo, imaginemos um processo de garantia da segurança do voo. Em uma situação normal todos os fatores de atenção estão controlados. Como se trata de uma rotina, não é necessária atenção especial. Estes fatores podem ser tratados como elementos contextuais, entre eles: a) Disponibilidade dos meios tecnológicos (radares, telecomunicações, auxílios à navegação, sistemas de tratamento e visualização de dados); b) Recursos humanos (treinamento recebido, experiência, volume de tráfego controlado); e c) Condições climáticas. Os elementos mencionados acima definem o ambiente do problema, no qual o seguinte conhecimento está associado: d) Aspectos operacionais (volume de tráfego adequado às aerovias, separação, velocidade e altitude das aeronaves) Observa-se neste cenário que os elementos de contexto são muitos e não possuem um foco. Muitos contextos normais estão contidos na combinação destes fatores. No entanto, quando ocorre um incidente de segurança de voo, os elementos a, b e c são invocados, o que leva d também a ser invocado. Todos estes fatores ao serem agregados para uma determinada instância do processo fazem parte do que chamamos de contexto. Desta forma, ele pode ser resumido como a composição de elementos contextuais ativados que auxiliam a tomada de decisão e a realização de diagnósticos. O resultado desta pesquisa será parte de um framework que está sendo elaborado na tese de doutorado de Nunes [2010] sobre gestão de informações que influenciam na análise e tomada de decisão de adaptação de processos flexíveis de forma dinâmica. A 473

5 contribuição desta pesquisa para a tese é a proposição de um componente de arquitetura denominado agregador, capaz de definir o contexto, por meio do agrupamento de elementos contextuais, de uma dada instância de um processo. A proposta é que este elemento funcione como um conjunto de regras para adaptar e manipular a ontologia proposta por Nunes [Nunes 2007], de modo que ela possa ser usada para adaptar processos estáticos e dinâmicos. A escolha pelo uso de ontologia provém do fato de serem extensíveis a qualquer domínio de conhecimento. Além disso, o contexto é uma construção dinâmica e está intrínseca ao domínio sobre o qual se está atuando. Desta forma, ontologias representam o relacionamento entre as informações provendo maior semântica entre os contextos e potencializando a ação de máquinas de inferência na comparação entre os diversos contextos de uma mesma atividade. A pesquisa encontra-se em fase inicial, no seu primeiro ano, e no presente momento está focada no levantamento da literatura relacionada a arquiteturas sensíveis a contexto, elementos agregadores de contexto, adaptação de processos e ontologias. Futuramente será elaborado um estudo de caso piloto com o objetivo de descobrir problemas e refinar a solução proposta. Para isto, o componente de arquitetura será aplicado em um cenário de exemplo, cujo comportamento já seja conhecido, e então será avaliado o comportamento do processo com a mudança inserida. A etapa seguinte contemplará a realização de estudo de caso explanatório. Ele consistirá em aplicar o elemento da arquitetura em um processo real e então proceder à análise dos resultados obtidos, com o intuito de testar a validade da solução proposta. 5. Conclusões Processos de negócio são fundamentais para o aperfeiçoamento das competências centrais das organizações. Ao integrá-los com a gestão de contexto é possível identificar as variáveis relevantes para este processo e adicionar informações para o apoio a execução de atividades e para a tomada de decisões. Logo, fica evidente a importância de se identificar contexto a partir de elementos contextuais. Este artigo apresentou o andamento da pesquisa de mestrado, cuja proposta é um componente de arquitetura para suporte à identificação de contexto em processos de negócio a partir de elementos contextuais. 6. Referências Anand, R., Nahrstedt, K. (2002) A middleware infrastructure for active spaces. IEEE Pervasive Computing, pp Baldauf M., Dustdar S., Rosenberg F. (2007) A survey on context-aware systems. International Journal of Ad Hoc and Ubiquitous Computing. Brézillon, P., Pomerol, J.-C. "Contextual Knowledge Sharing and Cooperation in Intelligent Assistant Systems", Le Travail Humain, PUF, Paris, v. 62, n. 3, 1999, pp Dey A. K., Abowd G. D., and Salber D. (2001) A conceptual Framework and a Toolkit for Supporting the Rapid Prototyping of Context-Aware Applications. In Human- Computer Interaction (HCI), vol. 16, no. 2, 3 &4, pp

6 Duran-Limon H. A., Blair G. S., Friday A., Grace P., Samartzidis G., Sivaharan T., and Wu M. (2003) Context-aware middleware for pervasive and ad hoc environments, Context, Tech. Rep. Floréen P., Przybilski M., Nurmi P., Koolwaaij J., Tarlano A., Wagner M., Luther M., Bataille F., Boussard M., Mrohs B. and Lau S. (2005) Towards a Context Management Framework for MobiLife, IST Mobile & Communications Summit, Dresden, Germany. Gatti, L. (2009). Uma Arquitetura Sensível ao Contexto de Atividades para Gestão do Conhecimento em Processos de Trabalho. UNIRIO. 108 páginas. Dissertação de Mestrado. Departamento de Informática Aplicada, UNIRIO. Korpipaa, P., Mantyjarvi, J., Kela, J., Keranen, H., Malm, E. J. (2003) Managing context information in mobile devices. In: Pervasive Computing IEEE, pp Nunes, V. (2007). Um Modelo de Suporte a Gestão de Conhecimento Baseado em Contexto. UFRJ/IM/NCE, f. Dissertação (Mestrado em Informática) Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Matemática / Núcleo de Computação Eletrônica. Nunes, V.T.N.; Werner, C.M.L.; Santoro, F.M. (2010) Context-Based Process Line. In: International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS), Funchal, Portugal, pp Rosemann M., Recker J., Flender C. (2008) Contextualisation of business processes Int. J. Business Process Integration and Management, Vol. 3, No. 1. Rosemann M., Recker J. (2006) Projeto de Processos Context-Aware: Explorando os Motivadores Extrínsecos para a Flexibilidade Em Processos. EloGroup, BPM 360º. Santos, V. (2008) CEManTIKA: A Domain-Independent Framework for Designing Contexto-Sensitive System. Doctoral Thesis. Universidade Federal de Pernambuco. Tao, Y., Wang, J., Wang X., He, D., Yang, S. (2006). Knowledge-based Flexible Business Process Management. TENCON IEEE Region 10 Conference. 475