1 Departamento Computación, Universidad Central de Las Villas, Cuba.
Dirección postal: Carretera a Camajuaní, Km 1, #61, entre Acuarium y radio Progreso, Santa Clara Villa Clara, Cuba. Autor para la correspondencia: [email protected]
María Elena Martínez del Busto, Nestor Ibargollín Pérez,
Martha Beatriz Boggiano, Alain Pérez Alonson, Luisa González
González
Edición de reglas de negocio
so-bre una ontología que permita su
implementación independiente de
las bases de datos
RCCI Vol. 3, No. 1-2 ENERO- JUNIO, 2009 p. 21-27
Editing business rules on an ontology that allows
its independent implementation from the data
base
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El presente trabajo se enmarca dentro de un proyecto mayor de investigación acerca de la modelación de datos y el uso de las reglas de negocio (RN), siendo un objetivo fundamen-tal crear mecanismos que posibiliten el acerca-miento de los usuarios o especialistas del negocio al desarrollo de aplicaciones de software. Son estas personas las que tienen el conocimiento profundo y necesario acerca de cada uno de los procesos del negocio, o sea, los expertos en un área de producción o servicios determinada que necesita ser automatizada.
Resulta indispensable lograr disminuir las barreras de comunicación entre ambos: el especialista en computación y el experto del dominio. Se tiene entonces la necesidad de permitir a los usuarios del negocio establecer sus propias reglas y restric-ciones, de forma que los sistemas que dan so-porte al negocio puedan adaptarse fácilmente a las nuevas necesidades, sin tener que esperar por la asistencia de especialistas del sistema.
En la actualidad es común que ocurran rápidos y constantes cambios en los ambientes de negocio. Una tendencia que aborda dicha problemática es la conocida por “enfoque de reglas de negocio” [Hendryx, 2003]. La idea principal de este en-foque consiste en una técnica de dominio del ne-gocio basada en reglas explícitas que son escritas y expresadas en lenguaje claro, cercano al natural y separadas de los datos de la aplicación.
En las últimas décadas las RN se han convertido en un instrumento muy utilizado en el desarrollo de bases de datos y aplicaciones flexibles, me-diante ellas los expertos del negocio pueden especificar políticas y condiciones que deberán verificarse en los sistemas de información que le sirven de soporte [Appelton, 1984]. Las reglas deben ser definidas centralmente pudiendo ser reutilizadas, de fácil acceso, modificadas y ad-ministradas por los desarrolladores, así como, por los usuarios del negocio [Bajec, 2000]. Al lograrse estos objetivos se obtendrán mejoras en cuanto a la escalabilidad y mantenimiento de las aplicaciones [Appelton , 1984].
Las reglas, existentes en cualquier organización, deben ser captadas en un lenguaje cercano a la forma en que la comunidad de usuarios expresan sus regulaciones. El presente trabajo se centra en la edición de Reglas de Negocio con el apoyo de una ontología, permitiendo su implementación
Resumen
En el presente trabajo se obtiene una herra-mienta independiente de la base de datos para la edición de RN. El software permite a los usuarios del negocio la manipulación de un conjunto de reglas previamente creado. Dicha herramienta facilita estructurar cada regla utilizando una forma de expresión semejante a la natural. Se escriben según patrones que permiten realizar validacio-nes de términos y atributos, los cuales han sido definidos como válidos en el modelo de hechos. Finalmente se obtiene un reposito-rio de reglas en formato XML que permite la integración con otras herramientas de procesa-miento y generación automática de RN.
Palabras clave: bases de datos, ontologías,
reglas de negocio, desarrollo de aplicaciones de software, repositorios xml
Abstract
Business rules (BR) define and control policies in the business process in an organization. For this reason it is important that these are captured in the language close to natural, achieving the user to process them with a computation tool. There are different formalisms with respect to the regulations of a business and for their representation in the computational treatment. The development of tools based on technologies for RN can be classified into three types: independent tools of the database, tools based service and systems based on rules.
In this work it is obtained an independent tool of the database for editing RN. The software allows business users to handle a set of rules previously established. This tool makes it easy to structure each rule by using a form of expression similar to the natural. Patterns are written according to enable validation of terms and attributes, which have been defined as valid in the model acts. Finally it is get a rules repository in XML format that allows the integration with other tools of processing and automatic generation of RN.
Keywords: data bases, ontologies, business
rules, software applications development, xml repository
Edición de r
eglas de negocio sobr
e una ontología
que permita su implementación independiente
de las bases de datos
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automática, independiente de las bases de datos. Para lograr este objetivo se implementan herra-mientas de software que facilitan a los usuarios del negocio el manejo de las reglas en lenguaje cercano al natural, permitiendo validaciones sin-tácticas y semánticas.
Enfoque de reglas de negocio
De acuerdo con el Grupo de Reglas de Negocio (BRG, acrónimo de Business Rules Group), una Regla de Negocio (RN) es “una sentencia que de-fine o restringe algún aspecto del negocio, con la que se pretende imponer la estructura o con-trolar e influir en el comportamiento del mismo” [BRG, 2000]. Una vez capturadas pueden no reflejar ideas precisas o incluso pueden resultar contradictorias entre sí, por tal motivo, se tiene la necesidad de dar tratamiento adicional al re-positorio creado con ellas.
El repositorio de reglas necesita ofrecer ciertas facilidades:
• Mostrar las reglas en un ambiente amigable para usuarios del negocio.
• Permitir adicionar comentarios referentes a cada regla
• Posibilitar la modificación de reglas.
• Confirmar la aceptación de las reglas para ser añadidas al repositorio.
• Realizar chequeos de integridad al añadir reglas al repositorio.
Por otro lado, se considera que las ontologías han tenido éxito en proveer un vocabulario para repre-sentar y comunicar conocimiento acerca de un tema y el conjunto de interrelaciones que existen entre los términos de ese vocabulario, o lo que es lo mismo, “un glosario de términos ontológicos” [GASEVIC, 2006], al proporcionar una compren-sión compartida del conocimiento de un dominio que puede ser comunicada entre personas y siste-mas heterogéneos [APPELTON, 1984].
Es común que en un enfoque de RN, la estructura de un sistema se visualice por medio del Modelo de Hechos, donde se modelan relaciones entre conceptos y se enfoca en la estandarización de la terminología del negocio para establecer un vocabulario de negocio, lo que es considerado un punto de partida crucial en la modelación basada en este enfoque [Hendryx, 2003; Bajec, M.K ,2000; BRG, 2000; Ross, R.G, 1997; Nilsson, B.E, 1999]. En este trabajo son utilizadas las on-tologías como forma de representar un modelo genérico de hechos.
Características y formas de expresión
Una regla de negocio, básicamente, es una de-claración compacta sobre un aspecto del nego-cio, usando un lenguaje simple, inequívoco, ac-cesible a todas las partes interesadas: el dueño del negocio, el analista, el arquitecto técnico, y así sucesivamente [ Hendryx, 2003; BRG, 2000]. Este autor enumera características deseables en las declaraciones de reglas. Estas características universales se aplican a cualquier lenguaje o do-minio de aplicación.
• Atómico: no pueden ser descompuestas sin que se pierda información.
• No ambiguo: tienen solamente una obvia inter-pretación.
• Compacta: típicamente son frases cortas. • Consistente: juntas, ellas proporcionan una úni-ca y coherente descripción.
• Compatible: usan las mismas condiciones en el resto del modelo de negocio.
A continuación pueden verse ejemplos de reglas de negocio:
1) Todo Trasplante de Riñón es con Donante Vivo o Donante Cadavérico.
2) De todo examen realizado a un paciente debe guardarse su resultado en la Historia Clínica del mismo, a todo lo largo del proceso de trasplante. 3) Con Resultados de Pruebas Cruzadas se Selec-ciona el Mejor de los Donadores Candidatos. 4) Si el paciente es VIH positivo no debe recibir un Trasplante Renal.
Beneficios de su uso
Varios son los beneficios que pueden derivarse del uso de Reglas de Negocio. De todos, según Lowenthal (Lowenthal, 2005) los tres más relevantes son los siguientes:
• Agilidad: respuesta simple y rápida a los requi-sitos dinámicos.
• Reducción del Costo: bajo costo para crear o ac-tualizar las partes de aplicaciones que implemen-tan las políticas del negocio.
Transparencia: las reglas permiten fácilmente la auditoría que los servicios de software llevan a cabo en sus políticas de negocios correspondientes.
Formas de expresión
En la bibliografía se encuentran formas diversas de expresar las RN según variados puntos de vis-ta. De acuerdo con Morgan [MORGAN, 2003] las reglas de negocio pueden expresarse de diversas formas, principalmente, según su depuración a lo
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largo del sistema o incluso en la manera en que se introduzcan a este. Este trabajo se acoge a estos criterios, donde se definen tres niveles [APPELTON, 1984; MARTÍNEZ, 2007]• Informal: este nivel proporciona una senten-cia en lenguaje natural, sin un rango limitado de parámetro, tal y como el cliente del negocio desee.
• Técnico: este nivel combina referencias a datos estructurados, operadores y restricciones con el lenguaje natural, nivel intermedio entre la en-trada de la regla y su implementación.
• Formal: este nivel proporciona sentencias con-forme a una sintaxis definida, más cercana a propiedades matemáticas específicas. Este nivel proporciona la funcionalidad automática de la regla.
La figura 1 muestra la relación existente entre las reglas de negocio y las diferentes formas de repre-sentación teniendo en cuenta sus potencialidades para expresar la semántica de la fuente de datos y los procesos.
Figura 1. Relación entre las Formas de Representación y las Reglas de Negocio
En este trabajo se parte de un repositorio de RN representado a un nivel informal y se obtiene un nuevo repositorio en un nivel técnico, que sirve como entrada a otras herramientas [MARTÍNEZ, 2007], encargadas de realizar procesamientos adicionales, para lograr realizar la generación de la implementación automática de las reglas alma-cenadas en dicho repositorio.
Modelo de hechos como principio
bási-co del enfoque de reglas de negocio
Según Ross [ROSS, 2003] el Modelo de Hechos está conformado por los conceptos básicos y sus conexiones. Cada concepto tiene una definición clara y precisa desde la perspectiva del negocio y debe ser reflejada en el Glosario de Términos que es una colección de todos los términos y sus definiciones. Esta es la base de un principio im-portante del enfoque de reglas de negocio, se tra-baja mejor si todos hablan el mismo lenguaje.
A través del Modelo de Hechos, las reglas de negocio hacen referencia a otros elementos del modelo, principalmente a objetos del negocio y sus atributos [MORGAN, 2003]. Los términos son
la base sobre la cual se construyen los hechos. Las Reglas del Negocio usan los hechos, son construidas sobre estos (véase la figura 2), y guían las opera-ciones del negocio interactuando entre sí [Chappel, 2005]. En [APPELTON , 1984; MARTÍNEZ, 2007] se selecciona un modelo genérico el cual da una definición para la estructura del Modelo de Hechos y además facilita de forma natural su representación lógica con ayuda de una ontología, este estudio unido a la tesis de [Kafle, 2009] sirve de base para este trabajo, el cual permite a los usuarios del ne-gocio capturar las reglas relacionadas con la esfera médica en un lenguaje usado por los expertos del negocio, y los almacene en un formato que facilite su validación y comprobación de la consistencia.
Figura 2. Pirámide de Términos, Hechos y Reglas
Formas modernas de implementación
de reglas de negocio
Dentro del contexto de las investigaciones de RN, estas representan un meta-elemento importante que necesita ser capturado y formalizado separa-damente de otros elementos, conformando así la arquitectura de la aplicación. Actualmente es po-sible el desarrollo de importantes herramientas, basadas en tecnologías orientadas a RN. Teniendo en cuenta como ellas representan, implementan y ejecutan las RN, son clasificadas como sigue [ Bajec, 2000; Barnes, 1997 ]:
1. Herramientas independientes de la base de da-tos: las RN son implementadas fuera de la base de datos, usando disparadores y procedimientos almacenados. Sin embargo, son generadas y ad-ministradas automáticamente por herramientas desarrolladas, no por herramientas de la base de datos.
2. Herramientas basadas en servicios:las RN que son creadas por herramientas desarrolladas que se encuentran en la capa media de servicios de apli-caciones y residen en el servidor de apliapli-caciones. 3. Sistemas basados en reglas: intentan
especifi-Edición de r
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e una ontología
que permita su implementación independiente
de las bases de datos
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car restricciones sobre determinados elementos de datos o tablas, una lógica orientada a obtener la lógica de negocio al más alto nivel y las reglas asociadas a diferentes situaciones. En tiempo de ejecución es usada una máquina especial para procesar las reglas y generar las respuestas apropiadas.
Esta investigación se ajusta a las herramientas independientes de la base de datos como forma de implementación de las RN.
Editor de reglas de negocio
El editor de reglas, permite a los expertos del negocio que carecen de formación técnica, mane-jar y construir las reglas que definen su negocio simplemente utilizando el ratón de su ordenador y una interfaz basada en “seudo siglas”. Estas reglas se aplican después de manera dinámica a la aplicación en ejecución.
Arquitectura del editor
El editor de reglas está enmarcado dentro de un ambiente donde interactúan varias herramientas. Esta investigación abarca el analizador sintáctico y semántico, actualizando el modelo de hechos y el conjunto de reglas. Dando como resultado final un documento XML, que sirve de entrada a herra-mientas que generan automáticamente las nuevas reglas o aquellas que han sido modificadas, véase la figura 3.
Figura 3. Ambiente de desarrollo del Editor de RN
Documento xml utilizado como repositorio
El documento XLM utilizado por el editor de reglas como salida contiene el conjunto de reglas
procesadas. Este documento sigue una estruc-tura definida, que se acoge a la forma de represen-tación informal de las RN. Inicialmente muestra el prólogo, aquí aparece la versión y el tipo de codificación, a continuación aparecen diferentes etiquetas que indican el tipo de información que se almacena. Este repositorio de RN quien per-mite a otras herramientas lograr generar de forma automática el código correspondiente al conjunto de reglas almacenadas [ Pérez Alonso, 2008].
Herramienta para la edición
Esta ventana es la principal del sistema, permite comenzar el trabajo a partir de (véase la figura 4):
1. Un documento XML generado por el Protégé. 2. Un documento .cfg previamente creado con la propia herramienta.
3. Un nuevo documento. Es el caso cuando no hay reglas cargadas en la aplicación.
Una vez que se hace una revisión sobre las reglas existentes, se pueden hacer comentarios sobre ellas, se da la opción al usuario de estructurar estas reglas y realizar la validación semántica apoyándose en los sujetos y atributos almacena-dos por la herramienta.
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Figura 4. Editor de Reglas de Negocio
Con el desarrollo de este trabajo se logra una herra-mienta que permite a los usuarios del negocio el manejo de las reglas en un lenguaje cercano al natural. Se implementa, además, un editor que permite hacer validaciones sintácticas y semánti-cas, dando una estructura específica y ofreciendo al usuario un conjunto de opciones organizadas que guían la estructura y el significado de cada regla. Se elige el formato XML como base para el almacenamiento del repositorio, por su com-patibilidad entre sistemas que posibilita compar-tir la información de una manera fácil, con una estructura dada, facilitando la integración con otras herramientas de procesamiento de reglas de negocio.
Conclusiones
Recomendaciones
Para dar continuidad a este trabajo se recomienda: trabajar sobre otros patrones de RN encontrados en la bibliografía, realizar el análisis de conflic-tos y validación de consistencia al repositorio y probar la herramienta con otros repositorios tem-porales generados con la herramienta Protégé.
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