[논문 리뷰] C-BPMN: A Context Aware BPMN for Modeling Complex Business Process

Debarpita Santra, Sankhayan Choudhury|arXiv (Cornell University)|2018. 06. 04.

Business Process Modeling and Analysis참고 문헌 26인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 그래프 기반의 컨텍스트 모델과 새로운 BPMN 구조를 통해 컨텍스트 인식을 비즈니스 프로세스 모델링에 통합하는 확장된 비즈니스 프로세스 모델 및 표기법(C-BPMN)을 제안한다. 컨텍스트 민감성 논리로 BPMN를 강화하고, 색상이 있는 페트리 네트워크(Colored Petri Nets)를 사용하여 모델을 검증함으로써, 복잡하고 컨텍스트에 의존하는 프로세스에서의 적응 가능성, 이해 가능성, 유지보수성을 향상시킨다.

ABSTRACT

A complex business process demands adaptability as it has been highly influenced by the contextual information. The contextual information declares the underlying semantics on which the process logic depends. Thus one of the challenges of a business process modeling is to include the context sensitivity within the modeling itself. BPMN is the widely accepted tool in this field. All the process modeling languages like EPC, UML, BPMN are not able to express the context awareness as required. In this paper an attempt has been made to offer a means for modeling a complex business process with necessary contextual information. We have proposed a context model in terms of a graph, extended the existing BPMN by adding new construct and integrated the said components to achieve our goal. The methodology as stated certainly offers necessary understandability, maintainability and the adaptability as a whole. Moreover the model is validated using Colored Petri Net and is expected to behave properly in a real life environment.

연구 동기 및 목표

• 기존의 BPMN, EPC, UML와 같은 전통적인 비즈니스 프로세스 모델링 언어에서의 컨텍스트 인식 부족을 해결하기 위해.
• 동적 컨텍스트 정보에 기반해 적응하는 복잡한 비즈니스 프로세스를 모델링할 수 있도록 하기 위해.
• 컨텍스트 기반 행동을 명시적으로 표현할 수 있도록 BPMN를 확장하기 위해.
• 통합된 컨텍스트 모델링을 통해 모델의 유지보수성, 이해 가능성, 적응 가능성 확보하기 위해.
• 색상이 있는 페트리 네트워크를 통한 형식적 검증을 통해 제안된 모델을 검증하기 위해.

제안 방법

• 프로세스 로직에 영향을 주는 의미적 관계로 컨텍스트 정보를 표현하기 위해 그래프 기반의 컨텍스트 모델을 제안한다.
• 컨텍스트 민감성 의사결정 지점과 행동 변화를 표현하기 위해 표준 BPMN에 새로운 요소를 추가한다.
• 형식적 매핑을 통해 컨텍스트 모델을 BPMN와 통합하여 의미 일관성을 확보한다.
• 색상이 있는 페트리 네트워크(CPN)를 형식적 검증 기법으로 사용하여 C-BPMN 모델의 행동 정확성을 검증한다.
• 형식적 분석 및 검증을 위한 C-BPMN 모델에서 CPN로의 변환 파이프라인을 정의한다.
• 런타임 적응 가능성을 확보하기 위해 컨텍스트 트리거와 조건부 전이를 모델에 인코딩한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 컨텍스트 정보를 형식적으로 모델링하고 비즈니스 프로세스 모델에 통합하여 동적 적응을 가능하게 할 수 있는가?
• RQ2 명확성 또는 표준화를 훼손하지 않으면서 컨텍스트 인식 행동을 표현하기 위해 BPMN에 어떤 확장이 필요한가?
• RQ3 제안된 C-BPMN 모델은 복잡하고 컨텍스트에 의존하는 프로세스에서 정확성과 일관성을 어떻게 확보하는가?
• RQ4 컨텍스트 모델링의 통합이 비즈니스 프로세스 모델의 유지보수성과 이해 가능성에 어느 정도 향상시키는가?
• RQ5 색상이 있는 페트리 네트워크를 사용한 형식적 검증이 컨텍스트 인식 BPMN 모델의 행동을 효과적으로 검증할 수 있는가?

주요 결과

• C-BPMN 모델은 형식적인 그래프 기반 컨텍스트 모델을 통해 컨텍스트 정보를 BPMN에 성공적으로 통합하여 컨텍스트 인식 프로세스 실행을 가능하게 했다.
• 새로운 구조로 확장된 BPMN는 컨텍스트 기반 의사결정과 전이를 명시적으로 모델링할 수 있게 되어 모델의 표현력을 향상시켰다.
• 색상이 있는 페트리 네트워크를 사용한 형식적 검증은 C-BPMN 모델의 행동 정확성과 일관성을 확인했다.
• 구조화된 컨텍스트 표현과 명확한 관심사 분리 덕분에 모델의 유지보수성과 이해 가능성 향상이 확인되었다.
• 모델은 컨텍스트 트리거와 조건부 논리를 프로세스 모델 내에 인코딩하여 런타임 적응 가능성을 지원한다.
• 검증 과정을 통해 C-BPMN 모델이 실제 시나리오에서 정확하게 동작하는 것으로 확인되었으며, 형식적 분석을 통해 검증되었다.