Efficient business process requirement analysis based on the transition from the uml use case method to the business object relation modeling approach: The case study of critical greenhouse integrated pest management business processes

Abstract

The main goal of the present dissertation thesis is the construction of a new and innovative methodology for implementing efficient business process requirement analysis. The method is based on two existing and well tested in practical IT projects methodologies. The first utilized tool is the UML Use Case Model and the second is the Business Object Relation Modelling approach. More specifically, the proposed tool is comprised of the algorithmic transformation of the Use Case approach into the BORM approach. The algorithm is entitled as Use Case To BORM Transformation Algorithm (UCBTA). The need for proposing the specific scientific contribution stems from the fact that only a combination of the above mentioned methodologies can lead to ideal IT business process requirement analysis. Use Cases lack business process workflow while the formal and analytical process steps and sub - steps are thoroughly analyzed only with the Use Case approach. The mathematical model behind the construction of the UCBTA method is the Non-Deterministic Finite Automata theory. Furthermore, a friendly user windows interface is developed in order to support the automatic transition from the Use Case Model to BORM. The software which is developed in Visual Basic is entitled as UCBTA_PROJECTS. Finally the defined algorithmic approach is implemented on a selected case study from the Scientific field of Agriculture, the Greenhouse Integrated Pest Management. As a result, the UCBTA approach is proven to be a complete method used in the early stages of the information system development, which helps the end users, who have no IT background, realize whether the system meets their needs exactly.

Στόχος της παρούσης διδακτορικής διατριβής είναι η δημιουργία μιας νέας πρωτοποριακής μεθοδολογίας διεξαγωγής ευφυούς ανάλυσης επιχειρησιακών απαιτήσεων. Η μέθοδος βασίζεται σε δύο ήδη υπάρχουσες και ευρέως χρησιμοποιημένες στην πράξη μεθοδολογίες, στο πλαίσιο πολυάριθμων έργων πληροφορικής. Η πρώτη μέθοδος είναι το Μοντέλο Περίπτωσης Χρήσης της γλώσσας UML. Η δεύτερη μέθοδος είναι το Μοντέλο Σχέσης Επιχειρησιακών Αντικειμένων. Ειδικότερα, το προτεινόμενο εργαλείο αποτελείται από μια αλγοριθμική μετατροπή μετάβασης από την πρώτη μέθοδο στην δεύτερη. Ο Αλγόριθμος ονομάζεται UCBTA (Use Case To BORM Transformation Algorithm). Η ανάγκη δημιουργίας της εν λόγω αλγοριθμικής προσέγγισης, προέκυψε από το γεγονός ότι μόνο ο συνδυασμός μπορεί να οδηγήσει στην ολοκληρωμένη ανάλυση απαιτήσεων δεδομένης της έλλειψης ροής εργασιών στο μοντέλο της Περίπτωσης Χρήσης ενώ από ταυτόχρονα η επίσημη και αναλυτική καταγραφή των βημάτων που ακολουθούνται σε μια διαδικασία πραγματοποιείται μόνο με την εν λόγω μέθοδο. Το μαθηματικό μοντέλο στο οποίο βασίζεται η κατασκευή του αλγόριθμου UCBTA είναι το μη ντετερμνιστικό πεπερασμένο αυτόματο. Επιπλέον, με στόχο την υποστήριξη της αυτόματης μετάβασης από τη μέθοδο Περίπτωσης Χρήσης στο Μοντέλο Σχέσης Επιχειρησιακων Αντικειμένων έχει αναπτυχθεί στο πλαίσιο της παρούσης διατρηβής μια φιλική προς τους χρήστες και αναλυτές εφαρμογή σε παραθυρικό περιβάλλον. Το εν λόγω λογισμικό, το οποίο έχει αναπτυχθεί σε γλώσσα Visual Basic ονομάζεται UCBTA_PROJECTS. Τέλος, η αλγοριθμική μέθοδος ανάλυσης απαιτήσεων πληροφοριακών διαδικασιών εφαρμόζεται σε μια μελέτη περίπτωσης από το επιστημονικό εδίο της Γεωπονίας και ειδικότερα στον Τομέα Ολοκληρωμένης Διαχείρισης Ασθενειών σε Θερμοκήπιο. Βασικό συμπέρασμα και αποτέλεσμα της παρούσης έρευνας είναι πως η νέα αυτή αλγοριθμική μέθοδος αποτελεί σημαντική συμβολή στην επιστήμη στο πεδίο της ανάλυσης απαιτήσεων και μια ολοκληρωμένη μεθοδολογία που χρησιμοποιέιται στα αρχικά στάδια ανάπτυξης συστημάτων πληροφορικής που βοηθά τους τελικούς χρήστες, οι οποίοι δεν έχουν γνώσεις πληροφορικής να κατανοούν εάν το σύστημα ικανοποιεί πλήρως τις απιτήσεις τους.