[論文レビュー] Advancements and Challenges in Object-Centric Process Mining: A Systematic Literature Review

Alessandro Berti, Marco Montali+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 15, 2023

Business Process Modeling and Analysis被引用数 5

ひとこと要約

本稿の体系的文献レビューは、オブジェクト中心プロセスマイニング（OCPM）における進展と課題を統合的に分析し、その進化、主要なモデル、ツール支援について検討する。OCELがイベントログの主要な標準仕様として浮き彫りになったこと、ツール支援の拡充とスケーラビリティ向上の取り組みが顕著であることを示し、特にERP/CRM統合やモデル可視化の面で実用的導入に向けた継続的な課題が存在することを明らかにした。

ABSTRACT

Recent years have seen the emergence of object-centric process mining techniques. Born as a response to the limitations of traditional process mining in analyzing event data from prevalent information systems like CRM and ERP, these techniques aim to tackle the deficiency, convergence, and divergence issues seen in traditional event logs. Despite the promise, the adoption in real-world process mining analyses remains limited. This paper embarks on a comprehensive literature review of object-centric process mining, providing insights into the current status of the discipline and its historical trajectory.

研究の動機と目的

• 従来のプロセスマイニングの限界に応えるものとして、オブジェクト中心プロセスマイニング（OCPM）の現状と歴史的発展を評価すること。
• OCPMにおける主な研究分野、モデル、技術（例：発見、適合性チェック、パフォーマンス分析）を特定・分類すること。
• 標準化、ツール支援、スケーラビリティ、実用的適用性の観点から、OCPMの成熟度を評価すること。
• スケーラビリティの制限、ERP/CRMシステムからのネイティブなデータ抽出の欠如、複雑なオブジェクト間相互作用の可視化の難しさといった、未解決の課題を特定すること。
• 分野の新規参入者および研究者向けに、キュレートされた参考文献リストと研究アジェンダを提供すること。

提案手法

• Scopusを用いて体系的文献レビューを実施し、反復的なキーワード最適化を適用してOCPM関連の関連論文を同定した。
• 5段階のプロセスを採用：範囲の定義、トピックの概念的構築、文献検索と評価、分析と統合、研究アジェンダの策定。
• 研究の焦点（例：モデリング、発見、適合性チェック）、モデルタイプ（例：OCBC、イベント知識グラフ）、データ形式（例：OCEL）に基づいて論文を分類した。
• 出版件数、モデルの複雑さ、ツールの可用性の時間的トレンドを分析し、分野の成熟度を評価した。
• 複雑なオブジェクト間関係を扱える点を踏まえ、グラフデータベースがオブジェクト中心イベントデータの格納とクエリ処理に果たす役割を評価した。
• 標準化（例：OCEL）、ツール支援（例：OC-PM、OC-π）、実世界の事例研究の統合的分析を通じて、実用的適用性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 過去10年間において、オブジェクト中心プロセスマイニングにおける核心的な研究分野と主な貢献は何か？
• RQ2 モデリング形式、データ標準、ツール支援の観点から、この分野はどのように進化してきたか？
• RQ3 ERPやCRMのような実世界の情報システムへのOCPMの導入を妨げる主な課題は何か？
• RQ4 OCPMの技術は工業的現場において、どの程度スケーラビリティと実用的適用性を達成しているか？
• RQ5 OCELのような新規標準仕様とグラフデータベースが、OCPMの研究進展と実装に果たす役割は何か？

主な発見

• OCEL形式は、オブジェクト中心イベントログの格納に実質的な標準仕様として登場し、相互運用性とスケーラブルなデータベースとの統合を可能にした。
• OCPMにおけるツール支援は著しく向上し、OC-PM や OC-π といったオープンソースツールが公開され、実用的導入を促進した。
• OCPMに関する論文の発表件数は顕著に増加しており、特にモデル発見や適合性チェック分野における学術的・産業的関心の高まりがうかがえる。
• 進展にもかかわらず、多くのOCPM技術は依然としてスケーラビリティに制限を受けており、複数のオブジェクトタイプを含む大規模・複雑なイベントログ処理では顕著である。
• 主流のERPやCRMシステムとのOCPM統合は依然として限定的であり、複数のオブジェクトインスタンスを含むイベントデータの抽出・構造化の課題に起因する。
• ET2ET、ET2OT、OT2OT関係を含む複雑なオブジェクト中心モデルの可視化は、依然として顕著な未解決課題であり、標準的かつ効果的なレイアウト手法は確立されていない。