基于Petri网的流程挖掘算法设计与应用

讨论了利用Petri网对应用系统日志进行建模和分析的方法,给出一个日志过滤、简化及转换模型的方法,提出了一个基于Petri网的专家挖掘算法,其中专家是指对某个业务流程特别熟练的人.以广州地铁法律咨询流程为例,介绍了该流程的建模和模型的简化算法.使用该算法可以有效的对操作人员进行评估和考核,有利于资源的合理配置.最后,以法律咨询流程日志为基础进行了实验,实验结果表明,算法认准率达90%以上,且通过模型简化可有效减低算法时间复杂度.     

Discovering simulation models

Process mining is a tool to extract non-trivial and useful information from process execution logs. These so-called event logs (also called audit trails, or transaction logs) are the starting point for various discovery and analysis techniques that help to gain insight into certain characteristics of the process. In this paper we use a combination of process mining techniques to discover multiple perspectives (namely, the control-flow, data, performance, and resource perspective) of the process from historic data, and we integrate them into a comprehensive simulation model. This simulation model is represented as a colored Petri net (CPN) and can be used to analyze the process, e.g., evaluate the performance of different alternative designs. The discovery of simulation models is explained using a running example. Moreover, the approach has been applied in two case studies; the workflows in two different municipalities in the Netherlands have been analyzed using a combination of process mining and simulation. Furthermore, the quality of the CPN models generated for the running example and the two case studies has been evaluated by comparing the original logs with the logs of the generated models.     

过程挖掘中一种能发现重复任务的扩展α算法

基于α-算法,提出了能发现工作流日志中重复任务的过程挖掘算法α**,并给出了正确性证明.该算法先通过机器学习的方法分析重复任务的性质,给出了判定重复任务的定理并证明了其正确性;然后使用这些定理判断并标识出日志中的所有重复任务;最后,采用α-算法从标识后的日志中提取出工作流网,并对其进行调整得到包含重复任务的工作流网模型.通过模拟实验验证了算法的有效性,与现有的重复任务挖掘方法的实验结果相比证实了文中提出的方法具有更高的效率.     

A Rule-Based Approach for Process Discovery: Dealing with Noise and Imbalance in Process Logs

Effective information systems require the existence of explicit process models. A completely specified process design needs to be developed in order to enact a given business process. This development is time consuming and often subjective and incomplete. We propose a method that constructs the process model from process log data, by determining the relations between process tasks. To predict these relations, we employ machine learning technique to induce rule sets. These rule sets are induced from simulated process log data generated by varying process characteristics such as noise and log size. Tests reveal that the induced rule sets have a high predictive accuracy on new data. The effects of noise and imbalance of execution priorities during the discovery of the relations between process tasks are also discussed. Knowing the causal, exclusive, and parallel relations, a process model expressed in the Petri net formalism can be built. We illustrate our approach with real world data in a case study.

基于Petri网的水产品供应链工作流模型

为了确保水产品供应链工作流的合理性和保证业务流程中物流和信息流的一致性,提出了较完善的基于状态的Petri网建模方法,对水产品供应链业务流程进行模型分析,描述水产品生产加工销售链各上下游企业的业务流程模型,利用petri网设计了水产品管理系统流程模型。结果表明：利用Petri网能够优化设计水产品生产加工各个流程模型,对水产品生产供应链信息流进行有效的管理,为水产品生产加工的质量安全决策提供了重要的依据。     

基于事务日志的社会网络抽取

社会网络分析(social network analysis, SNA)是数据挖掘领域的一个重要研究方向,社会网络数据的质量和规模对研究十分重要.在当前的社会网络分析研究中,大多数是基于社交网站生成的社会网络,社交网站生成的在线社会网络只是对真实社会网络近似模拟,其现象、结论无法代表真实社会网络;少数基于真实社会网络的研究中,由于数据采集难度较大,往往只能使用规模有限的社会网络,从而降低了分析结果的可信程度.现代软件系统产生大量的事务日志让构建基于真实环境的社会网络成为可能.以高校学生卡管理系统产生的事务日志为例,探索如何从海量事务日志中抽取社会网络.根据事务日志的特征,建立以共现(co-occurrence)特征为基础的网络抽取模型,抽取出所有可能构成这个社会网络的边;定义了一个基于边的权重和Jaccard相关性系数的边存在系数,识别网络中的噪音边,筛选噪音边;最后,通过同班级比率分析和网络拓扑结构分析,对抽取的网络进行验证.实验结果表明,所抽取的网络具有很高的同班级比率,该抽取模型具有较好效果,同时该网络具有小世界网络(small-world)特征和满足无标度(scale-free)度分布,符合常见社会网络特征.     

Business process mining: An industrial application

Contemporary information systems (e.g., WfM, ERP, CRM, SCM, and B2B systems) record business events in so-called event logs. Business process mining takes these logs to discover process, control, data, organizational, and social structures. Although many researchers are developing new and more powerful process mining techniques and software vendors are incorporating these in their software, few of the more advanced process mining techniques have been tested on real-life processes. This paper describes the application of process mining in one of the provincial offices of the Dutch National Public Works Department, responsible for the construction and maintenance of the road and water infrastructure. Using a variety of process mining techniques, we analyzed the processing of invoices sent by the various subcontractors and suppliers from three different perspectives: (1) the process perspective, (2) the organizational perspective, and (3) the case perspective. For this purpose, we used some of the tools developed in the context of the ProM framework. The goal of this paper is to demonstrate the applicability of process mining in general and our algorithms and tools in particular.     

一种扩展了价格信息的着色Petri网及其应用

基于实际业务流程建模中成本预算分析的需要，在着色网的基础上扩展了价格信息，提出了价格着色网。讨论了价格着色网的变迁规则，并以一个业务流程实例介绍了价格着色网的分析技术及其应用，实验结果表明着色网扩展价格信息是可行的而且是有效的。     

Discovering Typed Communities in Mobile Social Networks

Mobile social networks,which consist of mobile users who communicate with each other using cell phones,are reflections of people’s interactions in social lives.Discovering typed communities(e.g.,family communities or corporate communities) in mobile social networks is a very promising problem.For example,it can help mobile operators to determine the target users for precision marketing.In this paper we propose discovering typed communities in mobile social networks by utilizing the labels of relationships between users.We use the user logs stored by mobile operators,including communication and user movement records,to collectively label all the relationships in a network,by employing an undirected probabilistic graphical model,i.e.,conditional random fields.Then we use two methods to discover typed communities based on the results of relationship labeling:one is simply retaining or cutting relationships according to their labels,and the other is using sophisticated weighted community detection algorithms.The experimental results show that our proposed framework performs well in terms of the accuracy of typed community detection in mobile social networks.     

社交网络隐私保护中的随机算法

提出了一种基于高斯随机乘法的社交网络隐私保护方法.该算法利用无向有权图表示社交网络,通过高斯随机乘法来扰乱其边的权重,保持网络最短路径不变并使其长度应与初始网络的路径长度尽可能接近,以实现对社交网络的隐私保护.从理论上证明了算法的可行性及完美算法的不存在性.采用这种随机乘法得到的仿真结果符合理论分析结果.     

基于传播属性的社交网络重要节点发现

节点重要性排序在复杂网络领域中有着广泛的应用。基于节点传播属性的迭代资源分配改进算法（improved iterative resource allocation,IIRA）通过引入节点传播属性,提升了节点重要性排序的准确性,但该算法并未考虑节点相似性对节点资源分配的影响,存在局限性。针对其不足,提出了一种以节点相似性为输入指标的资源分配算法（similarity-based resource allocation,SBRA）,使得资源分配策略更加符合真实的社交网络;在SBRA算法的基础上借鉴LeaderRank算法中背景节点的思想,引入高阶邻居节点间的资源流动,提出了一种基于节点相似度和高阶流动资源分配算法（LeaderRank similarity-based resource allocation,L-SBRA）;基于传播动力学的SIR模型,通过各算法之间的对比实验,验证了相似性作为资源分配依据以及引入背景节点的合理性,并且证明了改进算法的有效性和优越性。     

符号社会网络中正负关系预测算法研究综述

一些网络中的边根据其潜在涵义可分为正关系和负关系,若用正号和负号来标记网络中的边,则形成一个符号网络.符号网络的应用场景非常丰富,在社会学、信息学、生物学等多个领域广泛存在,逐渐成为当前研究的热点之一.对符号社会网络中链接的正负预测问题进行研究,其成果对社会网络的个性化推荐、网络中异常节点的识别、用户聚类等都具有非常重要的应用价值.主要介绍符号社会网络中正负关系预测问题在国内外的研究现状和最新进展.首先介绍了社会结构平衡理论和地位理论,并将目前主要的预测算法按照设计思路分成两类：基于矩阵的符号预测算法和基于分类的符号预测算法,详细介绍各类算法的基本思路,并从算法效率、准确性和可伸缩性等角度进行详细的对比和分析,总结了符号社会网络预测问题具有的一些特点以及所面临的挑战,同时指出未来可能的发展方向,为相关研究人员提供有价值的参考.     

基于执行记录的工作流模式挖掘算法

工作流模式挖掘是数据挖掘新的研究领域,可以从工作流执行所产生的记录中还原工作流模式,能有效地应用于业务需求建模和业务流程重构等方面。该文提出一种基于偏序代数运算和三角优化规则的工作流模式挖掘算法,只需要对业务执行记录进行一次性扫描,就能在线性时间内识别并还原出工作流模式。研究实验表明,该算法能获得较优的工作流模式,完整性较高,能包含原工作流,受执行记录覆盖率影响不大。而执行记录覆盖率越高,该算法所得工作流模式与原工作流模式的一致性也越大,因此,算法具有较高的应用价值。     

基于WfPN的业务流程重组

工作流管理技术在企业的业务流程重组和业务流程自动化中扮演重要角色。它提供了一系列工具来建立、分析、仿真和实施业务流程,按照工作流管理联盟的规范自主开发了AutoFlow工作流管理系统,其中工作流建模方法是整个系统的核心基础。在此,提出了一种基于Petri网的工作流建模理论－WfPN模型,并描述如何将业务流程映射成WfPN(workflow Petri net)模型,WfPN可以作为工作流系统流程建模的理论基础,为业务流程的自动化和BPR的计算机实施铺平道路。     

从Web日志中挖掘用户浏览偏爱路径

Web日志中包含了大量的用户浏览信息，如何有效地从其中挖掘出用户浏览兴趣模式是一个重要的研究课题．作者在分析目前用户浏览模式挖掘算法存在的问题的基础上，利用提出的支持一偏爱度的概念，设计了网站访问矩阵，并基于这个矩阵提出了用户浏览偏爱路径挖掘算法：先利用Web日志建立以引用网页URL为行、浏览网页URL为列、路径访问频度为元素值的网站访问矩阵．该矩阵为稀疏矩阵，将该矩阵用三元组法来进行表示．然后，通过对该矩阵进行支持一偏爱度计算得到偏爱子路径．最后进行合并生成浏览偏爱路径．实验表明该算法能准确地反映用户浏览兴趣，而且系统可扩展性较好．这可以应用于电子商务网站的站点优化和个性化服务等．     

基于Petri网的业务流程成本分析方法

Petri网是一个功能强大的建模工具,已广泛应用于业务流程的建模与分析,但是原型Petri网对业务流程的成本分析却无能为力.首先介绍原型Petri网的定义,然后针对实际业务流程建模中成本预算分析的需要,对原型Petri网扩展价格因素,定义了价格Petri网及其变迁触发规则,而后定义了计价状态空间的概念,并给出计价状态可达空间的构造算法,最后通过一个例子说明价格Petri网可以有效地对业务流程进行成本分析.     

基于面向对象Petri网的工作流建模及性能分析

工作流技术作为一种过程建模和过程管理的核心技术,在计算机应用领域获得了迅速的发展。介绍了工作流技术;提出了将面向对象建模技术融入Petri网模型所形成的面向对象Petri网,并讨论了建立基于面向对象Petri网的工作流模型的步骤;运用面向对象Petri网建立了某制造企业的产品方案处理流程的工作流模型,并运用性能等价公式对工作流模型的性能进行了分析。     

面向业务过程挖掘和分析的事件日志预处理技术

在企业业务运行过程中会产生大量的数据,这些数据以事件日志的方式进行保存.通过对事件日志的采集、处理和分析可以支持对业务过程的挖掘、监控和优化.然而,原始的事件日志因含有各种类型的数据质量问题而无法直接应用于过程挖掘与分析.尽管目前在数据挖掘领域已提出各种数据预处理方法进行数据过滤,但由于业务过程事件日志中事件信息的序列化、动态化以及传递性等特点不同于普通数据,所以无法简单地应用传统的数据预处理方法对事件日志进行预处理.本文对事件日志数据预处理的研究现状进行了系统化的总结,分析了事件日志数据预处理技术面临的挑战,并对未来的研究方向进行了展望.     

ECA规则在工作流管理系统中的应用

针对工作流管理系统的实现复杂性及模型可靠性的验证问题,提出了一种结合工作流网和ECA规则来创建工作流管理系统的方法。这种基于ECA规则的工作流描述和执行机制较好地实现了工作流网模型的语义描述和控制的统一。通过建立基于ECA规则的工作流描述表,将ECA 规则引入到工作流路由机制中,灵活地控制了工作流的流程。通过事件触发和消息处理机制,工作流描述表处理可以被实际系统加以执行和控制。     

面向并行工程的产品设计过程管理的抽象模型

设计过程管理是企业新产品开发活动的一个重要组成部分,它关系着企业是否能够更好的产品,更快地抢占市场。通过仔细调研国内多家大中型国有企业的产品设计过程管理活动,以并行工程思想方法为指导,指出了一个产品设计过程管理的抽象模型。最后针对抽象模型的应用,提出了建立多级抽象层的方法。