[論文レビュー] Distributed Business Processes - A Framework for Modeling and Execution

Johannes Kotremba, Stefan Raß+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 12, 2013

Business Process Modeling and Analysis参考文献 12被引用数 6

ひとこと要約

本論文では、メッセージ渡しエージェントを介したモデルの直接実行を可能にする、Windows .NET Workflow Foundation を活用した、主題指向ビジネスプロセス管理（S-BPM）を用いた分散型ビジネスプロセスのモデリングおよび実行のためのフレームワークを提示する。主な貢献は、標準的なメールおよびWebインターフェースを用いた人間のインタラクションを通じて、技術的専門知識がほとんど不要なプロセス所有者がモデルを設計・実行できるようにすることで、ビジネスとITの溝を埋めるスケーラブルで市販の実装を提供することにある。

ABSTRACT

Commercially available business process management systems (BPMS) still suffer to support organizations to enact their business processes in an effective and efficient way. Current BPMS, in general, are based on BPMN 2.0 and/or BPEL. It is well known, that these approaches have some restrictions according modeling and immediate transfer of the model into executable code. Recently, a method for modeling and execution of business processes, named subject-oriented business process management (S-BPM), gained attention. This methodology facilitates modeling of any business process using only five symbols and allows direct execution based on such models. Further on, this methodology has a strong theoretical and formal basis realizing distributed systems; any process is defined as a network of independent and distributed agents - i.e. instances of subjects - which coordinate work through the exchange of messages. In this work, we present a framework and a prototype based on off-the-shelf technologies as a possible realization of the S-BPM methodology. We can prove and demonstrate the principal architecture concept; these results should also stimulate a discussion about actual BPMS and its underlying concepts.

研究の動機と目的

• 従来のBPMN 2.0およびBPELベースのBPMSがヒューリスティックで人間中心的かつ分散型プロセスを効果的にサポートできないという限界を解消すること。
• S-BPMがCCSおよびASMの強固な理論的基盤にもとづき、形式的で一貫性があり実行可能なビジネスプロセスモデリング手法を提供することを示すこと。
• 市販の.NETテクノロジを用いて、エンドツーエンドのプロセスマッピング、実行、および人間のインタラクションをサポートするプロトタイプを実装・検証すること。
• 技術的専門知識がなくてもプロセス所有者が直接モデルからプロセスを設計・実行できるようにすることで、ビジネスとITの溝を埋めること。
• S-BPMにおける中央スケジューラコンponentの分散型、サービス指向の進化の可能性を検討すること。

提案手法

• フレームワークは、各エージェント（主体）がプロセス内の役割を表し、メッセージ交換によって通信する独立的かつ分散型のエージェントネットワークとしてビジネスプロセスをモデル化する。
• 実装では、長時間実行され、状態を保持するプロセスを可能にするMicrosoftのWindows .NET Workflow Foundationを実行エンジンとして使用する。
• プロセスモデルはS-BPMの5記号表記法で定義され、.NETアセンブリにコンパイルされ、実行時コンパイルを回避することで、パフォーマンスおよびスケーラビリティを向上させる。
• 人間のインタラクションは、標準的なメール（Microsoft Outlook）およびWebフォーム（例：InfoPath、Webフロントエンド）を通じて行われ、メッセージは中央スケジューラコンponentを介してルーティングされる。
• C#コード拡張を用いて、関数状態の強化が行われ、外部Webサービス（例：Microsoft Dynamics NAVによるERP統合）の呼び出しが可能になる。
• プロセスインスタンスは必要に応じて永続化され再開可能であり、メッセージベースの調整を通じてプロセスコーディネーションが実現される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 市販の企業インfraストラクチャ（例： .NET Workflow）を用いてS-BPMを効果的に実装し、直接モデル実行を可能にできるか？
• RQ2 標準的な通信ツール（例：メール）を用いることで、ビジネスプロセスにおける構造的および非構造的通信を統合できる範囲はどの程度か？
• RQ3 S-BPMメソドロジーが、技術的専門知識がほとんど不要な状況でも、エンドツーエンドのBPMライフサイクル（モデリング、実行、人間のインタラクション）をどのようにサポートできるか？
• RQ4 標準プラットフォームを用いて、分散型でエージェントベースのビジネスプロセスを効率的かつ信頼性高く実行するためのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ5 中央スケジューラコンponentを分散型エージェントに機能を移行させることは可能か？その場合、システムのレジリエンスおよびパフォーマンスにどのような影響があるか？

主な発見

• S-BPMフレームワークは、5つの記号のみを用いてもモデルの直接実行が可能であることを示し、非技術的ユーザーが形式的で実行可能なモデルを設計・管理できることを実証した。
• .NET Workflow Foundationを用いた実装は実現可能でスケーラブルであり、永続的なワークフローインスタンスにより長時間実行可能なプロセスと信頼性の高い状態管理が可能となった。
• 標準的なメールおよびWebベースのインターフェースが人間のインタラクションに十分であったため、構造的プロセス通信を既存の企業用通信ツールに統合できるようになった。
• プロトタイプは、従業員のリクエストから監督の承認、ERPシステムへの更新に至るまで、メッセージ渡しとWebサービスコールを介したエンドツーエンドのプロセス実行を実証した。
• リファインメントの使用により、C#ベースのコード拡張を用いて関数状態に外部システム（例：Microsoft Dynamics NAV）をシームレスに統合することができた。
• 結果として、S-BPMが、数学的に根拠が強く、実用的で統合的なアプローチを提供し、中小企業や人間中心の環境において分散型ビジネスプロセスのモデリングおよび実行に有効であるという仮説が裏付けられた。