[論文レビュー] The levels of conceptual interoperability model: applying systems engineering principles to M&S

Wenguang Wang, Andreas Tolk+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 2009

Simulation Techniques and Applications参考文献 20被引用数 122

ひとこと要約

本論文は、モデル化とシミュレーション（M&S）における概念的モデリングを向上させるために、体系的で厳密な原則を適用して一時的な手法を克服する、システム工学フレームワークとしての概念的相互運用性の段階モデル（LCIM）を提案する。LCIMの有効性と限界をHLAおよびBOM規格の文脈で評価し、構造的で規定的なモデリングによって相互運用性を向上させる価値を示している。

ABSTRACT

This paper describes the use of the Levels of Conceptual Interoperability Model (LCIM) as a framework for conceptual modeling and its descriptive and prescriptive uses. LCIM is applied to show its potential and shortcomings in the current simulation interoperability approaches, in particular the High Level Architecture (HLA) and Base Object Models (BOM). It emphasizes the need to apply rigorous engineering methods and principles and replace ad-hoc approaches.

研究の動機と目的

• M&Sにおける概念的モデリングにおいて、体系的で工学的根拠に基づく手法の欠如に対処すること。
• HLA や BOM のような現在の相互運用性アプローチにおける欠陥を特定すること。
• LCIM を、システム工学の原則に基づいた規定的かつ記述的なフレームワークとして提案すること。
• M&S開発における一時的なモデリング慣習を、形式的で再利用可能なプロセスに置き換えること。

提案手法

• 概念的モデリングのための構造的フレームワークとして、レベル・オブ・コンセプチュアル・インターオペラビリティ・モデル（LCIM）を適用すること。
• LCIM を用いて、M&S環境における概念的モデルの開発を分析および指針づけること。
• ハイ・レベル・アーキテクチャ（HLA）やベーシック・オブジェクト・モデル（BOM）を含む、既存の標準との照合を通じて LCIM の応用を評価すること。
• モデル開発における一貫性、トレーサビリティ、再利用可能性を確保するため、システム工学の原則を採用すること。
• LCIM の成果を従来の一時的なモデリング手法と比較し、明確さと相互運用性の向上を評価すること。
• LCIM を用いて、既存のM&S相互運用性実装におけるギャップや一貫性の欠如を特定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 M&Sにおける概念的モデリングに、どのようにしてシステム工学の原則を体系的に適用できるか。
• RQ2 HLA や BOM のような現在の相互運用性アプローチが、真の概念的相互運用性を支援する上で、どのような限界を有するか。
• RQ3 LCIM は、M&Sモデルの明確さ、一貫性、再利用可能性をどの程度向上させるか。
• RQ4 工学的厳密性と相互運用性の成果という観点から、LCIM は一時的なモデリング手法と比べてどのように異なるか。

主な発見

• LCIM は、システム工学の原則を適用することで、M&Sにおける概念的モデリングを向上させる構造的で規定的なフレームワークを提供する。
• このモデルは、現在の HLA および BOM のアプローチにおける顕著な欠陥、特に概念的整合性とモデル再利用性の面での問題を明らかにする。
• 一時的なモデリング手法は一貫性の欠如と相互運用性の低下を引き起こすが、LCIM はこれを緩和する助けとなる。
• LCIM は、M&S開発におけるトレーサビリティとモularity を向上させ、長期的なシステム進化を支援する。
• LCIM の適用は、分散型シミュレーション間で共有される概念的空間を定義する際の明確さと整合性を向上させることを示している。
• LCIM は、既存のモデルを分析する記述的ツールとしても、新しい相互運用可能なモデルを設計するための規定的ガイドとしても機能する。