Improving IT service management using an ontology-based and model-driven approach

Texto en inglés y resumen en inglés y españolLa adopción de marcos de trabajo de mejores prácticas que permiten la integración de las Tecnologías de la Información (TI) con el negocio, ayuda a las organizaciones a crear y compartir procesos de gestión de servicios de TI. Sin embargo, las guías y modelos publicados suelen especificarse en lenguaje natural o con representaciones gráficas que carecen de la semántica computacional necesaria para poder automatizar su validación, simulación e incluso su ejecución. En esta tesis se presenta Onto-ITIL, una propuesta basada en ontologías y en el enfoque de desarrollo de software dirigido por modelos que captura las mejores prácticas ofrecidas por ITIL® (del inglés Information Technology Infrastructure Library), y destinada a facilitar la prestación de servicios de TI. El objetivo de Onto-ITIL es ayudar a los expertos del dominio a modelar e implementar procesos de gestión de servicios de TI evitando ambigüedades semánticas y contradicciones. La formalización de los procesos de gestión de servicios de TI en términos de ITIL constituye un primer paso para cubrir la brecha que se da entre el negocio y las TI. Para definir las ontologías se ha utilizado OWL (del inglés Web Ontology Language). Adicionalmente, se ha definido un conjunto de reglas basadas en SWRL (del inglés Semantic Web Rule Language) que permiten enriquecer la ontología con una serie de restricciones semánticas y de reglas de inferencia de conocimiento. Por último, la definición de un conjunto de consultas basadas en SQWRL (del inglés Query-Enhanced Web Rule Language) permite recuperar conocimiento obtenido con OWL e inferido a través de las reglas SWRL. Además de formalizar los procesos de gestión de servicios de TI en base a las buenas prácticas consideradas por ITIL, Onto-ITIL también permite compartir, reutilizar e intercambiar las especificaciones de dichos procesos a través de mecanismos automatizados que proporcionan ciertos marcos de trabajo de comercio electrónico, como por ejemplo, ebXML. Mediante la adopción del enfoque MDE (del inglés Model-driven Engineering), se ha utilizado un DSL (del inglés Domain Specific Language) basado en la ontología Onto-ITIL que sirve para implementar sistemas de información basados en flujos de trabajo que dan soporte a los Sistemas de Gestión de Servicios de TI (SGSTI). Los modelos que se obtienen a partir de este lenguaje de modelado se pueden considerar modelos de alto nivel que han sido enriquecidos con conocimiento ontológico, y que están definidos exclusivamente en términos de lógica de negocio, es decir, que no presentan ningún aspecto arquitectónico o de plataforma de implementación. Con lo cual, de acuerdo con la arquitectura en cuatro capas propuesta por el OMG (del inglés Object Management Group), estos modelos se encontrarían a nivel CIM (del inglés Computation Independent Model). En resumen, la propuesta presentada en esta tesis permite: (i) formalizar el conocimiento asociado a los sistemas de gestión de servicios de TI en base a ontologías que recogen las buenas prácticas consideradas por ITIL; (ii) modelar la semántica de las actividades que definen los procesos de gestión de servicios de TI en forma de flujos de trabajo; (iii) generar de manera automática modelos de requisitos de alto nivel para implementar sistemas de información que se necesitan para dar soporte a dichos procesos; y (iv) a partir de los modelos anteriores, obtener modelos de más bajo nivel (llegando incluso al código de las aplicaciones) a través de transformaciones automáticas de modelos. La investigación llevada a cabo en esta tesis se ha validado mediante de la implementación de un caso de estudio real proporcionado por una compañía española que ofrece servicios de TI

Improving IT service management using an ontology-based and model-driven approach

Texto en inglés y resumen en inglés y españolLa adopción de marcos de trabajo de mejores prácticas que permiten la integración de las Tecnologías de la Información (TI) con el negocio, ayuda a las organizaciones a crear y compartir procesos de gestión de servicios de TI. Sin embargo, las guías y modelos publicados suelen especificarse en lenguaje natural o con representaciones gráficas que carecen de la semántica computacional necesaria para poder automatizar su validación, simulación e incluso su ejecución. En esta tesis se presenta Onto-ITIL, una propuesta basada en ontologías y en el enfoque de desarrollo de software dirigido por modelos que captura las mejores prácticas ofrecidas por ITIL® (del inglés Information Technology Infrastructure Library), y destinada a facilitar la prestación de servicios de TI. El objetivo de Onto-ITIL es ayudar a los expertos del dominio a modelar e implementar procesos de gestión de servicios de TI evitando ambigüedades semánticas y contradicciones. La formalización de los procesos de gestión de servicios de TI en términos de ITIL constituye un primer paso para cubrir la brecha que se da entre el negocio y las TI. Para definir las ontologías se ha utilizado OWL (del inglés Web Ontology Language). Adicionalmente, se ha definido un conjunto de reglas basadas en SWRL (del inglés Semantic Web Rule Language) que permiten enriquecer la ontología con una serie de restricciones semánticas y de reglas de inferencia de conocimiento. Por último, la definición de un conjunto de consultas basadas en SQWRL (del inglés Query-Enhanced Web Rule Language) permite recuperar conocimiento obtenido con OWL e inferido a través de las reglas SWRL. Además de formalizar los procesos de gestión de servicios de TI en base a las buenas prácticas consideradas por ITIL, Onto-ITIL también permite compartir, reutilizar e intercambiar las especificaciones de dichos procesos a través de mecanismos automatizados que proporcionan ciertos marcos de trabajo de comercio electrónico, como por ejemplo, ebXML. Mediante la adopción del enfoque MDE (del inglés Model-driven Engineering), se ha utilizado un DSL (del inglés Domain Specific Language) basado en la ontología Onto-ITIL que sirve para implementar sistemas de información basados en flujos de trabajo que dan soporte a los Sistemas de Gestión de Servicios de TI (SGSTI). Los modelos que se obtienen a partir de este lenguaje de modelado se pueden considerar modelos de alto nivel que han sido enriquecidos con conocimiento ontológico, y que están definidos exclusivamente en términos de lógica de negocio, es decir, que no presentan ningún aspecto arquitectónico o de plataforma de implementación. Con lo cual, de acuerdo con la arquitectura en cuatro capas propuesta por el OMG (del inglés Object Management Group), estos modelos se encontrarían a nivel CIM (del inglés Computation Independent Model). En resumen, la propuesta presentada en esta tesis permite: (i) formalizar el conocimiento asociado a los sistemas de gestión de servicios de TI en base a ontologías que recogen las buenas prácticas consideradas por ITIL; (ii) modelar la semántica de las actividades que definen los procesos de gestión de servicios de TI en forma de flujos de trabajo; (iii) generar de manera automática modelos de requisitos de alto nivel para implementar sistemas de información que se necesitan para dar soporte a dichos procesos; y (iv) a partir de los modelos anteriores, obtener modelos de más bajo nivel (llegando incluso al código de las aplicaciones) a través de transformaciones automáticas de modelos. La investigación llevada a cabo en esta tesis se ha validado mediante de la implementación de un caso de estudio real proporcionado por una compañía española que ofrece servicios de TI

A framework for the collaborative specification of semantically annotated business processes

Semantic annotations are a way to provide a precise meaning tobusiness process elements, which supports reasoning on properties and constraints. Among the obstacles preventing widespreadadoption of semantic annotations are the technical skills requiredto manage the formalization of the semantics and the difficultyof reconciling the different view points of different analysts working on the same business process.In this paper, we support business analysts in the collaborativeannotation of business processes by means of a tool inspired to theWiki pages model. Using this tool, analysts can concurrently workon process elements, ontology concepts, process annotation orconstraint specification. The underlying formalism is not exposedin the Wiki pages, where natural language templates are used

On the symbiosis between conceptual modeling and ontology engineering : recommendation-based conceptual modeling

Within an enterprise, different conceptual models, such as process, data, and goal models, are created by various stakeholders. These models are fundamentally based on similar underlying enterprise (domain) concepts, but they have a different focus, are represented using different modeling languages, take different viewpoints, utilize different terminology, and are used to develop different enterprise artefacts (such as documents, software, databases, etc.); therefore, they typically lack consistency and alignment. Another issue is that modelers have different vocabulary selections and different modeling styles. As a result, the enterprise can find itself accumulating a pile of models which cover similar aspects in different manners. Those models are not machine-readable and cannot be processed automatically. Enterprise-Specific Ontologies (ESOs) aim to solve this problem by serving as a reference during the conceptual model creation. Using such a shared semantic repository makes conceptual models semantically aligned and facilitates model integration. However, managing those ontologies is complicated; an enterprise is an evolving entity, and as it changes, the ESO might become outdated. During the years of research dedicated to this dissertation, the Recommendation-Based Conceptual Modeling and Ontology Evolution (CMOE+) framework was developed. This framework establishes a symbiotic relationship between the Ontology engineering and the Conceptual modeling fields. CMOE+ consists of two cycles: the Ontology Evolution cycle and the Conceptual Modeling cycle. The Ontology Evolution cycle is responsible for setting up the initial version of the ESO and updating it as the knowledge within the enterprise evolves. Additionally, this cycle encapsulates recommendation services to perform ontology look-up and to present the most relevant ESO concepts in support of the modeler. The Conceptual Modeling cycle is responsible for the creation of conceptual models in different modeling languages based on the ESO. This cycle is also concerned with the quality evaluation of the created models. CMOE+ was developed based on requirements identified as a result of a literature review and a case study. The development process follows the Design Science Research Methodology (DSRM). After the initial version of CMOE+ was put forward, our focus was narrowed towards the recommendation-based conceptual modeling part of CMOE+, and we continued to gradually improve the framework in iterations until it reached its current state. The Ontology Evolution Cycle is not fully addressed within the scope of this dissertation. In order to demonstrate the performance and usability of CMOE+, it was exemplified for process modeling using BPMN and goal modeling using i*. This thesis presents a detailed instantiation, and explains steps to be performed in order to instantiate CMOE+ for other modeling languages. In order to evaluate the process modeling instance of CMOE+, a CMOE+BPMN tool was implemented. This tool incorporates a BPMN modeler, facilitates storage and access of the ESO, and includes all algorithms functioning within CMOE+ for the BPMN modeling language (as some of the algorithms are language dependent). Next, CMOE+ was exemplified using the i* goal modeling language. Finally, we demonstrated the ability of CMOE+ to perform alignment between i* and BPMN models, in order to show that CMOE+ is indeed beneficial in achieving interoperability among models created in different modeling languages and covering distinct aspects of the enterprise