Evolução do método FrameWeb para o projeto de Sistemas de Informação Web utilizando uma abordagem dirigida a modelos

Em um contexto de mercado cada vez mais competitivo, o desenvolvimento de Sistemas de Informação baseados na Web (WIS - Web Information Systems) necessita ser cada vez mais dinâmico e eficiente. A Engenharia Web (WebE - Web Engineering) ao longo dos anos vem propondo diversos métodos para análise, projeto e desenvolvimento de WIS. Em 2007 foi proposto o método de projeto WIS FrameWeb, que define uma arquitetura básica para desenvolvimento de WIS baseado em framewoks. A proposta de arquitetura do método FrameWeb teve foco em um conjunto específico de framewoks disponíveis à época, definindo alguns procedimentos e um perfil UML para criar uma infraestrutura próxima ao estado-daprática, cuja função é proporcionar ganho de produtividade, principalmente na transição entre as fases de projeto e de desenvolvimento, aproveitando as vantagens do uso de framewoks e de sua ampla utilização, bem como o amplo conhecimento de UML por parte dos modeladores e desenvolvedores. Entretanto, com o surgimento de novas técnicas, especificações e implementações de framewoks se fez necessário revisitar o método e avaliar as evoluções necessárias para sua continuidade. Além disso, a partir de sua aplicação, observou-se que de ferramentas CASE baseadas em UML deixam a cargo do modelador e de sua experiência a responsabilidade quanto às atividades a serem desempenhadas e ao uso dos construtos propostos, dando margem a falhas. Observando estas questões, este trabalho propõe a definição e formalização do método FrameWeb por meio de um metamodelo, denominado FW-15, por meio do uso de técnica Desenvolvimento Orientado a Modelos (MDD - Model-Driven Development). O metamodelo FW-15 tem a finalidade de garantir não apenas a semântica da linguagem FrameWeb no que diz respeito ao seu aspecto framework-independente, mas também permitir a evolução do método, pois define uma metodologia para a criação de Definições de Frameworks, contendo os construtos e regras necessárias para a criação e aplicação de Perfis FrameWeb responsáveis pelos aspectos framework-dependente. Assim, esta proposta pretende manter total compatibilidade com a versão original do método e ao mesmo tempo adicionar os recursos necessários para que novas técnicas e framewoks possam ser agregados formalmente ao método. Como contribuição adicional este trabalho apresenta um protótipo de ferramenta simplificada para modelagem com o método FrameWeb e determina as diretrizes para a evolução deste protótipo de forma a permitir o desenvolvimento de uma ferramenta gráfica apropriada ao método

De arquitecturas organizacionais em i* para arquitecturas baseadas em agentes: uma abordagem orientada a modelos

Os requisitos dizem, normalmente, o que um sistema deve fazer, por oposição a como fazê-lo. O contexto organizacional justifica e ajuda a compreender os porquês que levam à necessidade de certos requisitos importantes para um sistema de software ser bem sucedido. As técnicas de modelação de requisitos oferecem o conhecimento que permite a análise necessária nesta fase inicial do desenvolvimento. Contudo, a maioria das técnicas de requisitos são mais adequadas para uma fase posterior do processo da engenharia de requisitos. O desenvolvimento de software orientado a agentes procura preencher esta lacuna, mas é um paradigma relativamente recente. Para a consolidação deste novo paradigma, o projecto Tropos está a desenvolver uma abordagem para o desenvolvimento orientado a Agentes que se baseia nos conceitos sociais e intencionais oferecidos pela abordagem de modelação organizacional i*. No entanto, o uso do i* não é suficientemente expressivo como uma linguagem de descrição arquitectural. Reconhecendo no UML a capacidade de actuar como linguagem de descrição arquitectural, esta dissertação especifica as transformações necessárias dos modelos arquitecturais organizacionais descritos em i*, para os modelos arquitecturais descritos no perfil de Agência do UML utilizado para modelar sistemas multi-agente, através de uma abordagem orientada a modelos

Uma nova abordagem para a implementação de um sistema multiagente para a configuração e o monitoramento da produção de pequenas séries

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014A Produção de Pequenas Séries (PPS) é um tipo de manufatura caracterizado pela alta diversidade de produtos a serem produzidos associada a tamanhos de lotes reduzidos - possivelmente unitários. Neste sistema de produção as tecnologias empregadas para configuração e monitoramento do processo devem priorizar a produção sem defeitos, inclusive no primeiro item do lote, que pode ser o único. Falhas neste sistema de produção ou defeitos inseridos nos produtos facilmente inviabilizam economicamente todo o lote. Neste contexto, a linha de produção deve ser capaz de efetuar uma troca rápida de configuração para produzir um novo lote em um cenário de vários lotes de tamanho reduzido. É preciso também garantir completo monitoramento da produção do lote, sem falhas, ou quando ocorrer uma falha, ações corretivas devem ser executadas imediatamente. As pesquisas recentes demonstram que sistemas baseados em agentes é uma abordagem promissora para o cenário da PPS. Diante disso, a contribuição desta tese é a apresentação de uma nova Arquitetura de Referência para a implementação de Sistemas Multiagente na configuração e monitoramento da Produção de Pequenas Séries. A abordagem propõe uma Arquitetura de Referência, chamada MAS4SSP, baseada em uma solução unificada, sinérgica e com alto nível de abstração. Para garantir isto, a abordagem emprega como Modelo de Referência o framework JaCaMo que segue o paradigma orientado a multiagente (MAOP). A integração com a linha de produção é realizada com o emprego da tecnologia de comunicação Web Service que é utilizada pelo Sistema Multiagente (cliente) e por um sistema SCADA baseado em aplicação Web, o ScadaBR (servidor). A interface com o usuário pode ser desenvolvida como um recurso adicional na plataforma JaCaMo, ou pode ser realizada uma integração com sistemas legados de produção (como ERP, PCP, MRP) utilizando também a tecnologia de Web Service. Além da Arquitetura de Referência a tese apresenta um Modelo Genérico de Modelagem e Implementação que serve como guia para o desenvolvedor. Esta abordagem foi instanciada em um experimento simulado no contexto de uma PPS de Placas de Circuito Impresso (PCI). Por fim, os resultados e as conclusões sobre a Arquitetura de Referência e o Modelo Genérico de Modelagem e Implementação são apresentados em conjunto com sugestões de trabalhos futuros.Abstract: Small Series Production (SSP) is a type of manufacturing characterized by a high diversity of products to be produced associated with a reduced batch sizes - possibly unitary. In this production system, the technologies employed for process setup and monitoring must prioritize production without defects, including the first item of the lot, which may be the one. Faults in this production system or defects in the product easily become the whole batch economically unfeasible. In this context, the production line should be able to monitor the process and make a quick change of the configuration to produce a new batch in a scenario of several batches with small sizes. The system should also ensure the batch production without failure or when a fault occurs, the corrective actions must be executed immediately. Recent research shows that agent-based systems are a promising approach for the SSP. The contribution of this thesis is the presentation of a new Reference Architecture for the implementation of Multi-Agent Systems to setup and monitoring Small Series Production. The approach proposes a Reference Architecture, called MAS4SSP, based on a unified, synergistic and high level of abstraction solution. To ensure this, the approach employs as a Reference Model the JaCaMo framework that follows the Multi-Agent Oriented Paradigm (MAOP). The integration with the production line is realized with the use of Web Service as communication technology between the Multi-Agent System (client) and a SCADA system - ScadaBR (server). The user interface can be developed as an additional resource in JaCaMo platform or can be an integration system with legacy production systems (such as ERP, MES, MRP) also using Web Service. Beyond the Reference Architecture, this thesis presents a Generic Modeling and Implementation Model which serves as a guide for the developer and that was instantiated in a controlled experiment - a SSP line of Printed Circuit Boards (PCB). Finally, the conclusions and perspectives about the Reference Architecture and the Generic Modeling and Implementation Model are presented together with suggestions for future works

Adaptação da abordagem theme para linhas de produtos de software

Dissertação apresentada Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia InformáticaParte da investigação na área de requisitos para Linhas de Produtos de Software (LPS) tem sido realizada de modo a estudar a forma pela qual se podem definir e estruturar artefactos de requisitos da forma mais modularizada possível. O objectivo é que esses artefactos sejam capazes de servir como base para a derivação rentável de produtos e também a fim de facilitar a sua evolução. Na especificação de LPS, a modelação de features é uma técnica chave para capturar pontos comuns e variáveis nas famílias de sistemas de linhas de produtos. Uma feature pode denotar qualquer característica funcional ou não funcional ao nível dos requisitos. Contudo, os modelos de features mostram uma perspectiva muito específica das linhas de produtos, sendo necessário ter uma abordagem que mostre outras perspectivas ao nível dos requisitos, onde a modularização se deve ter em conta. Uma das abordagens de engenharia de requisitos que endereça de forma eficiente a modularização de requisitos é a abordagem Theme, uma vez que adopta o paradigma da orientação a aspectos que se caracteriza por identificar, modelar e compor requisitos transversais,facilitando assim a evolução de sistemas. Contudo, o uso de Theme ainda não foi suficientemente explorado para descrever linhas de produtos. Os modelos de Theme, tal como outras abordagens de requisitos, oferecem uma forma natural de identificar pontos comuns e variáveis nas fases iniciais de requisitos, podendo ser combinados com o modelo de features e fornecendo uma abordagem mais expressiva para a engenharia de requisitos para LPS. Deste modo, este trabalho visa desenvolver uma abordagem que investiga como o desenvolvimento de LPS pode ser beneficiado com a integração de uma abordagem orientada a aspectos, nomeadamente a abordagem Theme

Teste de aplicações baseado em análise de instâncias de dados alternativas.

Resumo: No desenvolvimento de software frequentemente é necessário validar a especificação dos dados do sistema, geralmente descrita por esquemas. O esquema de dados define a estrutura lógicae os relacionamentos entre os dados manipulados e armazenados por aplicações de software. Para auxiliar a detectar defeitos em esquemas e garantir a integridade dos dados por eles definidos, foi proposta uma abordagem de teste baseada em defeitos, denominada Análise de Instâncias de Dados Alternativas (AIDA). Na abordagem AIDA, uma instância de dados associada ao esquema em teste sofre alterações simples gerando instâncias de dados alternativas. A Análise de Instâncias de Dados Alternativas (AIDA) pode ser aplicada no teste de diferentes tipos de esquema, desde que o mesmo seja representado de acordo com um modelo formal. Apesar de existirem trabalhos na literatura que utilizam informações do esquema para testar as aplicações, a maioria não considera os possíveis efeitos presentes no esquema para gerar os dados de teste. Esses defeitos podem ocasionar falhas na aplicação e, considerando esse fato, este trabalho explora a utilização da AIDA no teste de aplicações que utilizam esquemas de dados, introduzindo estratégias de uso em dois contextos de aplicação: aplicações de banco de dados relacional e aplicações que utilizam Serviços Web. Para validar as estratégias em ambos contextos foram realizados experimentos em aplicações reais. Os resultados obtidos são analisados e verifica-se que a abordagem utilizada foi eficaz em revelar não somente defeitos de esquema, mas também defeitos relacionados à própria aplicação

Algoritmo de otimização multi-objetivo assistida por metamodelagem com aplicações em problemas de aerodinâmica

The multi-objective optimization algorithms commonly used in real engineering designs are based on evolutionary strategies. These algorithms often require a large number of evaluations of the objective function to achieve a good approximation of the Pareto front. In the case in which these algorithms are used to solve a real engineering optimization problem, which usually has computationally expensive objective functions, the time required to achieve convergence can be some time unfeasible. In this sense, the focus of this research was to develop a multi-objective optimization algorithm, based on a metamodeling strategy, to improve the optimization processes in engineering problems. The algorithm was developed, based on metamodel construction using radial based functions, to approximate the computationally expensive functions. These metamodels are optimized in an iterative sampling process to obtain new points in the decision space, with which the next expensive function evaluations must be made. In addition to being able to apply to multi-objective problems, the results showed a very satisfactory performance of the developed algorithm when applied to the select test problems chosen herein and in three real engineering problems: optimized design of wind turbine blades, aerodynamic optimization of wing geometry, and optimized design of linear cascades of axial flow machines. In most cases, the number of evaluations of expensive functions used by the developed algorithm was at least 3 times less than the expensive function evaluation employed, during the direct application of the evolutionary multi-objective optimization algorithm to achieve convergence with similar average values of coverage and diversity metrics of Pareto front.Agência 1Os algoritmos de otimização multi-objetivo comumente usados em projetos reais de engenharia são baseados em estratégias evolutivas que requerem frequentemente um grande número de avaliações das funções objetivo para atingir uma boa aproximação da frente de Pareto. Quando esses algoritmos são usados para resolver um problema de otimização real de engenharia, em que as funções objetivo são computacionalmente custosas, o tempo necessário para atingir a convergência pode ser proibitivo. Nesse sentido, o foco desta pesquisa foi desenvolver um algoritmo de otimização multi-objetivo, acoplado a uma estratégia de metamodelagem, para aprimorar os processos de otimização em problemas de engenharia. O algoritmo foi desenvolvido com base na construção de metamodelos usando funções de base radial para aproximar as funções computacionalmente custosas. Esses metamodelos são otimizados num processo de amostragem iterativo para obter novos pontos no espaço de decisão, com os quais as próximas avaliações das funções custosas devem ser feitas. Além de poder aplicar-se a problemas multi-objetivo, a estratégia desenvolvida faz com que o algoritmo derive para o algoritmo CORS, no caso de problemas mono-objetivo. Os resultados mostraram um desempenho muito satisfatório do algoritmo desenvolvido quando aplicado, tanto nos problemas de teste selecionados quanto em problemas específicos de engenharia relacionados ao projeto otimizado de pás de turbinas eólicas, otimização aerodinâmica da geometria de asas e projeto otimizado de grades lineares de máquinas de fluxo axiais. Na maioria dos casos, o número de avaliações das funções custosas usadas pelo algoritmo desenvolvido baseado em técnicas de metamodelagem, foi pelo menos três vezes menor do que as empregadas pela aplicação direta de um algoritmo de otimização multi-objetivo até atingir a convergência com valores médios semelhantes das métricas de cobertura e diversidade da frente de Pareto

Uma abordagem para derivar modelos de requisitos a partir de mecanismos de reconhecimento de voz

A elicitação de requisitos é uma das primeiras actividades do processo de Engenharia de Requisitos. Através desta etapa é possível capturar e estruturar os requisitos dos stakeholders e do sistema a ser implementado. Tipicamente esta estruturação é representada através de notação gráfica com o auxílio de ferramentas CASE. Estas ferramentas tornam esta actividade exclusiva, em termos de acessibilidade, a engenheiros sem deficiências físicas devido à complexidade das funcionalidades oferecidas pelas mesmas que permitem construir estes modelos. Nesta dissertação de mestrado é proposto desenvolver uma abordagem com suporte de uma ferramenta para melhorar a acessibilidade, e consequentemente,integrar um engenheiro de requisitos com limitações físicas na actividade de elicitação de requisitos. A ferramenta também possibilita uma alternativa para os stakeholders em geral para produzir modelos sem usar as mãos quando for mais conveniente. Esta abordagem propõe usar mecanismos de voz na geração de modelos de requisitos, mais concretamente modelos de requisitos orientados a objectivos, modelos de objectos e modelos de features usando técnicas de Model-Driven Development (MDD) (e.g., metamodelos). O stakeholder assim irá capturar os seus requisitos através de mecanismos de reconhecimento de voz, sendo automaticamente realizada uma transformação do seu discurso para um modelo KAOS, para um modelo conceptual ou para um modelo de features

A process capability profile driven proposal for software process improvement

Orientador: Mario JinoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: Melhoria de processo de software baseada nos níveis de maturidade fixos da arquitetura estagiada dos modelos SW-CMM e CMMI não atendem à diversidade de contextos e objetivos estratégicos das organizações intensivas em software. Esta pesquisa evoluí a área de melhoria de processo com a utilização da flexibilidade da arquitetura contínua da ISO/IEC 15504 para um melhor alinhamento da melhoria com o contexto e objetivos estratégicos específicos de cada organização, principalmente as micro e pequenas. São identificadas três gerações de arquiteturas de modelos de capacidade de processo (estagiada fixa, contínua fechada e contínua aberta). É proposta uma engenharia de processo, de software e de qualquer outro trabalho humano intensivo em conhecimento, dirigida por perfis de capacidade de processo. É desenvolvida uma abordagem exemplo dessa engenharia com um conjunto de propriedades, um modelo unificado, um ciclo de melhoria e um conjunto de medições, bem como um método para o estabelecimento de perfis de capacidade de processo. As propostas são validadas com análises, aplicações práticas e uma agenda de pesquisaAbstract: Software process improvement based on the staged architecture¿s fixed maturity levels of SWCMM and CMMI models do not support the diversity of software intensive organizations context and strategic objectives. This research evolves the current process improvement area taking advantage of the flexibility of ISO/IEC 15504 continuous architecture towards a better alignment between an improvement with each organization¿s specific context and strategic objectives, especially of micro and small ones. Three generations of architectures for process capability models (fixed staged, closed continuous, open continuous) are identified. A process capability profile driven, software and any other knowledge intensive human work, process engineering is proposed. An exemplar approach for this engineering is developed, with a set of properties, a unified model, an improvement cycle and a measurement set, as well as a method for establishing process capability profile. These proposals are validated by analyses, practical applications and a research agendaDoutoradoEngenharia de ComputaçãoDoutor em Engenharia Elétric