Relatório apresentado na reunião em Karlsruher Institut für Technologie Karlsruhe, Alemanha

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1 Relatório apresentado na reunião em Karlsruher Institut für Technologie Karlsruhe, Alemanha Arquitetura da Informação para o Sistema Brasileiro de Inventário de Ciclo de Vida (SICV BRASIL) Everson Andrade dos Reis (everson@ibict.br) Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia IBICT SAS - Quadra 05 - Lote 06 - Bloco H - 5º andar - Cep: Brasília / DF Tel: (+55) (xxx) (61) / 6350 Fax: (+55) (xxx) (61) Celina Maria Schmitt Rosa Lamb (celina@ibict.br) Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia IBICT SAS - Quadra 05 - Lote 06 - Bloco H - 5º andar - Cep: Brasília / DF Tel: (+55) (xxx) (61) / 6350 Fax: (+55) (xxx) (61) Resumo Esse relatório apresenta a Arquitetura da Informação do Sistema de Inventário de Ciclo de Vida (SICV- Brasil). A arquitetura consiste na definição dos elementos que fazem referência ao tratamento da informação, o detalhamento da concepção do modelo de armazenamento e os componentes da arquitetura computacional do sistema. Ainda posiciona sobre o andamento do projeto de construção do banco de dados brasileiro de inventário de ciclo de vida. Abstract This paper presents the architecture of the Information System Life Cycle Inventory (SICV-Brazil). The architecture consists of defining the elements that make reference to the processing of information, detailing the design of the storage model and the components of computer architecture of the system. Still stands on the progress of the construction project database Brazilian inventory life cycle. 1. Introdução Esse relatório apresenta o resultado do trabalho do Sistema Brasileiro de Inventário de Ciclo de Vida SICV Brasil desenvolvido pelo Instituto Brasileiro em Ciência e Tecnologia. Ainda descreve a Arquitetura de Informação utilizada no sistema e as formas de implementação do referido sistema. O sistema de inventário de ciclo de vida (SICV) é um aplicativo que mantém dados de inventário de ciclo de vida. Um inventário de ciclo de vida permite acomodar os dados do ciclo de vida de um determinado sistema de produto. Estes dados de inventário envolvem a coleta de dados e procedimentos de cálculo para quantificar as entradas e saídas pertinentes de um sistema de produto. Estas entradas e saídas podem incluir o uso de recursos e liberações no ar, na água e no solo associados com o sistema de produto. Estes dados são usados em estudos de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), podem servir como base para certificação de produtos, e auxiliar a gestão ambiental em melhorias de processo, identificando pontos críticos do processo. A organização desses dados de inventário, a curto prazo, reduzirá o esforço da fase de análise de inventário de tais estudos, visto que esta fase é que usualmente consome mais recursos e está sujeita ao maior número de falhas metodológicas. Os inventários de ciclo de vida (ICV) compõem a fase de análise de inventário da metodologia de ACV. Esta etapa do desenvolvimento dos estudos de ACV é considerada a fase que consome mais recursos e sujeita a um número maior de falhas metodológicas. Bases de dados de inventário de background, que são os inventários dos processos fundamentais utilizados por outros inventários, podem reduzir os custos desta fase da metodologia ACV. Para que as indústrias brasileiras realizem estudos de avaliação de ciclo de vida é importante que se tenha disponíveis informações de inventários de ciclo de vida, de caráter público e com confiabilidade científica. Acredita-se que com a disponibilização de um banco de dados de ICV, com a especificidade brasileira, aliado com a difusão da metodologia de ACV no Brasil, muitas empresas implementem os estudos de ACV para seus produtos e serviços, colaborando, dessa forma, com a caracterização ambiental da produção industrial brasileira, em relação aos impactos ambientais. 2. Arquitetura da Informação do SBICV O modelo de armazenamento de informações de inventário de ciclo de vida baseou-se nos quatro primeiros níveis da proposta de LAMB (2007), que fazem referência ao tratamento da informação e conhecimento: sistema de computador; sistema de informação; gestão da informação; e inventário de ciclo de vida.

2 Figura 1 - Arquitetura de Informação do SICV O nível de sistema computacional define os aspectos de hardware, software, sistema gerenciador de bancos de dados, servidores de aplicação e outras tecnologias necessárias ao funcionamento do sistema de informação sobre inventários. Dessa forma, para o funcionamento do Sistema de Inventário de Ciclo de Vida (SICV) foi estabelecido a uma interface tecnológica baseada em serviços de Web, que será demandada pelos agentes que atuam no nível superior da arquitetura, servidor de aplicação e banco de dados compatíveis com a plataforma Web, linguagem de programação Java e sistema gerenciador de banco de dados PostgreSQL. É importante ressaltar que nesse nível não há necessidade de compreensão do conteúdo dos inventários. O nível do sistema de informação atende as necessidades do tratamento da informação no que tange a disponibilidade do sistema (sete dias da semana, vinte e quatro horas do dia); confiabilidade (restrições de acesso e perfis de manipulação da informação); e aderência aos padrões internacionais de gerenciamento de serviço de TI, como Gestão de Serviços de TI (ITIL), Controles de TI (CobiT) e Gestão da Segurança da Informação (ISO-17799). O nível de informação visa garantir a consistência e qualidade dos dados de inventário. Destaca-se nesse nível a aderência aos registros de inventário constante na ISO e nos formatos de dados de inventário (ELCD - European Reference Life Cycle Data System), além dos mecanismos de integridade de dados oferecidos pelo modelo relacional de banco de dados. O nível de inventário está diretamente relacionado à informação primária a ser distribuída pelo SICV. Na fase atual do projeto, esse nível refere-se apenas ao cadastramento das informações de inventário. Os processos de validação e publicação das informações de inventário ainda encontram-se em fase de levantamento de requisitos para definição de regras para avaliação, harmonização e incorporação de dados de inventário. Deve-se adotar recursos da gestão da informação para subsidiar os mecanismos capazes de prover os processos de validação e publicação do sistema de inventários com a participação de especialistas de ACV/ICV, dentro e fora do Brasil. 3. Arquitetura do Computacional do SICV A arquitetura computacional do sistema está baseada na linguagem de programação Java J2EE para ambiente de programação em camadas cliente-servidor. A linguagem de programação Java, por meio de suas bibliotecas de classes, permite criação de interfaces gráficas, acesso a banco de dados, comunicação em rede, entre outras aplicações que possibilitam o desenvolvimento de novos e sofisticados sistemas (JANDL JUNIOR, 2003). Utiliza-se ainda como servidor de aplicação o Jboss Seam, um framework de aplicações Web que colabora com o desenvolvimento de aplicações distribuídas multicamadas. O mapeamento da aplicação com o banco de dados é realizado pelo Hibernate, uma poderosa ferramenta que auxilia o mapeamento das classes de persistência Java com o banco de dados PostgreSQL. A arquitetura computacional em três camadas envolve a separação das funcionalidades usando camadas, com o objetivo de separar a lógica de apresentação, a lógica de negócio e a conexão com o banco de dados (lógica de acesso a dados). A figura 2 ilustra a arquitetura computacional do sistema de inventário de ciclo de vida. Figura 2 - Arquitetura de Computacional do SICV 4. Histórico de Desenvolvimento do SICV A partir da arquitetura da informação concebida em LAMB (2007), deu-se início ao processo de implementação do sistema de inventário de ciclo de vida (SICV). Esse sistema de armazenamento é constituído por um cadastro de informações de inventário compatível a ISO e com formatos de dados de inventário. A organização das informações de ICV foi concebida a partir do estudo realizado por REIS (2008), na qual criou a primeira versão do modelo de armazenamento do sistema de inventário do ciclo de vida (SICV), que foi aprimorado por técnicos do Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia - IBICT. Para concepção do modelo de armazenamento de dados de inventário foram investigados cinco formatos de dados de inventário como o ELCD (European Reference Life Cycle Data System) e o EcoSpold, além da norma ISO 14048, que estabelece um formato padrão para desenvolvimento de inventários. Foi constatado que o formato ELCD é uma proposta de unificação de diferentes formatos de dados de inventário contemplando um número bastante abrangente de metadados para armazenar dados de inventário. O sistema de inventário de ciclo de vida tem como objetivo disponibilizar uma interface Web para o banco de dados; o banco de dados propriamente dito; e um sistema de suporte operacional, encarregado de administrar a gestão dos dados, promovendo manutenção preventiva e corretiva do sistema. Neste sistema podemos verificar a representação da informação por um conjunto de dados (datasets),

3 processos matemáticos e modelo de dados que demonstram o mecanismo de armazenamento e recuperação dos dados, bem como as formas de organização da informação, com a utilização campos padronizados para intercâmbio de dados e um vocabulário comum para otimizarem os processos de busca das informações. 5. Concepção do Modelo de Armazenamento A partir do estudo realizado para concepção do modelo de armazenamento de informações de inventário definiu-se a estrutura relacional do banco de dados do sistema. Para a concepção desse modelo foram investigados quatro formatos de inventário: Spine, Spold, EcoSpold e ELCD (European Reference Life Cycle Data System). Os dois primeiros formatos citados formam a base do padrão ISO A norma ISO descreve um padrão de formato de dados para ICV, baseado em papel ou mídia eletrônica, esboça e especifica uma forma para usuários informarem dados de ACV, que sejam úteis para as indústrias, institutos e empresas de consultoria, além de descrever o formato de documentação dos dados para inventário de ciclo de vida conforme descrito na norma ISO Após a elaboração das análises das informações dos formatos, verificou-se que cerca de 66% das informações contidas no formato EcoSpold têm sua correspondência na relação sintática direta, ou seja, o nome do atributo no formato EcoSpold corresponde ao mesmo nome (ou similar) no formato ELCD. Levando-se em consideração a correspondência na relação semântica das informações, esse número aumenta para cerca de 97% das informações contidas no formato EcoSpold. Dessa forma, estabeleceu-se o formato ELCD como referência ao modelo de armazenamento utilizado no sistema. Outro ponto importante na concepção do modelo foi o estabelecimento de requisitos desejáveis ao intercâmbio de dados de inventário de ciclo de vida. Esses requisitos foram estabelecidos para oferecerem maturidade na estrutura de armazenamento de dados de inventário. Os requisitos observados foram: requisitos de representação da informação de ICV, requisitos de manipulação da informação de ICV, requisitos de consistência da informação de ICV, requisitos da qualidade dos dados de ICV. O requisito de representação da informação de ICV trata da análise da representação das informações gerada na área de conhecimento de inventários de ciclo de vida. Os requisitos de representação de informação de ICV que foram considerados são as características fundamentais dos metadados de preservação 1, o reconhecimento do formato por ferramentas de ACV e o suporte ao ciclo de vida do inventário (formas de saída). O requisito de manipulação da informação de ICV reúne os fatores relacionados à maneira com que a informação de ICV é manipulada, englobando a facilidade para evolução dos dados de inventário e a nomenclatura das informações de inventário, ou seja, o uso de uma terminologia padronizada para facilitar o intercâmbio de dados dessa 1 As características fundamentais dos metadados de preservação, segundo OCLC/RLG Working Group on preservation metadata (2002), são as seguintes: abrangência, estruturação e aplicação estendida. área de conhecimento. O requisito de consistência da informação de ICV considera os fatores relacionados à consistência dos dados de inventário, agrupando mecanismos de inconsistência e redundância de dados, isolamento dos dados, problemas de integridade e de segurança. O requisito da qualidade dos dados de ICV permite assegurar a confiabilidade e o reconhecimento por parte dos especialistas que utilizarão os dados de inventário. Esse quesito é atendido pelo acoplamento dos campos de dados de inventário com a ISO 14048, em consonância com a norma ISO Estratégia de Armazenamento do SICV O SICV será dividido em quatro módulos ou processos: edição, validação, publicação e gestão do sistema. A figura 3 apresenta esses processos. A estrutura do sistema conta com fases distintas em sua concepção. O processo de edição, definido como etapa inicial desse projeto, tem como objetivo receber as informações por meio de uma interface Web disponibilizada no portal ACV ( Também recebe as informações por meio de importação de documentos XML em padrões de formatos estabelecidos previamente como, por exemplo, em formato ELCD. Após o recebimento dos dados de inventário, armazenados no processo de edição, serão realizados procedimentos de revisão e harmonização dos dados, no processo de validação. Nesses procedimentos os dados serão consistidos e revisados por meio de cálculos matemáticos e rotinas sistematizadas. Com os dados de inventários harmonizados, as informações de ICV serão disponibilizadas no processo de publicação para serem consultadas, a partir da interface Web ou mediante exportação de arquivo XML, de acordo com perfil determinado no processo de gestão. O processo de gestão também controla o acesso de grupos de usuários e o perfil de cada usuário no sistema, além de administrar o sistema, desde manutenções até controle de auditoria. Figura 3 Processos do SICV 7. Grupos de Informação do SICV As bases de inventário serão compostas por diferentes tipos de informações de inventário. Essas informações podem refletir um sistema de produto, um inventário específico ou um resultado de inventário. A seguir realizaremos o detalhamento dessas diferenças de cada grupo de informações de inventário. Um inventário de

4 ciclo de vida pode ser definido como um conjunto de informações que representam todos os dados, ou seja, os datasets do inventário: processo, fluxo, propriedade de fluxo, método, contato, fonte e grupo de unidades. Esse inventário pode ser composto por outros inventários, clarificando o entendimento sobre os dados de inventário. Difere-se de um resultado de inventário, onde seu objetivo é listar o conjunto de fluxos elementares que fazem parte de sua concepção, como se fosse uma caixa preta. Dessa forma, o SICV contempla o registro dos grupos de informações de inventário acima descritos. Entretanto, o registro do sistema de produto apenas descreve as informações dos processos que interagem no sistema, sem o detalhamento de informações nos demais datasets. No cadastramento das informações do inventário, independente da forma de inserção dos registros, existe informações já parametrizadas, ou seja, já cadastradas. As informações de fluxo, propriedade de fluxo e grupo de unidades estão inseridas na base de dados por meio de extração de informações dos arquivos XML do ELCD. Com isso, se ao inserir um inventário não for possível associar um fluxo de entrada ou saída com os fluxos disponíveis na base, a partir do identificador único (UUID) do fluxo, o sistema deverá cadastrá-lo e marcá-lo para revisão, nos procedimentos de revisão e harmonização do banco de dados de validação. O grupo de informações de método não está sendo considerado nessa etapa do projeto. Além das informações de fluxo, propriedade de fluxo e grupo de unidades, como mencionado acima, outras informações de parametrização (tabelas de apoio) foram extraídas do formato ELCD, como por exemplo, categoria de informação. As informações a serem preenchidas no sistema são relativas a processo. Essas informações são divididas em passos que determinam uma sequência de preenchimento dos dados de processo. Cada passo é composto por grupos de informações que disponibilizam os campos para preenchimento das informações do inventário. Ao lado de cada campo existe uma indicação sobre a relevância do preenchimento, ou seja, campo obrigatório, recomendável e opcional. Ainda existe um hint explicando o campo a ser preenchido. Em relação ao preenchimento das informações de contato e fonte, essas informações poderão ser associadas no momento do preenchimento dos dados de processo, quando for necessário, pois o sistema disponibiliza telas de cadastro se o contato ou fonte não for encontrada na base de dados. Após o preenchimento das informações de inventário, por meio do cadastramento do processo do inventário, o sistema deverá realizar uma checagem para verificar se todos os campos obrigatórios foram preenchidos. A partir da completeza do cadastro no banco de edição, o inventário será submetido aos procedimentos de revisão e harmonização, no banco de validação, para depois ser disponibilizado no banco de publicação. A figura 4 apresenta a tela de processo do SICV. Figura 4 Grupos de Informação da tela de Processo do SICV 8. Considerações Gerais Finais A utilização do sistema de inventário de ciclo de vida, em caráter permanente, com as adequações necessárias de sua utilização, pode contribuir para a disseminação do conhecimento de inventários aos especialistas em ACV, bem como favorecer futuros estudos de bases de inventários por instituições brasileiras. Diferentes interesses no uso da metodologia ACV estão sendo concebidos nos dias atuais, desde a análise estratégica dos recursos naturais, dos processos de novos produtos para uma sociedade impulsionada pelo consumo até o tratamento dos resíduos decorrentes desse processo. A utilização do modelo de informações sobre inventários de ciclo de vida de background, por instituições de pesquisa e a comunidade de ACV em geral, deverá identificar os ajustes necessários para o uso do modelo de informação proposto em larga escala. A inclusão de dados de inventário publicados e de domínio público pela comunidade de ACV pode ser o instrumento de validação do modelo proposto. Outros estudos de metodologia de coleta e tratamento de dados de inventário também são considerados importantes para a consolidação desse modelo de informações. 9. Referências

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