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Modélisation de l’Internet des objets dans des modèles de processus configurables

Modélisation de l'Internet des objets dans des modèles de processus configurables

L’Ecole doctorale : Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication
et le Laboratoire de recherche SAMOVAR présentent
l’AVIS DE SOUTENANCE de Monsieur KUNAL SURI
Autorisé à présenter ses travaux en vue de l’obtention du Doctorat de l’Université Paris-Saclay, préparé à Télécom SudParis en :Informatique

Titre : « Modélisation de l’Internet des objets dans des modèles de processus configurables »

Quand : le lundi11 Février 2019

Où : à 14h00 au CEA Paris-Saclay, Nano-INNOV Campus, 8 Avenue de la Vauve, 91120 Palaiseau Amphi 33 - bâtiment 862

Membres du jury :

M. Samir TATA, Professeur, Télécom SudParis, FRANCE Examinateur
M. Walid GAALOUL, Professeur, Télécom SudParis, FRANCE Directeur de these
M. Michael MRISSA, Professeur, Université de Pau et des Pays de l’Adour, FRANCE Rapporteur
Mme Chirine GHEDIRA GUEGAN, Professeure, Université Jean Moulin Lyon 3, FRANCE Rapporteur
Mme Maude MANOUVRIER, Maître de Conférences, Université Paris-Dauphine, FRANCE Examinateur
M. Nazim AGOULMINE, Professeur, Université d’Évry Val d’Essonne, FRANCE Examinateur
Mme Wided GUÉDRIA, Chargée de Recherche, Luxembourg Institute of Science and Technology, LUXEMBOURG Examinatrice
M. Arnaud CUCCURU, Ingénieur de Recherche, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, FRANCE Examinateur

Résumé :

D’une part, un nombre croissant d’organisations multinationales ont adopté les systèmes d’information PAIS (Process-Aware Information Systems) pour tirer parti des avantages de l’utilisation de processus rationalisés basés sur des modèles prédéfinis, également appelés modèles de processus métier (BP). Cependant, l’environnement commercial dynamique actuel exige de la flexibilité et une réutilisation systématique des tiers, qui est fournie par l’utilisation de modèles de processus configurables (CPM). Il évite le développement de processus à partir de zéro, à la fois fastidieux et sujet aux erreurs, et facilite le partage d’une famille de variantes de partenaire pouvant être personnalisées en fonction d’exigences métier concrètes. D’autre part, l’adoption des ressources Internet of Things (IoT) dans divers BP inter-organisations est également en hausse. Toutefois, pour atteindre la valeur commerciale souhaitée, ces ressources IoT doivent être utilisées efficacement. Ces dispositifs IoT sont hétérogènes en raison de leurs propriétés et de leurs fabricants (normes propriétaires), ce qui pose des problèmes d’interopérabilité. De plus, étant limitées en ressources, elles doivent être affectées (et consommées) en gardant à l’esprit des contraintes telles que le coût énergétique, le coût de calcul, pour éviter les défaillances pendant le temps où elles sont consommées dans les processus. Il est donc essentiel de modéliser explicitement la perspective des ressources IoT dans les modèles BP au cours de la phase de conception du processus. Dans la littérature, divers travaux de recherche dans le domaine de la gestion des processus métier (BPM) sont généralement axés sur la perspective du contrôle des flux. Bien qu’il existe certaines approches axées sur la perspective des ressources, elles sont généralement dédiées à la perspective des ressources humaines. Ainsi, les travaux sur l’intégration de la perspective des ressources IoT dans les entreprises partenaires sont limités, sans que l’on se concentre sur la résolution des problèmes liés à l’hétérogénéité dans le domaine de l’IoT. De même, dans le contexte des CPM, il n’existe aucune prise en charge de la configuration permettant de modéliser la variabilité des ressources IoT au niveau des CPM. Cette variabilité résulte des fonctionnalités spécifiques aux ressources IoT, telles que la possibilité de partage et la réplication, qui sont pertinentes dans le contexte des tiers. Dans cette thèse, nous abordons les limitations susmentionnées en proposant une approche visant à intégrer la perspective IoT dans le domaine du BPM et à soutenir le développement de CPMs Ido-Aware. Ce travail contribue de la manière suivante : (1) il fournit une description formelle de la perspective des ressources IoT et de ses relations avec le domaine BPM à l’aide de la technologie sémantique (2) il fournit de nouveaux concepts permettant d’activer l’allocation de ressources IoT configurable dans les CPM. Pour valider notre approche et en démontrer la faisabilité, nous procédons comme suit : (1) implémenter des outils de preuve de concept aidant au développement de BP et de CPM sensibles à l’IoT, et (2) réaliser des expériences sur les jeux de données de modèles de processus. Les résultats de l’expérimentation montrent l’efficacité de notre approche et en affirment la faisabilité.

Abstract :

On the one hand, a growing number of multi-national organizations have embraced the Process-Aware Information Systems (PAIS) to reap the benefits of using streamlined processes that are based on predefined models, also called as Business Process (BP) models. However, today’s dynamic business environment demands flexibility and systematic reuse of BPs, which is provided by the use of Configurable Process Models (CPMs). It avoids the development of processes from scratch, which is both time-consuming and error-prone, and facilitates the sharing of a family of BP variants that can be customized based on concrete business requirements. On the other hand, the adoption of the Internet of Things (IoT) resources in various cross-organizational BPs is also on a rise. However, to attain the desired business value, these IoT resources must be used efficiently. These IoT devices are heterogeneous due to their diverse properties and manufactures (proprietary standards), which leads to issues related to interoperability. Further, being resource-constrained, they need to be allocated (and consumed) keeping in the mind relevant constraints such as energy cost, computation cost, to avoid failures during the time of their consumption in the processes. Thus, it is essential to explicitly model the IoT resource perspective in the BP models during the process design phase. In the literature, various research works in Business Process Management (BPM) domain are usually focused on the control-flow perspective. While there do exist some approaches that focus on the resource perspective, they are typically dedicated to the human resource perspective. Thus, there is limited work on integrating the IoT resource perspective into BPs, without any focus on solving issues related to heterogeneity in IoT domain. Likewise, in the context of CPMs, there is no configuration support to model IoT resource variability at the CPM level. This variability is a result of specific IoT resource features such as Shareability and Replication that is relevant in the context of BPs. In this thesis, we address the aforementioned limitations by proposing an approach to integrate IoT perspective in the BPM domain and to support the development of IoT-Aware CPMs. This work contributes in the following manner : (1) it provides a formal description of the IoT resource perspective and its relationships with the BPM domain using semantic technology (2) it provides novel concepts to enable configurable IoT resource allocation in CPMs. To validate our approach and to show its feasibility, we do the following : (1) implement proof of concept tools that assist in the development of IoT-aware BPs and IoT-aware CPMs, and (2) perform experiments on the process model datasets. The experimentation results show the effectiveness of our approach and affirm its feasibility.