Pattern-based Interactive Configuration Derivation for Cyber-physical System Product Lines
Pattern-based Interactive Configuration Derivation for Cyber-physical System Product Lines
复制标题
信息物理系统产品线基于模式的交互式配置推导
DOI：
10.1145/3389397
复制
发表时间：
2020-06
影响因子：
2.3
通讯作者：
Shaukat Ali
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hong Lu;Tao Yue;Shaukat Ali
从产品线衍生网络物理系统（CPS）产品需要配置来自多个领域（例如计算、控制和通信）的数百到数千个组件和设备的可配置参数。 CPS 产品线的完全自动化配置过程在实践中很少可能实现，并且需要动态和交互的过程。因此，在这样一个动态的、交互式的配置过程中，一些可配置参数需要手动配置，其余的可以自动或手动配置，具体取决于预定义的约束、配置步骤的顺序以及先前的配置数据。在本文中，我们提出了一种基于模式的交互式配置推导方法（称为 Pi-CD），通过受益于预定义的约束和先前配置步骤的配置数据，最大限度地提高自动推导 CPS 正确配置的机会。 Pi-CD 需要使用统一建模语言建模的 CPS 产品线架构，该语言扩展了四种类型的可变性，以及对象约束语言 (OCL) 中指定的约束。 Pi-CD 配备了 324 种配置派生模式，这些模式是我们通过系统分析 OCL 结构和语义来定义的。我们通过配置来自两个实际 CPS 产品线的 20 种不同复杂度的 CPS 产品来评估 Pi-CD。结果表明，Pi-CD 可以在可忽略不计的时间成本下实现高达 72% 的自动化程度。此外，随着配置参数和约束数量的增加，其时间性能保持稳定。
Deriving a Cyber-Physical System (CPS) product from a product line requires configuring hundreds to thousands of configurable parameters of components and devices from multiple domains, e.g., computing, control, and communication. A fully automated configuration process for a CPS product line is seldom possible in practice, and a dynamic and interactive process is expected. Therefore, some configurable parameters are to be configured manually, and the rest can be configured either automatically or manually, depending on pre-defined constraints, the order of configuration steps, and previous configuration data in such a dynamic and interactive configuration process. In this article, we propose a pattern-based, interactive configuration derivation methodology (named as Pi-CD) to maximize opportunities of automatically deriving correct configurations of CPSs by benefiting from pre-defined constraints and configuration data of previous configuration steps. Pi-CD requires architectures of CPS product lines modeled with Unified Modeling Language extended with four types of variabilities, along with constraints specified in Object Constraint Language (OCL). Pi-CD is equipped with 324 configuration derivation patterns that we defined by systematically analyzing the OCL constructs and semantics. We evaluated Pi-CD by configuring 20 CPS products of varying complexity from two real-world CPS product lines. Results show that Pi-CD can achieve up to 72% automation degree with a negligible time cost. Moreover, its time performance remains stable with the increase in the number of configuration parameters as well as constraints.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1007/11554844_3
发表时间：
2005-09
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
D. Batory
通讯作者：
D. Batory
DOI：
--
发表时间：
2004
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Timo Asikainen;T. Männistö;T. Soininen
通讯作者：
Timo Asikainen;T. Männistö;T. Soininen
DOI：
10.1007/978-3-642-55481-0
发表时间：
2003
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Prof. William F. Clocksin;Dr. Christopher S. Mellish
通讯作者：
Prof. William F. Clocksin;Dr. Christopher S. Mellish
DOI：
10.1007/3-540-45652-x_8
发表时间：
2002-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Dirk Muthig;C. Atkinson
通讯作者：
Dirk Muthig;C. Atkinson
DOI：
10.1002/smr.534
发表时间：
2012-06
期刊：
Journal of Software: Evolution and Process
影响因子：
--
作者：
E. Bagheri;T. D. Noia;D. Gašević;Azzurra Ragone
通讯作者：
E. Bagheri;T. D. Noia;D. Gašević;Azzurra Ragone