[論文レビュー] BPDMN: A Conservative Extension of BPMN with Enhanced Data Representation Capabilities

Matteo Magnani, Danilo Montesi|ArXiv.org|Jul 11, 2009

Business Process Modeling and Analysis参考文献 7被引用数 23

ひとこと要約

本稿では、BPMNの保守的拡張であるBPDMNを提案する。この拡張は、確立されたデータモデリング表記からのデータ固有の構成要素を統合することで、データモデリング能力を強化する。拡張により、構造化されたデータオブジェクト、データストア（例：データベース、文書フォルダ）およびデータマッピングが導入され、視覚的複雑性を増すことなく、BPMN図内でのデータフローおよびデータ状態のシームレスな表現が可能になる。これにより、ビジネスプロセス設計におけるコミュニケーションおよび相互運用性が向上する。

ABSTRACT

The design of business processes involves the usage of modeling languages, tools and methodologies. In this paper we highlight and address a relevant limitation of the Business Process Modeling Notation (BPMN): its weak data representation capabilities. In particular, we extend it with data-specific constructs derived from existing data modeling notations and adapted to blend gracefully into BPMN diagrams. The extension has been developed taking existing modeling languages and requirement analyses into account: we characterize our notation using the Workfl ow Data Patterns and provide mappings to the main XML-based business process languages.

研究の動機と目的

• ビジネスプロセスにおいて中心的役割を果たすにもかかわらず、BPMNのデータ表現が弱く、データ構造やフローを効果的にモデル化できないという限界を解消すること。
• 確立された表記（例：ER、UML）からのデータモデリング構成要素をBPMNに統合することで、役割間での一貫性と使いやすさを維持すること。
• BPDMN図とBPELやXPDLなどの実行可能言語との正確なマッピングを可能にすることで、ツール支援およびプロセス実行を支援すること。
• デジタルデータ、物理文書、データベースの相互作用を統合的な表記でモデル化することで、自動化プロセスと人間中心のプロセスの両方をサポートすること。
• プロセスモデリングとデータモデリングを統合する標準的かつ包括的なビジネスプロセスモデリング言語の基盤を提供すること。

提案手法

• BPMN互換の視覚的構成要素を設計：展開可能なフィールドを備えた構造化されたデータオブジェクト、データストア（例：DB、ワーケーホース、文書フォルダ）、およびデータマッピングコネクタ。
• ワークフロー・データ・パターンを適用して、提案された構成要素の表現力が一般的なデータ処理シナリオをモデル化する上で有効であることを検証する。
• BPDMN構成要素をXMLベースのプロセス言語（BPEL、XPDL）にマッピングすることで、実行可能性およびツール間相互運用性を保証する。
• 機械工学企業の実世界プロセスを事例として用い、要件を導出し、表記の妥当性を検証する。
• 実用的適用性を保証するため、前回の研究（MagnaniICEIS09）で示されたように、表記を設計手法および支援ツールに統合する。
• 既存のBPMN 1.2との後方互換性を確保するため、既存のBPMNの意味論や視覚的文法を変更しない保守的拡張を採用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BPMNは、そのシンプルさと可読性を損なわせることなく、構造化されたデータモデリングをサポートするようにどのように拡張できるか？
• RQ2 既存の表記（例：ER、UML）から、どのデータモデリング構成要素を効果的にBPMNに適応させ、データフローとデータ状態を正確にモデル化できるか？
• RQ3 提案された拡張が、自動化プロセスと人間が実行するビジネスプロセスの両方をどの程度サポートできるか？
• RQ4 BPDMNにおけるデータマッピングは、BPELなどの実行可能言語に翻訳する際、どのように正しくデータ伝搬を保証できるか？
• RQ5 拡張表記は、標準的なXMLベースのプロセス言語（例：BPEL、XPDL）にマッピング可能か？これにより実行およびツールチェーン統合が可能になるか？

主な発見

• BPDMNは、展開可能なフィールド（例：cardNumber や hotelCompany といった変数）を備えた構造化されたデータオブジェクトを導入し、プロセス図内での正確なデータ表現を可能にした。
• データストア（例：DB、ワーキングホース、文書フォルダ）の導入により、永続的なデータリポジトリのモデル化が可能になり、トレーサビリティおよびデータライフサイクル管理が向上した。
• データマッピング機能により、たとえば1つのタスクから別のタスクに hotelCompany の値を渡すなど、活動間でのデータフローの正確な表現が可能になり、意味的整合性が保たれた。
• 表記はデジタルデータ（メッセージ、フォーム）と物理的データ（例：MS Wordの取扱説明書）の両方をサポートしており、ハイブリッドな人間・自動化プロセスに適している。
• BPDMN図は、視覚的複雑性を低く保ちながら、旅行手配プロセスやECOプロセスの例で示されるように、表現力を著しく向上させた。
• 提案された拡張は、既存のBPMNツールと互換性があり、BPELおよびXPDLにマッピング可能であり、実行およびツールチェーン統合を可能にした。