1. Integration of Planning and
Scheduling with BPM for the
Management of E-learning Centers
Diploma de Estudios Avanzados
30 Junio 2008
Tutores:
Dr. Luis Castillo Vidal
Dr. Juan Fernández Olivares Arturo González Ferrer
2. Descripción del problema
● Se puede definir como:
– La necesidad de integrar tecnologías de Planning & Scheduling
con Business Process Management, de modo que sea posible
beneficiarse de las funcionalidades ofrecidas por ambas
tecnologías dentro de un marco común, aplicando el resultado
obtenido para gestionar de modo inteligente entornos
empresariales.
– De modo específico, sería deseable poder aplicar lo obtenido
dentro de un escenario de gestión de proyectos de trabajo en
grupo: la asignación de recursos humanos y servicios web para el
desarrollo cooperativo de cursos on-line en un centro de
enseñanza virtual.
3. Definiciones
● Tecnología de Workflow
– Automatización total o parcial de un proceso de negocio durante el cual
documentos, información o tareas se pasan de un participante a otro, para
entrar en acción de acuerdo a un conjunto de reglas y procedimientos.
● Planning and Scheduling (P & S)
– Posibilidad de generar representaciones de comportamiento futuro (planes), con
objeto de restringir o controlar dicho comportamiento de un modo anticipado. El
resultado es un conjunto de acciones, con restricciones temporales y de otros
tipos, para ser ejecutadas por un conjunto de agentes.
● Business Process Management (BPM)
– Visión holística de la gestión de procesos de negocio, cuyo ciclo de vida permite
la especificación de objetivos, análisis del entorno, diseño, implementación,
ejecución, monitorización y evaluación de procesos de negocio. Puede
considerarse un modelo evolucionado de la tecnología de Workflow.
5. ¿Qué es BPM?
Te c n o l o g í a Know-How
Modelado Definición problemas
Workflow Descomposición de
Reglas de negocio procesos
Integración
SOA
+ Desarrollar casos de uso
Medidas de calidad
Gestión de datos Modelar “As-Is”/“To-Be”
Informes y Análisis Desarrollo de procesos
Monitorización Simular y optimizar
Planning & Scheduling Planificación procesos
6. ¿Qué es P&S?
Un problema de planning clásico es el “mundo de bloques”, que simula el
comportamiento del brazo de un robot que tiene que c o g e r y apilar los bloques
desde una situación inicial hasta que se alcanza una c o n f gu ra c ió n
d e s e a d a.
Usando este ejemplo, podemos describir que el bloque "B" está encima
de otro llamado "A" haciendo uso del predicado (ontop B A), y que el
bloque llamado "C" está en la mesa con (ontop C table). La
transformación de un estado a otro viene dada por una serie de
precondiciones y efectos, que se reflejan en una lista de operadores,
cuya ejecución modifica el estado del mundo.
7. ¿Qué es P&S?
Te c n o l o g í a Know-How
Lógica Primer Orden Definición de escenarios de
Tareas y Objetivos P&S
Precondiciones Generación de planes
Efectos
Deadlines + Temporización de planes
Asignación de recursos
Composición Web Services
Temporal landmarks
Búsqueda Simplificar su modelado
Razonamiento Aprovechar modelos
existentes para P&S
Business Process
Management Facilitar su introducción en
entorno empresarial
8. Objetivos
● Establecer las bases para un nuevo modo de modelar
problemas de planificación y scheduling, evitando así la
formación de ingenieros en lenguajes complejos como PDDL.
● Desarrollar un método de transformación de diagramas BPM
en una representación de planificación HTN, basado en el
concepto de “workflow patterns”.
● Introducir la tecnología de P&S a bajo coste dentro de una suite
BPM, para sacar máximo provecho de un modelo de procesos
ya existente, pudiendo así gestionar y planificar de forma
anticipada, incluyendo la asignación de tareas y recursos en el
tiempo como nueva funcionalidad.
● Aplicar todo lo obtenido dentro de un caso real, como es la
gestión de proyectos en un centro de e-learning.
9. Motivación Inicial
Utilizar P&S para la generación automática de 'Learning Designs'
COMPLETADO
“Knowledge engineering and planning for the automatic synthesis of customized learning designs”
Proceedings of 12th CAEPIA Conference, Springer LNAI 4788 , Salamanca, 2007.
10. Cooperación en Proyectos
E-learning
Diseño
Gráf co
i
Roles internos Departmento
Training
Desarrollo
HTML Control de
Calidad
Atención
al Usuario Administración
LMS
Tutores Roles externos
Autores de On-line
Contenidos Estudiantes
¿Cómo coordinar todo el trabajo y planificarlo en el tiempo?
“Workflow Planning for E-learning Center Management”,
Proceedings of 8th IEEE ICALT Conference , Santander, 2008.
12. XPDL
● XML Process Definition Language
● Creado por la WfMC para almacenar e
intercambiar diagramas de procesos.
● Ofrece un formato XML que representa
la notación BPMN 1.0.
● Es usado por más de 70 herramientas
de modelado.
● No es tan complejo como BPEL, que
necesita conocimientos de desarrollador
y está pensado para ejecución.
● Permite el enlace de tareas con
servicios web a través de WSDL.
13. HTN Planning
“The cortex's hierarchical structure stores a model of the hierarchical structure of the real world”,
Jeff Hawkins, “On Intelligence”, 2004.
Las notas musicales se combinan para dar lugar a intervalos
Los intervalos se combinan para dar lugar a fraseos melódicos
Los fraseos melódicos se combinan para dar lugar a canciones
Las letras se combinan para formar sílabas
Las sílabas se combinan para formar palabras
Las palabras se combinan para formar sentencias
“El mundo es como una canción. Cada objeto en el mundo está compuesto de una colección de objetos
más pequeños, y la mayoría de los objetos son parte de otros más grandes”, Jeff Hawkins.
14. HTN Planning
● El paradigma de planificación HTN (Hierarchical Task Network) sigue
exactamente esta filosofía:
– Las acciones primitivas pueden agruparse en una acción compuesta
– Las acciones compuestas pueden agruparse en otras acciones compuestas
– Estas acciones compuestas pueden agruparse para formar un plan
● Si enfocamos esto desde el punto de vista de BPM:
– Las actividades pueden agruparse en patrones o workflow patterns
– Los workflow patterns pueden agruparse formando subprocesos
– Los subprocesos pueden agruparse para definir un proceso completo
¿Qué son los “workflow patterns”?
15. Workflow Patterns
● Workflow Patterns (Van der Aalst, 2003)
– Iniciativa de Eindhoven University of Technology y Queensland
University of Technology
– En 2003 se publica un conjunto de 20 patrones que describen la
perspectiva de flujo de control de los sistemas de workflow.
– Pueden ser considerados “comportamientos comunes” que se
encuentran en las definiciones de modelos de procesos. Los más
básicos son:
● Sequencia de actividades
● Ejecución paralela de dos o más actividades
● Elección entre múltiples actividades
● Sincronización de dos o más actividades
● Convergencia de dos o más actividades en una
16. Workflow Patterns Tree
● Nuestra propuesta es :
– descomponer el diagrama de procesos definido con ayuda de una suite
BPM en un árbol de descomposición de “workflow patterns”.
17. Workflow Patterns Tree
● Nuestra propuesta es :
– Transformar dicho árbol de descomposición de “workflow patterns” en
una representación HTN, lo cual se realiza de forma bastante intuitiva:
Acciones compuestas
Acciones primitivas
Precondiciones
y
Efectos
Objetivos
Deadlines
Temporal
Landmarks
Representación HTN-PDDL
19. utilidad en otros entornos
construcción de edificios
proyectos de trabajo en grupo
donde sea necesario
planificar y asignar recursos
construcción de aviones