[論文レビュー] Modeling IoT-aware Business Processes - A State of the Art Report

Nadja Brouns, Samir Tata+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 2018

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 18被引用数 8

ひとこと要約

本報告は、インテอร์ネット・オブ・シングス（IoT）に配慮したビジネスプロセスをモデル化する既存のフレームワークを分析し、リアルタイムのセンサーやアクチュエータデータをビジネスプロセスマネジメント（BPM）に統合することに焦点を当てている。物理的エンティティとデジタルプロセスの直接的な相互作用のモデリングにおける主な課題を特定し、IoTとBPMの間の概念的ブリッジを提案するとともに、今後の統合と標準化を導くために初期段階の研究努力を包括的に要約している。

ABSTRACT

This research report presents an analysis of the state of the art of modeling Internet of Things (IoT)-aware business processes. IOT links the physical world to the digital world. Traditionally, we would find information about events and processes in the physical world in the digital world entered by humans and humans using this information to control the physical world. In the IoT paradigm, the physical world is equipped with sensors and actuators to create a direct link with the digital world. Business processes are used to coordinate a complex environment including multiple actors for a common goal, typically in the context of administrative work. In the past few years, we have seen research efforts on the possibilities to model IoT- aware business processes, extending process coordination to real world entities directly. This set of research efforts is relatively small when compared to the overall research effort into the IoT and much of the work is still in the early research stage. To create a basis for a bridge between IoT and BPM, the goal of this report is to collect and analyze the state of the art of existing frameworks for modeling IoT-aware business processes.

研究の動機と目的

• IoTに配慮したビジネスプロセスのモデリングに関する現在の研究状況を分析・要約すること。
• 現実世界のIoTデバイス（センサーやアクチュエータ）を直接ビジネスプロセスモデルに統合する際のギャップと課題を特定すること。
• IoTデータストリームとビジネスプロセスマネジメント（BPM）システムを結ぶ概念的基盤を確立すること。
• 既存のアプローチとその制限をリスト化することで、今後の研究と標準化を支援すること。
• 従来のBPMにリアルタイムのIoT機能を拡張しようとする研究者および実務家向けの基準フレームワークを提供すること。

提案手法

• IoTに配慮したビジネスプロセスモデリングのための既存研究フレームワークの体系的レビューと分析。
• モデリングパラダイム、統合パターン、リアルタイムデータへの対応に基づいて、提案されたアプローチを分類すること。
• イベント検出、コンテキスト認識、アクチュエーションといった、IoT強化プロセスにおけるキーコンポーネントの特定。
• 表現力とランタイム支援に注目して、IoT対応プロセスのモデリングに用いられる既存のツールやプラットフォームの評価。
• イベント駆動型およびサービス指向型のパターンを用いて、IoTデータフローをビジネスプロセスモデルにマッピングすること。
• 研究結果を統合し、IoTとBPMの間の概念的ブリッジを構築し、アーキテクチャ的および意味的相互運用性の課題を強調すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IoTデータおよびイベントに配慮したビジネスプロセスをモデリングするための現在のアプローチとフレームワークは何か？
• RQ2 既存のモデルは、センサーやアクチュエータからのリアルタイムデータをどのようにビジネスプロセスの実行に統合しているか？
• RQ3 物理的世界のエンティティとデジタルビジネスプロセスとの直接的相互作用をモデリングする際の主な課題は何か？
• RQ4 既存のフレームワークは、IoT環境におけるコンテキスト認識、イベント相関、動的プロセス適応をどのようにサポートしているか？
• RQ5 IoTとビジネスプロセスマネジメントのシームレスな統合を妨げる現在の研究におけるギャップは何か？

主な発見

• IoTに配慮したビジネスプロセスモデリングに関する研究は依然として初期段階にあり、成熟度と標準化が不足している。
• 大多数の既存フレームワークは、IoTデータとビジネスプロセスを結ぶためにイベント駆動型またはサービス指向アーキテクチャに依存している。
• IoTデータモデルとBPMNや類似のプロセスマodel言語との間で、意味的および構文的相互運用性の課題が顕著である。
• 物理デバイスからのリアルタイムのアクチュエーションおよびフィードバックループをネイティブにサポートするアプローチは僅かである。
• IoTデバイスの動作をビジネスプロセス論理とシームレスに統合できる統一されたモデリング言語やツールが不足している。
• 本報告では、異種システム間でIoT対応プロセスを表現するための標準的かつ拡張可能なモデリング構成要素の必要性が明確に示された。