Investigando o uso de conceitos de Linhas de Produto de Software para o reúso de Modelos de Processos de Negócios

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1 Investigando o uso de conceitos de Linhas de Produto de Software para o reúso de Modelos de Processos de Negócios Edie C. Santana 1, Cristiano Maciel 1, Marcelo A. S. Turine 2 1 Instituto de Computação (IC) Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) Cuiabá MT Brasil 2 Faculdade de Computação (FACOM) Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) Campo Grande - MS - Brasil {edie, cmaciel}@ufmt.br, turine@facom.ufms.br Abstract. In the last couple of years, some techniques of Requirements Engineering has embedded Business Process Models(BPM) to enhance the system requirements gathering. As observed in others software artifacts, such models can also be reused providing advantages to the software development process. One approach that allow BPM reuse is the Software Product Line (SPL). Although several processes have been suggested to develop reusable BPM, there are no studies available that investigate different aspects of these approaches. Thus, this paper presents a survey on the use of concepts and guidelines of SLP to BPM reusing processes. Resumo. Nos últimos anos algumas técnicas da Engenharia de Requisitos (ER) têm incorporado Modelos de Processos de Negócios (BPM) para melhorar a obtenção de requisitos de sistemas. Como outros artefatos de software, esses modelos podem ser reutilizados, proporcionando vantagens para o processo de desenvolvimento de software. Uma abordagem que pode habilitar o reúso de BPM é Linha de Produto de Software (LPS). Embora vários processos têm sido propostos para desenvolver BPM reutilizáveis, não há estudos disponíveis que investiguem os diferentes aspectos dessas abordagens. Desta forma, este trabalho apresenta uma pesquisa sobre o uso de conceitos e diretrizes de LPS para processos de reutilização de BPM. 1. Introdução Em um projeto de software, a ER deve manter uma estreita relação com as atividades do ambiente organizacional para o qual o software está sendo desenvolvido a fim de que o projeto seja bem sucedido. A Modelagem dos Processos de Negócio visa principalmente apresentar o funcionamento do negócio, levando em consideração tanto os processos quanto as regras de negócios envolvidas, os objetivos que devem ser atingidos pelo negócio, bem como os responsáveis para alcançar tais objetivos. Um processo é um grupo de atividades realizadas numa sequência determinada que produz um bem ou um serviço. Na visão de [White and Miers 2008], pode ser encarado como uma atividade ou conjunto de atividades nas quais há uma entrada, uma transformação e uma saída. Uma vez modelado um processo de negócio ele pode ser utilizado na automação dos processos de negócios que pode vir acompanhada de uma melhoria ou reengenharia 525

2 dos processos [Grau et al. 2008], visando aumentar seu impacto. Algumas técnicas da ER têm incorporado tais modelos, também conhecidos como Modelos de Processos de Negócios (do inglês Business Process Models (BPM)), com o propósito de obter requisitos de sistemas que representem melhor os processos das organizações. Uma vez que BPM podem ser considerados artefatos para a criação de software e que organizações de um mesmo domínio de negócios podem apresentar variações na execução de suas atividades, o conceito de Linha de Produtos de Software (LPS) surge como uma abordagem para promover o reúso em BPM. LPS são definidas como um conjunto de sistemas de software que compartilham um conjunto de características comuns e gerenciadas, satisfazendo as necessidades específicas de um segmento particular de mercado ou de negócio, e que são desenvolvidas de maneira pré-definida a partir de um conjunto comum de artefatos, chamados de ativos centrais [Clements and Northrop 2002]. A abordagem LPS explora as propriedades comuns dos produtos de software para aumentar o nível de reúso. O processo de desenvolvimento de software no contexto de LPS foca no desenvolvimento de um certo número de aplicações e não apenas no desenvolvimento de uma única aplicação. Desta maneira, o gerenciamento de comunalidades e variabilidades por meio da ER e a construção de um núcleo de artefatos são as principais características de uma LPS [Alves et al. 2010], [Clements and Northrop 2002], [Pohl 2005], [SEI 2011]. Assim, o objetivo deste trabalho é investigar os diferentes aspectos abordados em trabalhos que se utilizam dos principais conceitos de LPS para promover o reúso de BPM. Ressalta-se que outras abordagens, na área de reúso de BPM são possíveis tal como o estudo de Linhas de Processos de Negócio, todavia não são abordadas neste estudo. Este artigo está organizado de acordo com a estrutura descrita a seguir. Na seção 2 é apresentada a metodologia adotada nesse artigo, bem como as questões de pesquisa que motivaram esse estudo. Na seção 2.1 é descrito o processo de busca utilizado para essa pesquisa. Na seção 3 são apresentados os resultados obtidos com a pesquisa. Na seção 4 são apresentadas as discussões e limitações dos trabalhos encontrados e finalmente na seção 5 são apresentadas as conclusões e trabalhos futuros. 2. Metodologia de Pesquisa Este estudo foi realizado de acordo com alguns métodos de revisão sistemática apresentados descritos em [Kitchenham and Charters 2007], [Alves et al. 2010] e [Chen et al. 2009]. Com isso, as questões de pesquisa que motivaram esse estudo são: Q1-Qual abordagem teórica e de modelagem do trabalho? Q2-Quais as limitações desses métodos? Com a questão Q1 é possível identificar quais os conceitos utilizados. A questão Q1, divididade em 2 questões, tem o objetivo de identificar os conceitos de LPS envolvidos e a linguagem de modelagem utilizada. A questão Q2 tem o objetivo de identificar as limitações das abordagens. Para isso, a Q2 foi dividida em questões e critérios. Em linhas gerais, o critério comunicação/relatório avalia se o trabalho pesquisado foi socializado e/ou publicado em evento científico. Já o critério rigor/credibilidade/relevância avalia se o trabalho tratou adequadamente os dados e disponibilizou alguma orientação para a adoção da abordagem. 526

3 Q1.1-Quais os conceitos de LPS os trabalhos usam para reutilizar BPM? Q1.2-Qual Linguagem eles utilizam para modelar o BPM (UML/BPMN)? Q2.1-O trabalho é baseado em uma pesquisa? -Critério: comunicação/relatório Q2.2-Há uma definição clara do contexto e dos objetivos da pesquisa? -Critério: comunicação/relatório Q2.3-A análise dos dados foi suficientemente rigorosa? -Critério: rigor/credibilidade/relevância Q2.4-Há uma apresentação clara dos resultados? -Critério: rigor/credibilidade/relevância Q2.5-Há um conjunto de orientações sobre como aplicar a abordagem? -Critério: rigor/credibilidade/relevância Q2.6-Há envolvimento de profissionais nos trabalhos? -Critério: rigor/credibilidade/relevância 2.1. O Processo de Busca A figura 1 ilustra a estratégia de pesquisa, que foi dividida em duas fases: uma busca de artigos em revistas e conferências e uma busca nos trabalhos relacionados que foram identificados e armazenados ao longo da pesquisa realizada. Foram consideradas bibliografias publicadas a partir de 1990, uma vez que é o início de um período que engloba as publicações das principais abordagens de LPS, conforme [Chen et al. 2009]. Figura 1. Estratégia de Busca Durante a primeira fase, as nossas fontes de pesquisa foram: Biblioteca Digital da ACM, IEEE Xplore e Elsevier Science Direct. Por meio dos mecanismos de buscas dessas bibliotecas digitais, procuramos trabalhos utilizando termos significativos decididos em reunião, tais como "reuse business process", "reengineering business process", "Product Lines in BPM", "variability and business process", entre outros. A lista de trabalhos encontrados na fase 1 foi analisada pelos pesquisadores a fim de eliminar informações irrelevantes, que não tratavam especificamente do tema desse estudo. Após o refinamento da fase 1, foram escolhidos 15 trabalhos que juntamente com 4 trabalhos encontrados na fase 2 formaram a lista final com 19 trabalhos. Essa lista é apresentada na tabela 1, levando em consideração os conceitos de LPS e a linguagem que é usada, por exemplo, Business Process Modeling Notation (BPMN) ou Unified Modeling Language (UML). 527

4 Tabela 1. Trabalhos relacionados por tema. Abordagem/Linguagem Foco Trabalhos Gerenciamento de Variabilidades [Razavian and Khosravi 2008], Variabilidades [Maracci 2010], [Vara et al. 2008], [Machado et al. 2011], [Montero et al. 2008a], [Santos et al. 2010a], [Santos et al. 2010b], [Ye et al. 2007], [Asadi et al. 2009], [Schnieders and Puhlmann 2006], [Hallerbach et al. 2010], [Moon et al. 2008], [Korherr and List 2007], [Montero et al. 2008b] Classificação de Variabilidades [Razavian and Khosravi 2008], [Ye et al. 2007] Caracterizar Variabilidades [Rolland and Nurcan 2010], [Vara et al. 2008], [Razavian and Khosravi 2008], [Reis et al. 2006], [Ye et al. 2007], [Hallerbach et al. 2010] Núcleo de Ativos Melhoria de Processo [Ladeira 2008], [Ladeira 2007], [Vasilecas and Lebedys 2007] Diretrizes para construção [Ladeira 2007] UML [Ladeira 2008], [Ladeira 2007], Linguagem [Razavian and Khosravi 2008], [Maracci 2010], [Reis et al. 2006], [Vasilecas and Lebedys 2007], [Moon et al. 2008], [Korherr and List 2007] BPMN [Machado et al. 2011], [Vara et al. 2008], [Montero et al. 2008a], [Santos et al. 2010a], [Santos et al. 2010b], [Ye et al. 2007], [Asadi et al. 2009], [Schnieders and Puhlmann 2006], [Hallerbach et al. 2010], [Montero et al. 2008b], [Rolland and Nurcan 2010] 3. Análise dos Resultados Nesta seção, as questões definidas na seção 2 são discutidas Q1 - Qual abordagem teórica e de modelagem do trabalho? Em termos de conceitos de LPS, 84% dos trabalhos tratam de variabilidades e 16% de núcleo de ativos. Assim, a variabilidade têm sido o principal conceito utilizado para reutilizar BPM, embora o núcleo de artefatos também seja um importante conceito. Veja a Figura 2A referente a Q1.1. Já em termos de linguagem utilizada para representar o modelo, BPMN é a linguagem mais utilizada por 58% dos trabalhos e a UML é utilizada por 42% dos trabalhos, como mostra a Figura 2B referente a Q Q2. Quais as limitações desses métodos? A questão Q2 foi dividida em 6 subperguntas que são classificadas segundo os critérios: Comunicação/Relatório (Q ) e Rigor/Credibilidade/Relevância (Q ). Em termos de Comunicação/Relatório todos os trabalhos apresentados na Tabela 2, cumprem bem esse critério, havendo também um declaração clara dos objetivos de pesquisa e uma descrição adequada do seu contexto. Trabalhos de cunho mais comercial não foram encontrados na busca efetuada. No entanto, em termos de Rigor/Credibilidade/Relevância, a maioria (64%) das abordagens falham. Principalmente quando se trata de uma análise rigorosa dos dados (Q2.3), esse critério é considerado apenas em 4 trabalhos (21%). A 528

5 situação piora quando se trata de oferecer um conjunto de orientações para guiar interessados na abordagem e do envolvimento de profissionais (Q2.5 e Q2.6), pois nessas duas questões somente em 2 trabalhos (11%) atenderam esse critério, comprometendo a validade e a utilidade dos estudos. De certa forma, esses resultados são esperados, dada a maneira informal que os métodos são empiricamente avaliados. Isso indica que os trabalhos necessitam de mais etapas de validação para que os seus resultados possam ter mais credibilidade dos resultados. Esses dados foram extraídos da tabela 2. Figura 2. Resultados da Q1 Tabela 2. Resultados da Q2 Estudo Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q [Asadi et al. 2009] Sim Sim Não Sim Não Não 2 - [Hallerbach et al. 2010] Sim Sim Sim Sim Sim Não 3 - [Korherr and List 2007] Sim Sim Nao Sim Não Não 4 - [Ladeira 2007] Sim Sim Sim Sim Não Não 5 - [Ladeira 2008] Sim Sim Sim Sim Não Não 6 - [Machado et al. 2011] Sim Sim Não Sim Não Sim 7 - [Maracci 2010] Sim Sim Sim Sim Não Não 8 - [Montero et al. 2008a] Sim Sim Não Sim Não Não 9 - [Montero et al. 2008b] Sim Sim Não Sim Não Não 10 - [Moon et al. 2008] Sim Sim Não Sim Não Não 11 - [Razavian and Khosravi 2008] Sim Sim Não Sim Não Não 12 - [Reis et al. 2006] Sim Sim Nao Sim Não Não 13 - [Rolland and Nurcan 2010] Sim Sim Não Sim Não Não 14 - [Santos et al. 2010a] Sim Sim Não Sim Não Não 15 - [Santos et al. 2010b] Sim Sim Nao Sim Sim Não 16 - [Schnieders and Puhlmann 2006] Sim Sim Nao Sim Não Não 17 - [Vara et al. 2008] Sim Sim Nao Sim Não Sim 18 - [Vasilecas and Lebedys 2007] Sim Sim Nao Sim Não Não 19 - [Ye et al. 2007] Sim Sim Nao Sim Não Não Total (%) 100% 100% 21% 100% 11% 11% Total em média (%) 100% 36% 4. Discussões Um dos objetivos do presente estudo foi investigar o uso de conceitos de LPS para promover o reúso de BPM. As considerações desta pesquisa levantam as seguintes questões: 529

6 Falta de estudos relacionados a um núcleo de artefatos para reutilização. Uma atividade essencial na abordagem de LPS é o Desenvolvimento do Nucleo de Artefatos [?]. O Núcleo de Artefatos é um importante conceito em LP, pois forma a sua base e fornece uma infraestrutura central para reutilização. Nesta pesquisa não foram encontrados trabalhos que tratavam desse assunto diretamente. Em [Ladeira 2007], [Ladeira 2008] e [Vasilecas and Lebedys 2007] há direcionamentos para a construção dessa infraestrutura, apesar desses trabalhos não tratarem de LPS. Como foi visto na Seção 3, a grande maioria dos trabalhos tratam o conceito Variabilidade (Figura 2A), e poucos se preocupam em apresentar uma base para reutilização de BPM. Necessidade de envolvimento de profissionais. A abordagem LPS tem atraído nos últimos anos várias iniciativas de investigação. Porém, é de extrema importância que estudos sejam realizados com parcerias de empresas para atender às necessidades dos profissionais. No entanto, o que observamos a partir desta análise é que a maioria dos métodos resultaram de propostas de pesquisa e não de necessidades das empresas que desenvolvem software. Com isso, acreditamos que os pesquisadores devem desenvolver os seus métodos, em estreita colaboração com profissionais, em vez de apenas envolver os profissionais para avaliar suas propostas de pesquisa. Nesta análise, apenas [Machado et al. 2011] e [Vara et al. 2008] documentaram esse envolvimento. Falta de orientações para adoção. Com base nos resultados relatados na Tabela 2 da Seção 3, observamos que a maior limitação dos estudos é a falta de orientação para os profissionais interessados em adotar os métodos propostos. Em domínios de aplicações complexas, que poderiam ter altos ganhos de produção com a adoção, os profissionais devem ter grande confiança que um novo método irá funcionar e somente em [Hallerbach et al. 2010] e [Santos et al. 2010b] percebe-se essa preocupação. A ausência de orientações pode impedir a utilização de um novo método, pois os profissionais podem ter dificuldades para julgar os benefícios, limitações e os riscos dos métodos. Maturidade limitada dos métodos - Do ponto de vista profissional é difícil determinar a maturidade dos métodos estudados. As evidências fornecidas são restritas e, portanto, é difícil avaliar a qualidade e a utilidade de um determinado método. Promover a maturidade de propostas de pesquisa é um passo fundamental para promover a popularização desses métodos. 5. Conclusão A partir das pesquisas bibliográficas realizadas neste trabalho, observou-se que as publicações nesta área são recentes, a reutilização de BPM vêm crescendo nos últimos anos e que o uso de conceitos de LPS têm ganhado espaço na reutilização desse tipo de artefato. Os resultados obtidos neste trabalho revelam que, embora haja muitas iniciativas, os trabalhos necessitam de maior adoção por parte de profissionais. Para isso, é de extrema importância que estudos sejam realizados em parcerias com empresas para atender as suas necessidades, ou seja, as propostas devem resultar das necessidades das empresas. Além disso, a maior desvantagem desses estudos é que não fornecem orientações suficientes para os profissionais ou pesquisadores interessados em adotá-los, limitando assim sua utilização. Também percebe-se a falta de estudos relacionados ao estabelecimento 530

7 de infraestrutura central para reutilização, o núcleo de artefatos para reutilização. Como visto na Seção 3 a grande maioria dos trabalhos tratam o conceito Variabilidade e poucos se preocupam em apresentar uma base para reutilização de BPM. Com o objetivo de tratar estas questões, deve-se investir, em pesquisas futuras, estudos comparativos dos métodos apresentados e estudos de orientações para adoção, uma vez que este tipo de estudo é muito importante para informar profissionais interessados em adotar um novo método e também melhorar a qualidade e utilidade do método. Outra tendência esperada é realizar estudos com o objetivo de estabelecer um núcleo de artefatos, ou seja, uma infraestrutura para reutilização. A construção de guidelines falta de orientação para os profissionais interessados em adotar os métodos propostos. Também acredita-se que o envolvimento de profissionais e pesquisadores é essencial para o desenvolvimento dos métodos estudados. Os pesquisadores devem propor abordagens que não somente funcionam ou são promissoras, mas que são eficazes no tratamento de problemas da indústria de software. Também como trabalho futuro pretende-se abordar Linhas de Processos de Negócio, realizando um levantamento bibliográfico e fazendo uma distinção com o presente estudo. Também a realização de uma revisão sistemática nestas áreas permitirá um aprofundamento do objeto de estudo. Referências Alves, V., Niu, N., Alves, C., and Valença, G. (2010). Requirements engineering for software product lines: A systematic literature review. Information and Software Technology, 52: Asadi, M., Mohabbati, B., Kaviani, N., Gašević, D., Bošković, M., and Hatala, M. (2009). Model-driven development of families of service-oriented architectures. In Proceedings of the First International Workshop on Feature-Oriented Software Development, FOSD 09, pages , New York, NY, USA. Chen, L., Ali Babar, M., and Ali, N. (2009). Variability management in software product lines: a systematic review. In Proceedings of the 13th International Software Product Line Conference, SPLC 09, pages 81 90, Pittsburgh, PA, USA. Carnegie Mellon University. Clements, P. and Northrop, L. (2002). Software product lines: practices and patterns. Addison-Wesley, Boston, MA, USA. Grau, G., Franch, X., and Maiden, N. A. M. (2008). Prim: An i*-based process reengineering method for information systems specification. Information and Software Technology, 50: Hallerbach, A., Bauer, T., and Reichert, M. (2010). Capturing variability in business process models: the provop approach. Journal of Software Maintenance and Evolution, 22: Kitchenham, B. and Charters, S. (2007). Guidelines for performing systematic literature reviews in software engineering. Technical Report EBSE , Keele University and Durham University Joint Report. Korherr, B. and List, B. (2007). A uml 2 profile for variability models and their dependency to business processes. In Proceedings of the 18th International Conference on Database and Expert Systems Applications, pages , Washington, DC, USA. Ladeira, Sílvia A. Z. ; Penteado, R. A. D.. B. R. T. V.. C. M. I. (2008). Reutilização de modelagem de negócios baseada em visões - um estudo de caso. In XXII Simpósio Brasileiro de Engenharia de Software, Anais do SBES 2008, pages , Campinas, SP, Brasil. Ladeira, S. A. Z. (2007). Reutilização de modelagem de negócios basead em visões. Master s thesis, Centro Universitário Eurípides de Marília - UNIVEM. 531

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