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Contribution to the facilitation of business process specification with a scenario-oriented approach


par Franck Bruno TONLE NOUMBO
University of Dschang - Master 2021
  

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ABSTRACT

The work presented here belongs to the SmartWorkflow project [9, 10, 8, 11, 12], initiated by Tchoupé and Parigot. This project consists precisely of the modeling of business processes with a grammatical approach; and in the decentralized and artifact-centered execution of the resulting specifications, on a service-oriented architecture. A modeling language, a specification methodology, and an execution model have already been proposed.

Before being automated, a business process must be specified in a formalism describing the set of tasks that compose it, the execution precedence relations that bind them, the data that they consume and produce, and the actors responsible for executing them. The specification process is commonly facilitated using a BPM tool. This is what we are working on in this thesis : the production of a BPM tool for LSAWfP (a business process modeling language with a scenario-oriented approach). After a review of the literature on Business Process Management (BPM) and on the modeling work achieved in SmartWorkflow, we study and analyze the main functionalities commonly offered by BPM tools. We also introduce a method for the formal conversion of LSAWfP specifications to other workflow languages. We conclude with a direct application of this method through the proposal of an export function from LSAWfP to BPMN in the BPMN XML 2.0 format.

Keywords : SmartWorkflow, Workflow specification, LSAWfP, grammars, business process, BPM, BPM tool, BPMN XML

1

INTRODUCTION

SOMMAIRE

Contexte du travail 1

Problématique étudiée 2

Organisation du manuscrit 3

Contexte du travail

La gestion des processus opérationnels (Business Process Management, en abrégé BPM) a suscité une attention considérable ces dernières années en raison de son potentiel d'augmentation significative de la productivité et de la réduction des coûts des entreprises. Elle est définie par Wil M. P. Van Der Aalst comme étant "la discipline qui combine les connaissances issues des technologies de l'information et celles issues des sciences de la gestion et les applique aux processus opérationnels des entreprises" [1]. Le BPM vise à améliorer les processus opérationnels en se concentrant sur leur automatisation, leur analyse, leur implication dans les opérations de prise de décision (management) et l'organisation du travail. C'est pourquoi il est souvent accompagné de logiciels permettant de gérer, contrôler et soutenir les processus opérationnels : ces logiciels sont appelés Systèmes de Gestion de Workflow (SGWf) [13].

Traditionnellement, l'automatisation d'un processus opérationnel passe par sa modélisation formelle dans un langage compréhensible par un SGWf. Plusieurs langages ont de ce fait émergé. Ces derniers permettent chacun dans un formalisme spécifique, de modéliser l'ensemble des processus opérationnels d'une entreprise. La notation Business Process Model and Notation (BPMN) [14] et le langage Yet Another Workflow Language (YAWL) [15] font partie des plus utilisés par les professionnels du domaine. La spécification d'un processus opérationnel à l'aide d'un langage de modélisation est généralement simplifiée par l'utilisation d'un

PROBLÉMATIQUE ÉTUDIÉE 2

MÉMOIRE - TONLE NOUMBO FRANCK BRUNO URIFIA

outil dit d'aide à la spécification. Ces outils offrent de nombreuses fonctionnalités allant de la simple création d'un modèle de processus à son partage, sa validation, sa correction voire son export vers d'autres langages de modélisation et son exécution. Ces outils au-delà de l'aide à la spécification, jouent un rôle primordial dans l'automatisation des processus.

Dans l'optique de rendre plus accessible l'automatisation des processus et faciliter la gestion complètement décentralisée de ceux-ci, Tchoupé et Parigot initient le projet SmartWorkflow. Ce projet a pour but la gestion décentralisée des processus opérationnels à l'aide d'une approche grammaticale [9, 10, 8, 11, 12]. Du côté de la modélisation, SmartWorkflow a fait naitre LSAWfP (a Language for the Specification of Administrative Workflow Processes) [8], un langage de spécification des processus administratifs avec une approche orientée scénario. Basé sur une variante des grammaires attribuées, ce langage permet de capturer parfaitement les modèle de cycle de vie, informationnel et organisationnel des processus qu'il spécifie. Il fournit un formalisme graphique simple permettant de modéliser les scénarios d'exécution de chaque processus sous la forme d'arbres annotés. Il met également un accent particulier sur la modélisation des perceptions que les acteurs ont sur les processus et leurs données. Un autre principal avantage de ce langage est sa base mathématique solide, principalement constituée d'un modèle grammatical qui peut être étudié formellement de la même manière que les réseaux de Petri et les autres langages de ce type. Côté exécution, un modèle d'exécution distribué centré artefact [10] ainsi qu'un prototype de SGWf (P2PTinyWfMS) [11] ont vu le jour.

Problématique étudiée et objectifs

En l'état actuel du projet, la modélisation effective d'un processus administratif à l'aide de LSAWfP soulève un problème : celui de l'absence d'un outil d'aide à la spécification des processus modélisés avec ce dernier. En effet, les concepts manipulés par LSAWfP (grammaires, artefacts, accréditations) ne sont pas forcément évidents à comprendre pour un concepteur lambda. De plus, l'approche orientée scénario que prône ce dernier, est nouvelle et singulière dans le domaine du BPM. Cette singularité constitue également un frein, car LSAWfP pourrait rencontrer des difficultés à trouver une place dans le quotidien des concepteurs de systèmes workflows, habitués à d'autres langages.

Dans le présent travail, nous nous intéressons à la facilitation de la spécification des processus administratifs avec une approche orientée scénario. À cet effet, nous

ORGANISATION DU MANUSCRIT 3

MÉMOIRE - TONLE NOUMBO FRANCK BRUNO URIFIA

nous attelons à donner une réponse au questionnement suivant : afin de réaliser une spécification à l'aide de LSAWfP d'un processus administratif quelconque et sachant que celle-ci passe par plusieurs étapes, certaines faisant intervenir des notions propres aux grammaires, quels moyens peuvent être mis en place pour faciliter autant que faire se peut la spécification de ce processus?

La réponse immédiate qui nous vient à l'esprit est la création d'un outil d'aide à la spécification. Néanmoins cette réponse apparente nous conduit naturellement à nous poser plusieurs autres questions : quelles sont les principales fonctionnalités offertes par les outils existants d'aide à la spécification? Quelles sont les fonctionnalités que devra proposer le nôtre? Comment pourra-t-on le rendre interopérable avec les outils de modélisation existants?

Les réponses apportées à ces différentes interrogations nous permettront d'atteindre notre objectif principal à savoir, la production d'un outil interopérable d'aide à la spécification des processus modélisés avec LSAWfP. Nos objectifs spécifiques sont les suivants:

1. Proposer une architecture logicielle pour un système de spécification des processus administratifs avec un accent particulier sur la notion de scénario.

2. Mettre en place un DSEL (Domain Specific Embedded Language) JSON (JavaScript Object Notation) pour la création, la sauvegarde et le partage des spécifications LSAWfP.

3. Proposer une méthode formelle pour la conversion du flot de contrôle des processus modélisés par LSAWfP vers des diagrammes de workflows équivalents.

4. Créer un prototype du système que nous proposons comme preuve de concepts; l'outil va utiliser le DSEL proposé pour sauvegarder les spécifications faites sur ce dernier, et va fournir une implémentation de la méthode de conversion dans le but d'offrir une fonction d'exportation du flot de contrôle des spécifications LSAWfP vers le format BPMN 2.0 XML.

Organisation du manuscrit

La suite de ce document est structurée en trois chapitres, suivis d'une conclusion et d'une annexe. Elle est organisée comme suit:

Chapitre 1 - Le Business Process Management : nous présentons ici les différents concepts autour du Business Process Management. Plus précisément,

ORGANISATION DU MANUSCRIT 4

MÉMOIRE - TONLE NOUMBO FRANCK BRUNO URIFIA

nous présentons successivement les principes clés du BPM, la modélisation des processus à l'aide de ce dernier et les workflows structurés.

Chapitre 2 - La spécification des processus administratifs avec une approche orientée scénario : ici, nous présentons les contributions réalisées dans le cadre du projet de Tchoupé et al, en lien direct avec les travaux que nous menons. Nous présentons ensuite la nécessité pour LSAWfP de disposer d'un outil d'aide à la spécification et nous terminons par une revue de quelques outils existants d'aide à la spécification.

Chapitre 3 - Facilitation de la spécification des processus administratifs avec une approche orientée scénario : dans ce chapitre, nous commençons par présenter les fonctionnalités principales et l'architecture logicielle de LSAWfP Editor, notre outil d'aide à la spécification. Nous présentons ensuite la méthode formelle que nous avons établie pour la conversion des spécifications LSAWfP. L'on termine par la présentation d'une implémentation directe de cette méthode au sein de notre outil de spécification : une fonction d'export vers le BPMN XML 2.0.

Conclusion générale - Nous effectuons ici un bilan de notre travail ainsi qu'une analyse critique des résultats obtenus. Quelques perspectives d'amélioration de résultats sont également présentées.

Annexe A - Présentation du contenu des fichiers générés par LSAWfP Editor : dans cette annexe, nous présentons des extraits de fichiers générés par notre outil. Nous présentons également l'entièreté du DSEL JSON que nous avons proposé pour la sauvegarde des spécifications LSAWfP.

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I

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"L'imagination est plus importante que le savoir"   Albert Einstein