Uma arquitetura para business intelligence baseada em tecnologias semânticas para suporte a aplicações analíticas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoSoluções de Business Intelligence visam prover informação estratégica a partir das fontes de dados da organização. Entretanto, verificam-se desafios que permanecem não resolvidos nestas soluções no contexto da sociedade do conhecimento. Entre as principais deficiências das soluções atuais verificam-se a falta de perspectiva de utilização da semântica do negócio (i.e. sua terminologia e regras) no apoio ao processamento analítico e a falta de flexibilidade para a extensão das funcionalidades exploratórias de acordo com as especificidades de cada organização. Propõe-se uma arquitetura para BI - a arquitetura SBI - baseada em um novo paradigma que prevê a utilização intensiva do conhecimento do negócio para guiar o processamento analítico. A semântica do negócio na abordagem utilizada é representada em uma ontologia e mapeada aos dados e serviços em outras duas ontologias. O suporte à inferência sobre essa semântica é agregado aos módulos de gerenciamento de serviços e de análises da arquitetura, permitindo: a) extensão e composição de funcionalidades exploratórias através de Web services semânticos; b) recomendação de informação, serviços e inferências de acordo com o contexto da análise em um processo analítico-interativo assistido pela arquitetura; e c) manipulação de dados e serviços utilizando a terminologia do negócio. A viabilidade da proposta é demonstrada através do protótipo de ferramenta analítica OntoDSS, o qual é integrado a arquitetura SBI e aplicado em um estudo de caso no domínio da gestão de Ciência & Tecnologia. O ineditismo da contribuição está na busca de insumos na engenharia de conhecimento para prover alternativas de solução para as limitações nas soluções de BI atuais

Um Modelo de engenharia do conhecimento para sistemas de apoio a decisão com recursos para raciocínio abdutivo

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2011Esta Tese tem por objetivo a construção de um modelo de engenharia do conhecimento para integrar o raciocínio não-monotônico aos Sistemas de Apoio a Decisão-SAD, e assim oferecer um instrumento mais efetivo no auxílio aos processos cognitivos desenvolvidos pelo gestor no âmbito de uma tomada de decisão organizacional. Para identificar os princípios e as alternativas a serem considerados na construção do modelo foi feita uma revisão da literatura sobre as diferentes abordagens dos pesquisadores das áreas de teoria da decisão, teoria do raciocínio, lógica e raciocínio computacional. Desta forma, percebeu-se que os princípios que fundamentam a Teoria do Raciocínio de Peirce, somada à representação do conhecimento com o uso de uma ontologia, poderiam ser aplicados para embasar a criação do modelo que permite aos Sistemas de Apoio a Decisão oferecer o suporte necessário ao gestor, inclusive com recursos para desenvolvimento do raciocínio não-monotônico. O modelo foi então formulado e, posteriormente, submetido à validação por meio de uma aplicação experimental realizada junto à Universidade Regional de Blumenau e relacionada à gestão dos cursos de pós-graduação stricto sensu oferecidos pela instituição. Entre as conclusões a que se chegou, merecem destaque a viabilidade da integração do raciocínio não-monotônico às funcionalidades analíticas dos Sistemas de Apoio a Decisão e que ele é instrumento atenuante dos fatores indicados pelos modelos de tomada de decisão como restritivos à racionalidade nos processos decisórios

Representação ontológica da memória organizacional da mediatização da interação educacional

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do ConhecimentoAs organizações modernas necessitam gerenciar seus conhecimentos para se manterem competitivas nesse novo modelo de sociedade: a sociedade do conhecimento. A gestão do conhecimento contribui com o estudo de métodos e técnicas de gerenciamento, armazenamento, criação, compartilhamento e reutilização do conhecimento. Uma abordagem eficiente para resolver problemas em uma organização consiste na elaboração de uma memória organizacional. Essa memória refere-se ao processo de armazenagem de conhecimento com base na história da organização, as quais possibilitam o compartilhamento e recuperação desses ativos e, assim, colaboram na tomada de decisão. Ontologia é um excelente meio de representação da memória organizacional, pois possibilita uma linguagem comum e proporciona uma especificação formal compreensível para agentes humanos e sistemas que auxiliam de maneira eficiente no compartilhamento e reuso do conhecimento. A mediatização da interação educacional (MIE) promovida pela interação entre tutor a distância e o aluno, através das ferramentas de TIC, proporcionam um rico arsenal de conhecimentos novos. Assim, o objetivo desta pesquisa é desenvolver uma ontologia para representação da memória organizacional da mediatização da interação educacional. Os caminhos percorridos para alcançar o objetivo proposto consistiram no levantamento bibliográfico, com a identificação de pesquisas coerentes com a proposta deste trabalho, e da pesquisa participante no curso de capacitação e-Nova. Os modelos de Osatuyi et al (2009) e Araujo (2003), identificados, proporcionaram a estrutura da ontologia, isto é, a seleção de termos (classes) mais apropriados para o domínio, a hierarquia dos termos e a relação binária entre esses termos. A reutilização de algumas classes e relações do modelo de Araújo evitou o retrabalho e, assim, agilizou o processo de construção da ontologia completa da MIE. Para automação das tarefas foram criadas regras lógicas do tipo "Se X então Y". De posse dos dados, instâncias extraídas do curso de capacitação e-Nova, foi possível fazer os testes nos cenários de interesse na qual a ontologia deve responder. Os resultantes foram positivos, ou seja, a ontologia atende de maneira eficiente o compartilhamento e a reutilização de conhecimentos gerados da interação entre tutor a distância e aluno, bem como, o apoio a tomada de decisão nas situações de aprendizagem, administrativas e técnicas que envolvem a rotina de trabalho de um tutor a distância em um curso de EaD. Por fim, a memória organizacional da MIE representada por meio de uma ontologia é um trabalho incessante e que pode ser aprimorado de forma colaborativa com o intuito de alcançar resultados mais amplos e otimistas.Modern organizations need to manage their knowledge to remain competitive in this new model of society: the knowledge society. Knowledge management contributes to the study of methods and management techniques, storage, creation, sharing and reuse of knowledge. An efficient approach to solving problems in an organization is the development of an organizational memory. This refers to the memory storage process of a knowledge-based organization's history, which enables the sharing and recovery of these assets and thus, assisting in decision making. Ontology is an excellent means of representation of organizational memory. It allows a common language and provides a formal specification comprehensible to human agents and systems that help efficient sharing and reuse of knowledge. The mediatization of educational interaction (MEI) promoted by the interaction between tutor and pupil at distance, through the ICT tools, provides a rich arsenal of new knowledge. The objective of this research is to develop an ontology for representing the organizational memory of the media coverage of educational interaction. The paths to reach the proposed objective consisted in the literature, with the identification of research consistent with the purpose of this study, and research participating in the training course e-Nova. The Osatuyi et al (2009) and Araujo (2003) models, identified, provided the structure of the ontology, ie the selection of terms (classes) most appropriate for the domain, the hierarchy of the terms and the binary relation between these terms. The reuse of some classes and relationships of the Araujo model avoided rework and therefore sped up the process of building a complete ontology of MEI. For the automation of tasks, logical rules like "If X then Y" were created. Armed with data, instances extracted from the training course and e-Nova, it was possible to test scenarios of interest in which the ontology must answer. The results were positive, ie, the ontology serves efficient sharing and reuse of knowledge generated from the interaction between tutor and pupil at distance, as well as support for decision making in pedagogical situations, administrative and technical work involving the work routine of a tutor in a distance education course. Finally, the organizational memory of MEI represented by means of an ontology is a constant work and can be enhanced in a collaborative manner in order to achieve more comprehensive and optimistic results

Modelagem de sistema de conhecimento para apoio a decisão sentencial na justiça estadual

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2012O papel de manutenção do estado de direito exercido pelo poder judiciário, guardando a constituição e suas leis, julgando conflitos de interesses e mantendo a ordem social, deve ser prestado de forma a atender o cidadão e empresas de forma adequada. Um dos principais pontos a ser considerado é a luta contra a morosidade do judiciário, ou seja, alcançar celeridade razoável nos processos. O processo eletrônico diminuiu o tempo de trâmite judicial diminuindo tempo "morto", como por exemplo, montagem da pasta do processo, numeração de páginas e, principalmente com o trânsito físico das peças processuais. Observa-se que, para uma maior diminuição do tempo de trâmite dessas ações, é necessário uso adequado dos recursos do tribunal e aumento de desempenho no processo decisório sentencial, atividades intensivas de conhecimento. Esse trabalho tem como objetivo levantar o contexto organizacional, identificando as atividades intensivas de conhecimento e definir modelagem de Sistema de Conhecimento para auxiliar o processo decisório, no âmbito da justiça estadual. Foram levantadas aplicações de engenharia de conhecimento aplicadas ao judiciário e a partir desta revisão de literatura, gerar base para modelo de sistema de conhecimento. Para modelagem do sistema organizacional "Tribunal de Justiça do Estado do Amazonas" foi aplicado modelo CESM, de modo a estabelecer componentes, estrutura, ambiente e mecanismos deste, para entendimento de sua complexidade. A metodologia CommomKADS foi aplicada de forma a levantar o contexto organizacional, assim como os conceitos a serem concebidos para a resolução dos problemas e aproveitamento de oportunidade, bem como definições do projeto do artefato, ou seja, do Sistema de Conhecimento. A partir da metodologia foram estabelecidos modelo de organização, onde podem ser definidos os problemas e oportunidades, que podem ou não ser relacionadas a atividades intensivas de conhecimento, identificando, portanto, ativos de conhecimento aplicados. O Modelo de Tarefa descreve os processos do TJ/AM, identificando o uso do conhecimento e uma crítica com relação a sua aplicação correta. O modelo de agente oferece levantamento dos agentes, humanos ou de software. Com base nesses modelos é apresentado o contexto e definido o conceito do sistema de conhecimento, através dos modelos de conhecimento, que descreve a aplicação do mesmo nas tarefas, e os modelos de comunicação, que define a interação entre os agentes. A partir disto é definido o projeto do software, definindo um artefato. Desta forma, este trabalho contribui com a academia demonstrando quais atividades intensivas de conhecimento carecem de melhorias para melhorar o desempenho do judiciário, a aplicação de técnicas de engenharia de conhecimento para tal identificação, bem como apresenta uma sistemática de recuperação de documentos aplicada ao judiciário, de modo a melhorar o processo decisório e impactar positivamente com a diminuição temporal do trâmite judicial.Abstract : The duty of maintaining the rule of law applied by the judiciary board, watching the constitution and its laws, judging conflicts of interest and maintaining the social order, must be provided to meet the citizens and businesses needs properly. One of the main points to be considered is the fight against the slowness of the judiciary; in other words, achieve reasonable quickness in the processes. The electronic process reduced the judicial proceeding time, allowing to diminish "dead time", for example, assembly the process files, page numbering, and mainly with the physical transit of procedural parts. Notice that, to a greater reduction in length of these pending actions, it is necessary a correct use of resources of the court and increase the performance in decisionmaking judgment, intensive knowledge activities. This essay aims to raise the organizational context, identifying the intensive knowledge activities and define the Knowledge System pattern to support the decision-making process within the state courts. It has brought up engineering applications expertise applied to the judiciary and from this literature review, to generate a pattern to the knowledge system model. For the organizational system pattern "Court of justice of the State of Amazonas" the CESM model was applied in order to establish the components, structure, and mechanisms of this environment to understand its complexity. The CommomKADS methodology was applied to raise the organizational context as well as the concepts to be designed to solve problems and exploit opportunities, as well as the design definitions of the artifact, in other words, the Knowledge System. From this methodology, it was established organization models, where it can define problems and opportunities, which may or may not be related to knowledge intensive activities, so identifying applied knowledge assets. The task model describes the processes of the CJ/AM, identifying the use of knowledge and a review about its correct application. The instrument model provides a study about the human agents or software. Based on these models the context is presented and it is defined the concept of the knowledge system, through the knowledge systems models, which describes its application during the tasks, as well as the communication models that define the interaction between the agents. Thenceforth, it is defined the software design, outlining an artifact. Thus, this study contributes to the academy demonstrating which intensive knowledge activities need to be improved to enhance the performance of the judiciary, and the application of engineering knowledge techniques to such identification, even as presents systematic document retrieval applied to the judiciary to improve decision-making processes and impacting positively with the decrease in length of pending actions

Framework para suporte à evolução de ontologias biomédicas

Biomedical ontologies grow continuously and therefore need to be refined throughout their life cycle. In Biomedical ontologies, small changes can cause unexpected effects on large parts of the ontology, which can be explained by their high complexity and the fact that they are, in general, larger than the ontologies of other domains. The process of refinement in order for ontologies to be adapted to the changes occurring in their knowledge sources is called evolution of ontologies. In this context, in the present work a conceptual framework was created to assist Biomedical ontology developers during their evolution process. Its main objective is to offer validated suggestions of activities and tools to support the evolution of Biomedical ontologies. The defined framework is divided into 5 comprehensive and well-defined phases called Evolution Planning, Implementation of Changes, Detection of Changes, Treatment of Inconsistencies and Audit of Changes. The framework was validated through a case study where it was applied to an ontology on Chronic Kidney Disease submitted to evolution in three perspectives based on three reasons for evolution: the change of the focus of the ontology, changes to reflect changes in their domain guidelines and changes related to ontology reference terminology. The consistency of the ontology used in the case study was verified through the application of SPARQL queries based on Competency Issues predefined by the ontology domain expert. The developed framework has as its main benefit the provision of resources to support the whole process of evolution, from the representation of the change to the verification of the conformity of the evolved ontology with the evolution plan. Based on the results of the experiments carried out, it is possible to conclude that the framework allowed to keep organized and understanding the evolutionary process of the ontology used. The organization and comprehensiveness provided by the framework are important because it facilitates the retrieval of information if there is a need to redo any changes. In addition to subsidizing the activities for which they are provided as inputs, the reports provided as a result of the activities that make up the subprocesses of the framework can be used as tools for predicting changes. This can be useful in the prior definition of strategies for applying changes and correcting errors identified during ontology validation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs ontologias Biomédicas crescem continuamente e por isso necessitam ser refinadas ao longo do seu ciclo de vida. Nas ontologias Biomédicas, pequenas alterações podem causar efeitos inesperados em grandes partes da ontologia, isso pode ser explicado pela sua alta complexidade e pelo fato de serem, em geral, maiores que as ontologias de outros domínios. O processo de refinamento para que as ontologias sejam adaptadas às mudanças ocorridas em suas fontes de conhecimento se chama evolução de ontologias. Nesse contexto, no presente trabalho foi construído um framework conceitual para auxiliar desenvolvedores de ontologias Biomédicas durante seu processo de evolução. Seu objetivo principal é oferecer sugestões validadas de atividades e ferramentas para apoiar a evolução de ontologias Biomédicas. O framework definido está dividido em 5 fases compreensivas e bem definidas denominadas Planejamento da Evolução, Implementação de Mudanças, Detecção de Mudanças, Tratamento de Inconsistências e Auditoria de Mudanças. O framework foi validado por meio de um estudo de caso onde o mesmo foi aplicado a uma ontologia sobre a Doença Renal Crônica submetida a evolução em três perspectivas baseadas em três motivos de evolução: a mudança do foco da ontologia, mudanças para refletir alterações em suas diretrizes de domínio e mudanças relativas à terminologia de referência da ontologia. A consistência da ontologia utilizada no estudo de caso foi verificada por meio da aplicação de consultas SPARQL baseadas em Questões de Competência pré-definidas pelo especialista do domínio da ontologia. O framework desenvolvido possui como principal benefício o provimento de recursos para apoiar todo o processo de evolução, desde a representação da mudança até a verificação da conformidade da ontologia evoluída com o plano de evolução. Com base nos resultados dos experimentos realizados pode-se concluir que o framework permitiu manter organizado e compreensivo o processo evolutivo da ontologia utilizada. A organização e compreensividade fornecida pelo framework são importantes pois facilitam a recuperação de informações caso haja a necessidade de refazer alguma mudança. Os relatórios fornecidos como saída das atividades que compõem os subprocessos do framework, além de subsidiar a realização das atividades às quais são dados como entradas, podem ser utilizados como ferramentas de predição de mudanças, por meio das quais as mudanças recorrentes podem ser identificadas, o que pode ajudar na definição prévia de estratégias de aplicação de mudanças bem como de correção de erros identificados durante a validação da ontologia

Uma Arquitetura de business intelligence para processamento analítico baseado em tecnologias semânticas e em linguagem natural

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2011A necessidade de obtenção e uso de conhecimento para apoio à tomada de decisão motiva a convergência das novas gerações de Business Intelligence (BI) com os instrumentos da Engenharia do Conhecimento. Não obstante a aplicação de tecnologias semânticas e métodos de representação de conhecimento, as pesquisas de BI pouco exploram o uso de linguagem natural para a condução das análises. A metáfora de busca de informações conjeturada na Web Semântica revela-se como tendência para a área de BI. Assim, propõe-se uma arquitetura de BI em que a estratificação das informações estratégicas das fontes de dados corporativas é conduzida por meio da interpretação semântica de perguntas declaradas em linguagem natural. Esta arquitetura aproxima a área de BI da disciplina de Question Answering (QA) e dos formalismos oriundos da Web Semântica em uma abordagem interdisciplinar. Alguns recursos de representação de conhecimento, como ontologia, regras de inferência, padrões idiomáticos e heurísticas auxiliam os módulos funcionais da arquitetura na interpretação de perguntas e na obtenção de cubos OLAP. A demonstração da viabilidade da arquitetura é verificada em um estudo de caso relacionado ao domínio de C&T da Plataforma Lattes Institucional da UFSC. Uma interface analítica foi construída para permitir a entrada de perguntas em idioma português, a interação com o tomador de decisão para a resolução de ambigüidades e a visualização de hipercubos. Assim, tal como o modo de localização de informações já familiarizado por bilhões de usuários da Web, essa pesquisa proporciona um método inovador para auxiliar o processo decisório

Utilização de ontologias de referências como abordagem para interoperabilidade entre sistemas de informação utilizados ao longo do ciclo de vida de produtos

To guarantee survival in an increasingly competitive and globalized market, companies need to differentiate themselves not only through the launch of new products, but also through the effective use of information to better serve the needs and expectations of their customers. However, finding well-structured information is difficult and the lack of clarity often leads to errors and project inconsistencies. One of the most promising and sought-after solutions to guarantee the accurate exchange of information is the use of an ontology, a structural framework that aids in the interoperability of different information systems. The objective of this research is to propose an approach to software interoperability, based on an ontology reference system, that can be used throughout the product lifecycle. This approach presents a conceptual model that creates a reference ontology based on the identification of interoperability needs. This research presents sufficient evidence that semantics mapping can be achieved in conjunction with the appropriate information class, properties, and axioms. To highlight real-world scenarios that exemplify how this conceptual model could be effectively applied, this research refers to a case study from the recycled paper industry. In addition, this study identifies two information systems that are currently used throughout the product lifecycle which utilize heterogeneous data structures with no direct correspondence between terms. Through constructive methods and existing tools, a reference ontology was created for these systems. Three interoperability scenarios were analyzed and solutions were proposed for semantic interoperability using the suggested model.Fundação AraucáriaPara garantir sua sobrevivência perante um mercado cada vez mais competitivo e globalizado, as empresas passaram a se diferenciar pelo lançamento antecipado de produtos e pela utilização da informação como fator de competitividade, de forma que atendam melhor às crescentes necessidades e expectativas dos clientes. Entretanto, muitas dessas informações se encontram em uma forma não estruturada, gerando erros e inconsistências de projeto. Neste sentido, uma das soluções mais promissoras e pesquisadas na atualidade para garantir a troca e compartilhamento de informações é a construção de ontologias. Tratam-se de estruturas de informação que auxiliam na interoperabilidade semântica entre diferentes sistemas de informação. A presente pesquisa teve como objetivo principal propor uma abordagem semântica para interoperabilidade entre softwares utilizados ao longo do ciclo de vida de produtos, baseada na aplicação de ontologias de referência. Tal abordagem consiste na apresentação de um modelo conceitual no qual uma ontologia de referência é criada a partir da identificação de demandas de interoperabilidade. A ontologia criada fornece elementos suficientes para que o mapeamento semântico possa ser realizado, mediante consulta às suas classes, propriedades e axiomas. Um estudo de caso na indústria de papel reciclado foi adotado no sentido de identificar cenários reais que permitissem exemplificar a forma pela qual o modelo conceitual seria aplicado. Dois sistemas de informação atualmente utilizados ao longo do ciclo de vida do produto foram identificados, os quais utilizam estruturas heterogêneas de dados, sem correspondência direta entre termos. Após a criação de uma ontologia de referência para este caso, utilizando métodos construtivos e ferramentas consagradas, três possíveis cenários de interoperabilidade foram analisados. Para cada um foram propostas soluções de interoperabilidade semântica utilizando o modelo conceitual proposto

Um método para geração semiautomática de sumários textuais para apoio à disseminação de conhecimento e ao processo decisório em projetos de business intelligence

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2013.Nos sistemas de BI, é comum a apresentação de informações em gráficos, em tabelas e em indicadores de desempenho. Contudo, essas formas de visualização nem sempre são facilmente compreensíveis pelo tomador de decisão que precisa extrair o conhecimento relevante a partir das informações apresentadas. Muitas vezes, a apresentação de informações em um simples texto pode se mostrar mais efetiva como apoio ao processo de tomada de decisão do que através de formas gráficas. Nesse contexto, o presente trabalho teve como desafio estabelecer um método que possibilitasse a geração de sumários textuais visando apoiar a disseminação de conhecimento e os processos decisórios no âmbito de soluções de Business Intelligence (BI). Para demonstração da viabilidade do método proposto, fez-se a codificação do protótipo de um serviço de geração de sumários textuais analíticos, utilizando os recursos da Plataforma SBI ? uma plataforma que faz uso de tecnologias semânticas. Nessa codificação, duas versões do protótipo foram implementadas ? uma baseada em templates textuais e outra em templates estruturais. Por fim, foram realizadas simulações utilizando as implementações dos protótipos em cenários hipotéticos de BI, demonstrando o processo dinâmico de geração textual em diferentes contextos, e utilizando regras criadas por especialistas de domínio. In BI systems, it is common presenting information through charts, tables or performance indicators. However, these forms of display are not always easily understood by the decision maker, who needs to extract the relevant knowledge from the information presented. Often, the presentation of information through a simple text may prove to be more effective to support the process of decision making than through graphical forms. In this context, the present work had as a challenge to establish an approach that enables the generation of textual summaries to support the dissemination of knowledge and decision-making processes within Business Intelligence solutions. To demonstrate the feasibility of the proposed approach, a prototype of service that generates analytical textual summaries was constructed, using resources of the SBI Platform - a platform that makes use of semantic technologies. In fact, two versions of this prototype have been implemented - one based on textual templates and another based on structural templates. Finally, simulations were performed using the prototype implementations in hypothetical BI scenarios, demonstrating the dynamic process of generating text in different contexts and using rules created by domain experts