KR102634624B1 - 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법 및 그의 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자연어 처리기법을 바탕으로 플랜트 절차서에서 추출한 정보들을 이용하여 BPMN(Business Process Model and Notation) 기반의 프로세스 모델을 생성하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법 및 그의 시스템을 제안한다. 본 발명의 프로세스 모델 생성시스템은, 절차서에 포함된 유의미한 구문 및 의미 정보를 추출하는 정보 추출모듈과, 상기 정보 추출모듈이 추출한 구문 및 의미 정보를 이용하여 상기 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델 생성모듈을 포함하여 구성된다. 그리고 상기 프로세스 모델 생성모듈은, 상기 절차서의 각 단락에 대해 내포된 구문 및 의미정보를 이용하여 하나 이상의 개별 BPMN 요소 및 그 속성값으로 변환하는 변환부와, 상기 개별 BPMN 요소들을 통합 및 재구조화하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 생성부를 포함하여 구성된다.

Description

플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법 및 그의 시스템{Methods and systems to generate the process models of plant procedures}
본 발명은 플랜트 절차서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연어 처리 기법을 바탕으로 플랜트 절차서에서 추출한 정보들을 이용하여, 절차서의 각 단락을 BPMN(Business Process Model and Notation) 요소 및 그 속성으로 변환한 후, 이들을 통합 및 재구조화하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성함으로써, 모든 관계자가 절차서의 내용을 직관적으로 이해할 수 있을 뿐만 아니라 추가적인 분석을 용이하게 할 수 있도록 한 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법 및 그의 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 명세서에서 설명하는 플랜트는, 발전소, 정유플랜트, (석유)화학플랜트, 담수화플랜트 등과 같은 대형 설비를 운용하는 산업분야를 말하나, 아래에서 설명하게 되는 본 실시 예는 원자력 발전소를 예를 들어 설명한다. 따라서 본 발명의 플랜트 절차서는 실시 예에서 설명하는 원자력 발전소의 절차서만을 의미하지 않고 다른 유형의 플랜트 절차서에도 적용될 수 있음은 당연할 것이다.
절차서(procedures)는 원자력 발전소와 같이 많은 설비를 구비한 플랜트에서, 설비를 운전하고 유지 보수하는 모든 작업자의 활동을 광범위하게 지원하여, 안전하고 신중하게 통제된 운영을 보장하는데 핵심적인 역할을 한다. 또 절차서는 각 플랜트가 충족해야 할 안전기준 등 여러 가지 설계요구조건 및 이의 실제 물리적 구현결과를 비롯하여, 플랜트를 설계하고 건설하는 과정에서의 전문 인력들의 지식 및 활동을 시스템 운영자에게 전달하고, 더 나아가 플랜트의 모든 작업자에게 관련 내용을 교육하는 데에도 중요한 역할을 수행한다. 그리고 절차서는 플랜트 관리자가 플랜트 운영 및 유지 보수에 대한 표준과 기대치를 정확하게 충족시키는 방법을 이해할 수 있도록 돕는 역할도 한다.
그래서 절차서는 플랜트를 안전하게 운영하는 데 필요한 요구 사항, 정책, 물리적 시설, 프로세스 및 인력을 포함하여 모든 관련 영역에서 사용 가능한 최신 지식을 통합하여 기술적, 운영적 측면에서 정확해야 한다. 또한 통제된 기술문서로서의 절차서는 플랜트에서의 모든 작업 활동, 프로그램 또는 프로세스에 대한 목적, 구체적 작업의 의도 및 작업내용과 순서 등을 명확하고 이해하기 쉽게 제공하여, 작업자의 인적 오류나 실수 등을 유발하지 않도록 함으로써, 모든 작업자의 수행 품질 및 안전성을 보장할 수 있어야 한다.
종래에도 플랜트 절차서 내용을 개괄하거나 추가적인 분석을 위하여 절차서의 모형을 활용하고자 하는 몇 가지 접근 방안 등이 제안된 바 있다. 예를 들면 ImPRO, SIMPROC, COPMA-Ⅲ에서 사용하는 순서도(Flowcharts), 절차서의 기술적 내용에 대한 검증을 목적으로 CPN(Colored Petri net) 모델 또는 MFM(Multi-level flow modeling) 모델 등을 활용하는 방안이 제안된 바 있다.
다만 상기한 종래 모델들은 플랜트의 운영, 관리 등에 참여하는 모든 관계자들이 직관적으로 이해하는데 어려움이 있거나 절차서의 세부 내용을 나타내는데 한계를 가지고 있었다. 즉 절차서의 지속적 개선을 위해서는 모든 관계자가 절차서의 내용을 쉽게 이해할 수 있어야 하고, 절차서 내의 모든 유의미한 내용을 표현하기 위해서는 풍부한 의미 체계가 필요하며, 다양한 관점에서 분석을 수행하려면 이에 대응하는 다양한 분석 기술과의 쉬운 통합이 필요한데, 앞서 설명한 기존 모델들은 이러한 조건들을 만족하지 못했다.
또한, 기존 접근방법들은 해당 분야 전문가의 수작업을 통해서 이러한 모델을 구축했기 때문에, 다수의 절차서에 대한 모델의 생성 및 생성결과에 대한 검토를 위해서는 많은 공수가 소요되고 모델 생성에 있어서의 일관성을 유지하기에도 쉽지 않다.
이러한 이유들은 직관적이고 확장성이 용이한 플랜트 절차서 모델의 구축 및 그 활용에 적지 않은 장애로 작용하여 왔다.
한국등록특허 1688269B1(2016. 12. 14) 미국공개특허 20140282366A1(2018. 11. 02)
본 발명의 목적은, 모든 관계자가 이해하기에 용이하면서도, 풍부하고 실행가능한 시맨틱을 보유하며, 다양한 분석기법과 접목이 가능하고 확장성이 뛰어난 BPMN(Business Process Model and Notation) 표준을 기반으로 하여, 절차서의 모든 유의미한 내용을 포함하면서도 모든 관계자가 직관적으로 이해할 수 있고 다양한 추가적인 분석을 용이하게 할 수 있도록 하기 위해, 자연어처리기법을 응용하여 플랜트 절차서의 각 단락을 BPMN 요소 및 그 속성으로 표현한 후, 이들을 통합 및 재구조화하여 BPMN기반 절차서의 프로세스 모델을 자동으로 생성하는 방법 및 그의 시스템을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법은, 절차서에 포함된 유의미한 구문 및 의미 정보를 추출하는 정보 추출단계; 및 상기 추출된 구문 및 의미 정보를 이용하여 상기 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델 생성단계를 순차적으로 수행하는 것에 의해 달성된다.
상기 정보 추출단계는, 상기 절차서에 대한 전처리 과정을 수행하는 제1 단계; 상기 전처리 과정에 따른 텍스트 정보를 분석하기 위해 자연어 처리를 수행하고, 상기 자연어 처리 중 발생한 POS 태그 및 구문분석 오류를 감지하고 수정하는 제2 단계; 및 상기 제1 단계 및 제2 단계의 결과물을 이용하여 상기 절차서의 각 단락에 대하여 의미 개체 식별, 단락의 유형 분류, 조치문 단락의 세부 구성 요소 식별을 수행하는 제3 단계를 포함한다.
상기 POS 태그 및 구문분석 오류를 감지하고 보정하는 것은 소정 플랜트를 대상으로 작성된 어휘 데이터베이스와 내부 규칙을 활용한다.
상기 의미 개체 식별은, 각 토큰에 포함된 단어가 온톨로지에 포함되어 있는 경우 적용되는 온톨로지 조회방식과, POS 태깅, 구문적 태깅 및 의미적 태깅을 포함하는 조건식을 만족하는 토큰에 대해 미리 지정된 의미유형으로 태깅하는 패턴기반의 규칙방식을 조합하여 수행한다.
상기 단락 유형 분류는, 조치 동사 및 그 대상 객체를 포함하는 제1 그룹과, 제3 그룹과 비교하여 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 높은 제2 그룹 및 상기 제2 그룹과 비교하여 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 낮은 제3 그룹 각각에 포함되는 여러가지 단락유형으로 절차서 각 단락의 유형을 분류한다.
상기 구성 요소 식별은, POS 태그, 구문분석 태그, 의미 개체 태그에 따라 조치 동사, 및 그 대상 객체를 비롯하여 나머지 복수 개의 선택적 구성요소를 각각 식별한다.
상기 프로세스 모델 생성단계는, 상기 절차서의 각 단락에 대해 내포된 상기 구문 및 의미 정보를 활용하여 하나 이상의 개별 BPMN 요소 및 그 속성값으로 변환하는 단계; 및 상기 개별 BPMN 요소들을 통합 및 재구조화하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 단락 중 상기 제1 그룹에 포함되는 유형에 해당하는 각 단락은, 조치문 또는 조치절의 경우 액티버티(Activity)로 변환되고, 조건절의 경우 게이트웨이(Gateway) 또는 이벤트(Event) 등의 BPMN 흐름 객체(Flow objects)로 변환되며, 상기 특정 조치문과 관련된 상기 제2 그룹 또는 제3 그룹 유형의 각 단락은 상기 흐름 객체(Flow objects)와 연관되거나 첨부된 BPMN 요소로 변환되어 표현된다.
상기 절차서 단락간의 선후관계, 분기, 참조관계를 기초로 하여 상기 절차서의 각 단락별로 변환된 개별 BPMN 요소들간을 시퀀스 흐름으로 연결하여 통합하는 단계; 및 상기 개별 BPMN 요소들을 분해 또는 결합하여 절차서의 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 재구조화하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템은, 절차서에 포함된 유의미한 구문 및 의미 정보를 추출하는 정보 추출모듈; 및 상기 정보 추출모듈이 추출한 구문 및 의미 정보를 이용하여 상기 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델 생성모듈을 포함하여 구성된다.
상기 정보 추출모듈은, 입력된 절차서에 포함된 이미지 및 표 개체를 제거하는 넌-텍스트 처리부와, 이미지 및 표 개체가 제거된 절차서의 텍스트에 대한 구조적 특성을 추출하는 텍스트 처리부를 포함하는 전처리 유닛; 상기 전처리 유닛으로부터 텍스트 정보를 전달받고 자연어 처리(NLP: Natural language processing)기술을 이용하여 텍스트를 분석하고 보정하는 확장된 자연어 처리 유닛; 및 상기 자연어 처리된 절차서의 각 단락을 대상으로 단락에 포함된 모든 유의한 의미 개체 식별, 단락의 유형 분류, 조치문 단락의 세부 구성 요소 식별을 수행하는 정보 추출 유닛을 포함한다.
상기 확장된 자연어 처리 유닛은, 토큰화, 문장 분할, 표제어 추출을 위한 제1 자연어 처리부; 품사 태깅 및 구문 분석 과정을 위한 제2 자연어 처리부; 및 어휘 데이터베이스와 통합한 내부 규칙을 활용하여 자연어 처리과정에서 발생한 잘못된 POS 태그 및 구문분석 결과를 감지 및 수정하기 위한 제3 자연어 처리부를 포함한다.
상기 정보 추출 유닛은, 온톨로지 조회 방식과 내부 규칙 방식을 적용하여 절차서의 각 단락에 포함된 유의한 의미 개체를 식별하는 의미 개체 식별부; 절차서의 각 단락에서 조치 동사 및 그 대상 객체를 포함하는 제1 그룹, 제3 그룹보다 특정 조치문과 관련성이 높은 제2 그룹 및 상기 제2 그룹과 비교하여 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 낮은 제3 그룹 각각에 포함된 여러 가지 단락 유형으로 절차서 각 단락의 유형을 분류하는 단락 유형 분류부; 및 상기 조치문 단락의 세부 구성 요소로서 POS 태그, 의미 개체 태그, 구문분석 태그에 따라 조치 동사 및 대상 객체를 비롯하여 나머지 복수 개의 선택적 구성요소를 각각 식별하는 구성 요소 식별부를 포함한다.
상기 프로세스 모델 생성모듈은, 상기 절차서의 각 단락에 대해 내포된 상기 구문 및 의미 정보를 활용하여 하나 이상의 개별 BPMN 요소 및 그 속성값으로 변환하는 변환부; 및 상기 개별 BPMN 요소들을 통합 및 재구조화하여 BPMN기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 생성부를 포함한다.
상기 변환부는 상기 단락들 중의 일부는 BPMN 모델의 흐름 객체(Flow objects)로 변환하고, 나머지 단락은 상기 흐름 객체(Flow objects)와 연관되거나 또는 첨부된 BPMN 요소로 변환한다.
상기 생성부는, 상기 절차서 단락간의 선후관계, 분기, 참조관계를 기초로 하여 상기 절차서의 각 단락별로 변환된 개별 BPMN 요소들간을 시퀀스 흐름으로 연결하여 통합하고, 상기 개별 BPMN 요소들을 분해 또는 결합하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 재구조화한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 자연어 처리 기반의 정보 추출결과를 이용하여 절차서의 내용을 직관적으로 표현하는 BPMN 기반 프로세스 모델을 자동으로 일관성 있게 생성할 수 있다.
본 발명에 따르면 절차서 각 단락의 모든 유의미한 내용을 의미체계가 풍부한 BPMN 요소 및 그 속성 형태로 표현하기 때문에, 모든 관계자가 절차서의 내용을 직관적으로 이해할 수 있다.
본 발명에 따르면 자동 생성된 프로세스 모델을 이용하여, 많은 수의 절차서간의 상호 연계성 등을 종합적으로 분석할 수 있다.
본 발명에 따르면 모든 관계자의 직관적 이해가 용이한 다수의 절차서 프로세스 모델에 대한 다양한 종합분석결과를 이용하여 개별 절차서 또는 절차서간의 연계성 측면에서 개선이 필요한 부분을 쉽게 파악할 수 있음으로 인해, 절차서의 개선을 포함하는 종합적 절차서 관리체계를 업그레이드시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 BPMN의 주요 요소를 설명한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 플랜트 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 시스템 구성도이다.
도 3은 도 2의 정보 추출모듈의 구성도이다.
도 4 내지 도 19는 절차서의 각 단락 유형별로 대응하는 BPMN 요소로 변환한 예시 도면들이다.
도 20은 본 발명에 따라 절차서의 모든 유의미한 내용을 표현하기 위해 확장된 BPMN 메타 모델 도면이다.
도 21 내지 도 25는 절차서의 각 단락 유형별로 변환된 BPMN 요소들을 시퀀스 흐름으로 연결하여 통합한 후, 개별 BPMN 요소들을 분해 또는 결합하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 간결하고 이해하기 쉽게 재구조화하는 방안을 표현한 도면들이다.
도 26 내지 도 29는 본 발명에 따라 가상의 원자력 발전소 절차서 하나를 BPMN 기반 프로세스 모델로 표현하고, 이에 대해 예시적으로 분석한 결과를 나타내는 다이어그램들이다.
도 30은 본 발명의 연구 결과에 따라 실제 미국 상용 원자력발전소의 총 25개의 절차서들간의 참조상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명이 제안하는 프로세스 모델은 OMG(Object Management Group)에서 유지 관리하는 BPMN(Business Process Model and Notation, 비즈니스 프로세스 모델 및 표기법)을 기초로 한다. BPMN은 복잡한 비즈니스 프로세스를 직관적으로 이해할 수 있도록 표현하는 표준화된 시각적 표기법으로, 순서도 또는 UML 액티버티 다이어그램과 유사한 다이어그램으로 프로세스를 나타낼 수 있다. 또한 다이어그램의 각 요소에 대한 세부 상세 내용은 여러가지 속성값으로 정의하여 나타낼 수 있다.
BPMN 모델은, 도 1에 도시한 바와 같이 흐름 객체(Flow objects), 부가 객체(Artifacts), 연결 객체(Connecting Objects), 스윔레인(Swimlane)의 4가지 유형으로 구성된다.
흐름 객체(Flow objects)는 프로세스의 동작을 정의하는 액티버티(Activities), 이벤트(Events), 게이트웨이(Gateways) 요소들을 포함한다. 액티버티는 프로세스에서 수행해야 할 작업(task)을 나타내며, 도 1에서와 같이 모서리가 둥근 사각형으로 표시한다. 단위작업의 경우에는 태스크(task)로 나타내며, 작업자 또는 플랜트 장비에 의해 수행될 수 있다. 적어도 하나 이상의 태스크를 포함하는 서브 프로세스(subprocess)는 하단 경계선 안쪽에 크로스기호(+)를 포함하는 작은 사각형을 표기하여 태스크와 구별한다. 이벤트(Events)는 프로세스의 수행과 관련하여 발생하는 여러가지 상황을 표현하기 위해 사용하며, 원(circle)으로 표시한다. 이벤트는 경계선 종류를 달리하여 구분하는데, 프로세스의 시작(가는 경계선)이나 종료(굵은 경계선)를 나타내거나 프로세스 수행 도중(이중 경계선)에 발생하는 3가지 유형으로 구분할 수 있다. 이외에도 원 내부에 다양한 마커(marker)를 표기하여 이벤트의 다양한 유형을 구분한다. 게이트웨이(Gateways)는 조건에 따라 프로세스의 분기(split) 또는 병합(join)을 통제하는 요소이다. 게이트웨이의 제어유형은 기본적으로 XOR, OR, AND와 같은 논리 연산자 중 하나로 표현되며, 이외에도 복잡한 제어유형을 나타낼 수 있다.
부가 객체(Artifacts)는 프로세스의 흐름과는 상관없다. 부가 객체는 액티버티(Activities)와 관련된 모든 유형의 정보를 나타내는 데이터 객체(Data object), 복수 개의 흐름 객체 요소 등을 일괄해서 나타내기 위한 그룹(Group), 프로세스 모델에 관한 추가 정보를 제공하는 주석(Annotation)을 포함한다.
연결 객체(Connecting Objects)는 흐름 객체간 또는 흐름 객체와 부가 객체를 서로 연결하는데 사용된다. 한 쌍의 흐름 객체간의 선후관계를 실선 화살표로 표시하는 시퀀스 흐름(sequence flow), 흐름 객체 들간의 메시지 교환을 점선 화살표로 표시하는 메시지 흐름(Message flow), 데이터 객체 또는 주석의 부가 객체를 관련 흐름 객체에 연결하는 연계(Association)를 포함한다.
스윔레인(Swimlane)은 풀(pool)과 그 내부의 적어도 하나 이상의 레인(lane)으로 구성된다. 풀은 일반적으로 하나의 프로세스모델을 나타내는데 사용되며, 시퀀스 흐름 또는 연계를 통해 서로 연결된 다른 유형의 BPMN 요소들을 포함한다. 레인은 풀 내의 파티션으로서 프로세스에 참여하는 각 참여자별로 할당되어 각자가 수행하는 BPMN 요소들을 명확히 구분해 주기 위해 사용된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 플랜트 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 시스템 구성도이다.
도시된 바와 같이 프로세스 모델 생성시스템은, 자연어 처리 기반의 정보 추출결과를 이용하여 절차서의 각 단락을 그 유형에 따라 BPMN 요소 및 그 속성으로 변환한 후 이들을 통합하고 재구조화하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 것이고, 플랜트 절차서(plant procedures) 내의 각 문구(문장)에 포함된 구문(syntactic) 및 의미(semantic) 정보를 추출하는 정보 추출모듈(10)과, 정보 추출모듈(10)에 의해 추출된 구문 및 의미 정보를 활용하여 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델 생성모듈(20)을 포함한다.
도 3은 도 2의 정보 추출모듈 구성도이다. 정보 추출모듈(10)은 절차서에 포함된 모든 유의미한 구문 및 의미 정보를 자동으로 추출한다. 그래서 본 발명은 복잡한 절차서의 내용을 풍부한 의미 체계를 통해 표현할 수 있다.
정보 추출모듈(10)은, 절차서 문서 파일을 전처리하는 전처리 유닛(100), 공개형 자연어 처리 도구를 컴포넌트 형태로 활용하여 기본적인 자연어 처리를 수행한 후 그 결과를 보정하는 확장된 자연어 처리유닛(200), 절차서에 포함된 모든 유의한 의미 개체, 단락의 유형 분류, 조치문 단락의 세부 구성요소 식별 등을 수행하는 정보추출유닛(300)을 포함한다.
전처리 유닛(100)은, 넌-텍스트 처리부(Non-Text object Handling)(110)와 텍스트 처리부(Create and fill-in text feature for 'Paragraph' instances)(120)를 포함한다.
확장된 자연어 처리 유닛(200)은 전처리 유닛(100)으로부터 표 개체(Table object)의 각 셀에 기재된 텍스트를 포함한 텍스트 정보를 입력으로 받아 기본적 자연어 처리 및 보정 과정을 수행하는 맞춤화된 자연어 처리 도구(tool)를 말하며, 제1 자연어 처리부 내지 제3 자연어 처리부를 포함한다. 제1 자연어 처리부(210)는 토큰화(Tokenization), 문장 분할(Sentence splitting) 및 표제어 추출(Lemmatization) 과정을 수행하고, 제2 자연어 처리부(220)는 품사(POS) 태깅 및 구문 분석 과정을 수행하며, 제3 자연어 처리부(230)는 어휘 데이터베이스와 내부 규칙(rules)을 활용하여 형태소 분석 및 품사 태깅의 오류를 수정하는 과정을 수행한다. 제1 자연어 처리부(210), 제2 자연어 처리부(220), 제3 자연어 처리부(230)의 순서대로 처리된다. 상기 구문 분석은, 구성요소 기반과, 종속성 기반의 2가지로 분석할 수 있다.
정보추출유닛(300)은 온톨로지 조회 방식과 내부 규칙 방식을 적용하여 절차서의 각 단락에 포함된 유의한 의미 개체를 식별하는 의미 개체 식별부(semantic element extraction, SE)(310), 절차서 각 단락의 유형을 분류하는 단락 유형 분류부(paragraph type classification, PC)(320), 조치문 단락의 세부 구성요소를 식별하는 조치문의 구성 요소 식별부(step components identification, CI)(330)를 포함한다.
의미 개체 식별부(310)는 절차서에서 여러 가지 의미유형(semantic type)에 해당하는 모든 단어를 식별한다. 의미 개체 식별은, 온톨로지 조회 방식 또는 내부 규칙 방식을 적용하는 2가지 방법을 통해 식별한다. 온톨로지 조회 방식은 각 토큰에 포함된 단어(또는 그 표제어)가 온톨로지에 포함되어 있을 경우, 해당 의미 유형으로 토큰에 대한 태그를 지정하는 방식이고, 내부규칙방식은 온톨로지에 포함되어 있지 않은 의미 개체를 식별할 수 있도록 패턴 기반 형태로 표현된 내부규칙을 이용하여, POS 태깅, 구문적 태깅, 의미적 태깅 등을 포함하는 조건식을 만족하는 토큰에 대해 해당 규칙에 의해 지정된 의미유형으로 태깅한다.
온톨로지에 포함된 의미유형들은 각 조치문에 포함되어야 할 [표 1]의 3가지 질문에 대한 가능한 답변요소들로 구성할 수 있다.
1 누가 해당 작업을 수행하는가? - 조직, 부서, 직무 등
2 어떤 작업을 수행하는가? 조치동사, 구조물/ 계통/ 설비 및 부품 등
3 안전하고 효율적이며 올바른 작업 수행방법은 무엇인가? 도구, 재료, 측정, 측정 단위, 기준, 상태 등
단락 유형 분류부(320)는 각 단락의 유형을 분류한다. 본 발명은 절차서의 각 텍스트 단락에 대하여 세 그룹으로 구분되는 여러 가지 유형(예컨대 17가지 유형) 중의 하나로 분류한다.
첫 번째 단락 그룹은, 모두 조치 동사 및 그 대상 객체를 포함하며, 특수한 조치동사 또는 조건부 구문의 포함여부에 따라 구분되는 [표 2]의 5가지 단락 유형을 포함하고, 두 번째 단락 그룹은, 특정 조치문들과 밀접한 관련이 있는 [표 3]의 8가지 단락 유형을 포함하고, 세 번째 단락 그룹은, 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 낮은 [표 4]의 4가지 단락 유형을 포함한다. [표 3] 및 [표 4]의 12가지 단락유형을 통합할 수도 있다.
●(비조건)조치문 조치동사로 시작하며, 중요 정보 또는 부사 구성요소가 선행될 수 있음
●분기문(GO TO ~ 또는 PROCEED TO~)
●참조문(REFER TO ~, SEE ~, USE~, REPEAT ~ 또는 PER)		 지정된 조치동사로 시작하는 특수한 형태의 조치문
●조건부 조치문(IF/WHEN<조건>, THEN<조치>)
●연속 조치문(WHILE/IF AT ANY TIME <조건>, <조치>)		 지정된 키워드로 시작하는 특수한 형태의 조치문임.
여기서 <조건>은 하나의 조건 절로 구성되거나, 논리 연산자(예: AND)에 의해 서로 연결된 여러 조건 절의 복합체이거나, 또는 '다음 중 어느 것'과 같은 표현 이후에 제시되는 여러 조건 절의 목록일 수 있고, <조치> 절은 일반적으로 조치문의 형태를 가짐
●NCW 표제(헤딩)
●NCW 문		 참고(NOTE), 주의(CAUTION) 또는 경고(WARNING) 표현 및 그 다음에 나오는 각 단락들. 이들 각각은 관련 조치문 이전에 배치되며, 어떠한 조치행위도 포함하지 않아야 함
●Hold point문 HOLD POINT(또는 QA HOLD POINT와 같이 수행 주체 키워드가 선행될 수도 있음)
●기록행
●계산행
●확인서명행		 새로운 관측치를 기록하거나, 관측치를 이용한 간단한 계산결과를 기록해야 하는 경우, 관련 조치문 다음에 배치되어 기록을 위한 공간을 포함하는 단락이고, 확인서명을 요구하는 독립단락은 확인서명 행으로 분류함
●논리 연산자 단락
●목록요소		 논리 연산자 자체가 하나의 단락을 형성하는 경우 해당. 목록 요소는 문구 '다음'이 포함된 조치문 다음에 나열된, 글머리 기호를 포함하는 개조식 형태의 각 단락을 말함
●(하위) 절 제목
●그림 또는 표의 캡션		 (하위) 절 제목
그림 또는 표의 캡션
●연속 표현 단락 하나의 조치문이 다음 페이지에 계속되는 경우에 삽입되는 표현 단락
●정보 단락 앞서 언급한 어느 유형에도 속하지 않은 단락
조치문의 구성 요소 식별부(330)는 구체적 단위작업행위를 지시하는 조치동사 및 그 대상 객체를 비롯하여 해당 단위작업행위의 수행과 관련된 추가적인 정보를 포함하는 절 및 구까지 구분하는 역할을 한다. 즉 조치동사(Action Verb)와 그 대상 객체(Target Object)를 포함하며, 추가로 4개의 선택적 구성요소(condition, critical information/critical location, Adverb, supporting information/Non-critical location)를 포함할 수 있다.
이러한 정보 추출모듈(10)의 동작은 다음과 같이 수행된다.
전처리 유닛(100)이 절차서에 대한 전처리 과정을 수행하고, 확장된 자연어 처리유닛(200)이 전처리 후 결과 텍스트를 대상으로 자연어 처리를 수행한다. 이때 자연어 처리 중 발생한 POS 태그 및 구문분석 오류를 감지하고 수정하는 작업도 할 수 있다. 오류 감지 및 수정은 소정 플랜트를 대상으로 작성된 어휘 데이터베이스와 내부 규칙을 활용한다. 그런 다음 정보추출유닛(300)이 전처리 및 보정된 자연어 처리 결과물을 이용하여 상기 절차서의 각 단락에 대하여 의미 개체 식별, 단락의 유형 분류, 조치문 단락의 세부 구성 요소 식별을 수행한다.
한편 정보 추출모듈(10)에는 추출한 구문 및 의미정보들을 포함한 다양한 정보들을 저장하는 데이터베이스(400)가 포함된다. 이 데이터베이스(400)는 정보 추출모듈(10)의 동작에 따른 결과물을 프로세스 모델 생성모듈(20)로 전달하는 역할을 한다. 또한, 프로세스 모델 생성모듈(20)의 결과물인 단락별 변환 BPMN요소 및 그 속성, 그리고 이들을 통합하고 재구조화한 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델 정보도 저장한다.
다시 도 2를 참조하면 본 발명의 프로세스 모델 생성모듈(20)은 각 단락을 그 유형에 따라 개별 BPMN 요소 및 그 속성으로 변환하는 변환부(500)와, 변환된 BPMN 요소들을 연결하여 통합한 후, 간결하고 이해하기 용이하게 재구조화하여 BPMN기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 생성부(600)를 포함할 수 있다. 즉 정보 추출모듈(10)의 추출과정에 따라 추출한 구문 및 의미 정보(즉 의미 개체, 단락유형, 구성요소)를 활용하여, 절차서 내용을 모든 관계자가 직관적으로 이해할 수 있도록 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 것이다.
변환부(500)는, 추출된 정보에 따라 절차서의 각 단락을 하나 이상의 개별 흐름 객체(flow objects)로 변환하거나, 또는 흐름 객체에 연관되거나 첨부된 BPMN 요소로 변환한다.
변환부(500)가 개별 흐름 객체로 변환하는 절차서의 단락유형 및 그 방법에 대해 살펴본다. 개별 흐름 객체로 변환될 절차서 단락유형은, 조치문(특정 단위작업을 수행하는데 필요한 세부 지침이 포함된다), 분기문, 참조문, 조건부 조치문, 연속 조치문 등을 포함한다.
조치문(action step)은, 조치동사와 그 대상 객체를 중심으로, 중요 정보나 부사 구성요소가 이들에 앞서서 기재될 수 있고, 추가적 보조정보가 후반부에 기재될 수 있는 단락이다. 이러한 조치문을 BPMN 요소로 변환한 예는 도 4에 도시하였다. 도 4(a)는 단위작업에 대해 태스크(task)로 표현한 것이고, 도 4(b)는 하위 단위작업 등을 포함하는 경우 서브 프로세스로 표현한 것이고, 도 4(c)는 특정한 시간동안 대기할 것을 요구하는 조치동사 (예컨대 'Wait')를 포함하는 조치문을 타이머 이벤트로 표현한 것이다. 도 4에서 각 절차서 단락의 단계번호는 해당 BPMN 요소의 왼쪽 상단 또는 상단에 표시된다.
분기문(branching step)은 'GO TO ~', 'PROCEED TO ~' 와 같이 지정된 조치동사로 시작하는 특수한 형태의 조치문이다. 이러한 분기문은 절차서 내에서 분기문 다음에 기재된 단계가 아닌 분기문에서 지정한 다른 단계로 이동하도록 지시하는 조치문이다. 도 5(a)에 도시한 바와 같이 해당 태스크는 단계 6.3.1로 직접 연결하는 시퀀스 흐름 위에 나타내거나, 도 5(b)와 같이 해당 분기 태스크 자체를 나타내는 종료이벤트 및 이동해야 할 단계에 선행하여 시퀀스 흐름으로 연결된 시작이벤트로 구성되는 한 쌍의 신호(signal) 이벤트를 사용하여 표현할 수 있다. 도 5(a)와 도 5(b)는 동일한 분기문을 표현한 것으로, 도 5(a) 또는 도 5(b)와 같이 표현할 수 있는 것이다. 도 5(b)에서 내부가 채워진 삼각형인 'throw signal'은 종료 이벤트, 내부가 비워진 삼각형인 'catch signal'은 시작 이벤트로 나타낸다.
참조문(referencing step)은 'REFER TO ~', 'SEE ~', 'USE ~', 'REPEAT ~' 또는 'PER'와 같이 현재의 절차서 또는 다른 절차서 내에 기재된 내용을 참조하라는 조치문이다. 분기문과 달리 참조문의 경우에는 해당 내용에 대한 참조작업을 완료한 후에는 원래 작업 단계로 복귀할 수 있도록 해야 한다. 그래서 참조문의 변환에는 도 6(a)에 도시한 바와 같이 복귀여부에 대한 판단을 위한 XOR 제어 유형의 분기 (split) 게이트웨이가 추가적으로 포함된다. 도 6(a)에서 점선으로 표시한 Origin 박스는 생략된 것으로 참조를 지시한 조치문 또는 그 선행 조치문에 해당하는 흐름 객체를 표현한 것이다. 도 6(b)는 참조문을 도 5(b)와 같은 방식으로 변환한 것으로, 두 쌍의 신호 이벤트와 XOR 제어 유형의 분기(spilt) 게이트웨이를 이용하여 나타낸 것이다. 그리고 도 7은 전치사 'per'를 이용한 참조관계에 대해 연계(Association) 연결 객체로 연결된 데이터 객체로 표현한 것이다.
조치동사 'Repeat'는 지정된 조건이 충족될 때까지 이전에 실행된 단계를 반복하기 위한 조치문이다. 도 8은 'Repeat'를 포함한 조치문을 BPMN 요소로 표현한 것이다. 도 8에서 보듯이 해당 조치문은 일반적으로 반복수행되어야 할 단계(evolution step)중의 마지막 단계 이후에 반복이 필요한지 여부를 판단하는 XOR 제어 유형의 분기(split) 게이트웨이를 포함한 후, 이 게이트웨이로부터 시작되어 첫 번째 반복수행 단계로 향하는 시퀀스 흐름 위에 나타낸다. 이러한 조치문은 무한 반복수행을 배제하기 위하여 반복수행 단계(evolution step)를 종료하기 위한 명확한 기준이 필요하다. 이러한 종료기준 게이트웨이(XOR)는 도 9(a) 및 도 9(b)와 같이 반복수행 단계(evolution step)의 처음 또는 중간에 위치할 수도 있다. 도 10은 반복조치문과 종료기준을 두 쌍의 신호 이벤트와 네 개의 게이트웨이를 이용하여 표현한 경우를 나타내고 있는데, 여러가지 경우를 구분하기 위하여 복잡하게 표현되었지만 반복조치문과 반복수행단계가 상당히 떨어져 있는 경우 유용하게 사용될 수 있다.
조건부 조치문(IF/WHEN<조건>, THEN<조치>)은 지정된 키워드로 시작하는 특수한 형태의 조치문으로서, IF 또는 WHEN 으로 시작되는 조건절이 만족된 경우, THEN 이후 조치절의 내용을 수행할 것을 요구한다. 여기서, IF 조건은 참 또는 거짓일 수 있기 때문에 IF로 시작하는 조건절은 분기(Split) 게이트웨이(XOR)로 표현하고, WHEN 조건은 발생할 것으로 예측되는(또는 발생해야 하는) 사항이기 때문에 조건부 이벤트로 표현된다. 도 11(a)는 'IF<조건>, THEN<조치>'의 조건부 조치문을 BPMN 요소로 표현한 것으로, IF 조건절이 분기 게이트웨이로 표현되었다. 그리고 도 11(b)는 'WHEN<조건>, THEN<조치>'의 조건부 조치문에 대한 것으로, WHEN 조건절이 조건부 이벤트로 표현되었다. 조치절은 각각 액티버티로 표현되었다.
연속 조치문(WHILE/IF AT ANY TIME <조건>, <조치>)은 <조건>이 충족되면 작업자에게 <조치>를 계속 수행하도록 지시하는 조치문으로, 도 12와 같이 <조건>에 해당하는 분기 게이트웨이에 의해 해당 <조치>가 반복수행되거나 다음 단계로 이동하도록 표현된다.
이상에서는 첫 번째 단락그룹에 포함되면서 사용된 특수 조치동사 또는 조건부 구문의 포함여부에 따라 구분되는 5가지 조치문 단락 유형별로, 각각 BPMN 요소로 표현한 예를 설명하였다.
다음에는 특정 조치문들과 관련이 있는 그 외 단락 유형에 대해 살펴본다.
'참고(NOTE)', '주의(CAUTION)' 또는 '경고(WARNING)'로 구분되는 NCW 표제 단락유형과, 해당 구체적 내용을 기재한 NCW문 단락유형은 이들이 적용되는 조치문 (또는 복수의 조치문 그룹) 직전에 배치되며, 어떠한 조치행위도 포함하지 않아야 한다.
도 13(a)는 2개의 조치문에 적용되는 두 종류의 NCW 표제 및 NCW문 단락 유형을 BPMN 요소로 표현한 도면으로, 점선으로 표시한 둥근 사각형의 BPMN 그룹(Group) 요소에 2개의 조치문에 해당하는 태스크 액티버티가 포함되어 있으며, 그 좌측 상단 경계부분에 나타낸 참고와 주의 표시(마커)를 통해 표현된다. 도 13(b)는 서브 섹션 전체에 대해 적용되는 경고사항을 BPMN 그룹(Group) 요소와 경고 표시(마커)를 이용하여 표현한 것을 나타낸다. 각 NCW문은 해당 마커의 속성값으로 표현된다.
도 14는 확인 서명행(signoff rows)을 BPMN 요소로 표현한 도면이다. 확인 서명행은 확장된 이벤트(event)중의 하나로 체크(check) 마커를 포함하는 이벤트로 표현되는데, 선행 조치문의 수행 작업자가 직접 확인해야 하는 경우 도 14(a)와 같이 그 조치문에 해당하는 태스크에 첨부된 형태로, 별도의 다른 작업자가 확인하는 경우에는 도 14(b)와 같이 해당 작업자에 배정된 별도의 레인(lane)에 독립된 흐름 객체 형태로 표현한다.
도 15는 기록행(Record row), 계산행(Calculation row), 목록요소(List element)를 BPMN 요소로 표현한 도면들이다.
기록행 및 계산행은 'Record'나 'Calculate' 조치동사를 포함하는 조치문에 이어지는 단락으로, 작업자가 관측한 값이나 관측치를 이용한 간단한 계산결과를 기록하기 위한 공간을 포함한다. 이러한 기록행 및 계산행은 도 15(a) 및 도 15(b)와 같이 해당 조치문의 태스크 액티버티에 첨부된 확장 이벤트 형식으로 표현되며, 서로 다른 마커에 의해서 구분된다. 목록요소도 이와 유사한 방식으로 도 15(c)와 같이 표현되며, 또 다른 마커가 사용된다.
넌-텍스트 객체(non-text object)인 표(table)와 그림(figure)은, 정보 추출모듈(10)에 의해 식별되고 별도로 저장되며, 캡션이 있는 경우 해당 텍스트 단락은 각각 표나 그림의 캡션 유형으로 식별된다. 또한 테이블은 목적에 따라 2가지 유형으로 분류된다. 즉 구조화된 방식으로 관련 정보를 제공하는 일반적인 플레인 테이블과, 여러 개의 기록/계산/플레이스 키핑(placekeeping)을 구조화된 방식으로 나타내기 위해 사용되는 해당 목적의 넌-플레인(non-plain) 테이블로 분류한다
도 16(a)는 새로 확장된 부가 객체의 하나로서 플레인 테이블이 특정 조치문의 태스크 액티버티와 연계 (Association) 연결 객체 (connecting object)로 연결된 형태로 표현된 도면이고, 도 16(b)는 또 다른 확장된 이벤트의 하나로서 넌-플레인 테이블이 특정 조치문의 태스크 액티버티에 첨부되어 표현된 도면이다. 도 16(c)는 특정 조치문에 보조 정보를 제공하기 위한 목적으로 사용된 그림 객체를 상기 플레인 테이블과 비슷한 방법으로 표현한 것이다.
도 17은 홀드 포인트(hold point) 문을 BPMN 그룹 요소와 마커로 표현한 도면이다. 홀드 포인트문은 필요한 조치가 취해질 때까지 그 이후 작업이 진행되지 않도록 절차서에 명확히 밝혀두기 위함이다. 일반적으로 홀드 포인트 문은 지정된 특정 작업자가 관련 작업의 완료여부를 확인하도록 요구하고 있으며, 오른쪽 상단 경계에 마커가 위치하도록 표현되고 구체적 내용은 해당 마커의 속성값으로 표현된다.
이상의 단락유형에 해당하지 않는 정보문 유형의 경우에는 일반적으로 절차 절에 포함되지 않아야 하기 때문에 잠재적으로 잘못 표현된 절차서 단락이라고 볼 수 있다. 수정작업이 이루어지기 전까지는 임시로 해당 사항을 명확히 나타내기 위해 도 18과 같이 음영 처리된 상태로 표현한다.
본 실시 예는 이외에도 절차서 각 단계별 수행 현황을 표기하기 위한 항목인 플레이스 키핑(placekeeping)이 사용된다. 플레이스 키핑은 도 19와 같이 해당 태스크 액티버티의 오른쪽 상단 경계 영역에 표현되며, 절차서를 공동으로 수행 하는 작업자그룹 중에서 플레이스 키핑을 수행하는 작업자가 누구인가에 따라, 마커를 다르게 나타낼 수 있다. 즉, 절차서를 수행하는 주작업자인 경우에는 'PK' 마커로 표시하고, 다른 작업자인 경우에는 그 작업자의 역할을 나타내는 '<Role>' 마커를 표시한다.
도 20은 본 발명에 따라 확장된 BPMN 메타 모델 도면이다. 절차서의 모든 유의미한 내용을 BPMN 프로세스 모형으로 나타내고 위에서 설명한 절차서의 각 단락 유형별로 적절한 BPMN 요소로 변환하기 위하여, 기존의 프레임워크에 새로운 클래스가 추가, 확장되었다. 도 20에서 추가된 클래스는 'Procedure Group', 'statement object', 'figure object', 'table object', 'procedure gateway', 'procedure activity', 'procedure event', 'inquiring event', 'signoff event', 'table event', 'list element event', 'calculation event', 'record event', 'procedure sequence flow'이다. 이러한 클래스들을 이용하여 절차서의 단락들을 BPMN 요소로 변환하는 것이다. 변환부(500)를 통해 각 절차서 단락별로 변환된 BPMN 요소 및 해당 속성은 모두 데이터베이스(400)에 저장된다.
본 발명은 위에서 설명했던 각 단락유형별로 변환된 개별 BPMN 요소들을 통합하고 재구조화하여 각 절차서에 대해 하나의 BPMN 기반 프로세스 모델을 생성한다.
프로세스 모델 생성모듈(20)의 생성부(600)는 변환부(500)를 통해 데이터베이스(400)에 저장된 각 절차서 단락별 변환 BPMN 요소 및 해당 속성을 이용하여 최종 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성한다. 각 절차서는 하나의 BPMN 프로세스 모델로 변환되며, 각 프로세스 모델은 절차서 수행에 참여하는 직무 기준 작업자 수만큼의 레인으로 분할된 하나의 풀로 구성되는 스윔레인에 표현된다. 각 직무기준 작업자가 수행하는 작업에 해당하는 모든 개별 흐름 객체 및 이와 연관된 BPMN요소들은 해당 레인에 나타낸다. 그리고 시작 또는 종료 이벤트는 각각 선행 또는 후속작업이 없는 액티버티 또는 게이트웨이에 선행 또는 후속하는 형태로 추가된다.
각 절차서에 대한 최종 BPMN 프로세스 모델을 표현하기 위해서는 절차서의 각 단락별로 변환된 개별 BPMN 요소들에 대한 통합 및 재구조화가 필요하다. 이를 위해 절차서 단락간의 선후관계, 분기, 참조관계 등을 바탕으로 개별 BPMN 요소들간을 시퀀스 흐름으로 연결하여 통합한다. 또한, 전체 프로세스 모델을 보다 간결하면서도 이해하기에 더 용이하도록 재구조화하는 과정을 거치게 된다.
이를 위해 먼저 프로세스 모델에 표현되는 게이트웨이 흐름 객체를 좀 더 명확하게 나타낼 필요가 있다. 예를 들면, 도 21(a)와 같이 하나의 'join-and-split' 게이트웨이를 시퀀스 흐름으로 연결된 'join'과 'split'의 두 개의 게이트웨이로 분할하여, 모든 게이트웨이의 역할을 명확하게 하는 것이 필요하다. 또한 도 21(b)와 같이 복수 개의 시퀀스 흐름이 하나의 액티버티로 연결될 경우, 조인(join) 게이트웨이를 추가하여 복수 개의 시퀀스 흐름을 먼저 병합한 후 이 조인(join) 게이트웨이를 단일 시퀀스 흐름으로 해당 액티버티로 연결되도록 하여, 액티버티 수행에 있어서의 제어로직을 명확하게 할 필요가 있다.
전체 프로세스 모델을 보다 간결하면서도 이해하기에 더 용이하도록 하기 위한 방법의 하나로 도 22에 도시한 3가지 종류의 블록 구조를 참조하여 표현할 수 있다.
도 22(a)와 같이 단계번호가 아닌 글머리 기호 (예컨대 '·')로 구분된 단위 작업들은 실행순서에 상관없이 이들 모두를 완료하면 되기 때문에 도 22(a)와 같이 해당 태스크 액티버티들을 한 쌍의 AND 게이트웨이 속에 병합하여 나타내면 모형 표현도 간결하고 사용자가 이해하기에도 용이하다. 복수 개의 단위작업 중에 하나만을 수행해야 하는 경우에는, 도 22(b)와 같이 해당 태스크 액티버티들을 한 쌍의 XOR 게이트웨이 속에 병합하여 나타낸다. 단위 작업들간의 관계가 단순 병행 또는 단순 배타로 나타내기에 적합하지 않은 경우에는, 도 22(c)와 같이 해당 태스크 액티버티들을 한 쌍의 복합형 게이트웨이(Complex gateway) 속에 병합하여 나타낸다.
다른 예로, 상호 배타적인 조건을 가지는 2개의 연속된 조건부 조치문에 대해 변환과 연결과정을 통해서 도 23과 같이 두 개의 연속된 독립적인 배타적 XOR 게이트웨이 블록으로 표현된 경우, 이는 도 24(a)와 같이 두 개의 배타적 경로에 각각 해당하는 액티버티를 배치한 하나의 배타적 블록을 사용하여 간결하게 표현할 수 있다. 여기서 두 개의 배타적 경로 이외에도 이들을 우회하는 제3의 경우가 발생가능한 경우에는, 도 24(b)처럼 'otherwise'로 표시되고 아무 액티버티도 포함하지 않는 또 다른 분기를 제공하여 표현한다.
또 다른 예로 도 25(a)와 같이 다른 단계로의 이동 이외의 특정한 조치를 요구하지 않는 조치절의 경우에는, 해당 태스크 액티버티를 도 25(b)와 같이 다음 단계로의 시퀀스 흐름에 표시할 수 있다.
도 26은 본 발명에 따라 하나의 절차서에 대해 프로세스 모델을 생성하고 이를 BPMN 다이어그램으로 표현한 예이다. 도 26에는 왼쪽 위 모서리에 '-'기호가 표시된 작은 사각형과 함께 각각 겹치지 않고 독립적인 하늘색 사각형 형태로 나타낸 다섯 개의 서브 섹션들(6.1, 6.2, 6.3, 7.0, 8.0 등)이 존재하며, 이들이 통합되어 하나의 전체적인 프로세스를 구성함을 나타낸다. 그 외 나머지 하늘색 사각형들은 위 서브섹션들에 포함되어 있는 서브프로세스 또는 단순한 블록구조를 나타낸다. 나아가 분기문 또는 참조문에 대한 시퀀스 흐름은 쉽게 인지될 수 있도록 화살표의 종류를 구분하여 표시되며, 조건부 조치문과 같이 XOR 유형의 모든 배타적 split 게이트웨이에는 내부에 'X'가 표시되고, 그리고 대응되는 조인(join) 게이트웨이에는 가독성을 높이기 위해 내부의 'X'표시가 생략되었다. 레인 구분 및 각 BPMN요소에 대한 해당 절차서 단락의 내용을 나타내는 레이블도 다이어그램의 단순화 및 가독성을 높이기 위하여 생략되었다.
도 27은 도 26의 BPMN 다이어그램의 축약된 버전을 보여주는 다이어그램이다. 도 27은 5개의 서브섹션(6.1, 6.2, 6.3, 7.0, 8.0) 내부의 세부 프로세스 모형이 모두 축약되어 단순화되어 표현되어 있다. 도 26에서 해당 서브섹션을 나타내는 하늘색 사각형의 왼쪽 위 모서리에 나타낸 '-'가 표시된 작은 사각형을 클릭하면 도 27과 같이 축약해서 나타내고, 역으로 도 27에서 '+' 가 표시된 작은 사각형을 클릭하면 도 26과 같이 해당 서브섹션의 내부 프로세스 모형을 펼쳐서 나타낸다. 즉, 프로세스 모형의 특정 부분을 사용자가 선택하여 확장하거나 축소하여 표시할 수 있어서, 프로세스 모형이 복잡한 경우에도 사용자가 전체 모형의 구성을 쉽게 이해할 수 있도록 지원한다.
또한 본 발명에 따라 프로세스 모형을 대상으로 다양한 분석을 쉽게 적용할 수 있음을 예시적으로 보여주는 다른 타입의 다이어그램 형식이 도 28, 도 29에 도시되어 있다. 도 28은 이 절차서 프로세스 모형에 대해 모든 Loop 구조 및 단일입구 - 단일출구(Single-Entry Single-Exit) 구조를 자동으로 탐색한 다음 그 결과를 나타내고 있다. 도 28과 도 29에 Loop 구조는 연두색 사각형으로 나타나 있으며, 단일입구 - 단일출구는 하늘색 사각형으로 나타나 있다. Loop구조는 모형에 대한 분석을 복잡하게 하는 주요 요인으로 그 존재유무와 각각의 범위를 파악하는 것은 프로세스 모형에 대한 분석에 있어서 매우 중요하다. 또한 각 단일입구 - 단일출구(Single-Entry Single-Exit) 구조는 각각 하나의 입구 및 출구 흐름 객체를 통해서만 외부 구조와 연결되기 때문에 각각 독립적으로 분석될 수 있는 장점을 가지고 있다. 각 단일입구 - 단일출구 구조내의 프로세스 모형은 전체 프로세스 모형에 비해 매우 작은 단순한 형태를 가지고 있고, 또한 내포된 또 다른 단일입구 - 단일출구 구조를 단일 노드로 단순화해서 분석할 수 있기 때문에, 분할정복(divide-and-conquer)방식을 통해 전체 모형에 대한 분석을 매우 효율화할 수 있는 장점을 가진다. 도 29는 도 28에 나타낸 단일입구 - 단일출구 구조 일부를 단순화하여 나타낸 것으로, 6.1_j 게이트웨이를 입구로 하는 loop 구조는 6.1.1부터 6.3.5.2까지의 절차서 단계를 단일입구-단일출구 구조로 포함하고 있으며, 두 개의 출구를 가지고 있음을 나타내고 있다. 또한 Loop 외부 구조에서는 서브섹션 7이 하나의 독립 단일입구 - 단일출구 구조를 형성하고, 반면에 서브섹션 6의 일부와 서브섹션 8이 또다른 독립된 단일입구 - 단일출구 구조를 형성하고 있음도 나타내고 있다. 즉, 서브섹션 6은 Loop구조의 내부와 외부에 분산되어 있기 때문에 분석에 있어서 상대적으로 주의가 필요함을 알 수 있다.
다음에는 본 발명의 연구 결과에 대해 살펴본다. 예시는, 미국의 일개 상용 원자력발전소의 10개의 운전절차서(OP: operating procedure) 및 15개의 테스트 절차서(TP: testing procedure)의 총 25개의 절차서를 대상으로 적용한 결과이다.
아래의 표 5는 이들 25개 절차서에 포함된 분기문 및 참조문의 발생빈도를 정리한 것이다.
표 5를 살펴보면, 분기문과 참조문 모두 운전절차서에서 더 많이 확인되고 있다. 또한 분기문과 참조문이 하나의 조치문형태로 되어 있는 경우 이외에도 'IF~'나 'When~'으로 시작되는 조건부 조치문의 조치절에서도 많이 확인되었다. 또한 'per'로 시작되는 구 또는 절의 형태를 이용한 참조도 많이 확인되었다.
표 6은 전치사 'per'가 아닌 조치 동사를 이용한 참조관계에 대해서, 그리고 표 7은 전치사 'per'에 의한 참조관계에 대해서, 각각 참조대상의 위치를 구분해서 나타내고 있다. 표 6과 표 7를 보면, 다른 절차서 보다는 동일한 절차서 내의 내용을 참조하는 경우가 더 많음을 알 수 있다.
도 30은 본 발명의 연구 결과에 따라 총 25개의 절차서간들의 참조관계를 요약해서 나타낸 도면이다. 도 30에서 운전절차서(OP)는 빨간색, 테스트 절차서(TP)는 파란색, 다른 유형의 절차서는 회색, 기타 문서 유형은 흰색으로 도시하였다. 모서리가 둥근 연두색 사각형 안에 나타낸 절차서가 분석대상인 25개 절차서이고, 그 밖에 위치한 절차서 및 기타 문서들은 25개 분석대상 절차서에서 참조하는 추가 문서들이다. 그리고 각 화살표는 문서간 참조관계를 나타내는데, 화살표의 출발점에 있는 문서가 화살표 쪽의 문서를 참조하는 것을 의미하고, 각 화살표에 표기된 숫자는 참조 횟수를 나타내는데 그 숫자가 1인 경우에는 생략되었다. 해당 원자력 발전소의 중요자산인 분석대상 문서에 대한 정보보안을 위해서 각 문서유형별로 문서번호를 임의의 일련번호로 코드화하여 재구성하였다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하나의 절차서내의 단락들을 각각 BPMN 요소 및 그 속성으로 변환하여 표현하고 이들을 통합 및 재구조화하여 하나의 BPMN 프로세스 모델로 생성 및 제공함으로써, 플랜트의 운영관리에 필요한 각종 절차서들을 모든 관계자가 직관적으로 쉽게 확인하고 이해할 수 있으며, 추가적인 분석을 용이하게 할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 정보 추출모듈
100: 전처리 유닛
200: 확장된 자연어 처리유닛
300: 정보추출유닛
400: 데이터베이스
20: 프로세스 모델 생성모듈
500: 변환부
600: 생성부

Claims (16)

  1. 정보 추출모듈이 절차서에 포함된 유의미한 구문 및 의미 정보를 추출하는 정보 추출단계; 및
    프로세스 모델 생성모듈이 상기 추출된 구문 및 의미 정보를 이용하여 상기 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델 생성단계를 순차적으로 수행하며,
    상기 정보 추출단계는,
    상기 정보 추출모듈의 전처리 유닛이 상기 절차서에 대한 전처리 과정을 수행하는 제1 단계;
    상기 정보 추출모듈의 확장된 자연어 처리 유닛이 상기 전처리 과정에 따른 텍스트 정보를 분석하기 위해 자연어 처리를 수행하고, 상기 자연어 처리 중 발생한 POS 태그 및 구문분석 오류를 감지하고 수정하는 제2 단계; 및
    상기 정보 추출모듈의 정보 추출 유닛이 상기 제1 단계 및 제2 단계의 결과물을 이용하여 상기 절차서의 각 단락에 대하여 의미 개체 식별, 단락의 유형 분류, 조치문 단락의 세부 구성 요소 식별을 수행하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 확장된 자연어 처리 유닛이 상기 POS 태그 및 구문분석 오류를 감지하고 보정하는 것은 소정 플랜트를 대상으로 작성된 어휘 데이터베이스와 내부 규칙을 활용하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 의미 개체 식별은,
    상기 정보 추출 유닛의 의미 개체 식별부가,
    각 토큰에 포함된 단어가 온톨로지에 포함되어 있는 경우 적용되는 온톨로지 조회방식과,
    POS 태깅, 구문적 태깅 및 의미적 태깅을 포함하는 조건식을 만족하는 토큰에 대해 미리 지정된 의미유형으로 태깅하는 패턴기반의 규칙방식을 조합하여 수행하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단락 유형 분류는,
    상기 정보 추출 유닛의 단락 유형 분류부가,
    조치 동사 및 그 대상 객체를 포함하는 제1 그룹과, 제3 그룹과 비교하여 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 높은 제2 그룹 및 상기 제2 그룹과 비교하여 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 낮은 제3 그룹 각각에 포함되는 여러가지 단락유형으로 절차서 각 단락의 유형을 분류하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성 요소 식별은,
    상기 정보 추출 유닛의 구성 요소 식별부가,
    POS 태그, 구문분석 태그, 의미 개체 태그에 따라 조치 동사, 및 그 대상 객체를 비롯하여 나머지 복수 개의 선택적 구성요소를 각각 식별하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세스 모델 생성단계는,
    상기 프로세스 모델 생성모듈이,
    상기 절차서의 각 단락에 대해 내포된 상기 구문 및 의미 정보를 활용하여 하나 이상의 개별 BPMN 요소 및 그 속성값으로 변환하는 단계; 및
    상기 개별 BPMN 요소들을 통합 및 재구조화하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 단계를 포함하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 그룹에 포함되는 유형에 해당하는 각 단락은,
    조치문 또는 조치절의 경우 액티버티(Activity)로 변환되고,
    조건절의 경우 게이트웨이(Gateway) 또는 이벤트(Event)의 BPMN 흐름 객체(Flow objects)로 변환되며,
    특정 조치문과 관련된 상기 제2 그룹 또는 제3 그룹 유형의 각 단락은 상기 흐름 객체(Flow objects)와 연관되거나 첨부된 BPMN 요소로 변환되어 표현되는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세스 모델 생성모듈의 생성부가,
    상기 절차서 단락간의 선후관계, 분기, 참조관계를 기초로 하여 상기 절차서의 각 단락별로 변환된 개별 BPMN 요소들간을 시퀀스 흐름으로 연결하여 통합하는 단계; 및
    상기 개별 BPMN 요소들을 분해 또는 결합하여 절차서의 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 재구조화하는 단계를 더 포함하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성방법.
  10. 절차서에 포함된 유의미한 구문 및 의미 정보를 추출하는 정보 추출모듈; 및
    상기 정보 추출모듈이 추출한 구문 및 의미 정보를 이용하여 상기 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 프로세스 모델 생성모듈을 포함하며,
    상기 정보 추출모듈은,
    입력된 절차서에 포함된 이미지 및 표 개체를 제거하는 넌-텍스트 처리부와, 이미지 및 표 개체가 제거된 절차서의 텍스트에 대한 구조적 특성을 추출하는 텍스트 처리부를 포함하는 전처리 유닛;
    상기 전처리 유닛으로부터 텍스트 정보를 전달받고 자연어 처리(NLP: Natural language processing) 기술을 이용하여 텍스트를 분석하고 보정하는 확장된 자연어 처리 유닛; 및
    상기 자연어 처리된 절차서의 각 단락을 대상으로 단락에 포함된 모든 유의한 의미 개체 식별, 단락의 유형 분류, 조치문 단락의 세부 구성 요소 식별을 수행하는 정보 추출 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 확장된 자연어 처리 유닛은,
    토큰화, 문장 분할, 표제어 추출을 위한 제1 자연어 처리부;
    품사 태깅 및 구문 분석 과정을 위한 제2 자연어 처리부; 및
    어휘 데이터베이스와 통합한 내부 규칙을 활용하여 자연어 처리과정에서 발생한 잘못된 POS 태그 및 구문분석 결과를 감지 및 수정하기 위한 제3 자연어 처리부를 포함하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 정보 추출 유닛은,
    온톨로지 조회 방식과 내부 규칙 방식을 적용하여 절차서의 각 단락에 포함된 유의한 의미 개체를 식별하는 의미 개체 식별부;
    절차서의 각 단락에서 조치 동사 및 그 대상 객체를 포함하는 제1 그룹, 제3 그룹보다 특정 조치문과 관련성이 높은 제2 그룹 및 상기 제2 그룹과 비교하여 특정 조치문과 관련성이 상대적으로 낮은 제3 그룹 각각에 포함된 여러 가지 단락 유형으로 절차서 각 단락의 유형을 분류하는 단락 유형 분류부; 및
    상기 조치문 단락의 세부 구성 요소로서 POS 태그, 의미 개체 태그, 구문분석 태그에 따라 조치 동사 및 대상 객체를 비롯하여 나머지 복수 개의 선택적 구성요소를 각각 식별하는 구성 요소 식별부를 포함하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세스 모델 생성모듈은,
    상기 절차서의 각 단락에 대해 내포된 상기 구문 및 의미 정보를 활용하여 하나 이상의 개별 BPMN 요소 및 그 속성값으로 변환하는 변환부; 및
    상기 개별 BPMN 요소들을 통합 및 재구조화하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 생성하는 생성부를 포함하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 변환부는,
    상기 단락들 중의 일부는 BPMN 모델의 흐름 객체(Flow objects)로 변환하고,
    나머지 단락은 상기 흐름 객체(Flow objects)와 연관되거나 또는 첨부된 BPMN 요소로 변환하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 생성부는,
    상기 절차서 단락간의 선후관계, 분기, 참조관계를 기초로 하여 상기 절차서의 각 단락별로 변환된 개별 BPMN 요소들간을 시퀀스 흐름으로 연결하여 통합하고, 상기 개별 BPMN 요소들을 분해 또는 결합하여 BPMN 기반 절차서의 프로세스 모델을 재구조화하는 플랜트 절차서의 프로세스 모델 생성시스템.
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