BUSINESS PROCESS MODELLING

DEPARTAMENTO DE LENGUAJES
Y SISTEMAS INFORMÁTICOS

Verificación composicional de procesos de
negocio: un nuevo marco conceptual

Área Lenguajes y Sistemas Informáticos
Departamento Sistemas Informáticos y Computación

Realizada por:
MANUEL I. CAPEL TUÑÓN

Resumen

 Objetivos.

 Verificación de Procesos de Negocio (Business Processes, BPs).

 Metodología.
 Fundamentos.
 Método de verificación composicional de BPs.
 Descripción formal y notaciones adoptadas.

 Formalización de BPMN.
 Transformación de CCTL

 Herramienta BTRANSFORMER.

 Estudio de un caso de aplicación.

 Discusión de resultados y conclusiones.
Verificación composicional de procesos de negocio: un nuevo marco conceptual 2

Objetivos

1) Proponer un método para la especificación, el modelado y la
verificación composicional de Procesos de Negocio (Business
Processes, BPs), basado en un enfoque que formalice la
descripción del comportamiento de las tareas, originalmente
descritos con Business Process Modeling and Notation (BPMN),
actualmente aceptada en la comunidad internacional.

2) Definir un sistema de reglas de transformación de BPMN a un
cálculo de procesos: Communicating Sequential Processes + Time
y el fundamento para la transformación de CCTL

3) Proponer una nueva infraestructura conceptual para la verificación
composicional de BPs.

4) Desarrollar una herramienta metodológica.


Verificación de BPs – Problema

 Algunos de los BPs que ejecutan las organizaciones se han
catalogado como críticos; condicionan el trabajo diario y muchos
aspectos de la vida humana.
Aquellos BPs que son fiables para garantizar la capacidad de la
 Como consecuencia, el comportamiento de estos BPs requiere serde
empresa para cumplir con sus funciones fundamentales,
verificado, certificado u homologado, la normativa ysu puesta obligatorios.
acuerdo a antes de los requisitos en

funcionamiento. Conjunto de todas las posibles ejecuciones de un BP.

 Es necesario entonces hacer un esfuerzo en verificar el comporta-
miento de los BPs con respecto a reglas y metas de negocio, que
incluyan restricciones temporales, previo a su implementación en
los sistemas empresariales.

Perspectiva de informática Perspectiva de negocios
Comportamiento del sistema Comportamiento del BP
respecto de la respecto de
Especificación de Requisitos Reglas y metas de negocio


Verificación de BPs – Dificultades

 Las notaciones para el Modelado de Procesos de Negocio
(Business Process Modeling, BPM) se ven afectadas por la
arbitrariedad y la falta de rigor.
• Uno o varios diagramas de un BP puede(n) denotar un
mismo BP.
 Las herramientas de verificación automática actuales no se pueden
• Los diagramas pueden tener muchas interpretaciones.
aplicar directamente a los modelos de BPs si no se formaliza
previamente la notación de modelado utilizada.

 Problemas semánticos y sintácticos causados por la incorrecta
integración de:
1) la formalización de las propiedades (metas y objetivos de negocio),
representados en los modelos de los BPs en tiempo de diseño, y
2) la obtención de los modelos en tiempo de ejecución correspondientes,
necesarios para llevar a cabo la verificación automática.


Verificación de BPs – Contribuciones

Analizador y Semántica y
redes de flujo verificación
de trabajo de diagramas
(H. Verbeek y
de actividad
W.M.P. van der UML
Aalst) (Eshuis)

Enfoque Modelo para
algebraico de la
procesos y verificación
formalización formal de
de BPMN procesos de
(Wong y Gibbons) negocio
(Arias y Delgado)


Verificación de BPs – Solución

 Distintas propuestas de lenguajes y notaciones han surgido en los
últimos tiempos para tratar de estandarizar la verificación de BPs.

 Según nuestra opinión las condiciones que debe cumplir una
solución aceptable al problema, son:

1) posibilidad de verificación composicional de requerimientos no
funcionales de BPs que incluya su comportamiento temporal.

2) definición de una semántica formal que represente sin ambigüedad el
comportamiento de BPs.

3) integración de comprobadores de modelos (“state-of-the-art”) al proceso
de verificación composicional.


Metodología – Fundamentos (1)

 Incorporar y construir un modelo ejecutable de los BPs, llamado
Modelo de Tareas del BPs (BPs Task Model, BPTM).

 Obtener BPTMs que contemplen la complejidad de todos los
posibles escenarios de la vida real.

 Llevar a un dominio semántico común los diferentes formalismos de
especificación para que sean interpretados con homogeneidad en la
verificación de BPs.

 Automatizar la verificación completa de un BPTM a partir de un
modelo inicial BPMN de una manera confiable.

 Introducir un esquema conceptual de verificación composicional
para BPs.



 Representación finita de las propiedades
del sistema expresadas como fórmulas de
una lógica de intervalos
 Algoritmo Tableau que genera
automáticamenteEn autómata equivalente tener que
el muchos casos se evita
construir el espacio de estados completo
 No existen algoritmos Tableau para realizar
model checking on-the-fly (hasta ahora…)
 Verificación automática de sistemas
reactivos mediante Model Checking
 1. Construir el autómata de propiedad A
 2. Calcular el autómata del sistema P = Pi
 3. Encontrar el autómata producto P A
 4. Comprobar que L (P A ) es no vacío



 Clocked Computational Tree Logic (CCTL) extiende CTL con
operadores temporales restringidos a intervalos
 Sintaxis principales operadores:

•Clocked Computation Tree Logic | f1 y Krof, p |
f ::== EX[a] f | AX[a] f (Ruf f2 | 2003) f una lógica temporal
es
que g::== E(f CTL con operadores cuantitativos deg) | A(f R de tiempo.
f, extiende a U[a,b] g) | A(f U[a,b] g) | E(f R[a,b] intervalos[a,b] g)
•Su semántica es definida sobre estructuras de intervalo.
f ::== EF[a,b] f| AF[a,b] f | EG[a,b]f | AG[a,b] f

 Semántica operadores temporales CCTL:
 Estados: interpretación temporal de conjuntos de proposiciones atómicas
 Intervalos: sistema transición-estados con 1 reloj para la medida del tiempo
 Interpretación sobre los intervalos


Método de verificación composicional de BPs (*) (1)

INFORMACIÓN - EVENTOS - RECURSOS - METAS - REGLAS DE NEGOCIO MODELADO DE
PROCESOS
CONJUNTO DE DIAGRAMAS DE PROCESO DE NEGOCIO BPMN DE NEGOCIO

ESPECIF. DEL COMPOR- MODELADO DEL BPTM
Lógica temporal TAMIENTO DEL BPTM
BPMN  CSP+T
Clocked Computation CCTL DESCRIPCIÓN DE
CSP+T
COMPORTAMIENTO
Tree Logic (CCTL) REGLAS Y METAS ELEMENTOS DE BPMN DE DEL BPTM
DEL NEGOCIO, Y ACUERDO A LA DETALLADO COMO
RESTRICCIONES SEMÁNTICA DE CSP+T UNA COMPOSICIÓN
TEMPORALES OBJETOS DE FLUJO PARALELA DE
Lenguaje formal
Reglas de transformación –
CSP+T OBJETOS DE PROCESOS CSP+T Communicating
propuestas para precisar y CONEXIÓN Sequential Processes +
ESPECIFICACIÓN – CONJUNTO DE
completar la semántica de SWIMLANES TÉRMINOS DE
ABSTRACTA DE
PROCESO CSP+T
Time (CSP+T)
los elementos SINCRONIZACIÓN
Common semantics
notacionales de BPMN
COMPORTAMIENTO ABSTRACTO DEL BPTM MODELO DEL BPTM

TRAZAS – TRAZAS –
LA FALLOS FALLOS
CORRECTITUD COMPORTAMIENTO MODEL COMPORTAMIENTO
DEL PROCESO ESPERADO CHECKING EJECUTADO
DE NEGOCIO
PUEDE SER
DECIDIDA POR VERIFICACIÓN DE BPs LOCALES
LOS ANALISTAS Y
DISEÑADORES
DEL OPERADOR DE COMPOSICIÓN TÉCNICAS
DEL ÁLGEBRA DE PROCESO DEDUCTIVAS
NEGOCIO
VERIFICACIÓN COMPOSICIONAL DEL BP GLOBAL

(*) [Mendoza , Capel, Pérez 2011d]

Descripción formal y notaciones adoptadas

 Especificación de propiedades e invariantes de cada componente.
Lógica Modelo de tiempo Soporte Restricciones Interpretación sobre
temporal ramificado automatizado explícitas de tiempo estructuras finitas
LTL No Limitado No No (secuencias )
CTL Si Amplio No Si (estructuras de Kripke)
CCTL Si Específico Si Si (estructuras de intervalo)

 Notaciones formales “state-of-the-art” para BPTM.
Soporte
Formalismo Transformabilidad Composicionalidad Abstracción
automatizado
Redes de Petri No Limitado No Limitada
Autómata Si Amplio Si No

Álgebras de proceso Si Específico Si Si


Descripción formal y notaciones adoptadas

Cantidad de tipos
Capacidad de Demostraciones de “Interacciones
“Enfoques algebraicos de procesos son adecuados
diferentes de
cambio de correctitud de externas” entre
para herramientas que de la fiabilidad de sistemas”
la verificación
componentes de componentes componentes no
pueden ser usadas
notaciones de BPs individuales se pueden afectar el
para representar
a constructos de preservan a través comportamiento de
formalmente un
lenguaje formal de conjunciones elementos internos
BPTM

Soporte
Formalismo Transformabilidad Composicionalidad Abstracción
automatizado
Redes de Petri No Limitado No Limitada
Autómata Si Amplio Si No

Álgebras de proceso Si Específico Si Si

Modelado del
• Incorpora el tiempo como parte del comportamiento del BPTM.
BPTM • Notación formal para tareas concurrentes.
CSP+T (Zic, 1993) • Permite razonar sobre el comportamiento de cada participante.
• Herramientas disponibles para el análisis y la verificación automática.


Método de verificación composicional de BPs (2)

 Instanciación del Enfoque
Formal de Verificación Com-
posicional [Mendoza et al.,
2009b][Capel 2008] inicialmente pro-
puesto para Sistemas Críti-
cos de Seguridad (SCS).

 Las propiedades i expresan el comportamiento esperado para cada
componente Ci mientras que los invariantes i representan el
comportamiento de su entorno.
Comportamiento(Ci) sat i

Comportamiento(Enti)sat i

Componente
Ci
Componente Ci
Enti (entorno del componente Ci)


Método de verificación composicional de BPs (3)
Protocolo de verificación de componentes

1. Los términos de proceso locales T(Ci) que describen el comportamiento
de los participantes Ci del BPTM son verificados automáticamente (MC)
con respecto a los términos de proceso que representan a:
 sus propiedades T( i),
 los invariantes T( i), y
 la ausencia de bloqueo T(¬δ).

2. Obtenemos la verificación de la correctitud de los participantes de
acuerdo con:
 aspectos de seguridad (safety), y

 aspectos de vivacidad (liveness).

3. Finalmente, por la aplicación del Teorema de verificación
composicional, obtenemos la verificación completa del término de
proceso T(C) (T(C) = ||i:1..n T(Ci)) el cual describe el comportamiento del
BPTM.

Formalización de BPMN (*) (1)

Elementos notacionales temporizados de BPMN

Elemento Notación Elemento Notación

Evento intermedio
Evento de inicio temporizado

Flujo de excepción
Actividad

temporizado

Evento de inicio
temporizado  Flujo de mensajes

(*) [Mendoza, Capel, Pérez 2011d][2010b]

Formalización de BPMN (2)

tS1 tS2 tend

Cálculo CSP+T basado en el álgebra de proceso Timed CSP:
tiempo
S1 S2 end

1) Para incorporar el tiempo como parte del comportamiento de
P(S1) = [ ( S1 >< vS1 →SKIP;
los BPs. I(S1.ran.max−S1.ran.min,vS1 +S1.ran.min). S2
  
S1 S2 →SKIP; P(S2))

2) Para establecer con precisión cuándo los participantes son
end →SKIP ]
responsables de las acciones o reacciones en el BP.
S1.ran.min
vS1 3) El operador concurrente ( || ) permite razonar sobre el
S1.ran.max
vS2
comportamiento de cada participante del BP individualmente.
Elemento Actividad de BPMN Especificación formal en CSP+T
4) Herramientas para el análisis automático y verificación.

El modelado formal de los constructos BPMN con CSP+T permite especificar con
precisión las restricciones temporales entre las actividades y sub-actividades.



La semántica formal para las entidades temporizadas de BPMN se basa en
términos de proceso de Timed CSP, combinados con los operadores de CSP+T
para especificar las restricciones temporales.
Especificación gráfica Regla del patrón CSP+T
tstime tS1 tend

tiempo
 S1 end
P(stime) = [ (>< vstime →SKIP;
I(stime.ran+ vstime , S1.ran.max)→SKIP;
 S1   

S1→SKIP; P(S1))

Evento de
end →SKIP ]
vstime
inicio
stime.ran temporizado
tS1 texc

tiempo
S1 exc S2 S3
P(S1) = [ ( S1 >< vS1 →SKIP;
I(vS1 +S1.ran.min, S1.ran.max−S1.ran.min). S2→SKIP ;P(S2)
S1 S2     I(vS1 , itime.ran ) →SKIP; exc→SKIP; P(S3) )

 
end →SKIP ]
S3 Flujo de
vS1
itime.ran excepción
S1.ran.max temporizado



Especificación gráfica Regla del patrón CSP+T
tS1 tS2 tm1 tm2 tend tiempo
MI = max{S1.ran.min, S2.ran.min}
S1.ran.max

S1.ran.min P(S1) = [ ( >< vS1 →SKIP;
S1
vS1 I(VMI+MI, MA-MI). m1!x >< vSx →SKIP;
S1 m1
I(vx, MA –(vx-vMA)). m2?y →SKIP;
I(vS1 + S1.ran.min , S1.ran.max − S1.ran.min).
Contenedor 1

S3
S1 S3 →SKIP; P(S3) )
m1

[vS1+S1.ran.min, S1.ran.max ] end →SKIP ]
.
[vS2+S2.ran.min,S2.ran.max] P(S2) = [ ( S2 >< vS2 →SKIP;
m2
I(VMI+MI, MA-MI). m1?x >< v’Sx →SKIP;
Contenedor 1

S2 S4 I(v’x, MA –(v’x-vMA)). m2!y →SKIP;
I(vS2 + S2.ran.min, S2.ran.max − S2.ran.min,). S4
→SKIP); P(S4))
S2 m2

vS2
end →SKIP ]
S2.ran.min
S2.ran.max Flujo de
MA = min{S1.ran.max, S2.ran.max} mensaje


Transformación CCTL (1)*

 Se han propuesto reglas de expansión se derivan de la relación de
reducción y de la semántica de CCTL , de tal modo que se cumple:

 Todos los nodos se crean a partir de un nodo inicial utilizando
reglas de expansión, tales como las siguientes:

N( ) New( ,1) Next ( ,1) New( ,2)
1 U[a,b] 2 { } U[a+1,b] { }
2 U[b,b] 1 { }
3 R[a,b] 2 { , } R[a+1,b] { }
4 R[b,b] 1 { }
5 2 { } { }

(*) [Mendoza 2011c, pp.195-198]

Construcción de automáta para propiedad CCTL(1)
Unpro-
Name Predecessor Processed Next Accept
cessed
2 {INIT} { } { b U[1,3]b, b} { } TRUE
3 {2,3,6,8} { } { } { } TRUE
1 {INIT} { } { b U[1,3]b, b} { b U[2,3]b, b} FALSE

6 {1} { } { b U[2,3]b, b} { } TRUE
5 {1} { } { b U[2,3]b, b} { b U[3,3]b, b} FALSE

8 {5} { } { b U[3,3]b, b} { } TRUE

N1 N5 { b U[2,3]b, b}
M Predecessors(N) transición M N { b U[1,3]b, b}
init Predecessors(N) N es un nodo inicial N6 { b U[2,3]b, b}
Etiqueta del nodo N: “literales”(Processed(N))

N3 N8
N2
{ b U[1,3]b, b} T { b U[3,3]b, b}


Construcción de autómata para propiedad CCTL(2)
Unpro-
Name Predecessor Processed Next Accept
cessed
2 {INIT} { } { b U[1,3]b, b} { } TRUE
3 {2,3,6,8} { } { } { } TRUE
1 {INIT} { } { b U[1,3]b, b} { b U[2,3]b, b} FALSE

6 {1} { } { b U[2,3]b, b} { } TRUE
5 {1} { } { b U[2,3]b, b} { b U[3,3]b, b} FALSE

8 {5} { } { b U[3,3]b, b} { } TRUE

N1 N5 { b U[2,3]b, b}
{ b U[1,3]b, b}
Clave ConjuntoSubfórmulas N6 { b U[2,3]b, b}

b U[1,3]b { b U[2,3]b, b U[3,3]b}
N3 N8
N2
{ b U[1,3]b, b} T { b U[3,3]b, b}


Herramienta BTRANSFORMER (*)

 Esta herramienta ha sido concebida como un gestor de transforma-
ciones entre modelos:
 de un modelo BPMN a un modelo CSP+T.

 La implementación en Eclipse:
MOF
 integra las facilidades que vienen
proporcionadas por el Lenguaje de
Transformación de Modelos (Model
MMa ATL MMb Transformation Language, MTL) ATLAS
Transformation Language (ATL).

Mma2mmb.atl  Proporciona un ambiente familiar para el
analista de BPs.
 Permite generar automáticamente
Ma Mb especificaciones formales en CSP+T de
un modelo BPMN.
(*) [González Mendoza Capel et al. 2011b]

Herramienta BTRANSFORMER (2)

Operación Especificación
formal del BPD
en CSP+T

Invocación de
BTRANSFORMER

Modelado con
el plug-in Intalio


Herramienta BTRANSFORMER(3)

Pruebas preliminares
 Los modelos BPMN utilizados:
 Cadena de transporte (Koniesky et al., 2006). Representa una cadena de
Logística en el terminal terrestre y el terminal marítimo.
 Proceso de logística en hospitales (Backe et al., 2009). Describe las actividades
necesarias para mantener el inventario de medicamentos en un hospital.

 Heurísticas o criterios para detectar inconsistencias en la sintaxis:
1. Completitud de elementos. Todos los elementos del modelo BPMN aparecen
reflejados en la especificación CSP+T.
2. Número de procesos. Existe al menos un proceso CSP+T por elemento BPMN
definido en el diagrama.
3. Completitud de relaciones. Correspondencia de relaciones entre procesos CSP+T
con relaciones entre elementos BPMN.
Completitud
Número de Completitud Seguridad
4. Seguridad comportamental.
Modelo de
elementos
procesos de relaciones comportamental La especificación en CSP+T
Cadena de
no „inventa‟ secuencias de
Si 12 Si Si
transporte ejecución que no existen en
Logística en
Si 22 Si Si el modelo BPMN.
hospitales


Estudio de un caso de aplicación

 El ejemplo consiste en aplicar
nuestro enfoque a una instancia
de un proceso relacionado con la
Gestión de Relaciones con los
Clientes (Customer Relationship
Management, CRM).

CRM se considera una combina-

ción muy compleja de factores
técnicos y comerciales que deben estar de acuerdo
con una determinada estrategia.

 La estrategia CRM trata de establecer y mante-
ner una relación comercial óptima entre una
empresa y sus clientes.


Estudio de un caso de aplicación – BP seleccionado

 Para llevar a cabo la verificación del BPTM, se obtuvieron previamente los
Diagramas de Proceso de Negocio (Business Process Diagrams, BPDs) a
partir del siguiente Diagrama de Casos de Uso.
BP
seleccionado

 Estos BPs representan la funcionalidad mínima de una estrategia CRM y son
el factor clave para entender el negocio CRM.

Estudio de un caso de aplicación – BPD Vender
Producto/Servicio


Estudio de un caso de aplicación – Transformación

Definición y especificación del BP (uso de BTRANSFORMER)
 La especificación de las entidades de modelado BPMN que conforman los
participantes del BP se obtiene de acuerdo a nuestra propuesta.

Com = let Z = j : ( R{fin.2, abt.2}) (j→Z fin.2→SKIP abt.2→STOP)
R = (||j : CO P(j) º P(j))
within (R | [ R] | Z){| init.Com |}

Cus = let X = i : ( Y{fin.1, abt.1}) (i→X fin.1→SKIP abt.1→STOP)
Y = (||i : CU P(i) º P(i))
within (Y | [ Y] | X){| init.Cus |}

 La colaboración entre los participantes Cliente y Compañía es la composición
paralela de los procesos Cus y Com, la cual se denota por el término de
proceso CSP+T PSS:
PSS = (Cus | [ Cus || Com] | Com){| msg |}

Estudio de un caso de aplicación – Especificación



AF[a+1,b]
UT( Com) = ⋆→ init.Com.co_s1→ init.Com.co_s2→ init.Com.co_s3→ init.Com.agate.1→
(init.Com.co_s5→UT(co s5)) (init.Com.co_s6→UT(co_s6))
UT(co_s5) = (init.Com.co_s6→UT(co_s6)) (init.Com.agate.2→UT(agate.2))
UT(cu_s6) = (init.Com.co_s5→UT(co_s5)) init.Com.agate.2→UT(agate.2))
UT(agate.2) = init.Com.co_s7→ init.Com.co_s8→ init.Com.end.2→
SKIP ; UT( Com)

UT( Cus) = ⋆ → init.Cus.cu_s1→ init.Cus.cu_s2→ init.Cus.xgate.1→ init.Cus.cu_s4→
init.Cus.cu_s5→ init.Cus.cu_s6→ init.Cus.end.1→ SKIP ; UT(ϕCus)

UT( PSS) = UT( Cus) || UT( Com)


Estudio de un caso de aplicación – Verificación




Estudio de un caso de aplicación– Comprobación de la
composicionalidad de una propiedad
PSS UT( Cus) || UT( Com)

Debido a las restricciones de
sincronización entre actividades
propias de este modelo


Estudio de un caso de aplicación – Verificación




Estudio de un caso de aplicación – Validación

 La aplicación de la metodología propuesta al caso CRM nos
permitió obtener:
 Una especificación precisa de:
 las tareas que debe realizar cada uno de los participantes del BP Vender
Producto/Servicio,
 los requisitos de comportamiento que cada participante en el BP Vender
Producto/Servicio debe cumplir, y
 las propiedades que el BDP Vender Producto/Servicio debe satisfacer en
base a los requisitos que debe cumplir el BP Vender Producto/Servicio.
 Un modelo detallado del comportamiento (ver [Mendoza 2011b]):
 para cada participante en el BP Vender Producto/Servicio, y
 el BP Vender Producto/Servicio de forma global.

 La verificación del comportamiento del modelo del BP (es decir, el BPD
Vender Producto/Servicio) respecto de todos los requisitos que debe
cumplir el BP Vender Producto/Servicio, derivados de reglas y
condiciones del negocio CRM.


Discusión de resultados y conclusiones

Resultados – Principales contribuciones hasta fecha

1) Propuesta de una metodología para modelado formal y verificación
composicional de BPs [Mendoza, Capel, Pérez 2011d]

2) Definición de una notación formal –inicialmente propuesta para
sistemas de tiempo-real-- basada en un cálculo de procesos para
poder llevar a cabo una verificación del modelo del BP [Benghazi,
Capel et al. 2007]

3) Definición de una semántica formal para las construcciones
temporales (de un subconjunto de) los elementos notacionales de
BPMN [Mendoza 2011b][Mendoza Capel 2008a]

4) . Verificación composicional de procesos de negocio: un nuevo marco conceptual 35


Resultados – Principales contribuciones

4) Propuesta de un entorno/infraestructura de verificación composicio-
nal de BPs (FCVA adaptado a BPs) que permite la implementación
de herramientas software para la transformación de los modelos, las
propiedades no funcionales, y los requisitos temporales de BP en
especificaciones formales. [Mendoza , Capel 2009a] [Mendoza,
Capel, Pérez 2010a] [Mendoza, Capel, Pérez 2011a] [Mendoza,
Capel, Pérez 2011d]

5) Desarrollo completo de una herramienta software de transformación
de modelos BPMN CSP+T integrable en Eclipse y LaTeX.
[González et al. 2011b][González et al. 2011c]



Conclusiones

1) Demostración de que las técnicas, métodos y herramientas propuestos
que han sido exitosas en el dominio de la Ingeniería del Software (IS),
como la verificación automática, pueden ser aplicadas al dominio del
BPM.

2) Aportaciones para la especificación, el modelado y la verificación de
propiedades no funcionales y temporales de la ejecución de BPs,
cuyas ideas iniciales provienen de nuestros trabajos en el área de la
verificación de SSC.

3) Mostrar cómo las fortalezas de los cálculos de proceso, en general, y el
cálculo de proceso CSP y su superconjunto CSP+T, en particular, son
muy adecuados para la especificación, el modelado y la verificación
tanto de SSC como de BPs con criticidad.


Trabajo futuro
1) Aplicar la metodología a otros BPs con criticidad que sean de interés en el
campo industrial.

2) Proseguir con la implementación de herramientas metodológicas a
mediano plazo.

3) Utilizar la metodología como base para el diseño de una herramienta de
software que permita obtener los modelos iniciales del diseño de los
sistemas que soportan los BPs especificados, modelados y verificados
utilizando nuestra propuesta.

BPMN UML-RT BPMN (3) UML-RT
(1) (2) (1) (2)

CSP+T CSP+T
Transformaciones actuales Transformaciones para el futuro


Principales publicaciones relacionadas con esta presentación
[2011d] Mendoza, L., Capel, , Pérez, M.: Conceptual Framework for Business Processes Compositional Verification. Information
and Software Technology, (2011), doi: 10.1016/j.infsof.2011.08.004
[2011c] Mendoza: Una Contribución a las Técnicas Avanzadas de Verificación de Procesos de Negocio y Sistemas Software
Abiertos (Tesis Doctoral), pp.1-226. Universidad de Granada, ISBN: 978-980-12-4957-3 (2011c)
[2011b] González, A., Mendoza, L., Capel, M., Pérez, A., Méndez, E., Domínguez, K.: BTransformer – a Tool for BPMN to CSP+T
Transformation. In: Proc. 13th International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2011), vol. 3, pp. 363–
366, SciTePress, Portugal (2011b)
[2011a] Mendoza, L., Capel, , Pérez, M.: A Formalization Proposal of Timed BPMN for Compositional Verification of Business
Processes. In: Enterprise Information Systems, LNBIP, vol. 73, Part 4, pp. 388–403 Springer–Verlag, Berlin, Germany
(2011)
[2010b] Mendoza, L., Capel, M., Pérez, M.: Compositional Verification of Business Processes by Model-Checking. In: Proc. 8th
International Workshop on Modelling, Simulation, Verification and Validation of Enterprise Information Systems (MSVVEIS
2010), pp. 60–69. INSTICC Press, Setúbal, Portugal (2010)
[2010a] Mendoza, L., Capel, M., Pérez, M.: Compositional Verification of Business Processes Modelled with BPMN. In: Proc. 12th
International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2010), vol. 3 – Information Systems Analysis and
Specification, pp. 113–122. INSTICC Press, Setúbal, Portugal (2010)
[2009a] Mendoza, L., Capel, M.: Automatic Compositional Verification of Business Processes. In: Enterprise Information Systems,
LNBIP, vol. 24, III, pp. 479–490. Springer–Verlag, Berlin, Germany (2009)
[2009b] Mendoza, L., Capel, M., Pérez, M., Benghazi, K.: Compositional Model-Checking Verification of Critical Systems. In:
Enterprise Information Systems, LNBIP, vol. 19, Part 4, pp. 213–225. Springer–Verlag, Berlin, Germany (2009)
[2008b] Capel, M., Mendoza, L., Benghazi, K.: Automatic Verification of Business Process Integrity. Int. J. Simulation and Process
Modelling 4(3/4), 167–182 (2008)
[2008a] Mendoza, L., Capel, M.: Algorithm proposal to automata generation from CCTL formulas. Technical Report, Dpt. LSI,
Universidad de Granada (2008)
[2007] Benghazi, K., Capel, M., Holgado, J., Mendoza, L.: A Methdological Approach to the Formal Specification of Real-time
Systems by transformation of UML-RT Design Models, Science of Computer Programming, vol.65, pp.41-56 (2007)


Modelo de Tareas del BP (BP Task Model, BPTM)

Para obtener la descripción completa del comportamiento del BPTM,
El modelo más básico de un BP se compone de una secuencia de
se requiere detallar el comportamiento individual de los participantes, el

PBP4
tareas realizadas con el fin de alcanzar una meta

PBP2 Entidad de negocio
cual describe las actividades que ellos realizan

PBP3
Nuestro enfoque está orientado a verificar + +
aspectos concurrentes de los BPTMs, se enfoca
BP 1
en la verificación composicional de la

PBP1
coherencia y la sincronización de tareas Un negocio está conformado por
BP 2
concurrentes realizadas por los participantes de
.
varios BPs a lo largo de la
empresa

PBP
los BPs, las cuales son muy importantes en el
.
.
BP n
rendimiento de los BPTMs. BPD
escenario 1

BPD
escenario 2
Participante 1 Participante 2 Participante 3 Participante 4 ... Participante m

BPD
escenario n

TÉRMINO TÉRMINO TÉRMINO TÉRMINO TÉRMINO
DE DE DE DE DE
PROCESO PROCESO PROCESO PROCESO PROCESO
Un
Diagrama de Proceso de Negocio (Business
Los BPs son llevados a cabo por los participantes o los
P(PBP1) P(PBP2) P(PBP3) P(PBP4) P(PBPn)
Process Diagram, BPD) describe un escenario,
MODELO DE TAREAS
trabajadores de negocio, de acuerdo con las reglas de es decir, cómo un determinado BP es realizado
DEL PROCESO DE
Comportamiento Comportamiento Comportamiento Comportamiento colaborativamente entre elementos de negocio
Comportamiento
delnegocio y usando los del participante 3 empresariales del participante m
recursos para satisfacer NEGOCIO
participante 1 del participante 2 del participante 4
las necesidades

Verificación composicional de procesos de negocio: un nuevo marco conceptual

Teorema de la verificación composicional
 Ci || Enti = i i es cierto bajo ciertas condiciones:
 La composición paralela no conduce a un interbloqueo: Ci || Enti ≠
 El etiquetado de los autómatas que representan a los componentes Ci es
disjunto: i:1..n  (TBA(Ci )) = ∅
 Los alfabetos de comunicación de entrada / salida entre los componentes tienen
intersección no vacía:

Alfabeto de salida i Alfabeto de entrada i ≠
 La generalización de la composición concurrente para n componentes (||i:1..n Ci) es
también composicional si el interbloqueo no se presenta, tal como el Teorema de
verificación composicional [Abadi –Lamport 1995] lo plantea:
Sea el proceso de negocio C estructurado en varios participantes de negocio Ci trabajando
en paralelo, C =||i:1..n Ci, las propiedades i , los invariantes ψi , y el bloqueo δ, con i:1..n Σi
= ∅, i:1..n Ωi = ∅, y i:1..n L(T(Ci)) = ∅.
Para un conjunto de Términos de Proceso T(Ci) que describen el comportamiento de los
participantes de negocio Ci la siguiente condición se cumple para el BPTM T(C):
T(C) = ( i i ¬ ) ||i:1..n T(Ci) = i:1..n ( i i) ¬ ,
donde T(C) = ||i:1..n T(Ci).

Verificación composicional de procesos de negocio: un nuevo marco conceptual

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