[論文レビュー] The Internet-of-Things Meets Business Process Management: Mutual Benefits and Challenges

Christian Janiesch, Agnes Koschmider+17 more|arXiv (Cornell University)|Sep 11, 2017

Business Process Modeling and Analysis被引用数 60

ひとこと要約

本稿は、インテอรnet・オブ・シングス（IoT）とビジネスプロセス管理（BPM）の相乗的統合を検討し、BPMの手法がIoTアプリケーション管理を強化する一方で、IoTが新たな課題をもたらし、BPMの進化を必要としていることを提案する。主な貢献は、両分野の相互的強化を図るフレームワークであり、動的IoT環境におけるプロセスモデリング、監視、適応の分野における統合の課題とイノベーションの機会を特定している。

ABSTRACT

The Internet of Things (IoT) refers to a network of connected devices collecting and exchanging data over the Internet. These things can be artificial or natural, and interact as autonomous agents forming a complex system. In turn, Business Process Management (BPM) was established to analyze, discover, design, implement, execute, monitor and evolve collaborative business processes within and across organizations. While the IoT and BPM have been regarded as separate topics in research and practice, we strongly believe that the management of IoT applications will strongly benefit from BPM concepts, methods and technologies on the one hand; on the other one, the IoT poses challenges that will require enhancements and extensions of the current state-of-the-art in the BPM field. In this paper, we question to what extent these two paradigms can be combined and we discuss the emerging challenges.

研究の動機と目的

• IoTとBPMを統合する可能性を調査し、IoTアプリケーションの管理およびオchestrationを改善すること。
• プロセスマッピング、監視、実行といったBPMの概念が、IoTシステムの信頼性およびスケーラビリティをどのように向上させるかを特定すること。
• 動的デバイス相互作用、リアルタイムデータフロー、自律性といったIoTが引き起こす課題が、現在のBPM手法にどのような挑戦をもたらすかを検討すること。
• 大規模なIoT展開に内在する複雑さと動的要因に対応できるよう、BPMを進化させるための研究アジェンダを提示すること。
• IoT環境で動作する適応的で文脈に配慮した、イベント駆動型のビジネスプロセスの今後の研究の基盤を確立すること。

提案手法

• IoTおよびBPM分野における既存の文献およびフレームワークの分析的統合を通じて、重複および補完的となる概念を同定する。
• IoTアプリケーション管理に適応可能な主要なBPMコンponents（例：プロセスマッピング、実行エンジン、監視ツール）の特定。
• IoT固有の特性（例：リアルタイムデータ、自律的デバイス、異種デバイス）をBPMの課題および要件にマッピングする。
• BPMツールがイベント駆動型および適応的プロセスマッピングを通じてIoT駆動のプロセスを管理する、概念的統合フレームワークを提案する。
• 動的で分散型で文脈に敏感なIoTプロセスを処理するためのBPMの支援強化の必要性を強調する。
• 事例ベース推論とシナリオ分析を用いて、実世界のIoT-BPMシナリオにおける統合ポイントとシステム動作を実例で示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BPMの手法は、IoTアプリケーションの設計、実行、監視をどの程度改善できるか？
• RQ2 IoTシステムの動的でイベント駆動型かつ分散型の特性が、現在のBPM実務にどのような挑戦をもたらすか？
• RQ3 IoT環境におけるリアルタイム対応、文脈に配慮した、適応的プロセスをサポートするためには、BPMにどのような強化が必要か？
• RQ4 IoTデータおよびデバイスの自律性は、BPM手法を用いてどのようにモデリングおよびオchestrationできるか？
• RQ5 スケールアップしたIoTとBPMの統合に際しての、主なアーキテクチャ的およびメソドロジカルな障壁は何か？

主な発見

• BPMは、複雑なプロセスのモデリング、監視、オchestrationに実証済みの手法を提供しており、これによりIoTアプリケーションの管理可能性および信頼性が著しく向上する。
• IoTは、動的でイベント駆動型かつ文脈に敏感な挙動を導入するが、これはしばしば静的で事前に定義されたワークフローを想定している伝統的なBPMモデルに挑戦をもたらす。
• BPMとIoTの統合により、センサーデータおよびデバイスイベントに基づくリアルタイムのプロセス適応が可能となり、応答性と運用効率が向上する。
• 現在のBPMツールは、IoTシステムの自律性、異種性、リアルタイムデータ処理要件に対応するための拡張を必要としている。
• 文脈に配慮したイベント駆動型プロセスマッピングと実行時適応性を重視する、IoTに配慮したBPMの概念的フレームワークを提案する。
• IoTとBPMの相互的統合は、適応的プロセスマネジメント、文脈に配慮した実行、分散型システムにおける分散協調分野における新たな研究の道を開く。