A tecnologia de Workflow não é nova e muitos de seus benefícios já são largamente aproveitados em aplicações administrativas e de gestão de documentos, há bem mais de uma década. Atualmente, entretanto, tem-se buscado ampliar os horizontes da utilização do Workflow para outras aplicações. A área de educação à distância é uma das que tem grande potencial para aproveitar as características de coordenação de processos que o Workflow proporciona. Este trabalho buscou fornecer ao AdaptWeb - um ambiente de ensino-aprendizagem adaptativo para a Web desenvolvido na plataforma PHP/MySQL - a possibilidade de agregar um novo modo de funcionamento, baseado na tecnologia de Workflow. Para tanto, foi realizado o projeto de um Sistema de Gerenciamento deWorkflow completo, apropriado para ser utilizado por aplicações no ambiente PHP/MySQL, seguindo as recomendações da WfMC, entidade que estabelece os padrões para a área de Workflow. O trabalho também mostra como a execução de um curso à distância por um aluno no AdaptWeb pode ser mapeada para um processo de Workflow e como pode ser feita a descrição deste processo nos padrões da WfMC. Por fim, é apresentada uma proposta de extensão ao ambiente AdaptWeb para suportar um novo modo de interação, o modo dirigido, baseado no uso do Workflow, bem como idéias para estender o ambiente de autoria e de execução do curso para aproveitar novas perspectivas que o Workflow apresenta. / Workflow technology is not new and many administrative and document management applications have been taking benefits from it for more than one decade. Currently, however, usage of workflow is getting wider, since new kinds of applications start adopting the technology. Distance learning is one of those areas that have great potential for getting advantages from process coordination characteristics provided by workflow management systems. This work intended to providing a new interaction mode, based on workflow technology, to the AdaptWeb system - an adaptive web-based learning environment developed on PHP/MySQL platform. With this purpose, a Workflow Management System was designed to be used by applications running on PHP/MySQL environments, following WfMC's recommendations. WfMC is the main organization that establishes workflow standards and references. This work also shows how the execution of a distance learning course by an student in AdaptWeb can be mapped into a workflow process and how the description of such a process can be built using WfMC standards. Finally, some extensions to the AdaptWeb environment are proposed to support a new interaction mode based on workflow, as well as suggestions are discussed to extend the course authoring and execution environments to take benefits from the new perspective provided by the workflow approach.

O trabalho de qualquer organização pode ser representado e analisado através dos processos de negócio que desenvolve. O relacionamento da organização com clientes e fornecedores é implementado por processos de negócio, assim como a interface interna entre o nível estratégico e operacional da organização. Também o trabalho das áreas de engenharia, produção, financeira e gestão pode ser representado na forma de processos de negócio. O projeto ProWAP (Process Modelling based on Workflow Activity Patterns), desenvolvido em conjunto com o grupo de pesquisa em workflow da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e o grupo de pesquisa em Banco de Dados e Sistemas de Informação da Universidade de Ulm, na Alemanha, tem como objetivo criar uma abordagem de reuso de funções de negócio recorrentes. Estes fragmentos, ou funções de negócio recorrentes, são representados através de padrões de atividade de bloco para modelagem de processos e possuem uma semântica bem definida e auto-contida (THOM, 2006b). A modelagem de processos é baseada, hoje em dia, somente em elementos sintáticos, além de os modelos serem geralmente modelados desde o início, o que significa altos custos, tanto de tempo quanto financeiros. Uma ferramenta que ofereça suporte ao (re- )uso de estruturas recorrentes pode reduzir estes custos, uma vez que estas estruturas representam soluções a problemas semelhantes e podem, eventualmente, ser aplicadas a determinados problemas no contexto da modelagem do processo. De modo a prover ao usuário suporte ao reuso, pretende-se construir uma ferramenta de modelagem que tenha como base os padrões de atividade. Esta ferramenta, além de oferecer suporte ao reuso, pretende auxiliar o usuário, de maneira inteligente, sugerindo a ele diferentes padrões subsequentes aos padrões já modelados em seu processo. Para tal, este trabalho apresenta um conjunto de informações acerca de co-ocorrências entre padrões de atividade. Estas foram obtidas a partir de um estudo empírico sobre uma amostra de processos de negócio reais modeladas no Brasil e na Alemanha. A partir deste estudo, foram obtidos conhecimentos a respeito da co-ocorrência de pares de padrões de atividade. Além de obter um ranking de co-ocorrências, o estudo permitiu evidenciar que contextos de aplicação influenciam diretamente nos relacionamentos e associações entre padrões de atividade. / The work of any organization can be represented and analyzed through its business processes, which are performed inside the organization. The relationship between the organization and its clients and suppliers is implemented by business processes, as well as the intern interface between the strategical and operational layers. The work of engineering, production, financial and management areas can also be represented by business processes. The ProWAP project (Process Modelling based on Workflow Activity Patterns), developed in partnership between the workflow research group from Federal University of Rio Grande do Sul and databases and information systems research group from Ulm University in Germany, aims to create an approach based on the reuse of recurrent business functions. Those fragments, or recurrent business functions, are represented by blockactivity patterns that have a well-defined and self-contained semantics. Nowadays the process modeling is based only in syntatical elements. Moreover, the processes are usually modeled from scratch, which means high costs of time and money. A tool that offers a support to (re-)use of recurrent structures can lower those costs, once the utilized structures represent solutions to similar problems and can, eventually, be reapplied to particular problems in the context of process modeling. In order to provide support reuse to the user, it is intended to build a process modeling tool based on the workflow activity patterns. This tool, besides providing reuse support, aims to help the user, in an intelligent way, suggesting to him many subsequent patterns that follow the ones already modeled in his process. To this end, this work presents a set of informations about co-occurences between activity patterns. Those informations were obtained from an empirical study on a sample real business processes models which were modeled in Brazil and in Germany. From this study, knowledge about co-occurence between pairs of activity patterns was obtained. Besides obtaining a co-occurence ranking, this study allowed to evidence that application contexts influence directly on the relationships and associations between activity patterns.

A tecnologia de workflow tem-se mostrado cada vez mais importante para o mercado de automação de processos e para que as organizações desempenhem suas funções da melhor maneira possível (MUTSCHLER, 2008). A modelagem de processos ganhou em importância neste contexto, tornando-se alvo de pesquisas, inclusive acadêmicas. Nestas pesquisas, certas estruturas recorrentes que precisam ser redesenhadas a cada nova modelagem foram identificadas. Conhecidas também como padrões, existem com variados focos e objetivos (AALST, 2003), (RUSSEL, 2004a), (RUSSEL, 2004b), (BRADSHAW, 2005), (RUSSEL, 2006), (THOM, 2006a), (THOM, 2009). O conjunto de padrões apresentados em Thom (2006a), (2009) é interessante, pois apresenta padrões de atividade os quais representam funções de negócio recorrentes, tais como aprovação de documentos, notificação de pagamento e solicitação de execução de tarefa. Estes padrões são mais próximos do nível de descrição dos especialistas do domínio e, por isto, mostram-se como bastante promissores para serem aplicados durante a análise e modelagem de processos. Diversos pesquisadores defendem a ideia de que a padronização de estruturas de processo e a re-utilização dos padrões resultantes deste exercício podem incrementar a produtividade, tanto na fase de modelagem e documentação dos processos como na fase de manutenção ou de re-escrita destes mesmos. A utilização de padrões de workflow pode tornar a fase de modelagem mais eficiente e de melhor qualidade, gerando processos mais bem formatados e menos suscetíveis a erros (OBJECT MANAGEMENT GROUP, 2006). Nesta direção, este trabalho pretende utilizar os padrões de atividade desenvolvidos em Thom (2006a) para descobrir e analisar associações recorrentes entre eles. Com estas informações pode-se melhorar a fase de modelagem de processos na medida em que será possível saber como os padrões de atividade costumam conectarem-se uns com os outros. Estas prováveis associações podem então ser sugeridas, de forma automática, a um usuário no momento da modelagem de um novo processo. Neste trabalho serão buscados meios que possibilitem obter estas informações, contemplando a adoção de uma metodologia, algoritmos e a adaptação destes ao problema proposto. Ao final, espera-se obter subsídios para aprimorar e difundir a modelagem com base no reuso. Serão buscadas informações que permitam avaliar se a fase de modelagem pode se beneficiar da utilização de padrões e proporcionar resultados interessantes. A partir do conhecimento das associações recorrentes entre os padrões de atividade, estes poderão ter a sua utilização aumentada e a modelagem de processos com a utilização de padrões será evoluída. Desta forma, a utilização inteligente de estruturas recorrentes na modelagem de processos estará sendo ampliada e promovida. / Workflow technology has been increasingly important for the process automation market so that organizations can perform their duties in the best possible way (MUTSCHLER, 2008). Process modeling has gained in importance in this context, becoming subject of research, including academic. In these studies, certain recurrent structures that must be redesigned for each new modeling were identified. Also known as patterns, they exist with different focuses and objectives (AALST, 2003), (RUSSEL, 2004a), (RUSSEL, 2004b), (BRADSHAW, 2005), (RUSSEL, 2006), (THOM, 2006a), (THOM, 2009). The patterns set presented in Thom (2006a), (2009) is interesting, because it shows activity patterns which represent recurrent business functions, such as document approval, payment notification and task execution request. These patterns are closer to the domain experts description level and, therefore, are as much promising to be used during process analysis and modeling. Several researchers advocate the idea that the standardization of process structures and the reuse of the resulting patterns from this exercise can increase the productivity, both at the process modeling and documentation phases as in the maintenance or rewrite phases of these. The use of workflow patterns can make modeling phase more efficient and with better quality, generating more well-formed and less error prone processes (OBJECT MANAGEMENT GROUP, 2006). In this direction, this work intends to use the activity patterns developed in Thom (2006a) to find and analyze recurrent associations between them. With this information it is possible to improve process modeling phase as it will be possible to know how activity patterns are usually connected with each other. These probable associations can then be suggested, in an automatic way, to a user when modeling a new process. In this research, mechanisms to enable to obtain this information, including the adoption of a methodology, algorithm and the adaptation of these to the proposed problem will be seek. At the end, it is expected to obtain subsidies to improve and disseminate the modeling based on reuse. Information will be sought to assess whether the modeling phase can benefit from pattern utilization and provide interesting results. From the recurrent association between activity patterns knowledge, they may have its utilization increased and the process modeling with the use of patterns will be evolved. Thus, the intelligent use of recurrent structures will be expanded and promoted.

A tecnologia de Workflow não é nova e muitos de seus benefícios já são largamente aproveitados em aplicações administrativas e de gestão de documentos, há bem mais de uma década. Atualmente, entretanto, tem-se buscado ampliar os horizontes da utilização do Workflow para outras aplicações. A área de educação à distância é uma das que tem grande potencial para aproveitar as características de coordenação de processos que o Workflow proporciona. Este trabalho buscou fornecer ao AdaptWeb - um ambiente de ensino-aprendizagem adaptativo para a Web desenvolvido na plataforma PHP/MySQL - a possibilidade de agregar um novo modo de funcionamento, baseado na tecnologia de Workflow. Para tanto, foi realizado o projeto de um Sistema de Gerenciamento deWorkflow completo, apropriado para ser utilizado por aplicações no ambiente PHP/MySQL, seguindo as recomendações da WfMC, entidade que estabelece os padrões para a área de Workflow. O trabalho também mostra como a execução de um curso à distância por um aluno no AdaptWeb pode ser mapeada para um processo de Workflow e como pode ser feita a descrição deste processo nos padrões da WfMC. Por fim, é apresentada uma proposta de extensão ao ambiente AdaptWeb para suportar um novo modo de interação, o modo dirigido, baseado no uso do Workflow, bem como idéias para estender o ambiente de autoria e de execução do curso para aproveitar novas perspectivas que o Workflow apresenta. / Workflow technology is not new and many administrative and document management applications have been taking benefits from it for more than one decade. Currently, however, usage of workflow is getting wider, since new kinds of applications start adopting the technology. Distance learning is one of those areas that have great potential for getting advantages from process coordination characteristics provided by workflow management systems. This work intended to providing a new interaction mode, based on workflow technology, to the AdaptWeb system - an adaptive web-based learning environment developed on PHP/MySQL platform. With this purpose, a Workflow Management System was designed to be used by applications running on PHP/MySQL environments, following WfMC's recommendations. WfMC is the main organization that establishes workflow standards and references. This work also shows how the execution of a distance learning course by an student in AdaptWeb can be mapped into a workflow process and how the description of such a process can be built using WfMC standards. Finally, some extensions to the AdaptWeb environment are proposed to support a new interaction mode based on workflow, as well as suggestions are discussed to extend the course authoring and execution environments to take benefits from the new perspective provided by the workflow approach.

Organizações modernas apresentam demandas relacionadas à automação dos seus processos de negócio devido à alta complexidade dos mesmos e à necessidade de maior eficácia na execução. Neste contexto, a tecnologia de workflow tem se mostrado bastante eficiente, principalmente para a automatização dos processos de negócio. No entanto, por ser uma tecnologia emergente e em evolução, workflow apresenta algumas limitações. Ainda que diversos (meta) modelos de workflow tenham sido propostos nos últimos, anos, seus sub-modelos para representação dos aspectos estruturais da organização apresentam baixo poder de expressão. Além disso, a maioria das ferramentas para modelagem de workflow não provêm funcionalidades para definição, consulta e reuso de padrões. Um dos principais problemas é falta de um mapeamento consolidado entre padrões de funções recorrentes em processos de negócio (ex: solicitação de execução de atividade, aprovação de documentos) e (meta) modelos e/ou ferramentas para modelagem de processos de negócio e workflow. Além disso, a maioria das abordagens em padrões de workflow não exploram a completude e necessidade dos seus padrões para modelagem de workflow. A primeira contribuição desta tese é um Modelo Transacional de Processos de Negócio (MTPN) com suporte aos aspectos estruturais da organização. O metamodelo possibilita a criação de (sub-)processos de negócio a partir do reuso de padrões, principalmente com base nestes aspectos. Adicionalmente, o metamodelo sugere a geração automática de padrões através da Linguagem de Execução para Web Services (BPEL4WS). Outra importante contribuição da tese é um conjunto de padrões de workflow representados como atividades de bloco. Cada padrão descreve uma função recorrente em processos de negócio. A mineração de 190 processos de workflow de mais de 10 organizações diferentes provou a existência dos padrões com alto suporte nos processos de workflow analisados. Além disso, o estudo mostrou que o conjunto de padrões é suficiente e necessário para modelar todos os 190 processos investigados. O estudo também resultou em um conjunto de regras de associação. As regras não apenas contribuem para uma melhor definição dos padrões de atividade de bloco, mas também para a combinação destes com padrões de controle de fluxo. / Modern organizations have demands related to the automation of their business processes since such processes are highly complex and need to be efficiently executed. Within this context, the workflow technology has shown to be very effective, mainly in the business process automation. However, as it is an emergent technology and in constant evolution, workflow presents some limitations. Though several workflow (meta) models have been proposed in recent years, their sub-models for organizational structure aspects representation show limited power of expression. On the other hand, most of the current workflow modeling tools do not provide functionalities that enable users to define, query, and reuse workflow patterns properly. One of the main problems is the non-availability of a consolidated mapping between patterns based on recurrent functions found in business processes (e.g., request for activity execution, notification, decision, or approval) and workflow (meta) models or workflow modeling tools. Relying on these problems, the first contribution of this thesis is a Transactional Metamodel of Business Process (TMBP) with support to organizational structure aspects. The metamodel makes feasible to create business (sub-)processes from the reuse of organizational –based workflow patterns. An additional feature of TMBP supports the generation of business (sub-)processes through the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS). Other important contribution of this thesis is a set of workflow patterns represented as block activity patterns. Each pattern refers to a recurrent business function frequently found in business processes. The mining of 190 workflow processes of more than 10 different organizations has evidenced the existence of the set of workflow patterns with high support in the workflow processes analyzed. Moreover, it became clear through this study that the set of patterns is both necessary and enough to design all 190 processes that were investigated. As a consequence of the mining process, a set of association rules was identified too. The rules not only help to better define specific workflow patterns, but also combine them with existent control flow patterns. These rules can be useful for building more complex workflows.

Organizações modernas apresentam demandas relacionadas à automação dos seus processos de negócio devido à alta complexidade dos mesmos e à necessidade de maior eficácia na execução. Neste contexto, a tecnologia de workflow tem se mostrado bastante eficiente, principalmente para a automatização dos processos de negócio. No entanto, por ser uma tecnologia emergente e em evolução, workflow apresenta algumas limitações. Ainda que diversos (meta) modelos de workflow tenham sido propostos nos últimos, anos, seus sub-modelos para representação dos aspectos estruturais da organização apresentam baixo poder de expressão. Além disso, a maioria das ferramentas para modelagem de workflow não provêm funcionalidades para definição, consulta e reuso de padrões. Um dos principais problemas é falta de um mapeamento consolidado entre padrões de funções recorrentes em processos de negócio (ex: solicitação de execução de atividade, aprovação de documentos) e (meta) modelos e/ou ferramentas para modelagem de processos de negócio e workflow. Além disso, a maioria das abordagens em padrões de workflow não exploram a completude e necessidade dos seus padrões para modelagem de workflow. A primeira contribuição desta tese é um Modelo Transacional de Processos de Negócio (MTPN) com suporte aos aspectos estruturais da organização. O metamodelo possibilita a criação de (sub-)processos de negócio a partir do reuso de padrões, principalmente com base nestes aspectos. Adicionalmente, o metamodelo sugere a geração automática de padrões através da Linguagem de Execução para Web Services (BPEL4WS). Outra importante contribuição da tese é um conjunto de padrões de workflow representados como atividades de bloco. Cada padrão descreve uma função recorrente em processos de negócio. A mineração de 190 processos de workflow de mais de 10 organizações diferentes provou a existência dos padrões com alto suporte nos processos de workflow analisados. Além disso, o estudo mostrou que o conjunto de padrões é suficiente e necessário para modelar todos os 190 processos investigados. O estudo também resultou em um conjunto de regras de associação. As regras não apenas contribuem para uma melhor definição dos padrões de atividade de bloco, mas também para a combinação destes com padrões de controle de fluxo. / Modern organizations have demands related to the automation of their business processes since such processes are highly complex and need to be efficiently executed. Within this context, the workflow technology has shown to be very effective, mainly in the business process automation. However, as it is an emergent technology and in constant evolution, workflow presents some limitations. Though several workflow (meta) models have been proposed in recent years, their sub-models for organizational structure aspects representation show limited power of expression. On the other hand, most of the current workflow modeling tools do not provide functionalities that enable users to define, query, and reuse workflow patterns properly. One of the main problems is the non-availability of a consolidated mapping between patterns based on recurrent functions found in business processes (e.g., request for activity execution, notification, decision, or approval) and workflow (meta) models or workflow modeling tools. Relying on these problems, the first contribution of this thesis is a Transactional Metamodel of Business Process (TMBP) with support to organizational structure aspects. The metamodel makes feasible to create business (sub-)processes from the reuse of organizational –based workflow patterns. An additional feature of TMBP supports the generation of business (sub-)processes through the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS). Other important contribution of this thesis is a set of workflow patterns represented as block activity patterns. Each pattern refers to a recurrent business function frequently found in business processes. The mining of 190 workflow processes of more than 10 different organizations has evidenced the existence of the set of workflow patterns with high support in the workflow processes analyzed. Moreover, it became clear through this study that the set of patterns is both necessary and enough to design all 190 processes that were investigated. As a consequence of the mining process, a set of association rules was identified too. The rules not only help to better define specific workflow patterns, but also combine them with existent control flow patterns. These rules can be useful for building more complex workflows.

Organizações modernas apresentam demandas relacionadas à automação dos seus processos de negócio devido à alta complexidade dos mesmos e à necessidade de maior eficácia na execução. Neste contexto, a tecnologia de workflow tem se mostrado bastante eficiente, principalmente para a automatização dos processos de negócio. No entanto, por ser uma tecnologia emergente e em evolução, workflow apresenta algumas limitações. Ainda que diversos (meta) modelos de workflow tenham sido propostos nos últimos, anos, seus sub-modelos para representação dos aspectos estruturais da organização apresentam baixo poder de expressão. Além disso, a maioria das ferramentas para modelagem de workflow não provêm funcionalidades para definição, consulta e reuso de padrões. Um dos principais problemas é falta de um mapeamento consolidado entre padrões de funções recorrentes em processos de negócio (ex: solicitação de execução de atividade, aprovação de documentos) e (meta) modelos e/ou ferramentas para modelagem de processos de negócio e workflow. Além disso, a maioria das abordagens em padrões de workflow não exploram a completude e necessidade dos seus padrões para modelagem de workflow. A primeira contribuição desta tese é um Modelo Transacional de Processos de Negócio (MTPN) com suporte aos aspectos estruturais da organização. O metamodelo possibilita a criação de (sub-)processos de negócio a partir do reuso de padrões, principalmente com base nestes aspectos. Adicionalmente, o metamodelo sugere a geração automática de padrões através da Linguagem de Execução para Web Services (BPEL4WS). Outra importante contribuição da tese é um conjunto de padrões de workflow representados como atividades de bloco. Cada padrão descreve uma função recorrente em processos de negócio. A mineração de 190 processos de workflow de mais de 10 organizações diferentes provou a existência dos padrões com alto suporte nos processos de workflow analisados. Além disso, o estudo mostrou que o conjunto de padrões é suficiente e necessário para modelar todos os 190 processos investigados. O estudo também resultou em um conjunto de regras de associação. As regras não apenas contribuem para uma melhor definição dos padrões de atividade de bloco, mas também para a combinação destes com padrões de controle de fluxo. / Modern organizations have demands related to the automation of their business processes since such processes are highly complex and need to be efficiently executed. Within this context, the workflow technology has shown to be very effective, mainly in the business process automation. However, as it is an emergent technology and in constant evolution, workflow presents some limitations. Though several workflow (meta) models have been proposed in recent years, their sub-models for organizational structure aspects representation show limited power of expression. On the other hand, most of the current workflow modeling tools do not provide functionalities that enable users to define, query, and reuse workflow patterns properly. One of the main problems is the non-availability of a consolidated mapping between patterns based on recurrent functions found in business processes (e.g., request for activity execution, notification, decision, or approval) and workflow (meta) models or workflow modeling tools. Relying on these problems, the first contribution of this thesis is a Transactional Metamodel of Business Process (TMBP) with support to organizational structure aspects. The metamodel makes feasible to create business (sub-)processes from the reuse of organizational –based workflow patterns. An additional feature of TMBP supports the generation of business (sub-)processes through the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS). Other important contribution of this thesis is a set of workflow patterns represented as block activity patterns. Each pattern refers to a recurrent business function frequently found in business processes. The mining of 190 workflow processes of more than 10 different organizations has evidenced the existence of the set of workflow patterns with high support in the workflow processes analyzed. Moreover, it became clear through this study that the set of patterns is both necessary and enough to design all 190 processes that were investigated. As a consequence of the mining process, a set of association rules was identified too. The rules not only help to better define specific workflow patterns, but also combine them with existent control flow patterns. These rules can be useful for building more complex workflows.