Raport Etapa III - AI-MAS

129 Pages·2012·1.89 MB·Romanian

SCIPA: Servicii software semantice de
Colaborare şi Interoperabilitate pentru
realizarea Proceselor Adaptive de business

Contract nr. 12118/01.10.2008
Autoritatea contractantă: CNMP

Etapa 3: Dezvoltarea componentelor
semantice ale platformei

Raportul Stiintific si Tehnic in extenso

Universitatea Politehnica Bucuresti

Universitatea de Vest Timişoara

Academia de Studii Economice Bucureşti

Universitatea din Craiova

Pagina Web: http://aimas.cs.pub.ro/scipa/
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

CUPRINS

A. Obiective generale ale proiectului
B. Obiectivele etapei de executie
C. Rezumatul etapei
D. Descrierea stiintifica si tehnica
Partea I: Dezvoltarea ontologiilor procesului de business
Autori – Academia de Studii Economice Bucureşti
Prof. dr. Ion Smeureanu – responsabil ştiinţific
Prof. dr. Ion Gh. Roşca
Prof. dr. Marian Dârdală Conf. dr. Titus-Felix Furtună
Conf. dr. Adriana Reveiu Prep. drd. Andreea Dioşteanu

Partea a II-a: Modele de cooperare bazate pe agenti software
Autori – Universitatea Politehnica din Bucureşti
Prof. dr. ing. Adina Magda Florea – responsabil ştiinţific
Prof. dr. ing. Eugenia Kalisz
S.l. dr. ing. Alexandru Boicea
As. drd. ing. Andrei Mogos As. drd. ing. Andreea Urzică

Partea a III-a: Modele de compunere si descompunere a serviciilor semantice
Autori – Universitatea Politehnica din Bucureşti
Prof. dr. ing. Adina Magda Florea – responsabil ştiinţific
As. drd. ing. Andrei Mogos Drd. ing. Andreea Urzică

Partea a IV-a: Modele de incredere, reputatie si norme in sisteme de agenti pentru
procese de e-business
Autori – Universitatea din Craiova
Prof. dr. ing. Costin Bădică – responsabil ştiinţific
Conf. dr. ing. Amalia Bădică
As. Dr. Elvira Popescu
Drd. ing. Sorin Ilie Drd. ing. Mihnea Scafes

Autori – Universitatea Politehnica din Bucureşti
Prof. dr. ing. Adina Magda Florea – responsabil ştiinţific
Prof. dr. ing. Eugenia Kalisz
As. drd. ing. Andrei Mogos Drd. ing. Andreea Urzică
Partea a V-a: Translator din BPEL in Event Calculus in scopul verificarii serviciilor
business web
Autori – Universitatea de Vest din Timişoara
Prof. dr. Viorel Negru – responsabil ştiinţific
Prof. dr. Dana Petcu
Prep. drd. Ovidiu Aritoni Prep. drd. Ciprian Pungilă

2
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

A. Obiective generale ale proiectului

In cele ce urmeaza sunt prezentate obiectivele generale ale proiectului modificate pentru a
reflecta reducerea substantiala de buget efectuata in anii 2008, 2009 si 2010 fata de bugetul
aprobat initial (26,25% finantare - de la bugetul de stat - fata de finantarea aprobata initial
pentru anii 2008, 2009 si 2010).
Proiectul de fata are ca obiectiv principal studiul, proiectarea si realizarea unei unei solutii
software integrate care sa permita:
 interoperabilitatea serviciilor software semantice oferite de intreprinderi,
 adaptabilitatea proceselor de afaceri
 descoperirea si compunerea a noi servicii
 un model de colaborare flexibil

Obiectivele specifice sunt:
O1: Dezvoltarea unui model al proceselor de business sustinut de servicii software capabil
sa realizeze:
 Adaptarea in functie de context si mediul specific
 Realizarea colaborarii
 Adnotarea semantica a componentelor
O2: Dezvoltarea de agenti inteligenti capabili sa compuna autonom servicii Web generand
astfel servicii compuse
O4: Realizarea modelului de colaborare pe baza unei colectivitati de agenti cognitivi
O5: Dezvoltarea solutiei software
 O6: Validarea solutiei prin doua aplicatii particulare

B. Obiectivele etapei de executie

O2: Dezvoltarea de agenti inteligenti capabili sa compuna autonom servicii Web
generand astfel servicii compuse
O4: Realizarea modelului de colaborare pe baza unei colectivitati de agenti
cognitivi

3
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

C. Descrierea stiintifica si tehnica

Partea I
Dezvoltarea ontologiilor procesului de business

Autori – Academia de Studii Economice Bucureşti
Prof. dr. Ion Smeureanu – responsabil ştiinţific
Prof. dr. Ion Gh. Roşca
Prof. dr. Marian Dârdală Conf. dr. Titus-Felix Furtună
Conf. dr. Adriana Reveiu Prep. drd. Andreea Dioşteanu

4
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

CUPRINS
1 Utilizarea ontologiilor în aria de business 6
1.1 Motivarea utilizării ontologiilor în afaceri.........................................................................6
1.2 Scopul ontologiilor din aria business.................................................................................8
1.3 Ontologiile de business în modelarea afacerilor................................................................9
1.4 Exemple de ontologii existente în prezent.......................................................................18
1.4.1 Ontologia Edinburg Enterprise.................................................................................18
1.4.2 TOVE (Toronto Virtual Enterprise).........................................................................18
1.4.3 FEF (Financial Exchange Framework)....................................................................19
1.5 Maparea modelului de business peste modelul lingvistic bazat pe ontologii şi
semantici web...............................................................................................................................19
1.5.1 Standardizarea semantică.........................................................................................21
1.5.2 Ontologii şi SemanticWeb.......................................................................................22
1.5.3 Modelarea datelor.....................................................................................................24
1.6 Proiectarea şi dezvoltarea ontologiilor procesului de afaceri...........................................26
1.6.1 Scurtă trecere în revistă a metodologiilor de construcţie a ontologiilor..................26
1.6.2 Metodologia propusă pentru crearea ontologiilor de afaceri...................................27
2 Modelarea aplicaţiei de management al lanţului de aprovizionare 32
2.1 Specificarea de nivel înalt a cerinţelor de funcţionalitate şi interoperabilitate ale
platformei.....................................................................................................................................32
2.2 Dezvoltarea unei aplicaţii de management al lanţului de aprovizionare folosind
platforma propusă.........................................................................................................................38
3 Evaluarea riscului în mediile de programare bazate pe agenţi inteligenţi 45
3.1 Fiabilitatea sistemelor distribuite bazate pe agenţi şi servicii web..................................45
3.1.1 Aspecte generale privind metricile de evaluare a fiabilităţii sistemelor..................45
3.1.2 Fiabilitatea în sistemele de compunere de servicii web...........................................47
3.2 Riscul în managementul lanţului de aprovizionare..........................................................51
Anexa 1- Codul asociat ontologiei clientului 62
Anexa 2- Compunerea simplă AE - cod sursă 63

5
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

1 Utilizarea ontologiilor în aria de business
1.1 Motivarea utilizării ontologiilor în afaceri
Competiţia pune presiune pe firme pentru a obţine profit prin cele două metode
principale: cucerirea de noi pieţe (prin extindere geografică sau prin introducerea de noi
produse) şi prin reducerea costurilor. Schema de mai jos ilustrează acest aspect.

Fig.1 Influenţele mediului exterior asupra companiei
[Hod03] explică faptul că “în această căutare a inovaţiei, frontierele ştiinţei şi ale
tehnologiei avansează, ducând spre noi câmpuri de cunoaştere şi cercetare”. De asemenea,
conform aceleiaşi lucrări “în general, serviciile sunt mai diversificate decât producţia de
bunuri, această diversitate crescând odata cu creşterea sectorului de servicii în sine”.

a) Schimbările tehnologice şi apariţia afacerilor electronice
Dacă se analizează statisticile în domeniu, se poate observa că investiţiile în echipamente
IT şi software au crescut în mod constant în ultimele decenii. În acelaşi timp, costurile de
hardware, software şi servicii au scăzut drastic, în timp ce performanţele lor au explodat.
Bineînţeles, acest lucru are un important impact asupra firmelor de orice dimensiune, pe
măsură ce adoptă şi se bazează pe IT. În special, răspândirea Internetului şi adoptarea de e-
business şi e-commerce a schimbat în mod drastic felul în care companile fac afaceri. E-
commerce nu se referă doar la cumpărarea şi vânzarea de bunuri, ci şi la a oferii servicii şi a
colabora cu partenerii.
În ceea ce priveşte efectele inovaţiilor IT, e-commerce şi e-business, impactul lor a fost de
multiplicarea configuraţiilor de afaceri posibile şi deci a alegerilor ce trebuie făcute de
manageri. În contrast cu modul tradiţional de organizare a unei industrii, unde modele de
6
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

afaceri arătau la fel, gama de modele noi posibile, în era tehnologiei şi a comunicaţiei au
crescut puternic.
Se pot evidenţia patru impacte majore ale dezvoltării tehnologiei. În primul rând, preţurile
accesibile ale tehnologiei au redus costurile de tranzacţie şi coordonare. Cu alte cuvinte,
costurile de colaborarea cu parteneri (de exemplu externalizările) şi integrarea clienţilor în
procesele companiei (de exemplu personalizările, serviciile cu clienţii) nu sunt mai restrictive.
Aceasta a facilitat crearea de noi forme de organizaţii legate între ele prin reţele. Consecinţele
asupra managementului sunt constituite de noile configuraţii posibile de afaceri şi de
varietatea lor. În al doilea rând, creşterea IT, e-commerce şi e-business, au făcut posibilă
apariţia unor produse şi servicii complet noi, din care multe au o componentă importantă
informaţia şi care sunt utilizate în mod frecvent în colaborare de mai multe companii. În al
treilea rând, IT-ul a creat moduri noi şi inovatoare de a ajunge la clienţi, şi printr-o
multitudine de canale. De asemenea, Internetul a facilitat desfăşurarea afacerilor la nivel
global şi deservirea clienţilor în locurile ultraperiferice ale planetei. În final, datorită
Internetului şi a Web-ului, o serie de noi mecanisme de stabilire a preţurilor şi a veniturilor şi-
au găsit locul în practicarea afacerilor.
Lista impactului IT-ului asupra afacerilor poate fi prelungită, dar principalul lucru care
trebuie păstrat din cele de mai sus este că aceste evoluţii aduc o importantă creştere în
alegerile şi deciziile cu care managerii se confruntă în termenii noilor modele de afaceri.
Aceasta explică creşterea cercetărilor în modele de afaceri în general şi în modele de afaceri
cu o puternică componentă de tehnologie de comunicaţie (de exemplu e-commerce).

b) Complexitatea
O altă caracteristică a peisajului de afaceri de azi este de complexitatea acestuia. Potrivit
lui [Hod03] capitalismul natural duce la mai multă complexitate datorită unor puternice forţe
economice. El menţionează că „forme organizatorice noi şi variate vor fi create pentru a creşte
productivitatea şi pentru a administra o expansiune a numărului de produse şi procese”. Într-
adevăr, descompunerea companiei integrate şi formarea de reţele de afaceri, după cum este
descris mai sus, a contribuit la complexitate, pentru că este un mecanism care generează
diversitatea [And01]. Conceptul de model de afaceri poate fi unul dintre instrumentele care
ajută la combaterea a cel puţin unor aspecte legate de complexitate prin evidenţierea
problemelor importante şi subliniind relaţiile dintre ele. Ca de fiecare conceptualizare şi
modelare, conceptul de model de afaceri are ca obiectiv reprezintarea realităţii într-um mod
structurat, simplificat şi uşor de înţeles.
7
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

c) Nesiguranţa
Este larg acceptat faptul că unul dintre efectele revoluţiei tehnologice în comunicare din
anii 1990, împreună cu forţele globalizării şi liberalizării, a fost creşterea riscului de mediu şi
incertitudinea la care organizaţiile au trebuit să facă faţă [And01]. Problema cu incertitudinea
este că ea creşte riscul de mediu cu care se confruntă cu o companie, deoarece viitorul devine
imprevizibil. Specialiştii în domeniu vorbesc de patru niveluri de incertitudine cu care se
confruntă managerii. La primul nivel există o singură viziune a viitorului, la cel de-al doilea
nivel una din cele câteva posibilităţi va avea loc, la cel de-al treia nivel există o serie de
evenimente posibile şi la cel de-al patrulea nivel, găsim ambiguitatea generală în ceea ce
priveşte viitorul.
Gestionarea incertitudinii este probabil una dintre cele mai importante provocări cu care
se confruntă astăzi managerii. Furnizarea specificărilor conceptualizării de modele de afaceri
ar putea îmbunătăţi scenariile abordabile şi să ducă la simulare. Aceasta ar ajuta managerii să
fie mai bine pregatiţi pentru viitor .
1.2 Scopul ontologiilor din aria business
Scopul ontologiilor din aria business este de a facilita comunicaţia între oameni prin
evaluarea modelelor de business. Ca rezultat al folosirii ontologiilor apar şi alte beneficii
precum reutilizarea datelor, o căutare mai avansata în baza de date, o verificare automată a
consistenţei datelor, asistenţă în procesele de specificaţie, reducerea costurilor de mentenanţă
şi creşterea vitezei de obtinere a informaţiei şi acurateţea acesteia.
Printr-o ontologie de business se combină managementul afacerilor cu modelul conceptual
tehnic al ontologiei. Cu alte cuvinte, scopul lor este de a aplica descrierile complete şi
riguroase ale ontologiilor asupra conceptelor de afaceri.
Crearea unui model de ontologie va furniza baza pentru noi metode şi instrumente în
gestionarea afacerilor la nivel de management, în startegiile de business, în automatizarea
comparărilor modelelor de afaceri. Această abordare mai formală va înlătura eventualele
ambiguităţi şi va permite folosirea unui raţionament bazat pe ontologie, cu un limbaj logic
care să verifice consistenţa şi gradul de eficienţă al modelului de afacere şi care să completeze
modelul cu constrângeri de integritate şi reguli de deducţie.
Rolurile ontologiilor din aria business sunt structurate pe mai multe nivele de
abstractizare. Acestea variază de la ontologii ce reprezintă un cumul de alte ontologii, până la
ontologii ce descriu lucruri şi proprietăţile lor. Se pot distinge următoarele trei nivele:
8
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

 N1: date operaţionale. Ontologia cuprinde date operaţionale. Informaţia de la acest
nivel este clasificată folosind termenii unui vocabular definit la nivelul doi.
 N2: ontologia. Ontologia specifică termenii generali şi definiţiile pentru conceptele
importante dintr-un anumit domeniu. La acest nivel este creat vocabularul pentru limbajul
folosit la nivelul unu.
 N3: limbajul de reprezentare al ontologiei. Ontologia joacă un rol important când
informaţia este folosită de autori pentru a scrie ontologii de nivelul doi.
Ontologiile oferă o înţelegere a structurii informaţiei, separă informaţiile dintr-un
domeniu de datele operaţionale, prezintă teoriile dintr-un domeniu în mod explicit
reprezentând un mod eficient de comunicare între programele ce le utilizează. Ţinta
industriei ce evoluează spre aplicaţii orientate pe servicii este de a facilita inetroperabiliate
standardizată la nivel semantic între procesele software ale partenerilor de afaceri pe întregul
lanţ valoric
De asemenea, una din facilităţile folosirii ontologiilor este regăsirea informaţiei într-un
limbaj mai apropiat de cel natural. Astfel, la întrebări formulate ca în vorbirea directă, se
pot răspunsuri pertinente. Utilizând ontologiile în motoarele de căutare se obţin rezultate
logice şi riguros construite. Folosind o ontologie de business într-un astfel de motor, se obţin
rezultate mult mai precise în acest domeniu, răsunsul fiind concis şi exact, detaliind aspectele
economice şi financiare, şi excluzând datele mai puţin legate de domeniul afacerilor. Pe acest
aspect se va concentra şi aplicaţia prezentată în capitolul următor.
1.3 Ontologiile de business în modelarea afacerilor
Există o mare varietate de ontologii pentru afaceri, fiecare cu particularităţile ei. În funcţie de
subdomeniul pe care sunt specializate pot fi ontologii financiare, de management, pentru
producţie, pentru piaţă şi desfacere, pentru comerţ electronic, etc.
Din punct de vedere al designului, ontologiile trebuie să urmărească anumite criterii:
 Claritate: sensul descrierilor trebuie să fie comunicat fără ambiguităţi şi trebuie să fie
furnizate toate condiţiile necesare şi suficiente.
 Coerenţă: consistenţa internă trebuie menţinută, cel puţin axiomele, din moment ce
acestea determină competenţa unei ontologii
 Extindere: trebuie să permită extinderea termenilor deja existenţi fără a necesita o
verificare foarte amănunţită
Conform [Ost04], “există patru piloni esenţiali într-o ontologie: produsul, interfaţa cu clientul,
infrastructura şi finanţele”.
Produsul: Cu ce afaceri se ocupă compania, produsele şi valoarea propusă oferite pe piaţă.
Interfaţa cu clienţii: Care sunt clienţii ţintă ai companiei, cum le oferă produse şi servicii, şi
cum se construieşte o relaţie puternică cu ei.
9
PROGRAMUL 4 “PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE” 2007-2013
SCIPA – Etapa 3: Dezvoltarea componentelor semantice ale platformei

Infrastructura managementului: Cum tratează compania problemele legate de logistică şi
infrastructură în mod eficient, cu cine, şi ca ce fel de întreprindere în reţea.
Aspecte financiare: Care este modelul de venituri, structura costurilor şi modelul de
durabilitate al afacerii.
Dezvoltând pe această schemă, pentru modelarea proceselor de afaceri, acum sunt
folosite nouă elemente: nume, valoare propusă, consumator vizat, canal de distribuţie, relaţie,
valoare de configurare, capacitate, parteneriat, structura costului şi model de venit. Valoarea
propusă este un ansamblu de produse şi servicii care pot fi vândute. Consumatorul vizat este
segmentul de clienţi căreia se adreseaza firma. Canalul de distribuţie se referă la modul în
care se face legătura cu clientul. Relaţia descrie tipul de legatură pe care compania o stabileşte
cu clientul. Valoarea de configurare constă în ansamblul de activităţi şi resurse ce sunt
necesare pentru a crea ceva cu valoare pentru client. Capacitatea este abilitatea de a executa
un tipar repetabil de acţiuni care sunt necesare pentru a crea produse ce pot fi vândute.
Parteneriatul este un aranjament voluntar între companie şi o altă firmă în scopul de a crea
bunuri şi servicii. Structura costului constituie reprezentarea în bani a tuturor eforturilor
depuse în modelul de afacere. Modelul de venit descrie felul în care compania face bani prin
varietatea de fluxuri de venituri. Aceste elemente şi relaţiile dintre ele sunt reprezentate în
schema de mai jos.

Fig.2 Modelul de venit

Ansamblul elementelor descrise mai sus formează într-adevăr un model: este
independent de orice firmă şi poate descrie modelul de afacere al oricărei companii. Mai mult,
reprezintă o sinteză a modelelor de afaceri, îndeplinind cerinţa primară a ontologiilor de a fi o
descriere generală a unei comunităţi de utilizatori. Modelul poate dezvoltat şi detaliat în
funcţie de specificul fiecărui subdomeniu.
Practic, cele nouă elemente ale ontologiei acoperă toate blocurile de modele de afaceri
menţionate de către cel puţin doi autori. Modelul exclude elemente legate de peisajul
competitiv, implementare, capital şi piaţă, considerându-le legate de modelul de afaceri , dar
nu ca o parte din aceasta. [ATu03] menţionează profitul, care situează compania într-o
configuraţie valoarică vis-a-vis de furnizorii, clienţii, rivali, nou-veniţii potenţiali,
10