Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers Vol. 35, No. 1, pp. 40-50, March 2009.
지식 기반 서비스를 위한 사실 지향 온톨로지 기반의 프로세스 모델링 접근법
이정수1․김광수1†․김철한2†
1포항공과대학교 산업경영공학과 / 2대전대학교 IT경영공학과
A Fact-oriented Ontological Approach to Process Modeling for Knowledge-based Services
Jeongsoo Lee1․Kwangsoo Kim1․Cheol-Han Kim2
1Department of Industrial & Management Engineering, Gyeongsangbuk-do 790-784, Korea
2Department of IT Business Engineering, Daejeon University, Daejeon 300-716, Korea
Knowledge-based services are largely dependent upon human-driven works. Therefore, considering human characteristics is required when modeling processes for knowledge-based services. As an emerging technology for Business Process Management, Human Interaction Management and its supportive process management can be an alternative to deal with human-driven processes. However, current HIM does not suggest concrete method for modeling conditions that are essential to realize supportive process management. And the condition modeling of HumanEdj, the only HIM software implemented, reveals the problem of complexity. As a solution, this paper suggests a fact-oriented ontological approach to process modeling. The approach uses human-friendly form of facts for condition modeling.
Keywords: Knowledge-based Services, Business Process Modeling, Ontology, Fact-oriented, Human Interaction Management
1. 서 론
서비스 산업은 시간이 갈수록 국내/외적으로 그 규모가 증가 하고 있다. 최근에는 그 중에서도 특히 지식 기반 서비스 (knowledge-based services)에 대한 관심이 높아지고 있다. 지식 기반 서비스는 ‘직접 지식을 창출하거나 창출된 지식을 가공, 활용, 유통시키거나 지식이 체화된 중간재를 집약적으로 활용 함으로써 새로운 지식 또는 고부가가치의 지식서비스를 제공 하는 산업’으로 정의된다(Lee et al., 2002). 지식 기반 서비스의 가장 큰 특징 중의 하나는 인적 자본의 투입이 다른 산업에 비 해 집중적으로 발생한다는 것이다(Park, 2007). 이는 지식 기반 서비스 산업의 업무가 시스템에 의해 이루어지는 부분보다 사
람에 의해 이루어지는 부분이 타 산업에 비해 매우 크다는 것 을 의미한다. 따라서 서비스 프로세스의 모델링과 관리에도 이러한 측면이 반영되어야 한다.
현재의 비즈니스 프로세스 관리(business process management, BPM)는 서비스 프로세스와 같이 인간이 관여하는 업무를 지원 하는 측면과 IT 시스템 통합을 지원하는 측면을 모두 포함하는 기술로서 발전하여 왔으며, 이 중 인간이 관여하는 업무를 더욱 효과적으로 지원하기 위하여 최근 등장한 개념이 바로 휴먼 인 터렉션 관리(human interaction management, HIM)이다. HIM은 기존의 비즈니스 프로세스 관리에, 사람의 창의성과 협업이 고 려된 인간 주도의 비즈니스 프로세스(human-driven business process)에 대한 모델링과 관리 방법론을 도입하여 제시된 접근
본 논문은 2008년 추계 산업공학 학술대회 서비스 사이언스 특별세션에서 발표된 우수 논문입니다.
본 연구는 한국과학재단이 지원하는 특정기초연구사업(R01-2007-000-11040-0)에 의해 수행되었음을 밝힙니다.
†연락저자：김광수, 790-784 경북 포항시 남구 효자동 산 31번지 포항공과대학교 산업경영공학과, Tel : 054-279-2195, Fax : 054-279-5998, E-mail : [email protected]
2008년 12월 19일 접수; 2009년 1월 19일 수정본 접수; 2009년 1월 22일 게재 확정.
지식 기반 서비스를 위한 사실 지향 온톨로지 기반의 프로세스 모델링 접근법 41
법이다(HIM website, 2008). HIM에서 기존의 BPM에 비해 특별 히 포함된 개념과 원리, 패턴 등은 여러 가지가 있지만, 그 중에 서도 핵심이 되는 것은 비즈니스 활동에 대한 관리가 규정적 (prescriptive)이기보다는 지원적(supportive)일 것을 요구하고 있다는 점이다(Harrison-Broninski, 2005a). 즉, 사람은 기계와 달 라서 특정 목적의 업무에 대해 다양한 방식으로 처리할 수 있 고, 그러한 방식들 또한 지속적으로 변화해 갈 가능성이 있으므 로, 미리 정해진 특정한 순서를 강요하는 프로세스 관리는 인간 주도형 비즈니스 프로세스에는 적합하지 않다는 것이다. 기존 의 BPM에서 정의되는 협업 시의 상호작용 구성(choreography) 에서는 이러한 특성에 대한 고려가 존재하지 않는다. 이러한 지 원적 프로세스 모델링(supportive process modeling)을 실현하기 위해 HIM에서는 프로세스 수행의 기본 단위인 활동(activity)에 선행조건(pre-condition)과 후행조건(post-condition)을 지정하고 이에 의존하여 프로세스 수행의 가능 여부만을 판단하도록 모 델링할 것을 제안한다. 즉, 실제 프로세스의 수행 순서는 프로 세스 수행자인 사람이 현재 주어진 상황을 기반으로 정할 수 있 도록 하는 것이다. 이러한 방식을 통해 기존의 과도하게 구체적 인 비즈니스 프로세스 모델링과 달리 상황에 따라 가변적일 수 있는 인간 주도 프로세스의 특성을 고려한 모델링이 가능하다.
하지만 현재의 HIM 이론은 지원적 프로세스 모델링의 기반 이 되는 조건(condition)들을 모델링하고 관리하는 방법을 명시 적으로 제시하지 않고 있다. 비록 HumanEdj라고 하는 HIM을 위한 소프트웨어를 통해 선행 및 후행조건에 기반한 지원적 프로세스 모델링이 구현된 바 있지만, 스크립팅 언어를 이용 하여 텍스트로 직접 입력하는 형식이므로 사용자인 사람, 특 히 IT 전문가가 아닌 사람이 모델링하기에 복잡하고 모델링 오 류에 대해 강건하지 못한 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하 기 위해 본 연구에서는 사실 지향의 온톨로지 기술을 활용한 조건 기반의 지원적 프로세스 모델링 및 관리 방법을 제시하 고자 한다.
본 논문의 제 2장에서는 관련 개념 및 연구를 소개한다. 제 3 장에서는 본 연구에서 가정하는 프로세스 관리 아키텍처를 소 개하고, 제 4장에서 본 연구가 제시하는 프로세스 관리의 기반 이 되는 암묵적 상태 관리 및 상태 전이에 관련된 개념들을 설 명한다. 이어지는 제 5장에서는 사실 지향 온톨로지에 기반한 프로세스 모델링의 절차에 대해 예시를 활용하여 설명한다.
제 6장에서는 모델링된 예시 프로세스에 기반하여 상태 전이 의 예시 시나리오를 보이고 제 7장에서 결론을 맺는다.
2. 관련 연구
본 장에서는 본 논문과 관련된 핵심 개념인 HIM을 소개하 고 HIM에서 제안하는 선행 및 후행조건에 기반한 지원적 프로 세스 모델링을 간단한 예시를 통해 설명한다. 또한 HIM을 지원 하기 위해 구현된 유일한 소프트웨어인 HumanEdj에서 지원적 프로세스 모델링을 위한 조건 모델링이 어떻게 이루어지는지
를 간략히 소개한다. 마지막으로 본 연구의 기반 기술인 온톨 로지 및 사실 지향 온톨로지 표현 방법론에 대해 소개한다.
2.1 HIM의 기본 개념
오늘날의 비즈니스 환경이 정보, 데이터 중심에서 프로세 스 중심으로 전환되어 가고, BPM의 중요성이 점차 증가하고 있는 추세는 주지의 사실이다. 하지만 HIM의 창안자인 Keith Harrison-Broninski는 실제로 이루어지는 비즈니스 프로세스 중 그 효율성에 가장 큰 영향을 끼치는 부분은 사람이 직접 관여 하고 사람들 간의 상호작용이 수반되어야 하는 프로세스임을 강조하면서, 기존의 BPM과 BPM 시스템들은 그러한 인간 주 도의 프로세스에 대해 충분히 적합하게 지원하지 못하고 있다 고 주장한다(Harrison-Broninski, 2005b). 즉, BPMN(OMG, 2006) 이나 BPEL(Andrews et al., 2003)과 같은 기존 BPM에서의 프로 세스 모델링 방법들은 규정적이고, 일상적이며, 자동화 가능한 활동들에 대한 묘사에 치중하여 설계되었다는 것이다(Harrison- Broninski, 2005c). 이에 Harrison-Broninski는 사람에 의해 주도 되고 사람 간의 상호작용이 중심이 된 프로세스 모델링 및 관 리 방법론으로서 HIM을 제시하였다.
HIM에서는 먼저 비즈니스 프로세스를 크게 기계적인 프로 세스(mechanistic process)와 인간 주도의 프로세스(human- driv- en process)로 구분하였다(Harrison-Broninski, 2005d). 기계적인 프로세스가 데이터 입력이나 필수 결정사항 등 최소한의 경우 에만 사람의 관여가 필요한 반면에, 인간 주도의 프로세스는 1) 의도성의 존재, 2) 데이터의 존재, 3) 정신적 작업이 필요함, 4) 작업 수행이 일어나는 시간이 유동적임, 5) 전후 프로세스 사이의 의존성 등 5가지 특징을 가진다(Harrison-Broninski, 2005e).
HIM은 인간 주도의 프로세스의 지원하기 위해 다음의 5가 지 큰 특징을 가진다(Harrison-Broninski, 2005a).
∙ 연결 가시성(connection visibility) : 인간 주도의 프로세스들 은 다양한 능력을 가진 참여자들과 연결된다. 그러한 연결, 즉, 어떤 프로세스에 어떤 능력이 필요하며, 어떤 참여자가 어떤 능력을 가지고 있는지가 가시적으로 표현되어야 한 다. HIM에서는 역할-활동 이론에 기반하여 역할(role)과 참 여자(user)를 분리하여 모델링함으로써 이를 구현한다.
∙ 구조화된 메시징(structured messaging) : 인간 주도의 프로세 스 수행 중 많은 시간을 차지하는 것이 e메일 등을 통한 메 시징이다. 각 메시지에 의도(intention)를 표기하는 등 구조 화된 메시징은 프로세스를 더욱 효율적으로 만든다. 화행 이론(speech act theory) (Harrison- Broninski, 2005a)에 기반 해 의도가 명시된 메시징을 지원함으로써 이를 구현한다.
∙ 정신적 작업에 대한 지원(support for mental work) : 많은 양의 정보 처리는 사람의 머리에서 처리된다. 인간 주도 프로세스의 관리를 위해서는 그러한 정신적 작업에 대한 모 델링과 관리도 지원할 수 있어야 한다. HIM에서는 REACT(re-
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Figure 1. An Exemplary Supportive Process Modeling of HIM search, evaluate, analyze, constrain, task)와 AIM(access, iden-
tify, memorize)와 같은 정신적 활동의 명시화로서 이를 지 원한다.
∙ 규정적(prescriptive)이기보다는 지원적(supportive)인 활동 관리 : 인간 주도의 프로세스는 기계와 같이 항상 같은 방 식으로 프로세스 활동이 수행되지 않는다. 또한 외부적 인 요인에 의해 활동 방식이 변경될 수도 있다. 따라서 이 를 지원하는 프로세스 모델링 및 관리 방식이 필요하다.
HIM에서는 서론에서 소개한 바와 같이 선행조건과 후행 조건에 기반한 프로세스 모델링을 통해 이를 지원한다.
∙ 프로세스 변화 프로세스(process change processes) : 인간 주도의 프로세스에서는 그 활동 방식이 동적으로 변화할 수 있으므로, 이를 관리할 수 있는 프로세스가 별도로 필 요하다. HIM에서는 프로세스 동의(process agreement)의 개념을 도입함으로써 이를 지원한다. 프로세스 동의는 협업 과정에서 이루어질 프로세스의 흐름과 참여자 간 상호작용에 관한 합의를 명시화하여 공유하는 것을 의미 한다. 이를 위해 특정한 형태의 동의 모델(agreement model) 을 작성하게 되며, 협업 프로세스에 변화가 필요한 경우 협 업 참여자의 합의에 의해 동의 모델을 수시로 수정하는 과 정을 거치게 된다.
2.2 HIM의 지원적 프로세스 모델링
서론에서 밝힌 바와 같이 지원적 프로세스 모델링을 실현 하기 위해 HIM에서는 프로세스 수행의 기본 단위인 활동에 선 행조건과 후행조건을 지정하고 이에 의존하여 프로세스 수행 의 가능 여부만을 판단하도록 모델링할 것을 제안한다. 즉, 실 제 프로세스의 수행 순서는 프로세스 수행자인 사람이 현재 주어진 상황을 기반으로 유연하게 결정할 수 있도록 한다.
다음 <Figure 1>은 HIM의 도식적 프로세스 모델링 도구인 역할-활동도(role-activity diagram, RAD)에 기반하여 선행조건
을 지정한 지원적 프로세스 모델링의 예시를 나타내는 것으로 서, 사람 간 협업이 기반이 된 프로세스들 중의 하나인 디자인 프로세스의 일부이다.
<Figure 1>의 프로세스는 Manager가 평가하여야 할 디자인을 받아서, 디자인을 평가하는 활동(Assess Design)을 수행한 후, 평가 결과에 따라 그 디자인에 대한 처리를 하는 과정이다. 디 자인이 승인되면 디자인을 구현리스트에 추가하는 활동(Add Design to Implementation List)을 수행하고, 디자인이 기각되면 디자인을 기각리스트에 추가하는 활동(Add Design to Rejection List)과 해당 디자인에 대한 잠재된 안전성 문제를 기술하는 활 동(Describe Potential Safety Problems)을 수행한다. 그 이후 디자 인에 대한 기록을 남기는 활동(Log Design)을 수행한다.
<Figure 1>의 예시 프로세스 모델에서 선행 및 후행조건의 모델링이 없다고 가정하면, ‘Assess Design’ 활동에 의해 평가 된 디자인에 대해 기록을 남기는 ‘Log Design’ 활동이 반드시 디자인의 평가 결과에 따른 처리들(‘Add Design to Implementa- tion List’, ‘Add Design to Rejection List’, ‘Describe to Rejection List’ 활동)이 종료된 후에 실행되는 것으로 모델링되어 있다.
그러나 ‘Log Design’ 활동의 경우 디자인에 대한 평가가 종료 된 이후라면 언제든지 실행될 수 있는 활동으로서, ‘Manager’
역할의 프로세스 수행자가 자신의 편의에 따라 혹은 기존에 자신이 해오던 프로세스 수행 방식에 따라 가변적으로 프로세 스를 수행할 수 있다. 활동의 순서가 규정적으로 정의된 기존 의 프로세스 모델은 이러한 면을 지원하지 못하므로, HIM에서 는 선행 및 후행 조건을 각 활동들에 대해 모델링한다. 예시 모 델에서와 같이 ‘Log Design’ 활동의 선행조건으로서 ‘Assess Design’ 활동의 종료를 지정하고 지정된 선행조건을 기반으로 활동의 수행 가능 여부가 결정되도록 하면, 디자인의 평가 결 과에 관계없이 활동의 수행자가 언제든지 ‘Log Design’ 활동을 수행할 수 있도록 함으로써 프로세스 수행에 유연성을 부가한 다. 이와 같은 방식을 통해 기존의 과도하게 구체적인 비즈니 스 프로세스 모델링과 달리 상황에 따라 가변적일 수 있는 사
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람 기반 프로세스의 특성을 고려한 모델링이 가능하다. 즉, 프 로세스 수행자들에게 프로세스 활동들의 구체적인 수행 순서 를 자유롭게 결정할 수 있도록 하며, 선행 활동에 관련 없이 현 재의 상태에만 의존하여 활동 수행 여부가 결정되므로 기존의 절차적 프로세스 모델링에서는 가능하지 않았던 프로세스의 동적인 분기나 동시 수행 등을 가능하게 한다.
2.3 HumanEdj의 조건 모델링
휴먼 인터렉션 관리 시스템(Human Interaction Management System, HIMS)은 HIM을 바탕으로 하여 사용자의 프로세스 보 조 도구로서 활용될 수 있는 소프트웨어를 의미하며, HumanEdj 는 HIMS를 최초로 구현한 소프트웨어이다. HumanEdj는 HIM 의 창안자인 Keith Harrison-Broninski가 HIM의 예제 구현으로 서 개발한 것이며, 조건 기반의 지원적 프로세스 모델링을 포함 하여 HIM이 제시하는 다양한 특성들이 반영되었다. HumanEdj 에서의 지원적 프로세스 모델링은 규칙(rule) 개체들을 별도로 정의하고 이를 활동 개체들과 연계시키는 방식으로 이루어져 있으며, 각 규칙 개체들은 여러 개의 조건(condition) 개체들로 구성된다. 각 조건 개체는 하나의 조건 스크립트 텍스트로써 그 내용이 정의된다. 다음 <Figure 2>는 HumanEdj에서 지원하 는 조건 모델링용 스크립트 언어인 Groovy를 통해 조건을 모 델링한 예시이다.
Figure 2. Script-based Condition Modeling of HumanEdj
<Figure 2>에서 볼 수 있듯이 객체지향 프로그래밍 언어 와 유사한 형태의 스크립트를 이용한 조건 모델링은 IT 전문가 가 아닌 일반 사용자가 모델링하기에 복잡하다. 그리고 사용 자가 직접 작성하는 텍스트 형태의 모델링은 조건 모델링 시 발생할 수 있는 모델링 오류에 대해 사용자가 쉽게 인지하고 대응하지 못하게 만드는 단점이 있다. 이러한 단점들을 해결 하기 위해 본 논문에서는 인간 친화적인 표현 방법 중의 하나 인 사실 지향 온톨로지에 기반한 조건 모델링 방법을 제시하 고, 이와 관련한 프로세스 관리 메커니즘을 제시한다.
2.4 온톨로지 및 사실 지향 접근법
조건의 모델링은 일종의 개념적 모델링(conceptual model- ing)으로서 본 연구에서는 대표적인 개념적 모델링 기술인 온 톨로지를 활용한다. 온톨로지는 웹 진화의 다음 단계로서 시맨 틱 웹이 대두됨에 따라 최근 각광받고 있는 기술로서, 인공지능
과 지식표현(knowledge representation)의 기반 기술로서 연구되 고 있다(Lee et al., 2006). 비록 온톨로지에 대한 다양한 정의가 존재하고 있지만, ‘개념화에 대한 명시적인 명세사항(an ex- plicit specification of a conceptualization)’이라는 정의가 일반적인 정의로서 사용된다(Gruber, 1993). 이 정의에서 개념화는 표현하 고자 하는 실세계를 개념의 추출을 통해 단순화 시킨 하나의 관 점이라는 의미를 내포한다. 그렇게 추출된 개념은 공유되는 어 휘(shared vocabulary)의 형태로 만들어지며, 그러한 어휘들로 이루어진 일련의 산출물들을 ’온톨로지‘라고 한다(Guarino, 1998). 온톨로지는 잘 정의되고 모호하지 않은 방법으로 용어 및 개념의 의미를 특정하는 도구로서 사용될 수 있다(Gruber, 1992). 그러한 측면에서 온톨로지가 만들어지는 목적은 1) 사람 들 사이에 정확하고 모호하지 않은 의사소통을 돕고, 2) 시스템 들 간의 상호운용성을 달성하며, 3) 시스템의 설계와 품질을 향 상시키는것 등의 3가지로 나타낼 수 있다(Jasper and Uschold, 1999). 최근에는 단순한 어휘의 집합체로서뿐만 아니라 지식의 정형화된 표현 수단으로서 온톨로지가 많이 연구되고 있다.
온톨로지 기반의 지식 표현 언어 중 대표적인 것으로 Web Ontology Language(OWL, 2004)가 있으며, 이는 객체 지향 접근 법에 기반한다. 지식을 표현하기 위한 기본 단위를 명사 개념 (noun concept)과 동사 개념(verb concept)으로 보았을 때, 객체 지향 접근법은 명사 개념을 중심으로 지식을 표현한다. 반면 이와 다른 온톨로지 기반의 지식 표현 방식으로 사실 지향 접 근법(Halpin, 2000)이 존재하며, 사실 지향 접근법은 동사 개념 을 기반으로 지식을 표현한다. 다시 말해, 객체 지향 접근법에 서는 하나의 명사 개념 객체 안에 관련된 모든 정보를 포함시 키는 방식으로 지식을 표현하지만, 사실 지향 접근법에는 동 사 개념이 중심이 된 문장(sentence)을 기본 단위로 하여 지식 을 표현한다. 각각의 문장은 하나의 조건을 나타내기에 용이 하므로, 사실 지향 접근법이 조건 모델링과 이에 기반한 프로 세스 모델링에 더욱 적합하다.
사실 지향 온톨로지는 다음 <Figure 3>의 예시와 같이 명사 개념과 사실 타입(fact type)을 기본 요소로 하여 사실(fact)을 생성함으로써 지식을 표현한다. 그리고 규칙(rule)을 통해 생성 되는 사실에 다양한 측면의 제한을 가할 수 있다. <Figure 3>은
‘car manufacturer’와 ‘car model’이라는 명사 개념과 그들 사이의
‘car manufacturer supplies car model’이라는 사실 타입을 인스턴 스화하여 여러 사실들을 생성한 것을 나타낸다.
다음 <Figure 4>는 본 논문에서 사용하는 사실 지향 온톨로지 의 표현 방식을 요소 별로 정리한 것이다. 본 논문의 표현 방식은 기본적으로 Semantics of Business Vocabulary and Business Rules (SBVR)(OMG, 2008)의 방식을 바탕으로 하여 수정한 것이다.
3. 지원적 프로세스 관리의 아키텍처
인간 주도의 프로세스는 기계적 프로세스와 달리 프로세스 의 수행이 IT 시스템에 의해 직접 이루어지는 것이 아니라 사
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Figure 3. Examples of Fact-oriented Ontology
Figure 4. Elements and Their Expressions of Fact-oriented Ontology for This Research
Figure 5. Supportive Process Management Architecture 람에 의해 이루어진다. 따라서 HIM 환경에서 지원적 프로세스
모델링 및 관리를 위한 IT 시스템은 프로세스 실행 소프트웨어 이기 보다는 프로세스 보조 소프트웨어로서 구현된다. <Figure 5>는 프로세스 보조 소프트웨어를 포함한 지원적 프로세스 관 리 아키텍처를 나타낸 그림이다.
프로세스 보조 소프트웨어의 세 가지 주요 구성요소는 프로 세스 모델러, 프로세스 관리자, 그리고 커뮤니케이터이다. 프 로세스 모델러를 통해 사용자들은 각 활동에 대한 조건 모델
링을 포함한 프로세스 모델들을 작성할 수 있으며, 커뮤니케 이터를 통해 협업 프로세스 내에서 다른 참여자들과 상호작용 할 수 있다. 상호작용은 단순한 의견 전달 뿐만 아니라, 문서나 디자인과 같은 자원의 전달, 기타 다양한 목적을 위해 필요한 의견 교환을 포함한다. 프로세스 보조 소프트웨어의 프로세스 관리자가 하는 역할은 사용자에게 프로세스에 대한 가이드를 제공하는 것이다. 즉, 현재의 상태에서 사용자가 어떠한 프로 세스를 수행하여야 하는지 혹은 어떠한 프로세스를 수행할 수
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Figure 6. An Example of Process Guide
있는지를 알려주는 역할을 한다. <Figure 6>은 프로세스 보조 소프트웨어의 사용자 인터페이스를 통한 프로세스 가이드의 예시를 나타낸다.
프로세스 가이드를 통해 사용자, 즉, 인간 주도 프로세스 내 의 참여자는 프로세스 모델 내에서 자신이 맡은 역할을 수행 하게 된다. 또한 프로세스 관리자를 통해 현재 프로세스의 수 행 결과 및 상태를 반영시킬 수 있다. 예를 들어, 특정 활동이 나 상호작용의 종료, 혹은 예외 상황의 발생 등과 같은 내용을 프로세스 보조 소프트웨어에게 알려 프로세스 진행 상황이 전 체 현업 참여자에게 전파되도록 하는 것이다.
4. 상태 사실에 기반한 암묵적 상태 관리와 상태 전이
4.1 상태 사실에 기반한 암묵적 상태 관리
참여자에 대한 프로세스 가이드는 프로세스의 상태에 기반 한다. 본 연구에서 프로세스의 상태는 소프트웨어의 구현 형태 와는 독립적으로 사실 지향 온톨로지로 표현된 사실(fact)들을 통해 관리된다. 다시 말해 현재 상태를 반영하는 다양한 조건 들이 사실들로 표현되어 존재하고 이들의 집합이 현재의 상태 를 암묵적으로 의미하게 되는 것이다. 본 논문에서는 프로세스 의 현재 상태를 나타내는 사실들의 집합을 상태 사실(state facts)라고 한다. 이와 같이 상태 사실들을 활용한 형태의 상태 관리는 Harrison-Broninski가 “만약 인간 주도 프로세스에 상태 가 있다면 그것은 모든 조건들의 조합으로 이루어진다(Harrison- Broninski, 2007)”고 밝힌 바와 같이 HIM의 원리에 부합한다. 사 실들을 활용한 암묵적인 상태 관리(implicit state management) 는 프로세스 수행 중 나타나게 되는 상태들과 상태 전이들이 미리 한정적으로 정의될 수 없음을 의미한다. 한정적으로 정의 된 상태 및 상태전이는 기존의 절차적 프로세스 모델과 크게 다르지 않으며, 이는 사람 주도의 프로세스가 중심이 되는 지 식 기반 서비스의 프로세스 모델링에 적합하지 않다. <Figure 7>은 본 논문에서 제시하는 상태 사실들에 기반한 암묵적 상태
전이의 예제 시나리오이며, 상태 사실들의 부가와 삭제를 통해 전체 프로세스의 상태가 전이됨을 나타내고 있다.
암묵적 상태 관리는 프로세스 보조 소프트웨어가 선행조건 과 후행조건에 기반한 지원적 프로세스 관리를 지원하도록 하 는 핵심이 된다. 왜냐하면 프로세스 보조 소프트웨어에 의해 이루어지는 프로세스 가이드는 모델링된 프로세스의 로직에 합치하도록 이루어져야 하며, 지원적 프로세스 관리는 그러한 프로세스 로직의 상태 전이가 암묵적으로 이루어지도록 허용 해야 하기 때문이다. 다시 말해, 프로세스 보조 소프트웨어는 현재의 상태 전이가 프로세스 내에서 어떠한 의미를 가지는 이 해하고 이를 프로세스의 수행 과정에 반영할 수 있어야 한다는 것이다. 예를 들면 위의 <Figure 7>에서 ‘Transition 2’의 경우, 모 델링된 프로세스의 로직이 activity(“id1”)의 종료에 의해 activ- ity(“id2”) 및 activity(“id3”)가 수행이 가능한 상태로 바뀌어야 함을 내포하고 있기 때문에, 프로세스 보조 소프트웨어가 이를 반영하여 이루어진 것이다.
4.2 상태 전이의 2종류
앞서 설명한 것처럼 본 연구에서는 상태 사실들에 기반한 암묵적 상태 전이를 가정한다. 프로세스 보조 소프트웨어에서 암묵적 상태 전이는 크게 두 가지로 분류될 수 있다. 하나는 사 용자에 의해 조건들의 부가 및 삭제가 이루어지는 사용자 주 도 상태 전이(user-driven state transition)이며, 다른 하나는 프로 세스 보조 소프트웨어가 모델링된 프로세스 모델에 기반하여 조건들의 부가 및 삭제를 수행함으로써 발생하는 시스템 주도 상태 전이(system-driven state transition)이다. 다음 <Figure 8>은 사용자 주도 및 시스템 주도 상태 전이의 차이점을 설명하기 위한 예시이다.
<Figure 8>의 Transition 1과 Transition 4는 각각 ‘design (“id9”) is created’와 ‘activity(“id3”) is started’라는 사실의 생성을 통해 프로세스 활동 수행의 결과를 반영함으로써 발생한 상태 전이 이며, 따라서 사용자 주도 상태 전이의 예시이다. Transition 2와 Transition 3은 각각 activity(“id1”)의 후행조건과 activity(“id2”) 및 activity(“id3”)의 선행조건에 의해 발생한 상태 전이로서 시 스템 주도 상태 전이의 예시이다.
사용자 주도 상태 전이의 경우 사용자가 프로세스 활동 수 행 결과를 반영함으로써 생기는 상태 전이로서 프로세스 내의 활동 모델링과 직접적인 관련이 없지만, 시스템 주도 상태 전 이는 모델링된 선행 및 후행조건을 바탕으로 하여 전체 프로 세스의 상태를 갱신하고 사용자에게 현재 수행 가능한 활동들 을 가이드하는 데에 중요한 역할을 한다. 따라서 프로세스 모 델의 활동들에 부가된 선행조건 및 후행조건들은 시스템 주도 상태 전이와 직접적인 관련이 있다. 본 연구에서는 선행조건 과 후행조건에 기반한 시스템 주도 상태 전이가 프로세스 보 조 소프트웨어 내에서 자동적으로 이루어지게 하기 위한 메커 니즘으로서 <Figure 9>와 같이 유도규칙(derivation rule)을 활용 한다. 유도규칙은 사실 지향 온톨로지 기술에서 기존의 사실
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Figure 7. Exemplary Implicit State Transitions
Figure 8. Two Types of State Transitions
들에 기반하여 새로운 사실들을 생성하기 위한 규칙이다. 시 스템 주도 상태 전이는 기존의 조건들을 검사하여, 선행조건 의 경우 해당 활동의 수행 가능을 나타내는 사실을, 후행조건 의 경우 해당 활동의 종료를 나타내는 사실을 생성함으로써 발생되는 것이다. <Figure 9>는 activity(“id1”)의 종료가 activ- ity(“id2”)의 선행조건으로 모델링된 경우, 유도규칙에 의해
‘activity(“id1”) is completed’라는 사실로부터 ‘activity(“id2”) is enabled’라는 사실이 생성되어 시스템 주도 상태 전이가 일어 나는 과정을 나타낸다.
5. 사실 지향 온톨로지 기반의 프로세스 모델링 절차
본 연구에서 제시하는 사실 지향 온톨로지 기반의 프로세스 모델링은 제 3장과 제 4장에 소개된 아키텍처와 개념들에 기반 한다. 프로세스 모델링의 절차는 다음과 같이 크게 4과정으로 이루어진다.
(1) 조건 모델링을 위한 사실 타입 정의 (2) 도식적 프로세스 모델링
(3) 각 활동에 대한 선행조건 및 후행조건 모델링
(4) 모델링된 선행조건 및 후행조건에 기반한 유도규칙 생성 각 단계 별 상세 설명은 다음과 같다.
5.1 조건 모델링을 위한 사실 타입 정의
본 연구에서 각 조건들은 사실로서 정의된다. 따라서 선행 조건과 후행조건을 활동에 모델링하기 위해서는 먼저 사실 지 향의 온톨로지 접근법에 기반하여 다양한 비즈니스 조건들을 모델링하기 위한 사실 타입들을 정의하여야 한다. 정의된 사 실 타입들을 인스턴스화함으로써 조건 모델링을 위한 사실들 을 모델링할 수 있다. 본 논문에서는 다음 <Figure 10>과 같은 분류대로 조건 모델링을 위한 사실 타입들을 정의한다.
기본 조건(basic condition)들을 위한 사실 타입은 프로세스 모 델 내의 각 구성요소들에 대해 그 상태를 나타내기 위해 활용한 다. <Figure 10>의 기본 조건을 위한 사실 타입은 HIM의 프로세 스 모델링 도구인 RAD에 기반하여 정의되었다. 지정 조건(des- igned condition)들에 대한 사실 타입들은 기타 다양한 비즈니스 상황들에 대한 조건을 나타내기 위해 모델러가 별도로 지정하 여 정의하는 사실 타입이다. 조건 모델링을 위한 사실 타입들은
A Fact-oriented Ontological Approach to Process Modeling for Knowledge-based Services 47
Figure 9. Using Derivation Rules for System-driven State Transitions
Figure 10. Fact-types for Modeling Conditions 프로세스 모델링 중에 필요 시 즉각적으로 정의할 수 있다.
5.2 도식적 프로세스 모델링
일반적인 프로세스 모델링과 같이 도식적 표현 방법을 활용 하여 프로세스를 모델링하는 과정이다. 도식적 프로세스 모델 링 방법은 BPMN, UML Activity Diagram, RAD 등 다양하게 존 재한다. 비즈니스 프로세스 내의 단위 활동을 정의할 수 있는
요소가 존재하기만 하면 본 연구의 프로세스 모델링을 적용할 수 있다. 본 논문의 예시는 지금까지 보여진 바와 같이 HIM에 서 사용하는 프로세스 모델링 도구인 RAD에 기반한다.
5.3 각 활동에 대한 선행조건 및 후행조건 모델링
도식적 프로세스 모델링을 통해 모델링된 각 활동들에 대해 선행조건과 후행조건들의 모델링을 수행하는 과정이다. 조건
48 이정수․김광수․김철한
Figure 11. Exemplary Condition Modeling
Figure 12. Examples of Generated Derivation Rules
모델링은 정의된 사실 타입들을 인스턴스화하여 이루어진다.
다음 <Figure 11>은 예시 RAD 프로세스 모델의 각 활동에 대 해 선행조건과 후행조건을 모델링한 예시를 나타낸다.
5.4 유도규칙 생성
앞서 설명한 바와 같이 본 연구는 시스템 주도 상태 전이가 프로세스 보조 소프트웨어 내에서 자동적으로 이루어지도록 지원하기 위해 유도규칙을 활용한다. 제 5.3절의 조건 모델링 에 기반하여 생성된 유도규칙은 다음 <Figure 12>의 예와 같다.
<Figure 12>에서 보는 바와 같이, 활동 모델링을 위한 유도규 칙은 ‘if 조건사실(and 조건사실) then derive 조건사실’의 형태
로 이루어지며, 선행조건의 경우 ‘activity(“id1”) is enabled’와 같이 해당 활동의 수행 가능을 나타내는 사실, 후행조건의 경 우 ‘activity(“id1”) is completed’와 같이 해당 활동의 완료를 나 타내는 사실이 생성되도록 작성된다.
6. 예시 시나리오
본 장에서는 제 5장에서 제시된 예시 프로세스 모델을 바탕으 로 예시 시나리오를 보이고 설명한다. 다음 <Figure 13>의(a)～
(h)는 예시 시나리오의 각 상태를 나타낸다. 그림의 왼쪽은 각 상태에서의 상태 사실들을 보여주며, 오른쪽은 프로세스 모델
지식 기반 서비스를 위한 사실 지향 온톨로지 기반의 프로세스 모델링 접근법 49
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
(g) (h)
Figure 13. An Example Scenario
상에서의 상황을 나타낸다.
시나리오의 각 상태 별 설명은 다음과 같다.
(a) State 0 : 활동 ‘Assess Design’이 해당 디자인을 넘겨받음 으로써 시작되었음을 나타낸다.
(b) State 1 : 활동 ‘Assess Design’의 결과로 해당 디자인이 승 인되었다. 이를 나타내는 조건 사실들이 추가되었다. 프 로세스 활동의 결과를 반영한 것이므로 사용자 주도 상 태 전이이다.
(c) State 2 : <Figure 12>의 유도규칙 DR02에 의해, 프로세스
보조 소프트웨어가 활동 ‘Assess Design’의 종료를 반영 하였다. 이는 시스템 주도 상태 전이이다.
(d) State 3 : 활동 ‘Assess Design’ 종료의 결과로서, 유도규칙 DR03과 DR09가 활동 ‘Add Design to Implementation List’
와 활동 ‘Log Design’을 수행 가능 상태로 변화시켰다.
(e) State 4 : 수행 가능 상태의 두 활동 중, 사용자가 활동 ‘Add Activity to Implementation List’를 선택하여 수행하고 있 음을 프로세스 보조 소프트웨어에 반영하였다. 이와 같 이 다음에 수행할 활동에 대해 사용자가 프로세스 수행 중에 선택하는 것은 HIM에서 제시하는 지원적 프로세스
50 Jeongsoo Lee․Kwangsoo Kim․Cheol-Han Kim
관리의 특징 중 하나로서, 프로세스 수행에 유연성을 증 가시킨다.
(f) State 5 : 활동 ‘Add Design to Implementation List’를 수행하 는 도중, 사용자가 해당 디자인이 기각되어야 함을 인지 하였다. 이는 ‘design(“id9”) is rejected’라는 사실을 통해 프 로세스 보조 소프트웨어에 반영되었다.
(g) State 6 : 디자인이 기각되어 활동 ‘Add Design to Implemen- tation List’의 선행조건이 만족되지 못함으로 인해 중지 되었다. 동시에 디자인이 기각됨을 나타낸 사실은 활동
‘Add Design to Rejection List’와 활동 ‘Describe Potential Safety Problems’를 수행 가능한 상태로 변화시켰다. 이것 은 해당 프로세스가 하나의 분기에서 다른 분기로 ‘점프’
하였다는 것을 나타낸다. 이와 같은 ‘프로세스 점프’는 지원적 프로세스 관리의 다른 하나의 특징이다.
(h) State 7 : 사용자가 수행 가능한 두 활동을 동시에 시작하 였음을 나타낸다. 이와 같이 여러 개의 활동에 대해 동시 에 수행이 가능하게 허용하는 것 또한 지원적 활동 관리 의 다른 하나의 특징이다.
7. 결 론
지식 기반 서비스는 다른 산업에 비해 사람 간 협업에 대한 의 존도가 크기 때문에, 서비스 프로세스 모델링에 있어서도 사 람의 특성을 고려하는 것이 필요하다. HIM은 인간의 활동 특 성과 협업 능력에 더욱 초점을 맞추어 제시된 차세대 BPM 기 술로서 주목 받고 있다. 그러나 기존의 HIM에서 제시하는 지원 적 프로세스 모델링은 비즈니스 환경에 존재하는 다양한 조건 들을 모델링하고 관리하는 구체적인 방법론을 제시하지 못하 고 있으며, HIM의 예시 구현인 HumanEdj의 조건 모델링은 복 잡하고 모델링 오류에 대해 강건하지 못하다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 인간 친화적 형태의 개념적 모델링 방법인 사실 지향 온톨로지 기술에 기반하여 이를 보완하는 방안에 대 해 제안하였다.
먼저 본 논문은 지원적 프로세스 관리의 아키텍처를 명시화 하고 사실 지향 온톨로지에 기반하여 이를 지원하기 위한 암 묵적 상태 관리 및 상태 전이에 대해 논하였다. 이어서 사실 지 향 온톨로지에 기반한 프로세스 모델링 방법과 그 절차를 예 시와 함께 제시하였고, 예제 시나리오를 통해 지원적 프로세 스 모델링의 특징을 설명하였다.
추후 연구로는 사실 지향 온톨로지에 기반한 프로세스 모델 링을 위한 프로세스 보조 소프트웨어의 구현과 모델링된 프로 세스 모델을 플랫폼 독립적인 형태로 정의하여 모델의 상호운 용성을 높이는 방법 등이 있다.
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