Workflow technology has become a standard solution for managing increasingly complex business processes. Successful business process management depends on effective workflow modeling, which has been limited mainly to modeling the control and coordination of activities, i.e. the control flow perspective. However, given a workflow specification that is flawless from the control flow perspective, errors can still occur due to incorrect dataflow specification, which is referred to as dataflow anomalies.Currently, there are no sufficient formalisms for discovering and preventing dataflow anomalies in a workflow specification. Therefore, the goal of this dissertation is to develop formal methods for automatically detecting dataflow anomalies from a given workflow model and a rigorous approach for workflow design, which can help avoid dataflow anomalies during the design stage.In this dissertation, we first propose a formal approach for dataflow verification, which can detect dataflow anomalies such as missing data, redundant data, and potential data conflicts. In addition, we propose to use the dataflow matrix, a two-dimension table showing the operations each activity has on each data item, as a way to specify dataflow in workflows. We believe that our dataflow verification framework has added more analytical rigor to business process management by enabling systematic elimination of dataflow errors.We then propose a formal dependency-analysis-based approach for workflow design. A new concept called "activity relations" and a matrix-based analytical procedure are developed to enable the derivation of workflow models in a precise and rigorous manner. Moreover, we decouple the correctness issue from the efficiency issue as a way to reduce the complexity of workflow design and apply the concept of inline blocks to further simplify the procedure. These novel techniques make it easier to handle complex and unstructured workflow models, including overlapping patterns.In addition to proving the core theorems underlying the formal approaches and illustrating the validity of our approaches by applying them to real world cases, we provide detailed algorithms and system architectures as a roadmap for the implementation of dataflow verification and workflow design procedures.

A utilização de sistemas de gerência de documentos e de sistemas de gerência de workflow vem crescendo de forma expressiva nos últimos anos, motivados pela expectativa de obter-se benefícios organizacionais importantes, como o maior compartilhamento da informação e o aumento da eficiência dos processos. Pelo fato de a maioria dos processos organizacionais envolver a manipulação de documentos, é necessário, em grande parte das vezes, que esses sistemas trabalhem em conjunto. No entanto, a maioria das integrações entre tais produtos são proprietárias, causando prejuízos como a redução da liberdade de escolha dos usuários, a maior dificuldade de integração com sistemas legados e o aumento da dependência em relação aos fornecedores dos produtos. Para solucionar esse problema, este trabalho propõe uma arquitetura aberta de integração entre sistemas de gerência de documentos e sistemas de gerência de workflow. O fundamento dessa arquitetura está na utilização de dois padrões emergentes da indústria: o padrão DMA, proposto pela AIIM, e o padrão WAPI, proposto pela WfMC. O padrão DMA consiste de uma API, a ser invocada pelos aplicativos clientes de documentos, de uma SPI, a ser implementada e oferecida pelos sistemas de gerência de documentos, e de um middleware, responsável pela conexão entre os clientes e servidores de documentos. O padrão WAPI consiste de uma linguagem padrão para a definição de processos e de uma API, a ser invocada pelo aplicativo cliente de workflow e implementada pelo sistema de gerência de workflow. A arquitetura proposta compõe-se de três elementos. Primeiramente, um mecanismo integrado para a modelagem de documentos e workflow. Assim, é possível definir quais documentos serão manipulados pelo processo, e que operações cada participante poderá executar sobre ele. Esse mecanismo baseia-se exclusivamente nos padrões oferecidos pela WAPI e pela DMA. Em segundo lugar, é definido e implementado, na linguagem Java, um módulo de software denominado camada de serviços, oferecendo serviços integrados de gerência de documentos e gerência de workflow. Os métodos dessa camada invocam os métodos WAPI e DMA necessários à sua execução. Assim, qualquer DMS aderente à DMA pode ser integrado a qualquer WFMS aderente à WAPI, de forma completamente transparente. Por final, é desenvolvido um aplicativo cliente, também em linguagem Java, que acessa os métodos da camada de serviços, oferecendo uma interface gráfica para o usuário. Os resultados demonstram a viabilidade de uma integração aberta entre sistemas de gerência de documentos e sistemas de gerência de workflow. Ainda, mostram a importância de uma modelagem integrada de documentos e workflow. / The document management systems and the workflow management systems areas have been facing an impressive growth in the last years, driven by the desire to achieve important organizational benefits, as an increased information sharing and more efficient processes. Since most business processes involve document manipulation, it is often needed that these systems work together. However, most products are integrated in a proprietary way, therefore reducing user's freedom of choice, increasing the difficulty of legacy systems integration and rising the dependency from product vendors. In order to overcome this problem, this work proposes an open architecture for document management systems and workflow management systems integration. The architecture's fundamentals is the usage of two emerging industry standards: DMA, proposed by AIIM, and WAPI, proposed by WfMC. DMA consists of an API, to be invoked by client document applications, of an SPI, to be implemented and offered by document management systems, and of a middleware, responsible for connecting clients to document servers. WAPI consists of a standard process definition language and of an API, to be invoked by workflow client applications and implemented by workflow management systems. The proposed architecture is composed by three elements. First, an integrated mechanism for document and workflow modeling is defined. Therefore, it is possible to define which documents will be used in the process, and which operations each workflow participant will be allowed to execute over them. This approach is based exclusively on DMA and WAPI standards. Second, it is defined an implemented a software module called services layer, offering integrated document management and workflow management services, using the Java language. This layer's methods invoke the WAPI's and DMA's methods necessary for their execution. Therefore, any DMAcompliant DMS can be integrated to any WAPI-compliant WFMS, in a totally transparent way. Finally, a client application to access services layer's methods and offer the user a graphical interface is developed, also using the Java language. The results demonstrate the viability of an open integration between document management systems and workflow management systems. They also show the importance of an integrated document and workflow modeling.

A utilização de sistemas de gerência de documentos e de sistemas de gerência de workflow vem crescendo de forma expressiva nos últimos anos, motivados pela expectativa de obter-se benefícios organizacionais importantes, como o maior compartilhamento da informação e o aumento da eficiência dos processos. Pelo fato de a maioria dos processos organizacionais envolver a manipulação de documentos, é necessário, em grande parte das vezes, que esses sistemas trabalhem em conjunto. No entanto, a maioria das integrações entre tais produtos são proprietárias, causando prejuízos como a redução da liberdade de escolha dos usuários, a maior dificuldade de integração com sistemas legados e o aumento da dependência em relação aos fornecedores dos produtos. Para solucionar esse problema, este trabalho propõe uma arquitetura aberta de integração entre sistemas de gerência de documentos e sistemas de gerência de workflow. O fundamento dessa arquitetura está na utilização de dois padrões emergentes da indústria: o padrão DMA, proposto pela AIIM, e o padrão WAPI, proposto pela WfMC. O padrão DMA consiste de uma API, a ser invocada pelos aplicativos clientes de documentos, de uma SPI, a ser implementada e oferecida pelos sistemas de gerência de documentos, e de um middleware, responsável pela conexão entre os clientes e servidores de documentos. O padrão WAPI consiste de uma linguagem padrão para a definição de processos e de uma API, a ser invocada pelo aplicativo cliente de workflow e implementada pelo sistema de gerência de workflow. A arquitetura proposta compõe-se de três elementos. Primeiramente, um mecanismo integrado para a modelagem de documentos e workflow. Assim, é possível definir quais documentos serão manipulados pelo processo, e que operações cada participante poderá executar sobre ele. Esse mecanismo baseia-se exclusivamente nos padrões oferecidos pela WAPI e pela DMA. Em segundo lugar, é definido e implementado, na linguagem Java, um módulo de software denominado camada de serviços, oferecendo serviços integrados de gerência de documentos e gerência de workflow. Os métodos dessa camada invocam os métodos WAPI e DMA necessários à sua execução. Assim, qualquer DMS aderente à DMA pode ser integrado a qualquer WFMS aderente à WAPI, de forma completamente transparente. Por final, é desenvolvido um aplicativo cliente, também em linguagem Java, que acessa os métodos da camada de serviços, oferecendo uma interface gráfica para o usuário. Os resultados demonstram a viabilidade de uma integração aberta entre sistemas de gerência de documentos e sistemas de gerência de workflow. Ainda, mostram a importância de uma modelagem integrada de documentos e workflow. / The document management systems and the workflow management systems areas have been facing an impressive growth in the last years, driven by the desire to achieve important organizational benefits, as an increased information sharing and more efficient processes. Since most business processes involve document manipulation, it is often needed that these systems work together. However, most products are integrated in a proprietary way, therefore reducing user's freedom of choice, increasing the difficulty of legacy systems integration and rising the dependency from product vendors. In order to overcome this problem, this work proposes an open architecture for document management systems and workflow management systems integration. The architecture's fundamentals is the usage of two emerging industry standards: DMA, proposed by AIIM, and WAPI, proposed by WfMC. DMA consists of an API, to be invoked by client document applications, of an SPI, to be implemented and offered by document management systems, and of a middleware, responsible for connecting clients to document servers. WAPI consists of a standard process definition language and of an API, to be invoked by workflow client applications and implemented by workflow management systems. The proposed architecture is composed by three elements. First, an integrated mechanism for document and workflow modeling is defined. Therefore, it is possible to define which documents will be used in the process, and which operations each workflow participant will be allowed to execute over them. This approach is based exclusively on DMA and WAPI standards. Second, it is defined an implemented a software module called services layer, offering integrated document management and workflow management services, using the Java language. This layer's methods invoke the WAPI's and DMA's methods necessary for their execution. Therefore, any DMAcompliant DMS can be integrated to any WAPI-compliant WFMS, in a totally transparent way. Finally, a client application to access services layer's methods and offer the user a graphical interface is developed, also using the Java language. The results demonstrate the viability of an open integration between document management systems and workflow management systems. They also show the importance of an integrated document and workflow modeling.

A utilização de sistemas de gerência de documentos e de sistemas de gerência de workflow vem crescendo de forma expressiva nos últimos anos, motivados pela expectativa de obter-se benefícios organizacionais importantes, como o maior compartilhamento da informação e o aumento da eficiência dos processos. Pelo fato de a maioria dos processos organizacionais envolver a manipulação de documentos, é necessário, em grande parte das vezes, que esses sistemas trabalhem em conjunto. No entanto, a maioria das integrações entre tais produtos são proprietárias, causando prejuízos como a redução da liberdade de escolha dos usuários, a maior dificuldade de integração com sistemas legados e o aumento da dependência em relação aos fornecedores dos produtos. Para solucionar esse problema, este trabalho propõe uma arquitetura aberta de integração entre sistemas de gerência de documentos e sistemas de gerência de workflow. O fundamento dessa arquitetura está na utilização de dois padrões emergentes da indústria: o padrão DMA, proposto pela AIIM, e o padrão WAPI, proposto pela WfMC. O padrão DMA consiste de uma API, a ser invocada pelos aplicativos clientes de documentos, de uma SPI, a ser implementada e oferecida pelos sistemas de gerência de documentos, e de um middleware, responsável pela conexão entre os clientes e servidores de documentos. O padrão WAPI consiste de uma linguagem padrão para a definição de processos e de uma API, a ser invocada pelo aplicativo cliente de workflow e implementada pelo sistema de gerência de workflow. A arquitetura proposta compõe-se de três elementos. Primeiramente, um mecanismo integrado para a modelagem de documentos e workflow. Assim, é possível definir quais documentos serão manipulados pelo processo, e que operações cada participante poderá executar sobre ele. Esse mecanismo baseia-se exclusivamente nos padrões oferecidos pela WAPI e pela DMA. Em segundo lugar, é definido e implementado, na linguagem Java, um módulo de software denominado camada de serviços, oferecendo serviços integrados de gerência de documentos e gerência de workflow. Os métodos dessa camada invocam os métodos WAPI e DMA necessários à sua execução. Assim, qualquer DMS aderente à DMA pode ser integrado a qualquer WFMS aderente à WAPI, de forma completamente transparente. Por final, é desenvolvido um aplicativo cliente, também em linguagem Java, que acessa os métodos da camada de serviços, oferecendo uma interface gráfica para o usuário. Os resultados demonstram a viabilidade de uma integração aberta entre sistemas de gerência de documentos e sistemas de gerência de workflow. Ainda, mostram a importância de uma modelagem integrada de documentos e workflow. / The document management systems and the workflow management systems areas have been facing an impressive growth in the last years, driven by the desire to achieve important organizational benefits, as an increased information sharing and more efficient processes. Since most business processes involve document manipulation, it is often needed that these systems work together. However, most products are integrated in a proprietary way, therefore reducing user's freedom of choice, increasing the difficulty of legacy systems integration and rising the dependency from product vendors. In order to overcome this problem, this work proposes an open architecture for document management systems and workflow management systems integration. The architecture's fundamentals is the usage of two emerging industry standards: DMA, proposed by AIIM, and WAPI, proposed by WfMC. DMA consists of an API, to be invoked by client document applications, of an SPI, to be implemented and offered by document management systems, and of a middleware, responsible for connecting clients to document servers. WAPI consists of a standard process definition language and of an API, to be invoked by workflow client applications and implemented by workflow management systems. The proposed architecture is composed by three elements. First, an integrated mechanism for document and workflow modeling is defined. Therefore, it is possible to define which documents will be used in the process, and which operations each workflow participant will be allowed to execute over them. This approach is based exclusively on DMA and WAPI standards. Second, it is defined an implemented a software module called services layer, offering integrated document management and workflow management services, using the Java language. This layer's methods invoke the WAPI's and DMA's methods necessary for their execution. Therefore, any DMAcompliant DMS can be integrated to any WAPI-compliant WFMS, in a totally transparent way. Finally, a client application to access services layer's methods and offer the user a graphical interface is developed, also using the Java language. The results demonstrate the viability of an open integration between document management systems and workflow management systems. They also show the importance of an integrated document and workflow modeling.

This paper introduces a graphical modeling notation based on coloured petri nets for the performance and cost evaluation of mobile applications. When developing such an application some restrictions due to the low bandwith of mobile networks need to be considered. The notation can be used to model the workflow of an mobile application with just a small effort. The resulting model can be (automatically) transformed into a coloured petri net for simulating the communication behaviour depending on typical user interactions. The simulation results are an important basis for improving the applications performance and the occuring costs for using mobile networks.

Cette thèse a pour objectif la conception de méthodes pour la reconnaissance automatique des activités chirurgicales. Cette reconnaissance est un élément clé pour le développement de systèmes réactifs au contexte clinique et pour des applications comme l’assistance automatique lors de chirurgies complexes. Nous abordons ce problème en utilisant des méthodes de Vision puisque l’utilisation de caméras permet de percevoir l’environnement sans perturber la chirurgie. Deux types de vidéos sont utilisées : des vidéos laparoscopiques et des vidéos multi-vues RGBD. Nous avons d’abord étudié les résultats obtenus avec les méthodes de l’état de l’art, puis nous avons proposé des nouvelles approches basées sur le « Deep learning ». Nous avons aussi généré de larges jeux de données constitués d’enregistrements de chirurgies. Les résultats montrent que nos méthodes permettent d’obtenir des meilleures performances pour la reconnaissance automatique d’activités chirurgicales que l’état de l’art. / The main objective of this thesis is to address the problem of activity recognition in the operating room (OR). Activity recognition is an essential component in the development of context-aware systems, which will allow various applications, such as automated assistance during difficult procedures. Here, we focus on vision-based approaches since cameras are a common source of information to observe the OR without disrupting the surgical workflow. Specifically, we propose to use two complementary video types: laparoscopic and OR-scene RGBD videos. We investigate how state-of-the-art computer vision approaches perform on these videos and propose novel approaches, consisting of deep learning approaches, to carry out the tasks. To evaluate our proposed approaches, we generate large datasets of recordings of real surgeries. The results demonstrate that the proposed approaches outperform the state-of-the-art methods in performing surgical activity recognition on these new datasets.