[论文解读] Modeling IoT-aware Business Processes - A State of the Art Report

Nadja Brouns, Samir Tata+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 2018

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 18被引用 8

一句话总结

本篇前沿综述分析了现有用于建模物联网（IoT）感知业务流程的框架，重点在于将实时传感器和执行器数据整合到业务流程管理（BPM）中。报告识别了物理实体与数字流程之间直接交互建模的关键挑战，提出了物联网与BPM之间的概念性桥梁，并对早期研究工作进行了全面综合，以指导未来的整合与标准化。

ABSTRACT

This research report presents an analysis of the state of the art of modeling Internet of Things (IoT)-aware business processes. IOT links the physical world to the digital world. Traditionally, we would find information about events and processes in the physical world in the digital world entered by humans and humans using this information to control the physical world. In the IoT paradigm, the physical world is equipped with sensors and actuators to create a direct link with the digital world. Business processes are used to coordinate a complex environment including multiple actors for a common goal, typically in the context of administrative work. In the past few years, we have seen research efforts on the possibilities to model IoT- aware business processes, extending process coordination to real world entities directly. This set of research efforts is relatively small when compared to the overall research effort into the IoT and much of the work is still in the early research stage. To create a basis for a bridge between IoT and BPM, the goal of this report is to collect and analyze the state of the art of existing frameworks for modeling IoT-aware business processes.

研究动机与目标

• 分析并综合当前关于物联网感知业务流程建模的研究现状。
• 识别将现实世界中的物联网设备（传感器和执行器）直接集成到业务流程模型中的差距与挑战。
• 建立连接物联网数据流与业务流程管理（BPM）系统之间的概念性基础。
• 通过整理现有方法及其局限性，支持未来的研究与标准化工作。
• 为希望将传统BPM扩展为具备实时物联网能力的研究人员和从业者提供参考框架。

提出的方法

• 系统性地审查和分析现有物联网感知业务流程建模的研究框架。
• 根据其建模范式、集成模式以及对实时数据的支持程度，对所提出的方案进行分类。
• 识别物联网增强型流程中的关键组件，如事件检测、上下文感知和执行控制。
• 评估现有用于建模物联网增强型流程的工具和平台，重点关注其表达能力和运行时支持。
• 使用事件驱动和面向服务的模式，将物联网数据流映射到业务流程模型中。
• 将研究发现综合为物联网与BPM之间的概念性桥梁，突出架构互操作性与语义互操作性的挑战。

实验结果

研究问题

• RQ1 目前有哪些用于建模感知物联网数据与事件的业务流程的框架和方法？
• RQ2 现有模型如何将传感器和执行器的实时数据集成到业务流程执行中？
• RQ3 在建模物理世界实体与数字业务流程之间直接交互时，面临哪些关键挑战？
• RQ4 现有框架在物联网环境中如何支持上下文感知、事件关联以及动态流程自适应？
• RQ5 当前研究中存在哪些差距，阻碍了物联网与业务流程管理的无缝集成？

主要发现

• 物联网感知业务流程建模的研究仍处于早期阶段，其成熟度和标准化程度有限。
• 大多数现有框架依赖于事件驱动或面向服务的架构，以连接物联网数据与业务流程。
• 在物联网数据模型与BPMN或类似流程建模语言之间，语义和语法互操作性是一个重大挑战。
• 仅有少数方法原生支持从物理设备向流程执行反馈的实时执行控制与闭环反馈。
• 目前缺乏统一的建模语言或工具，能够无缝集成物联网设备行为与业务流程逻辑。
• 本报告明确指出，需要标准化且可扩展的建模构造，以在异构系统之间表示物联网增强型流程。