Relatório apresentado na reunião em Karlsruher
Institut für Technologie – Karlsruhe, Alemanha
Arquitetura da Informação para o Sistema Brasileiro de
Inventário de Ciclo de Vida (SICV – BRASIL)
Everson Andrade dos Reis ([email protected])
Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia – IBICT
SAS - Quadra 05 - Lote 06 - Bloco H - 5º andar - Cep: 70070-912 - Brasília / DF
Tel: (+55) (xxx) (61) 3217-6360 / 6350 Fax: (+55) (xxx) (61) 3217-6490
Celina Maria Schmitt Rosa Lamb ([email protected])
Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia – IBICT
SAS - Quadra 05 - Lote 06 - Bloco H - 5º andar - Cep: 70070-912 - Brasília / DF
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Resumo
Esse relatório apresenta a Arquitetura da Informação do Sistema de Inventário de Ciclo de Vida (SICVBrasil). A arquitetura consiste na definição dos elementos que fazem referência ao tratamento da informação, o
detalhamento da concepção do modelo de armazenamento e os componentes da arquitetura computacional do sistema.
Ainda posiciona sobre o andamento do projeto de construção do banco de dados brasileiro de inventário de ciclo de
vida.
Abstract
This paper presents the architecture of the Information System Life Cycle Inventory (SICV-Brazil). The
architecture consists of defining the elements that make reference to the processing of information, detailing the design
of the storage model and the components of computer architecture of the system. Still stands on the progress of the
construction project database Brazilian inventory life cycle.
1. Introdução
Esse relatório apresenta o resultado do trabalho do
Sistema Brasileiro de Inventário de Ciclo de Vida –
SICV – Brasil desenvolvido pelo Instituto Brasileiro
em Ciência e Tecnologia. Ainda descreve a Arquitetura
de Informação utilizada no sistema e as formas de
implementação do referido sistema. O sistema de
inventário de ciclo de vida (SICV) é um aplicativo que
mantém dados de inventário de ciclo de vida. Um
inventário de ciclo de vida permite acomodar os dados
do ciclo de vida de um determinado sistema de
produto. Estes dados de inventário envolvem a coleta
de dados e procedimentos de cálculo para quantificar as
entradas e saídas pertinentes de um sistema de produto.
Estas entradas e saídas podem incluir o uso de recursos
e liberações no ar, na água e no solo associados com o
sistema de produto. Estes dados são usados em estudos
de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), podem servir
como base para certificação de produtos, e auxiliar a
gestão ambiental em melhorias de processo,
identificando pontos críticos do processo. A
organização desses dados de inventário, a curto prazo,
reduzirá o esforço da fase de análise de inventário de
tais estudos, visto que esta fase é que usualmente
consome mais recursos e está sujeita ao maior número
de falhas metodológicas. Os inventários de ciclo de
vida (ICV) compõem a fase de análise de inventário da
metodologia de ACV. Esta etapa do desenvolvimento
dos estudos de ACV é considerada a fase que consome
mais recursos e sujeita a um número maior de falhas
metodológicas. Bases de dados de inventário de
background, que são os inventários dos processos
fundamentais utilizados por outros inventários, podem
reduzir os custos desta fase da metodologia ACV. Para
que as indústrias brasileiras realizem estudos de
avaliação de ciclo de vida é importante que se tenha
disponíveis informações de inventários de ciclo de
vida, de caráter público e com confiabilidade científica.
Acredita-se que com a disponibilização de um banco de
dados de ICV, com a especificidade brasileira, aliado
com a difusão da metodologia de ACV no Brasil,
muitas empresas implementem os estudos de ACV para
seus produtos e serviços, colaborando, dessa forma,
com a caracterização ambiental da produção industrial
brasileira, em relação aos impactos ambientais.
2. Arquitetura da Informação do SBICV
O modelo de armazenamento de informações de
inventário de ciclo de vida baseou-se nos quatro
primeiros níveis da proposta de LAMB (2007), que
fazem referência ao tratamento da informação e
conhecimento: sistema de computador; sistema de
informação; gestão da informação; e inventário de ciclo
de vida.
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Figura 1 - Arquitetura de Informação do SICV
O nível de sistema computacional define os aspectos de
hardware, software, sistema gerenciador de bancos de
dados, servidores de aplicação e outras tecnologias
necessárias ao funcionamento do sistema de
informação sobre inventários. Dessa forma, para o
funcionamento do Sistema de Inventário de Ciclo de
Vida (SICV) foi estabelecido a uma interface
tecnológica baseada em serviços de Web, que será
demandada pelos agentes que atuam no nível superior
da arquitetura, servidor de aplicação e banco de dados
compatíveis com a plataforma Web, linguagem de
programação Java e sistema gerenciador de banco de
dados PostgreSQL. É importante ressaltar que nesse
nível não há necessidade de compreensão do conteúdo
dos inventários. O nível do sistema de informação
atende as necessidades do tratamento da informação no
que tange a disponibilidade do sistema (sete dias da
semana, vinte e quatro horas do dia); confiabilidade
(restrições de acesso e perfis de manipulação da
informação); e aderência aos padrões internacionais de
gerenciamento de serviço de TI, como Gestão de
Serviços de TI (ITIL), Controles de TI (CobiT) e
Gestão da Segurança da Informação (ISO-17799). O
nível de informação visa garantir a consistência e
qualidade dos dados de inventário. Destaca-se nesse
nível a aderência aos registros de inventário constante
na ISO 14048 e nos formatos de dados de inventário
(ELCD - European Reference Life Cycle Data System),
além dos mecanismos de integridade de dados
oferecidos pelo modelo relacional de banco de dados.
O nível de inventário está diretamente relacionado à
informação primária a ser distribuída pelo SICV. Na
fase atual do projeto, esse nível refere-se apenas ao
cadastramento das informações de inventário. Os
processos de validação e publicação das informações
de inventário ainda encontram-se em fase de
levantamento de requisitos para definição de regras
para avaliação, harmonização e incorporação de dados
de inventário. Deve-se adotar recursos da gestão da
informação para subsidiar os mecanismos capazes de
prover os processos de validação e publicação do
sistema de inventários com a participação de
especialistas de ACV/ICV, dentro e fora do Brasil.
3. Arquitetura do Computacional do SICV
A arquitetura computacional do sistema está baseada
na linguagem de programação Java J2EE para
ambiente de programação em camadas cliente-servidor.
A linguagem de programação Java, por meio de suas
bibliotecas de classes, permite criação de interfaces
gráficas, acesso a banco de dados, comunicação em
rede, entre outras aplicações que possibilitam o
desenvolvimento de novos e sofisticados sistemas
(JANDL JUNIOR, 2003). Utiliza-se ainda como
servidor de aplicação o Jboss Seam, um framework de
aplicações Web que colabora com o desenvolvimento
de
aplicações
distribuídas
multicamadas.
O
mapeamento da aplicação com o banco de dados é
realizado pelo Hibernate, uma poderosa ferramenta que
auxilia o mapeamento das classes de persistência Java
com o banco de dados PostgreSQL. A arquitetura
computacional em três camadas envolve a separação
das funcionalidades usando camadas, com o objetivo
de separar a lógica de apresentação, a lógica de negócio
e a conexão com o banco de dados (lógica de acesso a
dados). A figura 2 ilustra a arquitetura computacional
do sistema de inventário de ciclo de vida.
Figura 2 - Arquitetura de Computacional do SICV
4. Histórico de Desenvolvimento do SICV
A partir da arquitetura da informação concebida em
LAMB (2007), deu-se início ao processo de
implementação do sistema de inventário de ciclo de
vida (SICV). Esse sistema de armazenamento é
constituído por um cadastro de informações de
inventário compatível a ISO 14048 e com formatos de
dados de inventário. A organização das informações de
ICV foi concebida a partir do estudo realizado por
REIS (2008), na qual criou a primeira versão do
modelo de armazenamento do sistema de inventário do
ciclo de vida (SICV), que foi aprimorado por técnicos
do Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e
Tecnologia - IBICT. Para concepção do modelo de
armazenamento de dados de inventário foram
investigados cinco formatos de dados de inventário
como o ELCD (European Reference Life Cycle Data
System) e o EcoSpold, além da norma ISO 14048, que
estabelece um formato padrão para desenvolvimento de
inventários. Foi constatado que o formato ELCD é uma
proposta de unificação de diferentes formatos de dados
de inventário contemplando um número bastante
abrangente de metadados para armazenar dados de
inventário. O sistema de inventário de ciclo de vida
tem como objetivo disponibilizar uma interface Web
para o banco de dados; o banco de dados propriamente
dito; e um sistema de suporte operacional, encarregado
de administrar a gestão dos dados, promovendo
manutenção preventiva e corretiva do sistema. Neste
sistema podemos verificar a representação da
informação por um conjunto de dados (datasets),
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processos matemáticos e modelo de dados que
demonstram o mecanismo de armazenamento e
recuperação dos dados, bem como as formas de
organização da informação, com a utilização campos
padronizados para intercâmbio de dados e um
vocabulário comum para otimizarem os processos de
busca das informações.
5. Concepção do Modelo de Armazenamento
A partir do estudo realizado para concepção do modelo
de armazenamento de informações de inventário
definiu-se a estrutura relacional do banco de dados do
sistema. Para a concepção desse modelo foram
investigados quatro formatos de inventário: Spine,
Spold, EcoSpold e ELCD (European Reference Life
Cycle Data System). Os dois primeiros formatos
citados formam a base do padrão ISO 14048. A norma
ISO 14048 descreve um padrão de formato de dados
para ICV, baseado em papel ou mídia eletrônica,
esboça e especifica uma forma para usuários
informarem dados de ACV, que sejam úteis para as
indústrias, institutos e empresas de consultoria, além de
descrever o formato de documentação dos dados para
inventário de ciclo de vida conforme descrito na norma
ISO 14041. Após a elaboração das análises das
informações dos formatos, verificou-se que cerca de
66% das informações contidas no formato EcoSpold
têm sua correspondência na relação sintática direta, ou
seja, o nome do atributo no formato EcoSpold
corresponde ao mesmo nome (ou similar) no formato
ELCD. Levando-se em consideração a correspondência
na relação semântica das informações, esse número
aumenta para cerca de 97% das informações contidas
no formato EcoSpold. Dessa forma, estabeleceu-se o
formato ELCD como referência ao modelo de
armazenamento utilizado no sistema. Outro ponto
importante na concepção do modelo foi o
estabelecimento
de
requisitos
desejáveis
ao
intercâmbio de dados de inventário de ciclo de vida.
Esses requisitos foram estabelecidos para oferecerem
maturidade na estrutura de armazenamento de dados de
inventário. Os requisitos observados foram: requisitos
de representação da informação de ICV, requisitos de
manipulação da informação de ICV, requisitos de
consistência da informação de ICV, requisitos da
qualidade dos dados de ICV. O requisito de
representação da informação de ICV trata da análise da
representação das informações gerada na área de
conhecimento de inventários de ciclo de vida. Os
requisitos de representação de informação de ICV que
foram considerados são as características fundamentais
dos metadados de preservação1, o reconhecimento do
formato por ferramentas de ACV e o suporte ao ciclo
de vida do inventário (formas de saída). O requisito de
manipulação da informação de ICV reúne os fatores
relacionados à maneira com que a informação de ICV é
manipulada, englobando a facilidade para evolução dos
dados de inventário e a nomenclatura das informações
de inventário, ou seja, o uso de uma terminologia
padronizada para facilitar o intercâmbio de dados dessa
1
As características fundamentais dos metadados de preservação,
segundo OCLC/RLG Working Group on preservation metadata
(2002), são as seguintes: abrangência, estruturação e aplicação
estendida.
área de conhecimento. O requisito de consistência da
informação de ICV considera os fatores relacionados à
consistência dos dados de inventário, agrupando
mecanismos de inconsistência e redundância de dados,
isolamento dos dados, problemas de integridade e de
segurança. O requisito da qualidade dos dados de ICV
permite assegurar a confiabilidade e o reconhecimento
por parte dos especialistas que utilizarão os dados de
inventário. Esse quesito é atendido pelo acoplamento
dos campos de dados de inventário com a ISO 14048,
em consonância com a norma ISO 14041.
6. Estratégia de Armazenamento do SICV
O SICV será dividido em quatro módulos ou
processos: edição, validação, publicação e gestão do
sistema. A figura 3 apresenta esses processos. A
estrutura do sistema conta com fases distintas em sua
concepção. O processo de edição, definido como etapa
inicial desse projeto, tem como objetivo receber as
informações por meio de uma interface Web
disponibilizada no portal ACV (www.acv.ibict.br).
Também recebe as informações por meio de
importação de documentos XML em padrões de
formatos estabelecidos previamente como, por
exemplo, em formato ELCD. Após o recebimento dos
dados de inventário, armazenados no processo de
edição, serão realizados procedimentos de revisão e
harmonização dos dados, no processo de validação.
Nesses procedimentos os dados serão consistidos e
revisados por meio de cálculos matemáticos e rotinas
sistematizadas. Com os dados de inventários
harmonizados, as informações de ICV serão
disponibilizadas no processo de publicação para serem
consultadas, a partir da interface Web ou mediante
exportação de arquivo XML, de acordo com perfil
determinado no processo de gestão. O processo de
gestão também controla o acesso de grupos de usuários
e o perfil de cada usuário no sistema, além de
administrar o sistema, desde manutenções até controle
de auditoria.
Figura 3 – Processos do SICV
7. Grupos de Informação do SICV
As bases de inventário serão compostas por diferentes
tipos de informações de inventário. Essas informações
podem refletir um sistema de produto, um inventário
específico ou um resultado de inventário. A seguir
realizaremos o detalhamento dessas diferenças de cada
grupo de informações de inventário. Um inventário de
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ciclo de vida pode ser definido como um conjunto de
informações que representam todos os dados, ou seja,
os datasets do inventário: processo, fluxo, propriedade
de fluxo, método, contato, fonte e grupo de unidades.
Esse inventário pode ser composto por outros
inventários, clarificando o entendimento sobre os dados
de inventário. Difere-se de um resultado de inventário,
onde seu objetivo é listar o conjunto de fluxos
elementares que fazem parte de sua concepção, como
se fosse uma caixa preta.
Dessa forma, o SICV contempla o registro dos grupos
de informações de inventário acima descritos.
Entretanto, o registro do sistema de produto apenas
descreve as informações dos processos que interagem
no sistema, sem o detalhamento de informações nos
demais datasets.
No cadastramento das informações do inventário,
independente da forma de inserção dos registros, existe
informações já parametrizadas, ou seja, já cadastradas.
As informações de fluxo, propriedade de fluxo e grupo
de unidades estão inseridas na base de dados por meio
de extração de informações dos arquivos XML do
ELCD. Com isso, se ao inserir um inventário não for
possível associar um fluxo de entrada ou saída com os
fluxos disponíveis na base, a partir do identificador
único (UUID) do fluxo, o sistema deverá cadastrá-lo e
marcá-lo para revisão, nos procedimentos de revisão e
harmonização do banco de dados de validação. O
grupo de informações de método não está sendo
considerado nessa etapa do projeto. Além das
informações de fluxo, propriedade de fluxo e grupo de
unidades, como mencionado acima, outras informações
de parametrização (tabelas de apoio) foram extraídas
do formato ELCD, como por exemplo, categoria de
informação. As informações a serem preenchidas no
sistema são relativas a processo. Essas informações são
divididas em passos que determinam uma sequência de
preenchimento dos dados de processo. Cada passo é
composto por grupos de informações que
disponibilizam os campos para preenchimento das
informações do inventário. Ao lado de cada campo
existe uma indicação sobre a relevância do
preenchimento, ou seja, campo
obrigatório,
recomendável e opcional. Ainda existe um hint
explicando o campo a ser preenchido. Em relação ao
preenchimento das informações de contato e fonte,
essas informações poderão ser associadas no momento
do preenchimento dos dados de processo, quando for
necessário, pois o sistema disponibiliza telas de
cadastro se o contato ou fonte não for encontrada na
base de dados. Após o preenchimento das informações
de inventário, por meio do cadastramento do processo
do inventário, o sistema deverá realizar uma checagem
para verificar se todos os campos obrigatórios foram
preenchidos. A partir da completeza do cadastro no
banco de edição, o inventário será submetido aos
procedimentos de revisão e harmonização, no banco de
validação, para depois ser disponibilizado no banco de
publicação. A figura 4 apresenta a tela de processo do
SICV.
Figura 4 – Grupos de Informação da tela de Processo do SICV
8. Considerações Gerais Finais
A utilização do sistema de inventário de ciclo de vida,
em caráter permanente, com as adequações necessárias
de sua utilização, pode contribuir para a disseminação
do conhecimento de inventários aos especialistas em
ACV, bem como favorecer futuros estudos de bases de
inventários por instituições brasileiras. Diferentes
interesses no uso da metodologia ACV estão sendo
concebidos nos dias atuais, desde a análise estratégica
dos recursos naturais, dos processos de novos produtos
para uma sociedade impulsionada pelo consumo até o
tratamento dos resíduos decorrentes desse processo. A
utilização do modelo de informações sobre inventários
de ciclo de vida de background, por instituições de
pesquisa e a comunidade de ACV em geral, deverá
identificar os ajustes necessários para o uso do modelo
de informação proposto em larga escala. A inclusão de
dados de inventário publicados e de domínio público
pela comunidade de ACV pode ser o instrumento de
validação do modelo proposto. Outros estudos de
metodologia de coleta e tratamento de dados de
inventário também são considerados importantes para a
consolidação desse modelo de informações.
9. Referências
Karlsruher Institut für Technologie - Karlsruhe – Alemanha
Karlsruher Institut für Technologie - Karlsruhe – Alemanha