[論文レビュー] Low-code Engineering for Internet of things: A state of research

Felicien Ihirwe, Davide Di Ruscio+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 19, 2020

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 26被引用数 71

ひとこと要約

本論文は、IoTシステム向けの16の低コードおよびモデル駆動開発（MDE）プラットフォームについて、最先端の分析を提示し、主な機能、制限、研究上の空白を特定している。特徴モデリングに基づく分類法を提案し、標準化の欠如、多視点モデリングの制限、テスト支援の弱体、クラウドベースのMDE支援の不足といった深刻な欠陥を強調しており、今後の安全で相互運用性のある低コードIoTプラットフォームの開発を支援することを目的としている。

ABSTRACT

Developing Internet of Things (IoT) systems has to cope with several challenges mainly because of the heterogeneity of the involved sub-systems and components. With the aim of conceiving languages and tools supporting the development of IoT systems, this paper presents the results of the study, which has been conducted to understand the current state of the art of existing platforms, and in particular low-code ones, for developing IoT systems. By analyzing sixteen platforms, a corresponding set of features has been identified to represent the functionalities and the services that each analyzed platform can support. We also identify the limitations of already existing approaches and discuss possible ways to improve and address them in the future.

研究の動機と目的

• 低コードおよびモデル駆動開発（MDE）プラットフォームがIoTシステム開発において現在どのように発展しているかを評価すること。
• 既存のIoT開発プラットフォームにおける共通の機能、能力、制限を特定すること。
• 標準化、多視点モデリング、テスト支援、クラウドベースのMDE支援における主なギャップを強調すること。
• 安全で相互運用可能かつ拡張可能な低コードIoTプラットフォームの改善を提案することで、今後の研究を導くこと。
• Lowcomoteプロジェクトの目標、すなわち信頼性のあるIoTシステムのための低コード工学の発展を支援すること。

提案手法

• Google Scholarを用いて、MDEおよびIoT関連のキーワードを用いて手動での文献サーチを実施。
• 利用可能なツール、2010年以降の出版、MDEの使用、少なくとも3件の学術的引用があるという基準に基づき、16のプラットフォームを選定。
• プラットフォームの能力を特徴付けるために16の特徴に基づく分類法を開発し、特徴図として形式化。
• プラットフォームを2つのカテゴリに分類：Eclipseベース（EMF、GMF、Papyrus）とカスタム開発の低コードプラットフォーム。
• 分類法に基づいて、要件、モデリング、デプロイメント、テスト、クラウド統合の各分野における支援状況を分析。
• 比較分析を通じて制限を特定し、今後の研究方向性にマッピング。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存の低コードおよびMDEプラットフォームがIoTシステム開発においてどのような主要な機能と能力を有しているか？
• RQ2 現在のプラットフォームは、デプロイメント前の要件定義、多視点モデリング、システム分析をどの程度サポートしているか？
• RQ3 これらのプラットフォーム全体を通じて、標準化、相互運用性、クラウドベースのモデル管理、テスト支援における主な制限は何か？
• RQ4 Eclipseベースのプラットフォームとカスタム開発の低コードプラットフォームは、デプロイメント、拡張性、工学的支援の観点でどのように異なるか？
• RQ5 安全で信頼性があり、相互運用可能な低コードIoT開発プラットフォームを実現するために、どのような改善が必要か？

主な発見

• 要件定義のサポートが著しく不足しており、PIMレベルでの形式的要件モデリングを提供するのはSysML4IoTとFRASADのわずか2プラットフォームにとどまっている。
• 大多数のプラットフォームは、デプロイメント前のシステム動作の事前検証を妨げる、限定的または完全に分析支援を提供していない。
• Eclipseベースのツールは主にローカル環境にデプロイされている一方、すべての低コードプラットフォーム（LCDPs）はクラウドベースであり、オンプレミスデプロイメントをサポートするのはごくわずかである。
• 多視点モデリングをサポートするのは少数にとどまり、CAPS、MED4IoT、Atmospheric IoT、Mendixの4プラットフォームに限られている。これは、関心の分離に不可欠である。
• 標準化されたメタモデリングアプローチの欠如により、ITU-T Y.2060のようなレファレンスモデルが存在するにもかかわらず、プラットフォーム間の相互運用性が著しく低い。
• テストおよび分析機能がプラットフォーム全体で未発達であり、複雑で多様なIoTシステムにおける応答性と正しさを保証する上で、大きな課題となっている。