Computational Ontologies and Information Systems I: Foundations

This paper provides a state-of-the-art review about computational ontologies to raise awareness about this research area in the IS discipline and to explore areas where IS researchers can engage in fruitful research. This paper discusses the basic foundations and definitions pertaining to the field of computational ontologies. It reviews the intersection of computational ontologies with the IS discipline. It also discusses methods and guidelines for developing computational ontologies. The paper concludes with recommendations for important and emerging directions for research. The technical aspects of ontologies are presented in a companion paper (Volume 14, article 9). The companion paper provides a comprehensive review of the formalisms, languages, and tools used for specifying and implementing computational ontologies

A Formal Study of Distributed Meeting Scheduling

Automating routine organizational tasks, such as meeting scheduling, requires a careful balance between the individual (respecting his or her privacy and personal preferences) and the organization (making efficient use of time and other resources). We argue that meeting scheduling is an inherently distributed process, and that negotiating over meetings can be viewed as a distributed search process. Keeping the process tractable requires introducing heuristics to guide distributed schedulers' decisions about what information to exchange and whether or not to propose the same tentative time for several meetings. While we have intuitions about how such heuristics could affect scheduling performance and efficiency, verifying these intuitions requires a more formal model of the meeting schedule problem and process. We present our preliminary work toward this goal, as well as experimental results that validate some of the predictions of our formal model. We also investigate scheduling in overconstrained situations, namely, scheduling of high priority meetings at short notice, which requires cancellation and rescheduling of previously scheduled meetings. Our model provides a springboard into deeper investigations of important issues in distributed artificial intelligence as well, and we outline our ongoing work in this direction.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/42829/1/10726_2004_Article_153020.pd

Collaborative and adaptive supply chain planning

Dans le contexte industriel d'aujourd'hui, la compétitivité est fortement liée à la performance de la chaîne d'approvisionnement. En d'autres termes, il est essentiel que les unités d'affaires de la chaîne collaborent pour coordonner efficacement leurs activités de production, de façon a produire et livrer les produits à temps, à un coût raisonnable. Pour atteindre cet objectif, nous croyons qu'il est nécessaire que les entreprises adaptent leurs stratégies de planification, que nous appelons comportements, aux différentes situations auxquelles elles font face. En ayant une connaissance de l'impact de leurs comportements de planification sur la performance de la chaîne d'approvisionnement, les entreprises peuvent alors adapter leur comportement plutôt que d'utiliser toujours le même. Cette thèse de doctorat porte sur l'adaptation des comportements de planification des membres d'une même chaîne d'approvisionnement. Chaque membre pouvant choisir un comportement différent et toutes les combinaisons de ces comportements ayant potentiellement un impact sur la performance globale, il est difficile de connaître à l'avance l'ensemble des comportements à adopter pour améliorer cette performance. Il devient alors intéressant de simuler les différentes combinaisons de comportements dans différentes situations et d'évaluer les performances de chacun. Pour permettre l'utilisation de plusieurs comportements dans différentes situations, en utilisant la technologie à base d'agents, nous avons conçu un modèle d'agent à comportements multiples qui a la capacité d'adapter son comportement de planification selon la situation. Les agents planificateurs ont alors la possibilité de se coordonner de façon collaborative pour améliorer leur performance collective. En modélisant les unités d'affaires par des agents, nous avons simulé avec la plateforme de planification à base d'agents de FORAC des agents utilisant différents comportements de planification dits de réaction et de négociation. Cette plateforme, développée par le consortium de recherche FORAC de l'Université Laval, permet de simuler des décisions de planification et de planifier les opérations de la chaîne d'approvisionnement. Ces comportements de planification sont des métaheurisciques organisationnelles qui permettent aux agents de générer des plans de production différents. La simulation est basée sur un cas illustrant la chaîne d'approvisionnement de l'industrie du bois d'œuvre. Les résultats obtenus par l'utilisation de multiples comportements de réaction et de négociation montrent que les systèmes de planification avancée peuvent tirer avantage de disposer de plusieurs comportements de planification, en raIson du contexte dynamique des chaînes d'approvisionnement. La pertinence des résultats de cette thèse dépend de la prémisse que les entreprises qui adapteront leurs comportements de planification aux autres et à leur environnement auront un avantage concurrentiel important sur leurs adversaires

Uma arquitetura para integração de aplicações inter-empresa baseada em agentes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.A Integração de Aplicações Empresariais (EAI) é uma resposta da Tecnologia da Informação aos problemas verificados nas organizações a partir de mudanças tecnológicas, organizacionais e de mercado. Do ponto de vista tecnológico verificou-se o surgimento de novos paradigmas de desenvolvimento e de plataformas menores e mais abertas, gerando um acúmulo de tecnologias heterogêneas e de soluções individualizadas. Do ponto de vista organizacional a evolução natural dos ambientes empresariais implicou no surgimento de processos funcionais organizacionais mais complexos, o que elevou sobremaneira a complexidade das aplicações e a necessidade de compartilhar informações que residiam naquelas soluções individualizadas. Finalmente, do ponto de vista do mercado, o surgimento do e-business, que aumentou a necessidade das aplicações dialogarem entre sí, o grande número de aquisições, fusões e incorporações de empresas e a migração dos sistemas para a Web tornou imperativa a questão da Integração de Aplicações Empresariais. Uma vez que a pura e simples troc

An approach to enacting business process models in support of the life cycle of integrated manufacturing systems

The complexity of enterprise engineering processes requires the application of reference architectures as means of guiding the achievement of an adequate level of business integration. This research aims to address important aspects of this requirement by associating the formalism of reference architectures to various life cycle phases of integrating manufacturing systems (IMS) and enabling their use in addressing contemporary system engineering issues. In pursuit of this aim, the following research activities were carried out: (1) to devise a framework which supports key phases of the IMS life cycle and (2) to populate part of this framework with an initial combination of architectures which can be encapsulated into a computer-aided systems engineering environment. This has led to the creation of a workbench capable of providing support for modelling, analysis, simulation, rapid-prototyping, configuration and run-time operation of an IMS, based on a consistent set of models associated with the engineering processes involved. The research effort concentrated on selecting and investigating the use of appropriate formalisms which underpin a selection of architectures and tools (i. e. CIM-OSA, Petrinets, object-oriented methods and CIM-BIOSYS), this by designing, implementing, applying and testing the workbench. The main contribution of this research is to demonstrate that it is possible to retain an adequate level of formalism, via computational structures and models, which extend through the IMS life cycle from a conceptual description of the system through to actions that the system performs when operating. The underlying methodology which supported this contribution is based on enacting models of system behaviour which encode important coordination aspects of manufacturing systems. The strategy for demonstrating the incorporation of formalism to the IMS life cycle was to enable the aggregation into a workbench of knowledge of 'what' the system is expected to achieve (i. e. 'problems' to be addressed) and 'how' the system can achieve it (i. e possible 'solutions'). Within the workbench, such a knowledge is represented through an amalgamation of business process modelling and object-oriented modelling approaches which, when adequately manipulated, can lead to business integration

Une approche à base d'agents pour la planification et l'ordonnancement en temps réel de personnel dans un contexte de chaîne d'assemblage flexible

La recherche abordée dans le cadre de cette thèse s'intéresse à la gestion des ressources humaines opérationnelles, et plus spécifiquement aux problèmes de planification de ces ressources dans un contexte dynamique. Un intérêt particulier est porté au problème d'ordonnancement en temps réel du personnel travaillant sur une chaîne d'assemblage. Nous abordons cette problématique dans une perspective de gestion par compétences et ce, en nous basant sur le profil de compétences dans la modélisation de l'offre et de la demande en main-d'oeuvre. Quatre principaux axes de recherche sont exploités. Le premier axe vise l'aspect théorique de la modélisation du problème d'ordonnancement du personnel. A cet effet, nous proposons un modèle mathématique du problème d'affectation dynamique des employés sur une chaîne d'assemblage avec la prise en considération des préférences, des compétences et des déplacements inter-postes des employés. En nous basant sur ce modèle, et grâce à l'utilisation du solveur commercial de type Cplex, nous avons pu résoudre des instances de problèmes de petite taille. Les résultats obtenus démontrent que la production d'une solution optimale requiert un temps de calcul important, ce qui risque de générer une rigidité et une moindre réactivité de la fonction d'ordonnancement face à des perturbations d'un environnement dynamique. Le deuxième axe de recherche porte sur l'élaboration d'une approche distribuée à base d'agents pour la résolution du problème d'ordonnancement du personnel. L'approche proposée se base sur l'utilisation de plusieurs catégories d'agents intelligents qui coopèrent entre eux à travers la formation de coalitions. Chaque coalition est formée de deux agents-employés qui auront décidé de coopérer entre eux en s'échangeant une partie de leurs activités d'assemblage afin d'améliorer leur profit et en conséquence, la qualité de la solution globale d'ordonnancement. Les résultats d'ordonnancement du personnel obtenus à partir des premiers tests sont encourageants. Ils démontrent que notre approche à base d'agents permet d'obtenir des solutions de bonne qualité en des temps raisonnables. Le troisième axe de recherche porte sur le réordonnancent du personnel en temps réel face aux aléas liés à l'absence d'employés. À cet effet, nous proposons une extension de l'approche à base d'agents ainsi que deux variantes de l'approche de recuit simulé, qui permettent de résoudre le problème de réordonnancement. Nous avons pu tester les performances de ces deux approches sur plusieurs cas du problème d'ordonnancement et de réordonnancement du personnel. L'ensemble des résultats démontre que l'algorithme à base d'agents conduit à de très bonnes solutions en comparaison avec le recuit simulé. Enfin, nous avons exploité les algorithmes à base d'agents et de recuit simulé, qui sont développés dans cette recherche, pour étudier deux aspects de la gestion stratégique des ressources humaines : la flexibilité dans l'élaboration des horaires de travail et l'impact de la prise en considération des préférences dans le processus d'ordonnancement du personnel. Dans les deux cas, les résultats de simulation obtenus corroborent les hypothèses initiales de recherche, à savoir la pertinence et l'intérêt de la notion de flexibilité et de la prise en compte des préférences dans le processus d'ordonnancement du personnel