[논문 리뷰] Advancing Behavior Engineering: Toward Integrated Events Modeling

Sabah Al‐Fedaghi|arXiv (Cornell University)|2021. 01. 05.

Complex Systems and Decision Making참고 문헌 17인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 대규모 시스템에서 행동 모델링의 기본 단위로 사건을 통합적 개념적 프레임워크로 제안함으로써 행동 공학을 발전시킨다. Dromey의 행동 트리, 플루언트, Davidson의 사건을 포함한 다양한 사건 정의를 분석하기 위해 'thinging machine (TM) 모델'을 사용함으로써 소프트웨어 및 시스템 공학적 맥락에서 통합적이고 일관된 사건 모델링을 가능하게 하는 근본적인 의미적 핵심을 규명한다.

ABSTRACT

The term behavior engineering (BE) encompasses a broad integration of behavioral and compositional requirements needed to model large-scale systems. BE forms a connection between systems-engineering processes and software-engineering processes. In software engineering, interpreting requirements can be perceived as specifying behavior, which is viewed in terms of chronology of events in the modeled system. In this paper, we adopt BE in its general and integrating sense to search for a unifying notion of an event as a fundamental behavior-modeling concept. We examine several bodies of research with various definitions of an event and its basic units and structure. We use the thinging machine (TM) model to analyze notions related to events, including Dromey s behavior trees, fluents (change over time), recurrent events, and Davidson s events. The results point to an underlying meaning that can lead to a unifying event concept.

연구 동기 및 목표

• 행동 공학의 기초 요소로 '사건'의 통합적이고 일관된 개념을 확립하기 위해.
• 행동 요구사항과 조합적 요구사항을 통합함으로써 소프트웨어 공학과 시스템 공학 간 격차를 메우기 위해.
• 다양한 연구 전통에서 발생하는 기존의 사건 정의 간 일관성 문제를 해결하기 위해.
• 사건을 시간순서로 정렬된 원자 단위로 사용하여 시스템 행동을 형식적으로 모델링할 기반을 마련하기 위해.
• 통합된 사건 의미론을 통해 복잡한 시스템 행동을 일관되고 확장 가능한 방식으로 모델링할 수 있도록 하기 위해.

제안 방법

• 다양한 출처의 사건 개념을 분석하고 비교하기 위해 형식적 프레임워크로 'thinging machine (TM) 모델'을 적용하기 위해.
• Dromey의 행동 트리를 분석하여 사건 기반 행동 분해 원칙을 도출하기 위해.
• 시간에 따른 변화를 표현하는 플루언트를 검토하여 사건 유도자와 상태 전이를 식별하기 위해.
• 시스템 모델링에 관련된 구조적 및 시간적 성질을 고려하여 Davidson의 사건 온톨로지 평가하기 위해.
• 이러한 모델들로부터의 통찰을 통합하여 모든 사건 개념에 놓인 공통된 의미적 핵심을 규명하기 위해.
• 모델들에서 관찰된 시간적, 인과적, 구조적 성질에 기반한 일반화된 사건 개념을 제안하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 소프트웨어 및 시스템 공학에서 다양한 정의가 내려지는 사건의 공통된 의미적 특징은 무엇인가?
• RQ2 thinging machine 모델은 사건 기반 행동 모델링을 위한 통합적 형식론으로 어떻게 기능할 수 있는가?
• RQ3 Dromey의 행동 트리, 플루언트, Davidson의 사건은 어떻게 통합된 사건 개념에 기여하는가?
• RQ4 대규모 시스템 모델링을 지원하기 위해 통합된 사건 모델이 가져야 할 구조적 및 시간적 성질은 무엇인가?
• RQ5 단일하고 일관된 사건 개념은 어떻게 다양한 공학 분야 간의 행동 요구사항과 조합적 요구사항을 통합할 수 있는가?

주요 결과

• 사건에 대한 통합적 의미적 핵심이 규명되었으며, 이는 시간적 발생, 인과적 구조, 상태 전이 성질을 특징으로 한다.
• thinging machine 모델은 Dromey, Davidson, 플루언트 기반 접근법의 사건 정의를 성공적으로 형식화하고 비교하였다.
• 반복적 사건과 상태 변화는 핵심 사건 개념에서 유도 가능함을 입증하여 동적 시스템 모델링을 지원한다.
• 분석 결과, 고려된 모든 사건 모델이 시간순서로 정렬되고 인과적으로 구조화된 발생에 기반한 공통된 기초를 공유하고 있음이 드러났다.
• 제안된 통합된 사건 모델은 대규모 시스템에서 행동 요구사항과 조합적 요구사항을 일관되게 통합할 수 있다.
• 이 프레임워크는 정적 및 동적 행동 모델링을 모두 지원하여 시스템 공학에서의 추적 가능성과 검증 능력을 향상시킨다.