[論文レビュー] Declarative Event-Based Workflow as Distributed Dynamic Condition Response Graphs

Thomas Hildebrandt, Raghava Rao Mukkamala|IT University Of Copenhagen (IT University of Copenhagen)|Oct 19, 2011

Business Process Modeling and AnalysisBusiness, Management and Accounting参考文献 24被引用数 17

ひとこと要約

本稿では、プライムイベント構造を一般化し、柔軟で制約駆動のプロセスモデリングを可能にする、宣言的でイベント駆動のワークフロー・モデルである動的条文応答グラフ（DCR-Graphs）を紹介する。4つの基本的関係（条件、応答、含む、除外）を用いることで、実行時状態の視覚的追跡と Büchi自動機への形式的対応を可能にし、動的で分散型のワークフローをサポートする。

ABSTRACT

We present Dynamic Condition Response Graphs (DCR Graphs) as a declarative, event-based process model inspired by the workflow language employed by our industrial partner and conservatively generalizing prime event structures. A dynamic condition response graph is a directed graph with nodes representing the events that can happen and arrows representing four relations between events: condition, response, include, and exclude. Distributed DCR Graphs is then obtained by assigning roles to events and principals. We give a graphical notation inspired by related work by van der Aalst et al. We exemplify the use of distributed DCR Graphs on a simple workflow taken from a field study at a Danish hospital, pointing out their flexibility compared to imperative workflow models. Finally we provide a mapping from DCR Graphs to Buchi-automata.

研究の動機と目的

• 命令的ワークフロー・モデルの硬直性を是正するために、柔軟な実行と進化を可能にする宣言的代替案を提案すること。
• LTLに基づくアプローチの制限を克服し、複雑な論理記法を回避する視覚的でユーザーフレンドリーな表記法を提供すること。
• ロールベースのイベント割り当てと無限動作のサポートを通じて、動的で分散型のプロセスモデリングを可能にすること。
• プライムイベント構造の保守的一般化を用いて、ワークフロー実行と検証の形式的基盤を提供すること。
• プロトタイプ・エンジンの提供と SPIN などのモデル・チェッカーとの統合を通じて、実用的導入を促進すること。

提案手法

• DCR-Graphs を、イベントをノードとし、4つの関係（条件：→•、応答：•→、含む：→+、除外：→−）を持つ有向グラフとして定義する。
• 実行時状態を表すマーキングを導入し、アクティブで有効なイベントの可視化を可能にする。
• 因果的順序を条件と応答の二重関係に置き換えることで、プライムイベント構造を一般化し、進行状態と依存関係をモデル化する。
• イベントの動的含む・除外を許容することで、無限動作の有限表現を可能にする。
• ロールとプリンシパルをイベントに割り当て、複数のアクター間の分散と調整をモデル化する。
• DCR-Graphs から Büchi 自動機への形式的対応を提供し、有限および無限実行の受容条件を特徴付ける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宣言的ワークフロー・モデルは、完全な再定義を要せず、柔軟な実行と進化をどのようにサポートできるか？
• RQ2 視覚的で制約駆動の表記法は、人間が読みやすく、かつ形式的根拠を備えた検証に適していると見なせるか？
• RQ3 動的動作（無限実行やイベント再構成を含む）を有限にモデル化・表現するにはどうすればよいか？
• RQ4 DCR-Graphs とプライムイベント構造やプレティ・ネットといった既存モデルとの正式な関係は何か？
• RQ5 DCR-Graphs は LTL と同等の動作を表現できるが、エンドユーザーにとってよりアクセスしやすいか、その程度はいかほどか？

主な発見

• DCR-Graphs はプライムイベント構造の保守的一般化を提供し、形式的性質を保持するとともに、動的動作と分散性を追加する。
• 二重の条件と応答関係により、弱い並行性の公平性が実現され、非決定的実行の適切な処理が可能になる。
• グラフィカルな表記法により、マーキングを通じた実行時状態の直接可視化が可能となり、非専門家ユーザーの使いやすさと透明性が向上する。
• Büchi 自動機への形式的対応により、有限および無限実行のモデルチェックと形式的検証が可能になる。
• プロトタイプ実装は SPIN モデル・チェッカーと統合されており、ツール支援によるワークフロー解析の実現可能性が示された。
• ヒューマン・ファーストのアプローチにより、LTLに基づくモデルを上回る使いやすさを実現しながら、実世界のワークフローに十分な表現力を維持していることが、病院ケーススタディで検証された。