A crescente necessidade de padronização, eficácia e gerenciamento de processos têm aumentado o interesse das mais diferentes organizações pela tecnologia de workflow. Entretanto, a rápida propagação da tecnologia de workflow, ocorrida na última década, fez com que muitos sistemas desenvolvidos nesta área fossem disponibilizados e difundidos sem uma padronização clara. Analisando-se especificamente a fase de construção do workflow, nota-se que há muitas divergências. Conceitualmente, ainda não há modelos nem metodologias de modelagem amplamente aceitos e consolidados. Quanto às implementações, ainda não existe uma especificação clara e detalhada das ferramentas de definição. A conseqüência deste panorama é a baixa interoperabilidade e a baixa padronização dos conceitos, funcionalidades e interações das ferramentas de definição. Contudo, muitos esforços estão sendo feitos para solucionar o problema da interoperabilidade e padronização. A área de workflow como um todo já começa a apontar fortes tendências de padronização dos conceitos, funcionalidades e interações de seus sistemas. Detectar e avaliar tais tendências são os focos de estudos desta dissertação. Mais precisamente, o objetivo desta dissertação é fornecer informações e métodos que possam ajudar desenvolvedores e usuários de ferramentas de definição a: compreender, descrever e avaliar os conceitos, funcionalidades e interações deste tipo de ferramenta. Para tanto, é mostrado um método de descrição de modelos conceituais de ferramentas de definição. O referido método é resultado de uma pesquisa sobre o modelo conceitual deste tipo de ferramenta. Com base nas informações pesquisadas, foi desenvolvido o modelo conceitual de uma ferramenta de definição chamada de Amaya Workflow (AW). Para mostrar a viabilidade de implementação do modelo conceitual AW e concretizar em um software os estudos desenvolvidos durante esta dissertação, foi implementado o protótipo Amaya Workflow. Por fim, é mostrado um panorama geral das funcionalidades, conceitos e interações das principais ferramentas de definição existentes. Com base neste panorama e nos estudos anteriores, é descrito um método de avaliação de modelos conceituais de ferramentas de definição.

Aiming at aggregating numerous distributed resources to provide immense computing power, Grid computing has emerged as a promising paradigm to run complex composite applications such as workflows. However, the inherent uncertainties of grid systems as well as the structural complexity of workflow applications make it extremely challenging to schedule workflows in an efficient way, regardless of whether the objective is to minimize execution time or meet specific user and/or system Quality of Service (QoS) requirements. For both these cases, this thesis considers scheduling problems motivated by grid uncertainties and advances the state-of-the-art by developing new techniques to address these problems.First, based on existing scheduling heuristics, a Monte-Carlo approach is developed to minimize the average makespan (i.e., the overall execution time) in the presence of task estimates exhibiting limited uncertainty in the form of (controlled) random behaviour. Next, a scenario where performance prediction is difficult to obtain and resource availability may vary over time, is considered. A low-cost efficient just-in-time heuristic is proposed to cope with grid uncertainties.After addressing these performance-driven scheduling problems, a QoS-driven problem, which considers not only the aforementioned uncertainties but also the uncertainty caused by queue-based scheduling, is examined. In order to tackle all these uncertainties, an integrated scheduling model consisting of three supportive techniques is developed. Extensive evaluation using simulation shows that the proposed techniques can achieve substantial improvements towards the ultimate goal of providing a good solution for QoS-driven workflow scheduling on the Grid.

More and more organizations are starting to use workflow management systems (WfMS) to monitor, control and manage business processes. However, currently available commercial workflow systems are rather rigid and cannot meet the requirements of a dynamic and fast-changing business. Exception handling capabilities of the systems are very limited. Some research work has been done to address the issue by extending database technologies in workflow domain. In this thesis, we begin with a brief review of some main workflow concepts and do a survey of current research work on exception handling. We propose a leveled workflow model based on Micro-Organization Activity Processor (MOAP) and Object-Oriented Workflow Model (OOWM), which is an extension of Object-Oriented Enterprise Modeling (OOEM). The MOAP construct is extended with a goal concept and the OOEM service concept. We then propose a mechanism for exception handling which utilizes artificial intelligence technologies such as means-end analysis. We further demonstrate the functionalities and exception handling processes with a web-based simulator by applying some workflow exception cases. / Business, Sauder School of / Graduate

Master of Science / Department of Computing and Information Sciences / Gurdip Singh / Developing an optimal working environment and managing the of work load in an efficient manner are the major challenges for most businesses today. So, the importance of the workflow and workflow management in an organization is unquestionable. Many organizations use sophisticated systems to organize the workflows. One such workflow system based on a concise and powerful modeling language called “Yet Another Workflow Language” is YAWL. YAWL handles complex data, transformations, integration with organizational resources and Web Service integration. Workflow comprises of three main perspectives: control-flow, data and the resources. In Yawl, the control-flow and the data-flow are tightly coupled within the workflow enactment engine. But the resource perspective is provided by a discrete custom service called Resource Service. Administrative tools are provided using which the administrator has to manually select the resource (referred as participant) which needs to perform a particular task of the workflow. This project aims at developing a service which can automate the assignment of the tasks to the participants by using the Resource service which provides number of interfaces that expose the full functionality of the service. The application of this project with respect to Healthcare domain is presented. Healthcare domain is the one of the most demanding and yet critical business process. Hospitals face increasing pressure to both improve the quality of the services delivered to patients and to reduce costs .Hence there is significant demand on hospitals in regard to how the organization, execution, and monitoring of work processes is performed. Workflow Management Systems like YAWL offers a potential solution as they support processes by managing the flow of work.

A evolução dos computadores tem possibilitado a realização de experimentos in-silico, incluindo aplicações baseadas no modelo de workflow. A execução de workflows é uma atividade que pode ser computacional dispendiosa, onde grades e nuvens são adotadas para a sua execução. Inserido nesse contexto, os algoritmos de escalonamento de workflow permitem atender diferentes critérios de execução como o tempo e o custo monetário. Contudo, a segurança é um critério que tem recebido atenção, pois diversas organizações hesitam em implantar suas aplicações em nuvens devido às ameaças presentes em um ambiente aberto e promíscuo como a Internet. Os algoritmos de escalonamento direcionados à segurança consideram dois cenários: (a) nuvens híbridas: mantêm os tarefas que manipulam dados sensitivos/confidenciais na nuvem privada e exporta as demais tarefas para nuvens públicas para satisfazer alguma restrição (ex.: tempo), e; (b) nuvens públicas: considera o uso de serviços de segurança disponíveis em instâncias de máquinas virtuais para proteger tarefas que lidam com dados sensitivos/confidenciais. No entanto, os algoritmos de escalonamento que consideram o uso de serviços de segurança selecionam as tarefas de forma aleatória sem considerar a semântica dos dados. Esse tipo de abordagem pode acabar atribuindo proteção a tarefas não-sensitivas e desperdiçando tempo e recursos, e deixando dados sensitivos sem a proteção necessária. Frente a essas limitações, propõe-se nesta tese duas abordagens de escalonamento de workflow: o Workflow Scheduling - Task Selection Policies (WS-TSP) e a Sensitive Annotation for Security Tasks (SAST). O WS-TSP é uma abordagem de escalonamento que usa um conjunto de políticas para a proteção de tarefas. O SAST é outra abordagem que permite utilizar o conhecimento prévio do Desenvolvedor de Aplicação para identificar quais tarefas devem receber proteção. O WS-TSP e a SAST consideram a aplicação de serviços de segurança como autenticação, verificação de integridade e criptografia para proteger as tarefas sensitivas do workflow. A avaliação dessas abordagens foi realizada através de uma extensão do simulador WorkflowSim que incorpora a sobrecarga dos serviços de segurança no tempo, do custo e do risco de execução do workflow. As duas abordagens apresentaram menor risco de segurança do que as abordagens da literatura, sob um custo e makespan razoáveis. / The evolution of computers has enabled in-silico experiments to take place, including applications based on the workflow model. The execution of workflows is an activity that can be computationally expensive, where grids and clouds are adopted for its execution. In this context, the workflow scheduling algorithms allow meeting different execution criteria such as time and monetary cost. However, security is a criterion that has received attention because several organizations hesitate to deploy their applications in clouds due to the threats present in an open and promiscuous environment like the Internet. Security-oriented scheduling algorithms consider two scenarios: (a) hybrid clouds: holds tasks that manipulate sensitive data in the private cloud and export the other tasks to public clouds to satisfy some constraints (eg, time); (b) public clouds: considers the use of security services available in instances of virtual machines to protect tasks that deal with sensitive data. However, scheduling algorithms that consider the use of security services randomly select tasks without considering data semantics. This type of approach may end up assigning protection to non-sensitive tasks and wasting time and resources and leaving sensitive data without the necessary protection. In view of these limitations, two workflow scheduling approaches are proposed: Workflow Scheduling (WS-TSP) and Sensitive Annotation for Security Tasks (SAST). WS-TSP is a scheduling approach that uses a set of policies for task protection. SAST is another approach that allows using the Application Developers prior knowledge to identify which tasks should be protected. WS-TSP and SAST consider implementing security services such as authentication, integrity verification, and encryption to protect sensitive tasks. The evaluation of these approaches was carried out through an extension of the simulatorWorkflowSim that incorporates the overhead of security services in the execution time, the cost and the risk of execution The two approaches presented a lower security risk than the literature approaches, at a reasonable cost and makespan.

In our daily lives, people constantly need to schedule their activities to meet their personal goals. Many of these activities involve the interaction with organization sectors, which must follow certain regulations in terms of input data, doable time and places. These regulations form personal processes. In previous work, [Chen01] proposed a personal process model that define a personal process as a set of tasks and a coordination on the tasks and a personal workflow system architecture. However, the proposed system is solely to facilitate a mobile user in deciding when, where, and how to process a task. We have noticed that many processes initiated by an individual often involve business processes coming from different organizations. Our objective in this thesis is to revise the personal process model proposed in [Chen01] by incorporating business processes existing in different sectors, developing a simpler query method, and extending personal workflow architecture in support of the new model. In our architecture, the management of personal processes involves three parties: the service provider, the template provider and the PWFMS. The service providers supply personal processes, each of which enable users to achieve a specific goal, and keep track of the status of executed tasks. The template providers incorporate several personal processes from different service providers and form a useful template for a user. The PWFMSs assist users in managing personal processes. In order to prove our idea, we implemented a prototype of the architecture.

<p>Nowadays, with the rapid development of Information technology, workflow management technology has undoubtedly become the basic component of enterprise information system construction, the research and application level regarding workflow management technology directly determine the level of enterprise information system. By virtue of using workflow management system within enterprises, could advance the operating efficiency of business processes and enhance enterprise competition ability.</p><p>This paper describes the origin and status of workflow management, analyses on the base of the workflow reference model of Workflow Management Coalition; discusses the overall requirements of workflow management system, especially for large-scale enterprises, which includes workflow engines, process design tools, administration and monitoring tools, and client tools thesis four essential components; as well as studies on the workflow modeling techniques and adopts the method based on UML activity diagram to achieve modeling. Along with proposes a design and realization method concerning how to construct a workflow management structure, which utilizes J2EE lightweight workflow engine to meet changeful business processes and diverse deployment environments.</p>

Darbe yra nagrinėjami du paplitę darbo sekų modeliai – BPMN ir Windows Workflow Foundation (WF), bei tiriama, kaip BPMN darbo sekas transformuoti į WF vykdymo modelį. BPMN ir WF yra iš esmės skirtingos kalbos ir pagrindinė transformavimo problema yra susijusi su nestruktūrizuotų ciklų eliminavimu, t.y. jų konvertavimu į proceso atžvilgiu ekvivalenčias struktūrizuotas konstrukcijas. Darbe pasirinktas žinomas algoritmas, skirtas panašioms ciklinėms konstrukcijoms transformuoti naudojant tęstinumo semantiką. Jis buvo adaptuotas BPMN modeliui. Algoritme naudojama tęstinumo semantika buvo praplėsta atsižvelgiant į BPMN ir WF modeliuose esančias konstrukcijas bei patobulinto algoritmo ypatumus. Buvo sukurti nauji algoritmai, skirti nagrinėjamai transformacijai atlikti. Transformavimo algoritmui patikrinti buvo sukurta programa, leidžianti tęstinumo semantika užrašytą BPMN darbo seką transformuoti į pavidalą, nesunkiai konvertuojamą į WF. Atliktos eksperimentinės darbo sekų transformacijos parodė, kad sukurtas algoritmas yra veiksmingas. / This paper analyzes the two most widely used workflow models – BPMN and Windows Workflow Foundation (WF). It also analyzes how a BPMN workflow can be transformed into a WF execution model. BPMN and WF represent two fundamentally different classes of languages and the basic problem is related to convertion of unstructured cycles to their structured equivalents. A known algorithm used for similar cyclic constructions transformations using continuation semantics was chosen. This algorithm was adopted for the BPMN model. The continuation semantics were extended in regards to BPMN and WF model constructions and the specifics of the improved algorithm. Finally, in order to solve the transformation, three new algorithms were created: algorithm for BPMN workflow specification with extended continuation semantics; algorithm for transforming the specification to structured model; algorithm for converting structured model specification to WF model. A specialized program, which transforms extended continuation semantics to a structured model, was written to test the transformation algorithm. Testing this program with exemplary transformations proved that the transformation algorithm was working correctly.

A demanda por aplicações de workflow tem crescido rapidamente. Por um lado há uma evolução em ambientes com plataformas de sistemas maduras e disseminadas, por outro, processos de redesenho administrativo têm contribuído no aumento desta demanda. Apesar disto, profissionais de TI ainda encontram alguns problemas, e por isto, têm se aproximado de workflow com receio. Na administração pública de Porto Alegre, a otimização dos processos organizacionais de atendimento às demandas individuais dos cidadãos - que geram um registro em papel que constitui o que se denomina processo administrativo ou expediente, ou seja, um volume físico de papéis tramitando manualmente pelas estruturas que atuam no atendimento da demanda - redundou no emprego de ferramentas de automação para introduzir maior produtividade e eficiência na mudança dos métodos de trabalho. Mas alguns problemas se destacaram quando foi iniciado o desenvolvimento de aplicações de automação de processos. Uma face deles se mostrou em problemas conceituais que vão desde a confusão entre workflow e outras áreas, como BPR ou GED, à falta de domínio sobre as abstrações fundamentais na elicitação de workflow. Outra face se mostrou nos WMS, verdadeiros ambientes proprietários, fechados e pesados, de difícil utilização e pouco flexíveis para os desenvolvedores utilizarem em seu ambiente. Finalmente, outro problema foi a integração de aplicações de workflow com sistemas de informação, buscando informações e eventos em aplicações legadas, algumas existentes por décadas. Frente a isto, este trabalho aborda a produção de workflow sob a ótica dos desenvolvedores - analistas, projetistas e programadores - que necessitam criar aplicações corporativas em seus ambientes de Engenharia de Software. Neste cenário, a linha divisória entre a elaboração de uma aplicação de workflow e um sistema de informação se torna tênue, e compreender os aspectos envolvidos, dominá-los e utilizá-los neste ambiente é primordial para o sucesso e disseminação de aplicações de automação de processos. Este trabalho propõe uma extensão do Diagrama de Atividades da UML para modelar e elicitar o controle de atividades, a criação de um motor de workflow para executar a máquina de estados do Diagrama de Atividades, a ser utilizado como componente na arquitetura das aplicações. A utilização do motor de workflow e do Diagrama de Atividades estendido são apresentados num case de automação de um processo da Secretaria do Planejamento Municipal da Prefeitura Municipal de Porto Alegre que atende a solicitações diretas dos cidadãos.

Sistemas de gerência de workflow estão sendo amplamente utilizados para a modelagem e a execução dos processos de negócios das organizações. Tipicamente, esses sistemas interpretam um workflow e atribuem atividades a participantes, os quais podem utilizar ferramentas e aplicativos para sua realização. Recentemente, XML começou a ser utilizada como linguagem para representação dos processos bem como para a interoperação entre várias máquinas de workflow. Os processos de negócio são, na grande maioria, dinâmicos, podendo ser modi- ficados devido a inúmeros fatores, que vão desde a correção de erros até a adaptação a novas leis externas à organização. Conseqüentemente, os workflows correspondentes devem também evoluir, para se adequar às novas especificações do processo. Algumas propostas para o tratamento deste problema já foram definidas, enfocando principalmente as alterações sobre o fluxo de controle. Entretanto, para workflows representados em XML, ainda não foram definidos mecanismos apropriados para que a evolução possa ser realizada. Este trabalho apresenta uma estratégia para a evolução de esquemas de workflow representados em XML. Esta estratégia é construída a partir do conceito de versionamento, que permite o armazenamento de diversas versões de esquemas e a consulta ao hist´orico de versões e instâncias. As versões são representadas de acordo com uma linguagem que considera os aspectos de evolução. As instâncias, responsáveis pelas execuções particulares das versões, também são adequadamente modeladas. Além disso, é definido um método para a migração de instâncias entre versões de esquema, no caso de uma evolução. A aplicabilidade da estratégia proposta é verificada por meio de um estudo de caso.