歩行解析のデジタルツインと規定になる概念モデル - Modeling & Transformation
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2024/10/2 の講演資料 健診受診・歩行解析（Healthcare）の Digital Twins 化について 概念モデリング 変換による実装 Digital Twins で重要なことを解説 https://sessame.connpass.com/event/330627/
歩行解析のデジタルツインと規定になる概念モデル - Modeling & Transformation
- 1. 歩行解析のデジタルツインと 基底になる概念モデル • モデリングとトランスフォーメーション Knowledge ＆ Experience 代表 太田 寛 https://www.kae-made.jp X （旧 Twitter ）： 1 Date: 2024/10/2 Version: 1.0.0
- 2. アジェンダ • 自己紹介 • DX 、 Digital Twins 、 IoT 、 AI の位置づけ • 概念モデリング × 変換による実装 • 歩行解析への適用 • Microsoft Azure クラウドサービスによる実装 • 変換による実装・開発環境 • まとめ • 最後に 2
- 3. 自己紹介 3 • 1987/4 ～ 1989/3 • 物理学専攻修士課程 ～ 物理学は現実世界をモデル化し検証する • 1989/4 ～ 2006/8 • OA 機器メーカーの技術者として • 実製品の組込み制御 SW 開発で Shlaer-Mellor 法を適用し技法を習得 • 社内外の技術者に対する普及啓発活動 • 2006/9 ～ 2022/2 • Microsoft の Evangelist 、 Technical Specialist （ GBB ） として • Shlaer-Mellor 法の思考スキームで新規技術・サービス・製品を素早くキャッチアップ • 数百の IoT ・ Digital Twins 実案件支援において、 Shlaer-Mellor 法を陰ながら活用し 実践を継続 • のべ、 10 万人以上の技術者へのリーチ、 200 以上の実プロジェクト支援 • 2022/3 ～ • Knowledge & Experience を設立 • 一般的なビジネスシステム開発に適用できるよう、 Shlaer-Mellor 法を“概念モデリン グ”として、拡張・再定義 • 多くの技術コンテンツを執筆・公開 • https://note.com/kae_made • https://github.com/kae-made
- 4. DX 、 Digital Twins 、 IoT 、 AI ー 全てはモデルから始まる 4 Digital Twins: 現実世界のモノ・コト等を、データ化して、デジタル空間上に 再現する為のテクノロジーセット IoT : 現実世界のモノ・コトの状態（データ）をデータ空間上に収集する、 あるいは、状態（データ）を変えるためのテクノロジーセット DX （ Digital Transformation ） : デジタルテクノロジーを使用して、ビジネスプロセス・文化・ 顧客体験を新たに想像して、変わり続けるビジネスや市場の要 求を満たすプロセス ※ Wikipedia より 技術的基盤 技術的基盤 現実世界における“やりたい事”のモデル ☜ 概念モデル ↤ “ 対応付け” Open AI ↤ “ 対応付け” マイクロソフト時代の経験から… ☜ 概念モデル ☜ 概念モデル ☜ 概念モデル ☜ 概念モデル
- 5. 概念モデリング • Shlaer-Mellor 法（ eXecutable & Translatable UML ）をベース に整理・再定義 • 30 年以上の知識と体験 • 哲学（現象学、分析哲学、新実存主義）、論理学（言語、記号）、 数学（圏論）による基礎付け 5 Art of Conceptual Modeling Workshop of Conceptual Modeling 概念モデリング連載コラム
- 6. 概念モデリング × 変換による実装 6 ドメイン（意味の場）分割 概念情報モデル 状態モデル、アクション記述 圏 I のモデル 現実の世界 圏 C のモデル 変換による実装 概念モデリング
- 7. 概念モデリング × トランスフォーメーションの適用 7 Digital Twins: 現実世界のモノ・コト等を、データ化して、デジタル空間上に 再現する為のテクノロジーセット IoT : 現実世界のモノ・コトの状態（データ）をデータ空間上に収集する、 あるいは、状態（データ）を変えるためのテクノロジーセット DX （ Digital Transformation ） : デジタルテクノロジーを使用して、ビジネスプロセス・文化・ 顧客体験を新たに想像して、変わり続けるビジネスや市場の要 求を満たすプロセス ※ Wikipedia より 技術的基盤 技術的基盤 現実世界における“やりたい事”のモデル ☜ 概念モデル ↤ “ 対応付け” Open AI ↤ “ 対応付け” ☜ 概念モデル ☜ 概念モデル ☜ 概念モデル ☜ 概念モデル 健診受信・歩行解析 歩行計測機器
- 8. 健診受診・歩行解析 のモデル 8 Draft Version 0.1 健診受診・歩行計測に関する 私の理解を元にしたスケッチ モデル化 ※ セキュリティ、計測機器内の制御、機器のネットワーク接続、計測データ解析は、異なる別の概念ドメインとしてモデル化 認識・ 拾い上げ 共有・改変
- 9. Microsoft Azure による実装 • 主要サービス • Azure IoT Hub • Azure Digital Twins • Azure Blob Storage • Azure Data Explorer • Azure Functions • Azure Event Hubs • Azure Identity • … • 選択理由 • スケーラブル・エクテンダブル • 堅固なセキュリティ • アーキテクチャ一貫性 • Digital Twins 専用サービス • AI やビジネス系アプリとの親和性 • 適度な運用コスト 9
- 10. Azure Digital Twins • Digital Twins ソリューション用のリポジトリサービス • Twin Model 、 Twin Graph • Azure Data Explorer との強力タッグ • メリット • オントロジーが扱える • 概念モデリングとのギャップ小 • 変換機構が容易に開発可能 • 様々な国際標準モデルが利用可能 • Smart City 、 Power Grid 、… • デメリット • モデル作成可能な人が極少数 • サービスの本義の理解が困難 • やろうと思えば、 RDB 、 NoSQL でも… 10 DTDL DTDL DTDL DTDL 概念情報モデル Twin Model （ DTDL ）：オントロジーの定義 Twin Graph ： Relationship を満たす概念情報クラス のインスタンス群と状態 Semantic Gap が小さい→ 変換が容易
- 11. モデリング→変換による実装 ‐ 開発環境 11 Microsoft Azure BridgePoint （ xtUML 専用ツール） from https://xtuml.org 稼働中の 歩行計測機器 自作の DTDL ・ C# コードジェネレー タ 必要なライブラリセット from https://github.com/kae-made Visual Studio
- 12. まとめ 12
- 13. Digital Twins の核心 • デジタル化したそのデータ、それは何を意味するものですか？ • データの意味・構造を記述するモデルが必要であり、 それが、“概念モデル”である • 世界は、“何をしたいか”、“何故したいのか”で見え方が変わる • 見え方＝“意味の場（概念ドメイン）” • 意味の場は複数あり、それぞれの概念モデルは異なる • 複数の意味の場は、対応づけのみ可能 → Digital Twins には以下の二つの記述が必須 • “ 意味の場”と • その“概念モデル” 13 概念モデリング連載コラム 概念モデリング・変換による実装を詳しく解説
- 14. 健診受診・歩行解析への適用 ‐ まとめ • 何をしたいのか、“デジタル化したいこと”を概念モデル化する • 概念モデル＝ S-M 法をベースに哲学・数学・論理学で再定義 • 概念モデルに対して、“作り方・実現方法”の対応付けを行う • 概念モデル、設計モデルが形式化されている→対応付けのデジタル化 • 結果として… • ソフトウェア成果物を変換により自動生成可能 • 概念モデルによるアプリケーションの構造の標準化 • ソフトウェア開発のデジタルトランスフォーメーションを実現 • 作り方・実現法の正当性を担保 14 概念モデリング連載コラム IoT 定期購読マガジン 概念モデリング・変換による実装を詳しく解説 歩行解析への適用を詳しく解説
- 15. https://note.com/kae_made からコンテンツ公開中 世界で一番正確で詳しい Azure IoT ・ DT 技術情報 概念モデリング教本 様々な観点からのコラム集 概念モデリングチュートリアル集 変換による実装教本 独自の視点からの SW 開発の基本解説 大規模 SW 開発エンジニアリングの要諦 本日の講演内容を詳しく解説中！
- 16. Happy Modeling! @2023 Knowledge & Experience Knowledge ＆ Experience Hiroshi Ota E-Mail: master@kae-made.jp
Editor's Notes
- #5: とはいえ、私は哲学者でも数学者でもないので、それらの専門家に詳しく厳密に精査してほしいところではあるのですが。 OOは Object Oriented ではなく、Ontology Oriented ではないか？ 意味の場 アプリオリな事実を元に綜合的に体系を組み立てていく 圏の間に自然同値の関係があるなら、片方の圏で成り立つことはもう片方の圏でも成り立つことが証明されている。なぜシミュレーションがなりたつのか
- #13: ここまで来ると、このおじさん、結局何が言いたいのと思われているかもしれないので Smart City、Power Grid 等の国際標準は、概念モデルに準ずるものを記述している
- #16: This concludes my session. My content was about philosophy and mathematics, so I’m worried that everyone was sleepy I ‘m happy if my session help you. Thank you.