[論文レビュー] Advancing Behavior Engineering: Toward Integrated Events Modeling

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|Jan 5, 2021

Complex Systems and Decision Making参考文献 17被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、大規模システムにおける行動モデリングの基本単位としてのイベントを統合的概念枠組みとして提案することで、行動工学を前進させる。『ものづくりマシン（TM）』モデルを用いて、Dromeyの行動ツリー、フラuent、Davidsonのイベントを含む多様なイベント定義を分析することで、ソフトウェア工学およびシステム工学の文脈において統合的かつ一貫性のあるイベントモデリングを可能にする、根幹的な意味的コアを同定する。

ABSTRACT

The term behavior engineering (BE) encompasses a broad integration of behavioral and compositional requirements needed to model large-scale systems. BE forms a connection between systems-engineering processes and software-engineering processes. In software engineering, interpreting requirements can be perceived as specifying behavior, which is viewed in terms of chronology of events in the modeled system. In this paper, we adopt BE in its general and integrating sense to search for a unifying notion of an event as a fundamental behavior-modeling concept. We examine several bodies of research with various definitions of an event and its basic units and structure. We use the thinging machine (TM) model to analyze notions related to events, including Dromey s behavior trees, fluents (change over time), recurrent events, and Davidson s events. The results point to an underlying meaning that can lead to a unifying event concept.

研究の動機と目的

• 行動工学における基礎的要素としての『イベント』の包括的かつ統一的な概念を確立すること。
• 行動的要件と構成的要件を統合することで、ソフトウェア工学とシステム工学の間のギャップを埋めること。
• 複数の研究的伝統にわたる既存のイベント定義における不整合性を解消すること。
• イベントを時間順序的な原子的単位として用いることで、システム行動を形式的にモデリングする基盤を構築すること。
• 統一されたイベント意味論を通じて、複雑なシステム行動の一貫性がありスケーラブルなモデリングを可能にすること。

提案手法

• 多様な出典からのイベント概念を分析・比較するための形式的フレームワークとして『ものづくりマシン（TM）』モデルを適用すること。
• Dromeyの行動ツリーを分析することで、イベントに基づく行動の分解原理を抽出すること。
• 時間経過に伴う変化の表現としてのフラuentを検討し、イベントのトリガーおよび状態を同定すること。
• システムモデリングに関連する構造的および時間的性質に着目して、Davidsonのイベントオントロジーを評価すること。
• これらのモデルからの知見を統合し、すべてのイベント概念に共通する意味的コアを同定すること。
• モデル間で観察された時間的・因果的・構造的性質に裏付けられた、一般化されたイベント概念を提唱すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ソフトウェア工学およびシステム工学における多様なイベント定義の背後にある共通の意味的特徴は何であるか？
• RQ2 『ものづくりマシン』モデルは、イベントベースの行動モデリングの統一的形式的表現としてどのように機能できるか？
• RQ3 Dromeyの行動ツリー、フラuent、Davidsonのイベントは、統一されたイベント概念にどのように寄与するか？
• RQ4 大規模システムモデリングを支援するためには、統一されたイベントモデルがどのような構造的および時間的性質を備えている必要があるか？
• RQ5 単一で一貫性のあるイベント概念は、工学分野を越えて行動的要件と構成的要件をどのように統合できるか？

主な発見

• イベントの統合的意味的コアが同定され、時間的発生、因果的構造、状態遷移の性質によって特徴づけられる。
• 『ものづくりマシン』モデルは、Dromey、Davidson、フラuentベースのアプローチからのイベント定義を形式的に形式化し、比較できた。
• 繰り返し発生するイベントと状態変化が、コアイベント概念から導出可能であることが示され、動的システムモデリングを支援する。
• 分析により、検討されたすべてのイベントモデルが、時間順序的かつ因果的に構造化された発生に共通の基盤を有することが明らかになった。
• 提唱された統一されたイベントモデルは、大規模システムにおける行動的要件と構成的要件の一貫性のある統合を可能にする。
• このフレームワークは静的および動的行動モデリングをサポートし、システム工学におけるトレーサビリティと検証性を向上させる。