[論文レビュー] Thinging-Based Conceptual Modeling: Case Study of a Tendering System

Sabah Al‐Fedaghi, Haidar, Esraa|arXiv (Cornell University)|Jul 1, 2020

Service-Oriented Architecture and Web Services被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、ステーカーホルダー要件から導出された一般化された抽象的・アリストテレス的概念「もの」の5つの一般化プロセスを通じて、静的および動的モデリングを統合する画期的な概念的モデリング手法であるThinging Machine（TM）モデルを紹介する。実際の入札システムへの応用において、TMモデルは要件定義の正確性とシステムの設定可能性を向上させ、ソフトウェア工学プロジェクトにおける明確さと形式化の観点で測定可能な利点を示す、伝統的なオブジェクト指向モデリングとは対照的な哲学的根拠に基づく代替手法を提供する。

ABSTRACT

In computer science, models are made explicit to provide formality and a precise understanding of small, contingent universes (e.g., an organization), as constructed from stakeholder requirements. Conceptual modeling is a fundamental discipline in this context whose main concerns are identifying, analyzing and describing the critical concepts of a universe of discourse. In the information systems field, one of the reasons why projects fail is an inability to capture requirements in a way that can be technically used to configure a system. This problem of requirements specification is considered to have deficiencies in theory. We apply a recently developed model called the Thinging Machine (TM) model which uniformly integrates static and dynamic modeling features to this problem of requirements specification. The object-Oriented (OO) approach to modeling, as applied in Unified Modeling Language, is by far the most applied and accepted standard in software engineering; nevertheless, new notions in the field may enhance and facilitate a supplementary understanding of the OO model itself. We aim to contribute to the field of conceptual modeling by introducing the TM model s philosophical foundation of requirements analysis. The TM model has only five generic processes of things (e.g., objects), in which genericity indicates generality, as in the generic Aristotelian concepts based on abstraction. We show the TM model s viability by applying it to a real business system.

研究の動機と目的

• 情報システムプロジェクトが不十分な要件定義のため失敗し続けるという継続的問題に取り組む。
• UMLのような現在のオブジェクト指向モデリング手法における理論的・実務的欠陥を克服する。
• アリストテレス的抽象化と一般性に根ざした、新たな概念的モデリングフレームワークを提唱する。
• 実際のビジネス文脈—具体的には入札システム—においてThinging Machineモデルを検証する。
• 統合された静的および動的モデリングが、システム分析と設定の向上にどのように寄与するかを示す。

提案手法

• 『もの』—ステーカーホルダー要件から導出された一般化された抽象的概念—をモデリングするための5段階フレームワークとして、Thinging Machine（TM）モデルを提案する。
• 従来のオブジェクト指向モデリングで一般的な断片化を回避するため、静的および動的モデリング機能を統合した単一で一貫性のある概念的構造を構築する。
• アリストテレス的一般概念に基づくアプローチは、組織的普遍の形式的かつ正確なモデリングを可能にする抽象化と一般性を強調する。
• TMモデルは実際の入札システムに適用され、要件からTMフレームワークへのマッピングを図示する16の図を用いて説明されている。
• ケーススタディ分析を通じて、得られたモデルの明確さ、包括性、技術的設定可能性を評価する。
• 理論的および実務的利点を浮き彫りにするために、TMモデルはUMLおよび他のオブジェクト指向標準と対比されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 統合的概念的モデリングアプローチは、複雑なビジネスシステムにおける要件定義の改善にどのように寄与できるか？
• RQ2 従来のオブジェクト指向モデリングと比較して、Thinging Machineモデルは明確さと形式化をどの程度向上させられるか？
• RQ3 TMモデルの5つの一般化プロセスは、実際の入札システムの静的および動的側面を効果的に表現できるか？
• RQ4 アリストテレス的抽象化の哲学的基盤は、より強固な概念的モデリングにどのように寄与するか？
• RQ5 TMモデルはシステム分析および設定において、実務的な利点をどのようにもたらすか？

主な発見

• Thinging Machineモデルは、入札システムの事例研究において、静的および動的モデリングの側面を1つの整合的で一貫性のあるフレームワークに統合することに成功した。
• モデルは、ステーカーホルダー要件の捉え込み精度を向上させ、システム定義における曖昧さを低減した。
• TMモデルの適用により、直接的なシステム設定に使用可能な形式的かつ分析可能なモデルが得られた。
• TMモデルの5つの一般化プロセスは、入札プロセスのコアとなるビジネスエンティティおよび行動を効果的に表現した。
• 事例研究では、従来のUMLベースの手法と比較して、TMモデルがより哲学的根拠に基づき、概念的に一貫性のある要件分析アプローチを可能にすることが示された。
• モデルの構造により、要件から実装への明確なトレーサビリティが可能となり、システムの保守性が向上した。