동적 조건응답 그래프를 활용한 선언형 이벤트 기반 워크플로우

초록

본 논문은 이벤트를 정점으로, 조건·응답·포함·제외 네 가지 관계를 이용해 워크플로우를 기술하는 선언형 모델인 Dynamic Condition Response (DCR) 그래프를 제안한다. DCR 그래프는 기존의 prime event structure를 일반화하고, 이벤트의 다중 실행, 동적 포함·제외, 역할 기반 분산 실행을 지원한다. 그래프를 마킹(실행·포함·응답 집합)으로 상태를 표현하고, 이를 라벨드 전이 시스템 및 Büchi 자동화로 변환함으로써 형식적 검증이 가능하도록 설계하였다. 병원 사례를 통해 절차적 모델에 비해 높은 유연성을 입증한다.

상세 분석

이 논문은 선언형 워크플로우 모델링의 한계점을 명확히 짚고, DCR 그래프라는 새로운 형식을 도입함으로써 그 한계를 극복한다. 먼저 기존의 prime event structure는 사건이 한 번만 발생하고, 선행 관계와 충돌 관계만을 지원한다는 제약이 있다. 저자들은 여기에 응답 관계를 추가해 조건‑응답(event‑response) 구조(CRES)를 정의하고, 이를 기반으로 동적 포함·제외(inclusion·exclusion) 관계를 도입한다. 네 가지 기본 관계(조건, 응답, 포함, 제외)는 모두 방향성을 갖는 화살표로 표현되며, 각각의 의미가 명확히 정의된다.

특히 마킹(Marking)이라는 개념을 도입해 현재 실행된 사건(Executed), 현재 포함된 사건(Included), 아직 이행해야 할 응답 사건(Response) 세 집합을 동시에 관리한다. 이는 Petri Net의 마킹과 유사하지만, 사건 자체가 상태를 나타내는 것이 아니라 관계망 안에서 동적으로 활성·비활성 전환이 가능하도록 설계된 점이 차별점이다. 사건이 여러 번 실행될 수 있다는 점은 무한 행동을 유한 그래프 하나로 모델링할 수 있게 하며, 포함·제외 관계를 통해 특정 상황에서 사건을 일시적으로 비활성화하거나 다시 활성화할 수 있다.

분산 측면에서는 사건과 주체(principal) 사이에 역할(Role)을 매핑한다. 사건은 지정된 역할을 가진 주체만 실행 가능하도록 제한함으로써 실제 조직 내 업무 분담을 그래프 수준에서 표현한다. 이는 기존의 LTL 기반 선언형 모델이 갖는 실행 시점의 모호성을 해소하고, 사용자에게 직관적인 시각적 정보를 제공한다.

형식적 의미론은 라벨드 전이 시스템(LTS)으로 정의된다. 상태는 마킹이며, 사건 실행은 전이 규칙에 따라 조건이 만족되고, 포함·제외 관계에 의해 마킹이 갱신된다. 수용 조건은 “무한히 포함된 채로 남아 있는 응답 사건이 없을 것”으로 정의되어, 약한 공정성(weak fairness)을 자연스럽게 구현한다. 마지막으로 저자들은 DCR 그래프를 Büchi 자동화로 변환하는 절차를 제시한다. 변환 과정에서 τ-전이를 도입해 유한 실행도 수용하도록 확장했으며, 이는 기존 연구에서 놓쳤던 유한 실행의 검증을 가능하게 한다.

전체적으로 DCR 그래프는 선언형 모델의 가독성, 실행 시점의 상태 가시성, 그리고 형식적 검증 가능성을 동시에 만족시키는 통합 프레임워크라 할 수 있다. 특히 의료 현장과 같이 복잡하고 예외가 빈번한 도메인에서 절차적 모델이 초래하는 과잉 제약을 완화하고, 현장 전문가가 직접 그래프를 수정·확장할 수 있는 실용성을 제공한다.