Applying EDON Methodology and SBVR2OWL Mappings for Building an Ontology-Aware Software

In Ontology-Aware Software, ontologies are use at run time to, for example, use their content in operations of information searching or as database substitutes for information storage. In order to integrate the software development and ontology building processes, involved in building ontologyaware information system a methodology called EDONhave defined. The main disadvantage of this methodology is that the heuristic to generate an implemented ontology from the requirement elicitation is not complete enough. On the other hand, recently, the Object Management Group (OMG) has standardized a language called Semantics of Business Vocabulary and Rules (SBVR) and different approaches have been proposed to map SBVR expressions into the OWL ontology language. In this paper, we report our experience in developing an ontology-aware information system by using an adaptation of the EDON methodology including the SBVR2OWL mappings.V Workshop innovación en sistemas de softwareRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Checking the Compliance of Business Process in Business Process Life Cycle

International audienceBusiness process compliance has become more and more important function for business process management (BPM). One of challenges in this area is to check the business process compliance in the business process life-cycle (design-time, run-time). In this paper, we propose a description logic-based approach for business process compliance checking during two phases of the business process life-cycle. In our approach, business process and the set of regulations are represented in a machine readable form. And we use that knowledge bases to check the compliance between them

A Ontology-based Approach for Business Process Compliance Checking

International audienceThe early detection of flaws and errors has become a significant feature of a business process modeling tool. This paper proposes an ontology-based approach for business process compliance checking. The business processes and the business rules are represented in a machine understandable form, a reasoner is used to reason on this knowledge base for detecting the potential semantic error by using a set of predefined rules

Semantic Models as Knowledge Repositories for Data Modellers in the Financial Industry

Data modellers working in the financial industry are expected to use both technical and business knowledge to transform data into the information required to meet regulatory reporting requirements. This dissertation explores the role that semantic models such as ontologies and concept maps can play in the acquisition of financial and regulatory concepts by data modellers. While there is widespread use of semantic models in the financial industry to specify how information is exchanged between IT systems, there is limited use of these models as knowledge repositories. The objective of this research is to evaluate the use of a semantic model based knowledge repository using a combination of interviews, model implementation and experimental evaluation. A semantic model implementation is undertaken to represent the knowledge required to understand sample banking regulatory reports. An iterative process of semantic modelling and knowledge acquisition is followed to create a representation of technical and business domain knowledge in the repository. The completed repository is made up of three concept maps hyper-linked to an ontology. An experimental evaluation of the usefulness of the repository is made by asking both expert and novice financial data modellers to answer questions that required both banking knowledge and an understating of the information in regulatory reports. The research suggests that both novice and expert data modellers found the knowledge in the ontology and concept maps to be accessible, effective and useful. The combination of model types allowing for variations in individual styles of knowledge acquisition. The research suggests that the financial trend in the financial industry for semantic models and ontologies would benefit from knowledge management and modelling techniques

Current and Future Issues in BPM Research: A European Perspective from the ERCIS Meeting 2010

Business process management (BPM) is a still-emerging field in the academic discipline of Information Systems (IS). This article reflects on a workshop on current and future issues in BPM research that was conducted by seventeen IS researchers from eight European countries as part of the 2010 annual meeting of the European Research Center for Information Systems (ERCIS). The results of this workshop suggest that BPM research can meaningfully contribute to investigating a broad variety of phenomena that are of interest to IS scholars, ranging from rather technical (e.g., the implementation of software architectures) to managerial (e.g., the impact of organizational culture on process performance). It further becomes noticeable that BPM researchers can make use of several research strategies, including qualitative, quantitative, and design-oriented approaches. The article offers the participants’ outlook on the future of BPM research and combines their opinions with research results from the academic literature on BPM, with the goal of contributing to establishing BPM as a distinct field of research in the IS discipline

Towards ontological foundations of research information systems

Despite continuous advancements in information system technologies it is still not simple to receive relevant answers to Science-related queries. Getting answers requires a gathering of information from heterogeneous systems, and the volume of responses that semantically do not match with the queried intensions overwhelms users. W3C initiatives with extensions such as the Semantic Web and the Linked Open Data Web introduced important technologies to overcome the issues of semantics and access by promoting standard representation formats – formal ontologies – for information integration. These are inherent in architectural system styles, where increased openness challenges the traditional closed-world and often adhocly designed systems. However, technology on its own is not meaningful and the information systems community is increasingly becoming aware of foundations and their importance with guiding system analyses and conceptual design processes towards sustainable and more integrative information systems. As a contribution, this work develops a formal ontology FERON – Field-extensible Research Ontology – following the foundations as introduced by Mario Bunge and applied to information systems design by Wand and Weber, i.e. Bunge- Wand-Weber (BWW). Nevertheless, FERON is not aimed at the modelling of an information system as such, but at the description of a perceived world – the substantial things – that an information system ought to be able to model. FERON is a formal description of the Research domain – a formal ontology according to latest technological standards. Language Technology was chosen as a subdomain to demonstrate its field extensibility. The formal FERON ontology results from a hybrid modelling approach; it was first described top-down based on a many years activity of the author and then fine-tuned bottom-up through a comprehensive analysis and re-use of openly available descriptions and standards. The entire FERON design process was accompanied by an awareness of architectural system levels and system implementation styles, but was at first aimed at a human domain understanding, which according to the General Definition of Information (GDI) is achievable through well-formed meaningful data.Trotz kontinuierlich verbesserter Informationssystemtechnologien ist es nicht einfach möglich, relevante Antworten auf forschungsverwandte Suchanfragen zu erhalten. Dies liegt unter anderem daran, dass Informationen in verschiedenen Systemen bereitgestellt werden, und dass die Beschreibung der bereitgestellten Informationen nicht mit den Beschreibungen der gestellten Fragen übereinstimmen. Neuere Technologien wie das Semantische Web oder Linked Open Data ermöglichen zwar verbesserte Beschreibungen und Zugriffe – jedoch sind die Technologien an sich auch nicht bedeutungsvoll. Weitergehende, fundierende Ansätze zur Beschreibung von Informationenen finden daher zunehmend Anerkennung und Zuspruch in der wissenschaftlichen Gemeinde, diese beinflussen konsequenterweise die Systemanalyse sowie das Systemdesign. Die vorliegende Arbeit entwickelt eine formale Ontologie einer Forschungswelt die disziplinenübergreifend skaliert, namentlich FERON – Field-extensible Research Ontology, basierend auf den Ansätzen der Bunge-Wand-Weber (BWW) Ontologie. Der Titel der Arbeit “Towards Ontological Foundations of Research Information Systems” übersetzt: „Zur ontologischen Fundierung von Forschungsinformationssystemen“. Im Titel ist ontologisch zuallererst im philosophischen Sinne zu verstehen, und nicht zu verwechseln mit der dann resultierenden Ontologie im technologischen Sinne einer formalen Beschreibung der wahrgenommenen Forschungswelt – namentlich FERON. Eine Klärung der Begriffe Ontologie, Konzept, Entität, Daten und Information zum Verständnis der vorliegenden Arbeit wird in Kapitel 2.5 versucht, ein Verständnis wurde als kritisch für die Qualität der resultierenden formalen Ontologie FERON, aber auch als hilfreich für den Leser vorweggenommen, insbesondere weil die genannten Begriffe über Disziplinen hinweg oftmals sehr unterschiedlich wahrgenommen werden. Die Analyse und Modellierung von FERON basiert auf der Bedeutung dieser grundlegenden Begriffe wie die philosophische und wissenschaftliche Literatur verschiedener Disziplinen sie belegt. Die vorliegende Arbeit entwickelt FERON, und modelliert eine Welt der Forschung in disziplinenübergreifender Weise mittels neuester technologischer Standards – formal in RDF/OWL. Die fachspezifische Erweiterbarkeit ist durch Eingliederung von Beschreibungen des Gebietes Sprachtechnologie demonstriert. Die Modellierung wurde durchgehend von der Theorie Mario Bunges begleitet, welche Wand und Weber für eine Anwendung während der Systemanalyse und Systemgestaltung interpretierten und welche im Kapitel 3.1.1 vorgestellt wird. Die Idee ist als Bunge-Wand-Weber Ontologie (BWW) zunehmend bekannt und demgemäße ontologische Ansichten sind teilweise in formalen Beschreibungssprachen und Werkzeugen eingebunden, und damit bei der Modellierung explizit nutzbar. Neben BWW werden kurz die Fundierungsansätze von DOLCE, SUMO und Cyc vorgestellt und deren Relevanz für FERON verdeutlicht. Eine fehlende Fundierung in der Disziplin Informationssysteme wurde lange Zeit als wesentliche Ursache für die vermisste wissenschaftliche Akzeptanz der Disziplin betrachtet; größtenteils wurden Informationssysteme pragmatisch und adhoc entwickelt und skalierten daher nicht konsistent. Zunehmend wird jedoch eine theoretische und insbesondere die ontologische Fundierung von Informationssystemen als wertvoll anerkannt – von der Idee bis hin zur Implementierung aber auch während der Umgestaltungsphasen. Konzepte fundierter Informationssysteme im funktional-technischen Sinne sind als modellgetriebene Architektur bekannt und werden hier durch die Ansätze von Zachmann und Scheer verdeutlicht. In der kurzen Geschichte IT-basierter Informationssysteme wurden phasenweise immer wieder strukturell unterschiedliche Modelle angewandt. Diese werden daher im Kapitel 3.2 Modellierungsgrammatiken untersucht und deren Unterschiede dargestellt – namentlich das Entity-Relationship-Modell, semantische Netzwerke, das relationale Modell, hierarchische Modelle und objekt-orientierte Modelle. Darüberhinaus sind insbesondere formale Ontologien durch die Web Standardisierungsaktivitäten und W3C Empfehlungen ein rasant wachsendes Segment, verstärkt durch politische Entscheidungen für offene Daten und implizierend offene Systeme. Im Vergleich zu traditionellen und weitestgehend geschlossenen sogenannten closed-world Systemen sind hinsichtlich der Modellierung bestimmte Aspekte zu beachten. Diese unterliegen im Gegensatz zu offenen Systemen dem Paradigma des kompletten Wissens und sind sozusagen vorschreibend; im System aktuell nicht vorhandene Information wird als nicht existent interpretiert. Dahingegen gehen offene open-world Systeme davon aus, dass nicht vorhandene Information aktuell unbekannt ist – und die bekannte Information nicht vorschreibt sondern beschreibt. Weitere Unterschiede die es bezüglich der Modellierung zu beachten gilt, befassen sich mit zeitlich geprägten Verknüpfungen – über sogenannte Links oder Relationships – aber auch mit Entitäten und deren Identitäten. Da FERON keine Ontologie eines Informationssystems selbst modelliert, sondern eine Welt für eine mögliche Umsetzung in einem Informationssystem bechreibt sind weitergehende Modellierungsaspekte in Kapitel 3.3 lediglich erklärt und es wird auf Beispiele verwiesen. In der vorliegenden Arbeit wird keine explizite Anwendung empfohlen, weil ein Informationssystem immer derjenigen Form entsprechen sollte, welche einer bestimmten Funktion folgt, und weil die Vorwegnahme von Funktionen eine Dimension darstellt die weit über das Maß der vorliegenden Arbeit hinaus geht. FERON beschreibt eine Welt der Forschung; vorhandene Modellierungsansätze von Forschungsinformationssystemem werden mit Kapitel 4.1 den Ansätzen verwandter Arten gegenübergestellt – nämlich, wissenschaftlichen Repositorien, Datenrepositorien, Digitalen Bibliotheken, Digitalen Archiven und Lehre Systemen. Die untersuchten Modelle offenbaren neben inhaltlichen Unterschieden auch die Verschiedenheit der Modellierungsansätze von z.B. Referenzmodellen gegenüber formalen Datenmodellen oder offenen Weltbeschreibungen, und damit auch die einhergehende Schwierigkeit von Integration. Insbesondere formale Ontologien erlauben über die traditionellen Ansätze hinweg, automatische Schlußfolgerungen und Beweisführungen, welche jedoch hier nicht weitergehend erörtert werden. FERON war von Anfang an für den menschlichen Leser konzipiert, wenn auch formal beschrieben. Der Modellierungsansatz in FERON ist hybrid und wird in Kapitel 7 erläutert. Eine hybride Modellierung war möglich durch eine mehr als zehn-jährige Erfahrung und Tätigkeit der Autorin in diesem Bereich, auch belegt durch zahlreiche Peer-Review Publikationen. Der erste Entwurf von FERON erfolgte demgemäß zuallererst im Top-Down Verfahren (Figure 29), bevor mittels umfassender Analyse (dokumentiert in den Kapiteln 5 und 6) von verfügbaren Domänenbeschreibungen sukszessive eine Bottom-Up Anpassung von FERON vorgenommen wurde (Figure 68), welche bereits standardisierte und bereits definierte Beschreibungen und Eigenschaften wenn möglich integrierte (Figure 67). FERON ist eine ontologisch fundierte, formale Beschreibung – eine formale Ontologie – einer Forschungswelt zur vereinfachten, konsistenten Umsetzung von standardisierten, integrativen Forschungsinformationssystemen oder Fachinformationssystemen. Substantielle Entitäten wurden grundsätzlich erkannt, und deren Eigenschaften sowie Verknüpfungen formal beschrieben (Kapitel 7): Ressource unterschieden nach Nicht-Informations-Ressource und Informations-Ressource. Erstere unterscheidet nach Agent (Person, Organisationseinheit), Aktivität (Methode, Projekt, Bildung, Ereignis), Förderung (Programm, Einkommen), Messung und Infrastruktur (Werkzeug, Dienst, Einrichtung), zweitere nach Publikation, Literatur, Produkt (Daten), Wissensorganisationssystem, auch bekannt als KOS (Knowledge Organisation System), wie in der im Dokument integrierten Graphik (Figure 1) demonstriert. Kapitel 7 präsentiert FERON und dessen formale Einbindung von übergreifenden Eigenschaften wie Sprache, Zeit, Geographie, zeitlich geprägte Verknüpfung, ontologische Verpflichtung, Namensraum, Klasse, Eigenschaft, funktionales Schema, Entität und Identität. Seine inherente Struktur erlaubt eine einfache Disziplinen- oder Domänenerweiterung. Die Sprachtechnologie (englisch: Language Technology – abgekürzt LT) wird als Gebiet zur Demonstration der Erweiterung von FERON formal eingebunden, und mit Kapitel 6 insbesondere seine substantiell fach-spezifischen Entitäten wie Methode, Projekt, Daten, Service, Infrastruktur, Messung, aber auch KOS untersucht. Eine Erweiterung der Ontologie FERON für explizit-funktionale Anforderungen an ein Informationssystem, oder für weitergehende disziplinen-spezifische Eigenschaften, z.B. einer linguistisch verbesserten Anwendung für sprachtechnologische Weiterverarbeitung, ist möglich, erfordert jedoch tiefergehendes Fachwissen. Ziel der Arbeit war es zuallererst, das Verständnis für die Domäne Forschung zu verbessern – mit weiterreichendem Blick auf eine allgemeine integrative system-technische Entwicklung zur Verbesserung von Informationszugriff und Informationsqualität. Daneben wurden historische, gesellschaftliche aber auch politische Faktoren beobachtet, welche helfen, die wachsenden Anforderungen jenseits der Technologie zu bewältigen. FERON ist als formales Model FERON.owl valide und wird mit der vorliegenden Arbeit sozusagen als Template zur weiteren Befüllung bereitgestellt. Darauf basierend sind formale Restriktionen sowie disziplinen-spezifische und terminologische Erweiterungen direkt möglich. Daten-Instanzen wie in den präsentierten Beispielen sind mittels FERON.pprj verfügbar

Enterprise modelling framework for dynamic and complex business environment: socio-technical systems perspective

The modern business environment is characterised by dynamism and ambiguity. The causes include global economic change, rapid change requirements, shortened development life cycles and the increasing complexity of information technology and information systems (IT/IS). However, enterprises have been seen as socio-technical systems. The dynamic complex business environment cannot be understood without intensive modelling and simulation. Nevertheless, there is no single description of reality, which has been seen as relative to its context and point of view. Human perception is considered an important determinant for the subjectivist view of reality. Many scholars working in the socio-technical systems and enterprise modelling domains have conceived the holistic sociotechnical systems analysis and design possible using a limited number of procedural and modelling approaches. For instance, the ETHICS and Human-centred design approaches of socio-technical analysis and design, goal-oriented and process-oriented modelling of enterprise modelling perspectives, and the Zachman and DoDAF enterprise architecture frameworks all have limitations that can be improved upon, which have been significantly explained in this thesis. [Continues.

La vérification de patrons de workflow métier basés sur les flux de contrôle : une approche utilisant les systèmes à base de connaissances

This thesis tackles the problem of modelling semantically rich business workflow templates and proposes a process for developing workflow templates. The objective of the thesis is to transform a business process into a control flow-based business workflow template that guarantees syntactic and semantic validity. The main challenges are: (i) to define formalism for representing business processes; (ii) to establish automatic control mechanisms to ensure the correctness of a business workflow template based on a formal model and a set of semantic constraints; and (iii) to organize the knowledge base of workflow templates for a workflow development process. We propose a formalism which combines control flow (based on Coloured Petri Nets (CPNs)) with semantic constraints to represent business processes. The advantage of this formalism is that it allows not only syntactic checks based on the model of CPNs, but also semantic checks based on Semantic Web technologies. We start by designing an OWL ontology called the CPN ontology to represent the concepts of CPN-based business workflow templates. The design phase is followed by a thorough study of the properties of these templates in order to transform them into a set of axioms for the CPN ontology. In this formalism, a business process is syntactically transformed into an instance of the CPN ontology. Therefore, syntactic checking of a business process becomes simply verification by inference, by concepts and by axioms of the CPN ontology on the corresponding instance.Cette thèse traite le problème de la modélisation des patrons de workflow sémantiquement riche et propose un processus pour développer des patrons de workflow. L'objectif est de transformer un processus métier en un patron de workflow métier basé sur les flux de contrôle qui garantit la vérification syntaxique et sémantique. Les défis majeurs sont : (i) de définir un formalisme permettant de représenter les processus métiers; (ii) d'établir des mécanismes de contrôle automatiques pour assurer la conformité des patrons de workflow métier basés sur un modèle formel et un ensemble de contraintes sémantiques; et (iii) d’organiser la base de patrons de workflow métier pour le développement de patrons de workflow. Nous proposons un formalisme qui combine les flux de contrôle (basés sur les Réseaux de Petri Colorés (CPNs)) avec des contraintes sémantiques pour représenter les processus métiers. L'avantage de ce formalisme est qu'il permet de vérifier non seulement la conformité syntaxique basée sur le modèle de CPNs mais aussi la conformité sémantique basée sur les technologies du Web sémantique. Nous commençons par une phase de conception d'une ontologie OWL appelée l’ontologie CPN pour représenter les concepts de patrons de workflow métier basés sur CPN. La phase de conception est suivie par une étude approfondie des propriétés de ces patrons pour les transformer en un ensemble d'axiomes pour l'ontologie. Ainsi, dans ce formalisme, un processus métier est syntaxiquement transformé en une instance de l’ontologie