Improving IT service management using an ontology-based and model-driven approach

espanolLa adopcion de marcos de trabajo de mejores practicas que permiten la integracion de las Tecnologias de la Informacion (TI) con el negocio, ayuda a las organizaciones a crear y compartir procesos de gestion de servicios de TI. Sin embargo, las guias y modelos publicados suelen especificarse en lenguaje natural o con representaciones graficas que carecen de la semantica computacional necesaria para poder automatizar su validacion, simulacion e incluso su ejecucion. En esta tesis se presenta Onto-ITIL, una propuesta basada en ontologias y en el enfoque de desarrollo de software dirigido por modelos que captura las mejores practicas ofrecidas por ITIL® (del ingles Information Technology Infrastructure Library), y destinada a facilitar la prestacion de servicios de TI. El objetivo de Onto-ITIL es ayudar a los expertos del dominio a modelar e implementar procesos de gestion de servicios de TI evitando ambiguedades semanticas y contradicciones. La formalizacion de los procesos de gestion de servicios de TI en terminos de ITIL constituye un primer paso para cubrir la brecha que se da entre el negocio y las TI. Para definir las ontologias se ha utilizado OWL (del ingles Web Ontology Language). Adicionalmente, se ha definido un conjunto de reglas basadas en SWRL (del ingles Semantic Web Rule Language) que permiten enriquecer la ontologia con una serie de restricciones semanticas y de reglas de inferencia de conocimiento. Por ultimo, la definicion de un conjunto de consultas basadas en SQWRL (del ingles Query-Enhanced Web Rule Language) permite recuperar conocimiento obtenido con OWL e inferido a traves de las reglas SWRL. Ademas de formalizar los procesos de gestion de servicios de TI en base a las buenas practicas consideradas por ITIL, Onto-ITIL tambien permite compartir, reutilizar e intercambiar las especificaciones de dichos procesos a traves de mecanismos automatizados que proporcionan ciertos marcos de trabajo de comercio electronico, como por ejemplo, ebXML. Mediante la adopcion del enfoque MDE (del ingles Model-driven Engineering), se ha utilizado un DSL (del ingles Domain Specific Language) basado en la ontologia Onto-ITIL que sirve para implementar sistemas de informacion basados en flujos de trabajo que dan soporte a los Sistemas de Gestion de Servicios de TI (SGSTI). Los modelos que se obtienen a partir de este lenguaje de modelado se pueden considerar modelos de alto nivel que han sido enriquecidos con conocimiento ontologico, y que estan definidos exclusivamente en terminos de logica de negocio, es decir, que no presentan ningun aspecto arquitectonico o de plataforma de implementacion. Con lo cual, de acuerdo con la arquitectura en cuatro capas propuesta por el OMG (del ingles Object Management Group), estos modelos se encontrarian a nivel CIM (del ingles Computation Independent Model). En resumen, la propuesta presentada en esta tesis permite: (i) formalizar el conocimiento asociado a los sistemas de gestion de servicios de TI en base a ontologias que recogen las buenas practicas consideradas por ITIL; (ii) modelar la semantica de las actividades que definen los procesos de gestion de servicios de TI en forma de flujos de trabajo; (iii) generar de manera automatica modelos de requisitos de alto nivel para implementar sistemas de informacion que se necesitan para dar soporte a dichos procesos; y (iv) a partir de los modelos anteriores, obtener modelos de mas bajo nivel (llegando incluso al codigo de las aplicaciones) a traves de transformaciones automaticas de modelos. La investigacion llevada a cabo en esta tesis se ha validado mediante de la implementacion de un caso de estudio real proporcionado por una compania espanola que ofrece servicios de TI. EnglishBest practice frameworks, focused on the integration of business and Information Technology (IT), help organizations create and share effective IT Service Management (ITSM) processes. However, service management guidelines and models are commonly specified using natural language or graphical representations, both lacking the computational semantics needed to enable their automated validation, simulation or execution. This thesis proposes Onto-ITIL, an ontological and model-driven approach that captures the best practices provided by the IT Infrastructure Library (ITIL) framework. OntoITIL aims to help domain experts to model and implement ITSM processes avoiding semantic ambiguities, uncertainties and contradictions. Formalizing ITSM processes in terms of ITIL is as a first step towards bridging the current gap between business and IT. Onto-ITIL has been defined using the Web Ontology Language (OWL) and has been enriched with a set of rules defined using the Semantic Web Rule Language (SWRL) to provide semantic constraints and knowledge inference. The definition of a set of queries based on the Semantic Query-Enhanced Web Rule Language (SQWRL) enables the retrieval of knowledge from OWL and inferred by the SWRL rules. Onto-ITIL not only enables the formal specification of ITSM processes, but also to share, reuse, and interchange these specifications by automated means using e-business frameworks such as ebXML. Adopting a Model-driven Engineering (MDE) approach, a Domain Specific Language (DSL), based on Onto-ITIL, is used in order to implement workflow-based information systems that underpin ITSM Systems (ITSMSs). The resulting high-level models enriched with ontological knowledge are defined just in terms of the business logic, without any architectural or platform-specific consideration. That is, according to the OMG's four-layered architecture, the ontology-based workflow models could be placed at a Computation Independent Model (CIM) level. In summary, the approach presented in this thesis aims: (i) to formalize the knowledge associated to ITSMSs in terms of ontologies that gather ITIL best practices; (ii) to model the semantics of the activities associated to ITSM processes in terms of workflows; (iii) to automatically generate the high-level requirements models of the information systems needed to support these processes; and (iv) from the latter, to obtain lower-level models (and eventually code) by means of automated model transformations. The proposed approach has been validated using a real case study from a Spanish IT service provider.