DE112011101559T5

DE112011101559T5 - Dynamische adaptive Erkennung von Prozessen und deren Einhaltung

Info

Publication number: DE112011101559T5
Application number: DE112011101559T
Authority: DE
Inventors: Rania Khalaf; Fransisco Cubera; Geetika Tewari Lakshmanan; Paul T. Keyser
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2013-02-07
Also published as: JP5705307B2; JP2013533528A; US20110267351A1; US8619084B2; CN102870129A; WO2011139393A1; CN102870129B

Abstract

Ein Verfahren zum Modellieren eines Prozesses beinhaltet das Erfassen von Daten, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören, aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien. Die erfassten Daten werden analysiert, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden. Es wird ein Ereigniswert ermittelt, der angibt, wie oft jeder durchgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte folgt. Es wird ein Graph erzeugt, der ein Modell des ausgeführten Prozesses wiedergibt, indem jeder Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten innerhalb des Prozessstrangs als Kante an dem Graphen dargestellt wird. Den Kanten, die die Knotenpaare verbinden, werden Zahlen zugewiesen, die von dem Ereigniswert abhängen, der angibt, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Die Priorität der Patenanmeldung Nr. 12/772,629, die am 3. Mai 2010 beim Patentamt der Vereinigten Staaten registriert wurde, wird hiermit beansprucht, wobei die Patentanmeldung durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einen Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Beschreibung betrifft die Prozesserkennung und insbesondere ein System und ein Verfahren zur dynamischen adaptiven Erkennung und Einhaltung von Prozessen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein Geschäftsprozess ist eine Abfolge von Schritten einer Prozedur, die ausgeführt werden, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen bzw. ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Die Schritte können manuell, mithilfe eines Computers oder vollautomatisch ausgeführt werden. Da es viele Möglichkeiten zur Erfüllung einer Aufgabe gibt, herrscht bei der Abwicklung von Geschäftsprozessen eine große Vielfalt. Oftmals wird in Organisationen versucht, durch das Formalisieren von Geschäftsprozessen die Geschäftstätigkeit zu optimieren und einen konstant hohen Grad an Qualität zu erreichen. Zur Formalisierung von Geschäftsprozessen können die Bekanntgabe formaler Prozessmodelle in Form veröffentlichter Abläufe und anderer Richtlinienanweisungen gehören.
Selbst nachdem Organisationen formalisierte Geschäftsprozesse bekannt geben, ist es unter Umständen jedoch schwierig, die Einhaltung zu überwachen und durchzusetzen und das Ausmaß festzustellen, in dem sich die tatsächliche Praxis an den formalisierten Prozessen ausrichtet. Dementsprechend fehlt den Organisationen angesichts der Schwierigkeiten, die mit der Überwachung und Durchsetzung der Einhaltung verbunden sind, unter Umständen die Fähigkeit, die Geschäftstätigkeit schnell und wirksam zu optimieren.
Das Geschäftsprozessmanagement (GPM) ist ein Ansatz zur Verwaltung einer Organisation, bei dem die Informationstechnologie genutzt werden kann, um die Ausführung verschiedener Geschäftsprozesse zu erleichtern, indem eine technologische Plattform bereitgestellt wird, auf der Schritte von Geschäftsprozessen ausgeführt werden können. Obwohl das GPM bestrebt sein kann, Geschäftsprozesse kontinuierlich zu verbessern, begrenzen die Schwierigkeiten, die mit dem Überwachen und Durchsetzen der Einhaltung formaler Geschäftsprozesse verbunden sind, unter Umständen die Wirksamkeit des GPM.
ÜBERBLICK
Ein Verfahren zum Modellieren eines Prozesses beinhaltet das Erfassen von Daten, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören, aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien. Die erfassten Daten werden analysiert, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden. Es werden Prozessstränge bestimmt, die eine Ausführungsreihenfolge der ausgeführten Prozessschritte angeben. Es wird ein Ereigniswert ermittelt, der angibt, wie oft in jedem festgestellten Prozessstrang der erfassten Daten jeder ausgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte folgt. Es wird ein Graph erzeugt, der ein Modell des ausgeführten Prozesses wiedergibt, indem jeder Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten innerhalb des Prozessstrangs als Kante an dem Graphen dargestellt wird. Bei einem bestimmten Knotenpaar des Graphen wird der Kante, die das Knotenpaar verbindet, eine Zahl zugewiesen, die von dem Ereigniswert abhängt, der angibt, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt. Der erzeugte Graph wird einem Benutzer zugänglich gemacht.
Ein Verfahren zum Modellieren eines Prozesses beinhaltet das Erfassen von Daten, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören, aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien. Die erfassten Daten werden analysiert, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden. Es wird ein Ereigniswert ermittelt, der angibt, wie oft jeder durchgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte der erfassten Daten folgt. Es wird ein Graph erzeugt, der ein Modell des ausgeführten Prozesses wiedergibt, indem jeder Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten als Kante an dem Graphen dargestellt wird. Bei einem bestimmten Knotenpaar des Graphen wird der Kante, die das Knotenpaar verbindet, eine Zahl zugewiesen, die von dem Ereigniswert abhängt, der angibt, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt. Der erzeugte Graph wird angezeigt.
Ein Computerprogrammprodukt zum Modellieren eines Prozesses beinhaltet ein computerlesbares Speichermedium mit einem darauf verkörperten computerlesbaren Programmcode. Der computerlesbare Programmcode enthält computerlesbaren Programmcode, der geeignet ist, aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien Daten zu erfassen, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören, computerlesbaren Programmcode, der geeignet ist, die erfassten Daten zu analysieren, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden, computerlesbaren Programmcode, der geeignet ist, einen Ereigniswert zu bestimmen, der angibt, wie oft jeder ausgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte der erfassten Daten folgt, computerlesbaren Programmcode, der geeignet ist, einen Graphen zu erzeugen, der ein Modell des ausgeführten Prozesses wiedergibt, indem jeder ausgeführte Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten als Kante an dem Graphen dargestellt wird, wobei einem bestimmten Knotenpaar des Graphen der Kante, die das Knotenpaar verbindet, eine Zahl zugewiesen wird, die von dem Ereigniswert abhängt und der Anzahl der Ereignisse entspricht, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt, und der computerlesbare Programmcode geeignet ist, den erzeugten Graphen anzuzeigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Lektüre der vorliegenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ermöglicht ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und vieler ihrer Aspekte, wobei:
1 ein Ablaufplan ist, der die Erzeugung des Graphen eines betrachteten Geschäftsprozesses gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Beispiel einer numerischen Präfixbaum-Datenstruktur veranschaulicht, die verwendet werden kann, um gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Momentaufnahmen von Geschäftsprozessgraphen zu speichern;
3 ein Beispiel einer numerischen Präfixbaum-Datenstruktur mit mehreren Ebenen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4A ein beispielhafter Geschäftsprozessgraph ist, der gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde;
4B eine Tabelle ist, die die Übergangsverhältnisse veranschaulicht, die durch die Kantenstärken des Graphen aus 4A dargestellt werden;
5 ein Beispiel eines Bildes veranschaulicht, mit dessen Hilfe eine Darstellung einer Momentaufnahme eines Geschäftsprozessgraphen angezeigt wird; und
6 ein Beispiel eines Computersystems zeigt, mit dessen Hilfe das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung realisiert werden können.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bei der Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, wird aus Gründen der Anschaulichkeit eine spezielle Terminologie verwendet. Die vorliegende Beschreibung ist jedoch nicht auf die gewählte Terminologie beschränkt, und es versteht sich, dass jedes einzelne Element alle technischen Äquivalente einschließt, die in ähnlicher Weise funktionieren.
In der Praxis können tatsächliche Geschäftsprozesse in einer Weise ausgeführt werden, die von einem vorgeschriebenen und/oder formalisierten Ablauf abweichen. Die Abweichung kann durch Hindernisse und Schwächen verursacht werden, die an dem Punkt nicht vorhersehbar waren, an dem der Ablauf formalisiert wurde, durch die Weiterentwicklung eines Prozesses im Laufe der Zeit und/oder Nichteinhaltung des Prozesses durch Mitarbeiter. Daher kann die exakte Messung der tatsächlichen Ausführung eines Prozesses ein nützlicher Versuch zur Verbesserung des Arbeitsablaufs sein.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen automatisierten Ansatz zum Modellieren der tatsächlichen Ausführung von Geschäftsprozessen bereitstellen. Durch das exakte Modellieren der tatsächlichen Ausführung von Geschäftsprozessen können Organisationen die tatsächlichen Prozesse mit formalisierten Prozessen und anderen Richtlinien vergleichen, um ein bestimmtes Niveau der Übereinstimmung zu ermitteln und Punkte zu erkennen, an denen Abweichungen auftreten, sodass Abhilfemaßnahmen ergriffen werden können, um die Einhaltung formalisierter Prozesse zu erreichen und die zukünftige Geschäftspolitik zu beeinflussen.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die tatsächliche Ausführung von Geschäftsprozessen in Form eines Graphen darstellen, bei dem jeder Knoten des Graphen einen Schritt im Geschäftsprozess darstellt und eine Reihe von Kanten verschiedene Knoten verbindet, um beobachtete Übergänge von einem Knoten zum nächsten darzustellen. Die Stärke jeder Kante kann proportional zur beobachteten Neigung sein, mit der die Ausführung eines ersten Schritts zur Ausführung eines zweiten Schritts führt. Daher kann mithilfe eines Graphen veranschaulicht werden, wie ein Geschäftsprozess im Laufe einer Reihe von Prozessausführungen tatsächlich ausgeführt wird.
Die Erzeugung von Graphen kann vollständig automatisiert sein, sodass die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Geschäftsprozesses in einfacher und intuitiver Weise dargestellt werden kann, ohne dass erhebliche Ressourcen der Organisation in Anspruch genommen werden. Die Erzeugung von Graphen kann durch Erfassen eines oder mehrerer Aktivitätsprotokolle ausgeführt werden, die im Laufe der normalen Geschäftstätigkeit erzeugt werden, während Prozessschritte auf verschiedenen computerisierten Plattformen abgeschlossen werden, auf denen detaillierte Aktivitätsprotokolle aufbewahrt werden. Die erfassten Aktivitätsprotokolle können automatisch analysiert werden, um Prozessschritte zu erkennen und den Charakter des Arbeitsablaufes von einem Prozessschritt zum nächsten zu ermitteln. Genau diese Daten können zur Erzeugung des Graphen verwendet werden.
Diese Graphen können regelmäßig oder in Echtzeit aktualisiert werden. Die Graphen können anschließend mit einem formalisierten Geschäftsprozess verglichen werden, um Abweichungspunkte zu erkennen. Außerdem können Graphen mit früheren Graphen verglichen werden, um eine Veränderung zu ermitteln. Darüber hinaus können Graphen mit ähnlichen Graphen aus anderen Unterabteilungen der Organisation oder aus anderen Organisationen verglichen werden, um einen Hinweis darüber bereitzustellen, wie oft unterschiedliche Einheiten ähnliche Aufgaben abarbeiten. Es lassen sich weitere wichtige Verwendungszwecke für Graphen finden, die auf diese Weise erzeugt wurden, und die Erfindung ist nicht auf bestimmte Verwendungszwecke der auf diese Weise erzeugten Graphen beschränkt. Ungeachtet der Art der durchgeführten Analyse können die automatische Erzeugung und Darstellung dieser Graphen bei vorhandenen GPM-Systemen oder durch die Systeme selbst verwendet werden, um die Tätigkeit der Organisation zu optimieren und die Qualität zu gewährleisten.
Ein Beispiel eines Geschäftsprozessgraphen, der auf die im vorliegenden Dokument beschriebene Weise erzeugt wurde, ist in 4 dargestellt und wird nachfolgend eingehender beschrieben.
1 ist ein Ablaufplan, der die Erzeugung des Graphen des oben erkannten betrachteten Geschäftsprozesses gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Zuerst können Aktivitätsprotokolldateien erfasst und analysiert werden (Schritt S11). Zur Erfassung der Aktivitätsprotokolldateien kann das Durchsuchen gespeicherter Aktivitätsprotokolldateien eines oder mehrerer computerisierter Systeme gehören, die an der Ausführung des jeweiligen ausgewerteten Geschäftsprozesses beteiligt sind. Wenn Aktivitätsprotokolle von mehreren Quellen erfasst werden, können Querverweise durchgeführt werden, um Geschäftsprozessschritte abzugleichen, sodass die Ausführung einzelner Geschäftsprozesse von Geschäftsschritt zu Geschäftsschritt nachverfolgt werden kann, selbst wenn verschiedene Schritte in mehreren Aktivitätsprotokolldateien protokolliert wurden. Zum Analysieren des Aktivitätsprotokolls bzw. der Aktivitätsprotokolle kann das Erkennen tatsächlicher Geschäftsprozessschritte gehören, die ausgeführt wurden, sowie das Ermitteln einer Abfolge, in der Geschäftsprozessschritte ausgeführt wurden.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Systeme nutzen, die auf bekannter Geschäftsherkunft beruhen, um Aktivitätsprotokolle über mehrere Quellen hinweg zu kombinieren und ein einziges Ausführungsprotokoll zu erzeugen, das ein in sich schlüssiges Ausführungsprotokoll von Ereignissen enthält, die mit der Ausführung einer einzelnen Instanz eines Geschäftsprozesses vom Anfang bis zum Ende zusammenhängen. Der Begriff „Geschäftsherkunft” ist zu verstehen als der Prozess des Erfassens und Verarbeitens der Abstammung von Geschäftsmodellelementen, um Funktions-, Organisations-, Datums- und Ressourcenaspekte eines Unternehmens zu erkennen. Dementsprechend kann die Geschäftsherkunft gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um Aktivitätsprotokolle zu erfassen und zu analysieren, um eine Reihenfolge zu ermitteln, in der Prozessschritte ausgeführt wurden, und sie kann somit verwendet werden, um durch Erfassen, Korrelieren und Analysieren von Geschäftstätigkeitsdaten wie z. B. von Daten aus Aktivitätsprotokollen automatisch zu erkennen, was sich während der Ausführung von Geschäftsprozessen exakt ereignet hat.
Beispiele von auf der Geschäftsherkunft beruhenden Systemen, die in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind z. B. in den US-Patentanmeldungen 12/265,975, 12/265,986, 12/265,993 und 12/266,052 zu finden, von denen jede in ihrer Gesamtheit einen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet.
Nachdem die Aktivitätsprotokolldateien erfasst und analysiert wurden, kann eine erste Ausführung von Geschäftsprozessen in einem Graphen dargestellt werden (Schritt S12). Die erste Ausführung von Geschäftsprozessen kann einen einzelnen Strang der Abfolge von Prozessschritten darstellen, die während einer Ausführung eines vorgegebenen Geschäftsprozesses ausgeführt wurden. Zum Darstellen des Geschäftsprozesses mittels Graphen kann das Festlegen eines Knotens für jeden Prozessschritt gehören, der in den Aktivitätsprotokollen erkannt wurde, sowie das Bilden von Kanten zwischen jedem Knoten, die die Reihenfolge darstellen, in der Prozessschritte innerhalb der ersten Ausführung von Geschäftsprozessen ausgeführt wurden. Wenn beispielsweise die erste Ausführung von Geschäftsprozessen drei Schritte „A”, „B” und „C” beinhaltet, wobei Schritt „A” zuerst, Schritt „C” als zweiter Schritt und Schritt „B” zuletzt ausgeführt, wird, kann die Graphendarstellung dieser ersten Ausführung drei Knoten „A”, „B” und „C” enthalten, wobei eine erste Kante „A” und „C” und eine zweite Kante „C” und „B” verbindet. Jede Kante kann als Vektor mit sowohl einer Richtung als auch einer Stärke ausgedrückt werden. Somit würde sich eine Kante, die „A” mit „C” verbindet, von einer Kante unterscheiden, die „C” mit „A” verbindet. Die Stärke der Kante stellt eine Häufigkeit dar, mit der der durch die Kante ausgedrückte Übergang stattfindet. Beispielsweise können breite Kanten einen normalerweise auftretenden Übergang darstellen, während eine schmale Kante einen selten auftretenden Übergang darstellen kann.
Nachdem die erste Ausführung von Geschäftsprozessen mittels eines Graphen dargestellt ist, kann der Graph bei weiteren Ausführungen von Geschäftsprozessen aktualisiert werden (Schritt S13). Weitere Ausführungen des Geschäftsprozesses können nachfolgende Ausführungen von Geschäftsprozessen darstellen, die dem ersten Geschäftsprozess ähneln, der in Schritt S12 mithilfe des Graphen dargestellt wurde. Nachfolgende Ausführungen können durch dieselben oder andere Personen und/oder automatisierte Systeme ausgeführt worden sein. Zu den nachfolgenden Ausführungen gehörende Daten können aus demselben Aktivitätsprotokoll wie die erste Ausführung, aus anderen Aktivitätsprotokollen oder aus aktualisierten Aktivitätsprotokollen analysiert werden. Beispielsweise können die Protokolle weiterhin mit neuen Ausführungen aktualisiert werden, während der Graph aktualisiert wird. Insofern kann das Darstellen mittels Graphen gleichzeitig mit der Ausführung des Geschäftsprozesses durchgeführt werden.
Wenn beispielsweise Geschäftsprozesse in einem großen Unternehmen ausgeführt werden, wird ein bestimmter Prozess pro Tag unter Umständen hunderte oder tausende Male ausgeführt. Aktivitätsprotokolle, die zu jeder Ausführung des jeweiligen Geschäftsprozesses gehören, können verwendet werden, um den Graphen in Echtzeit zu aktualisieren, sodass der Graph die aktuelle verfügbare Datenmenge darstellt. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt, alle verfügbaren Daten zu verwenden, um den Graphen zu erzeugen und zu aktualisieren, sondern es wäre auch möglich, zum Zweck des Erzeugens und Aktualisierens des Graphen eine Teilmenge verfügbarer Daten auszuwählen. Eine derartige Strategie kann z. B. wünschenswert sein, wenn eine vollständige Datenmenge besonders groß ist.
Beim Darstellen der weiteren Ausführungen durch Graphen können neue Knoten hinzugefügt werden, wo neue Prozessschritte ausgeführt werden. Außerdem kann die Kantenstärke aktualisiert werden, um Änderungen an der Häufigkeit widerzuspiegeln, mit der Übergängen von einem Schritt zu einem anderen Schritt stattfinden. Beispielsweise kann, wenn ein Übergang von einem Schritt zu einem anderen stattfindet, die Stärke der Kante um eine Maßeinheit erhöht werden. Alternativ können kompliziertere Verfahren zum Aktualisieren der Kantenstärke durchgeführt werden, die z. B. nachstehend eingehender beschrieben werden.
Der Prozess des Aktualisierens des Graphen mit weiteren Daten (Schritt S13) kann wiederholt werden. Die Wiederholung kann mit einer festgelegten Anzahl von Iterationen fortgesetzt werden, bis der Graph alle Aktivitätsprotokolldaten widerspiegelt, oder sie kann unbegrenzt oft fortgesetzt werden und dabei den Graphen aktualisieren, sobald neue Aktivitätsprotokolldaten erfasst wurden.
Nach Abschluss der Aktualisierung des Graphen anhand der erfassten Aktivitätsprotokolldaten kann der Graph dargestellt werden (Schritt S14). Die Darstellung des Graphen kann die eigentliche Anzeige des Graphen für einen oder mehrere Benutzer, das Speichern des Graphen zur zukünftigen Verwendung oder die Nutzung des Graphen in einer anderen Art und Weise beinhalten. Außerdem kann der Graph kontinuierlich dargestellt werden, während er in Schritt S13 aktualisiert wird, und nicht erst nach dem oder zusätzlich zum Abschluss der Aktualisierung des Graphen. Auf diese Weise kann der Graph dargestellt werden, wenn er geändert wird, sodass der Benutzer an einem beliebigen Punkt den aktuellen Zustand beobachten kann.
Der dargestellte Graph kann kontrolliert werden, um festzustellen, ob ein Alarm angemessen ist (Schritt S15). Ein Alarm kann angemessen sein, wenn ein bestimmter Schwellenwert überschritten ist. Der Schwellenwert kann anhand vom Benutzer ausgewählter Kriterien oder anderer vorgegebener Kriterien festgelegt sein. Beispielsweise kann der Schwellenwert eine bestimmte Anzahl von Knoten, eine bestimmte Kantenstärke oder ein übermäßiges Ausmaß der Abweichung von einem formalisierten Prozess sein. Wenn festgestellt wird, dass der Schwellenwert überschritten ist (Ja, Schritt S15), kann ein Alarm erzeugt werden (Schritt S16). Der Alarm kann beinhalten, dass automatisch eine eMail an eine oder mehrere vorgegebene eMail-Adressen gesendet wird, oder der Alarm kann eine andere Form der Benachrichtigung beinhalten.
Ein optionales Merkmal kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darin bestehen, dass ein formales Prozessmodell aus dem erzeugten Graphen entnommen wird. Da der Graph für die tatsächlich durchgeführten Prozesse stehen kann, kann eine Organisation, die Prozesse formalisieren möchte, den erzeugten Graphen als Grundlage zur Einrichtung des formalen Prozesses nutzen.
In einem derartigen Fall kann der formale Prozess aus dem erzeugten Graphen entnommen werden, z. B. nach einer vorgegebenen Zeitdauer, in der der Graph aus Aktivitätsprotokolldateien erzeugt oder unter Verwendung dieser Dateien aktualisiert wurde. Alternativ kann die Entnahme nach dem Auftreten eines Auslöseereignisses stattfinden, z. B. wenn aufeinanderfolgende Modellaktualisierungen nicht mehr zu wesentlichen Änderungen am Aussehen des Graphen führen oder wenn sich bestimmte Eigenschaften im Graphen ändern. Wenn beispielsweise der Abstand zwischen dem jüngsten Graphen von Geschäftsprozessmodellen und einem Anfangsgraphen größer als ein vorgegebener numerischer Bereich ist, kann die Entnahme des formalen Modells ausgelöst werden. Hierbei kann der numerische Bereich anhand der Ansätze zum Berechnen von Momentaufnahmewerten berechnet werden, wie nachfolgend eingehend erläutert wird.
Wenn es wünschenswert ist, einen Zustand des Graphen an einem bestimmten Zeitpunkt zu speichern, um den Graphen mit anderen Graphen zu vergleichen oder denselben Graphen zu verschiedenen Zeitpunkten zu vergleichen, kann eine „Momentaufnahme” des aktuellen Zustands des Graphen vorgenommen werden (Schritt S17). Die Momentaufnahme kann eine Kopie des Graphen in der Form enthalten, in der er während eines bestimmten Moments vorhanden war, wozu beides, Knoten und Kanten gehören. Die Momentaufnahme kann außerdem Metadaten enthalten, z. B. das Datum, an dem die zur Erzeugung des Graphen verwendeten Aktivitätsprotokolldaten erfasst wurden, einen Booleschen Wert, der angibt, ob der Graph einen Alarmschwellenwert überschreitet, einen Zähler, der angibt, wie oft ein ähnlicher oder identischer Graph festgestellt wurde, oder andere zugehörige Daten.
Die Momentaufnahme kann außerdem auf einen bestimmten Momentaufnahmewert reduziert werden, der in bestimmter Weise die Eigenschaften des Graphen im Verhältnis zu anderen Graphen beschreibt. Es kann mehrere Ansätze zur Charakterisierung eines Wertes für eine bestimmte Momentaufnahme geben. Ein vereinfachtes Beispiel eines derartigen Ansatzes würde darin bestehen, eine Gesamtzahl von Knoten und Kanten zu zählen. Es können auch kompliziertere Maßstäbe verwendet werden, um Graphen eines Prozessmodells mithilfe eines numerischen Wertes darzustellen. Diese Werte können anschließend verwendet werden, um ein Maß für den Unterschied zwischen zwei Prozessmodellgraphen in Form eines „Abstands” zwischen Werten zu berechnen. Der Abstand zwischen zwei Prozessmodellen M und M' kann als Mindestanzahl von Änderungsoperationen auf höherer Ebene (z. B. Aktivitäten zum Einfügen, Löschen oder Verschieben) definiert werden, die zum Umwandeln von M in M' benötigt werden. Das Ermitteln des Abstands zwischen zwei Prozessmodellen kann als nichtdeterministisches polynomialzeitschweres Problem ausgedrückt werden. Heuristische Algorithmen, die auf dieses Problem angewendet werden, können sehr komplex sein. Dementsprechend können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere Maßstäbe definieren, um jeder Momentaufnahme von Prozessmodellgraphen einen numerischen Wert zuzuweisen. Im vorliegenden Dokument stellt f(s_k) die Maßstabfunktion dar, die jeder Momentaufnahme s_k einen Wert zuweist.
Gemäß einem ersten Ansatz ist f(s_k) = 1 / |E+V|, wobei E die Anzahl der Kanten ist und V die Anzahl der Eckpunkte (Knoten) im Abhängigkeitsgraphen einer Prozessmomentaufnahme s_k ist.
Obwohl der oben beschriebene Ansatz ein Beispiel eines Verfahrens enthält, bei dem ein Prozessmodellgraph und/oder eine Momentaufnahme zu Vergleichszwecken als einfacher Skalarwert ausgedrückt werden können, können ebenso andere geeignete Maßstäbe verwendet werden, und die Erfindung ist nicht so zu verstehen, dass die oben beschriebenen speziellen Ansätze eine Einschränkung der Erfindung darstellen.
Obwohl der einfache Skalar einen praktischen Ansatz zur Einteilung eines Prozessmodellgraphen zu einem bestimmten Zeitpunkt (Momentaufnahme) bildet, kann die gesamte Momentaufnahme jedoch mithilfe einer geeigneten Datenstruktur zur späteren Verwendung und/oder zu späteren Vergleichen gespeichert werden. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Momentaufnahmen in einer baumähnlichen Datenstruktur speichern, z. B. in einer B-Baumdatenstruktur oder in einer numerischen Präfixbaum-Datenstruktur (Schritt S18). Bei einer Präfixbaum-Datenstruktur handelt es sich um eine Struktur, in der Daten in einem Baum aus Gruppen und Untergruppen gespeichert und angeordnet sind, die anhand von bestimmten aussagekräftigen Eigenschaften unterteilt sind, die die Suche erleichtern können. Die Präfixbaum-Datenstruktur enthält einen Stammknoten, einen oder mehrere Bin-Knoten im Stamm und eine Abfolge von Bucket-Knoten in jedem Bin-Knoten. Jeder Bin enthält eine Teilmenge aller Stammdaten und ist definiert als ein bestimmter Bereich, in den eine Teilmenge von Daten fällt. Jeder Bucket enthält eine Teilmenge seines übergeordneten Bin-Bereiches und ist durch den Bereich von Daten definiert, die er enthält. Es ist nicht notwendig, dass alle Bins Bereiche gleicher Größe darstellen und ebenso ist es nicht notwendig, dass alle Buckets Bereiche gleicher Größe darstellen. Demzufolge kann die Größe des Bereiches eines Bins oder Buckets bei unterschiedlichen Bins und Buckets unterschiedlich sein. Außerdem kann die Präfixbaum-Datenstruktur neu abgeglichen werden, wenn die Bereiche geändert werden sollen.
Somit handelt es sich bei einer numerischen Präfixbaum-Datenstruktur um eine Datenstruktur, bei der die Bins und Buckets bestimmte numerische Bereiche darstellen, bei denen es sich in diesem Fall um den oben erläuterten Momentanaufnahmewert handeln kann. Bin können in Form sortierter Listen gespeichert sein. Dies ermöglicht bei Ausführung einer binären Suche unter Umständen das schnelle Auffinden der gewünschten Momentaufnahme, z. B. anhand des Momentaufnahmewertes. Die Anzahl von Bucket-Knoten pro Bin-Knoten, die auch als Verzweigungsverhältnis bezeichnet wird, kann bei allen Bins identisch sein.
Ebenso kann die maximale Anzahl von Bins pro Bucket auf einen relativ niedrigen Wert festgelegt sein, z. B. um die effiziente Durchsuchung zu ermöglichen.
Der Bereich eines Buckets kann als Teilbereich bezeichnet werden, da es sich um eine Teilmenge des Bereichs eines übergeordneten Bins handeln kann. Die Bereiche und Teilbereiche von Bins bzw. Buckets überlappen sich in Bezug auf ihre Geschwister nicht.
Ein optionales Merkmal kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Anwenden einer oder mehrerer Regeln auf den erzeugten Graphen beinhalten, um die Unternehmenssemantik eines oder mehrerer Knoten des Graphen zu ermitteln (Schritt S19). Anschließend können formale Geschäftsprozessmodelle aus dem Graphen entnommen werden, z. B. mithilfe der ermittelten Unternehmenssemantik. Danach können mehrere entnommene formale Geschäftsprozessmodelle in einer Datenstruktur gespeichert werden Die Datenstruktur kann die effiziente Durchsuchung sowie die Fähigkeit ermöglichen, Alarme aufgrund von Änderungen zwischen den mehreren entnommenen formalen Geschäftsprozessmodellen auszulösen.
2 veranschaulicht ein Beispiel einer numerischen Präfixbaum-Datenstruktur, die verwendet werden kann, um gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Momentaufnahmen von Geschäftsprozessgraphen zu speichern. Ein Stamm 21 stellt die gesamte Datenmenge dar. Am Stamm befindet sich ein erster Bin 22. Es können mehr als ein Bin vorhanden sein, im gezeigten Beispiel ist jedoch nur ein Bin 22 vorhanden. Der Bereich des Bins 22, in diesem Fall [0,100], gibt die Tatsache wieder, dass Momentaufnahmen mit skalaren Momentaufnahmewerten von 0 bis 100 darin gespeichert sind. Eine erste Ebene 26 kann als Bin 22 und alle untergeordneten Buckets 23, 24 und 25 definiert sein. Der erste untergeordnete Bucket 23 kann einen Bereich [0,33] haben und somit Momentaufnahmen mit skalaren Momentaufnahmewerten von 0 bis 33 enthalten. Der zweite untergeordnete Bucket 24 kann einen Bereich [33,67] haben und somit Momentaufnahmen mit skalaren Momentaufnahmewerten von 34 bis 67 enthalten. Der dritte untergeordnete Bucket 25 kann einen Bereich [67.100] haben und somit Momentaufnahmen mit skalaren Momentaufnahmewerten von 68 bis 100 enthalten. Zwischen allen drei untergeordneten Buckets ist der gesamte Bin-Bereich von [0,100] dargestellt.
Die numerische Präfixbaum-Datenstruktur kann so flexibel sein, dass sie Momentaufnahmen von Geschäftsprozessgraphen zusammen mit Momentaufnahmewerten aufnehmen kann, die jenseits des gegenwärtigen Bereiches der verfügbaren Bins liegen. Wenn z. B. neue Daten einer Geschäftsprozessgraph-Momentaufnahme mit einem Momentaufnahmewert von z. B. 158 dargestellt werden, kann der numerischen Präfixbaum-Datenstruktur ein weiterer Bin hinzugefügt werden, der z. B. einen Bereich von [100,200] darstellt. Innerhalb dieses Bins können neue Buckets hinzugefügt werden, z. B. zur Aufnahme der neuen Daten.
Außerdem kann die numerische Präfixbaum-Datenstruktur so flexibel sein, dass sie neu abgeglichen werden kann. Neuabgleichen ist das Ändern der Bin- und Bucket-Bereiche und die begleitende Verlagerung von Daten von einer Kategorie auf eine andere. Das Neuabgleichen kann wünschenswert sein, wenn z. B. eine große Anzahl von Werten zu einer beliebigen Kategorie hinzugefügt werden soll. Durch das Neuabgleichen der Datenstruktur kann weiterhin effizient gesucht werden, und ein Überlauf von Bins kann verhindert werden.
Ansätze zum Neuabgleichen der numerischen Präfixbaum-Datenstruktur gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können das Hinzufügen weiterer Bins und das Verringern der Größe der Bin-Bereiche beinhalten. Dadurch könnte der Baum flach gehalten werden und würde sich verbreitern. Alternativ kann das Verzweigungsverhältnis erhöht werden, was zu weiteren Organisationsebenen führt. Die erste Option kann durch Verwendung binärer Suchverfahren, durch die die Zeit für die Abarbeitung vom Stamm bis zu den Bins verringert wird, eine schnelle und wenig berechnungsintensive Suche erleichtern. Ebenso kann die zweite Option wenig berechnungsintensiv sein, da die Suche über Buckets hinweg schnell vorgenommen werden kann. Da der Prozess des Neuabgleichens selbst wenig berechnungsintensiv sein kann, können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung den mit dem Neuabgleichen verbundenen Berechnungsaufwand dadurch verringern, dass bei Bins untergeordnete Bins anstelle von Buckets zulässig sind.
3 veranschaulicht ein Beispiel einer numerischen Präfixbaum-Datenstruktur mit mehreren Ebenen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei kann Bin 25 der ersten Ebene 26 ein Bucket in Bezug auf eine zweite Ebene 31 sein, und innerhalb dieses Buckets können mehrere Bins 32, 33 und 34 vorhanden sein. Durch das Zulassen weiterer Ebenen können der Bedarf zum Neuabgleichen des numerischen Präfixbaums verringert und Berechnungsaufwand vermieden werden.
Darüber hinaus kann dadurch, dass bei einem Bin-Knoten ein untergeordneter Bin anstelle eines Buckets zulässig ist, eine beliebige Anzahl von Ebenen erzeugt werden, während gleichzeitig die ursprüngliche Breite des Bins (100 im Beispiel in 3), das Verzweigungsverhältnis (3 im Beispiel in 3) und die Bucket-Größe beibehalten werden. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können anschließend die Suche innerhalb der numerischen Präfixbaum-Datenstruktur in einer Weise ermöglichen, bei der ein Präfixbaum beliebiger Tiefe berücksichtigt wird. Beispielsweise kann ermittelt werden, ob ein bestimmtes untergeordnetes Element eines Bins ein Bucket oder ein Bin ist. Wenn es sich bei dem untergeordneten Element um einen Bucket handelt, kann eine lineare Suche durch den Bucket durchgeführt werden, und wenn es sich bei dem untergeordneten Element um einen Bin handelt, kann ein rekursiver Abstieg durchgeführt werden.
Außer der Möglichkeit der Speicherung und effizienten Durchsuchung von Prozessmomentaufnahmen kann die numerische Präfixbaum-Datenstruktur auch die Erzeugung von Alarmen erleichtern. Alarme können auf der Grundlage von Faktoren wie z. B. (1) einer Anzahl von Momentaufnahmen in einem bestimmten Bucket erzeugt werden. Wenn die Anzahl von Momentaufnahmen in einem beliebigen Bucket einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, kann ein Alarm erzeugt werden, z. B. vor dem Neuabgleichen des numerischen Präfixbaums. Außerdem können Alarme auf der Grundlage des (2) Speicherorts von Momentaufnahmen erzeugt werden. Wenn beispielsweise ein bestimmter Bucket eine oder mehrere Momentaufnahmen enthält, könnte ein Alarm ausgelöst werden, der die Meldung überträgt, dass diese Momentaufnahmen einen numerischen Wert enthalten, der innerhalb eines bestimmten Bereiches (z. B. innerhalb des Bereiches des Buckets) liegt.
Der Abhängigkeitsgraph, die Übergangsvektoren und andere gespeicherte Metadaten der Momentaufnahmen, die die Erzeugung des Alarms bewirken, können analysiert werden, um einen Einblick in die Art der Situation bereitzustellen, die den Alarm ausgelöst hat. Alarme können als Vorsichtsmaßnahme bei Organisationen wie z. B. Banken und Versicherungsunternehmen verwendet werden, um ihren Geschäftsprozess zu kontrollieren und zu überprüfen. Alarme können auch ausgelöst werden, wenn der Prozess nicht mit bestimmten Abläufen oder Richtlinien übereinstimmt. Beispielsweise kann eine Organisation jeder Prozessmomentaufnahme Maßstabswerte zuweisen, sodass diese Werte eine Liste mit Bereichen von Maßstabswerten für Momentaufnahmen bilden, die anzeigen, dass der Prozess nicht mit Richtlinien übereinstimmt. In diesem Fall kann die Organisation Bins im numerischen Präfixbaum entsprechend diesen Bereichen markieren, um Alarme auszulösen, wenn mehr als eine vorgegebene Anzahl von Momentaufnahmen in den Bins gespeichert sind. Des Weiteren können die Organisationen anschließend die Momentaufnahmen in diesen Bins analysieren, um das Verständnis dafür zu verbessern, wann, wie oft und unter welchen Umständen der Prozess nicht konform ist.
Um im numerischen Präfixbaum eine drastische Überlastung des Speichers zu verhindern, entscheidet sich ein Benutzer unter Umständen dazu, eine Teilmenge von Momentaufnahmen zu speichern und daher einen verbleibenden Teil der Momentaufnahmen nicht zu speichern. Der Benutzer kann dies erreichen, indem er z. B. Kriterien angibt, auf deren Grundlage ermittelt wird, ob eine Momentaufnahme gespeichert werden soll. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf bestimmte Kriterien beschränkt ist, können exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Ausmaß der topologischen Änderung als Kriterien zum Speichern von Momentaufnahmen nutzen. Beispielsweise kann der Benutzer einen Maßstab initialisieren, um merkliche topologische Änderungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Momentaufnahmen zu erkennen, und die anschließende Speicherung kann dann vom Maßstab abhängig sein. Die topologische Änderung T kann z. B. in Form einer Funktion von Knoten und Kanten des Graphen definiert sein. Ein Beispiel einer derartigen Funktion könnte wie folgt aussehen: T(s_t, s_t-1) = f(k₁(|e(s_t) – e(s_t-1)|) + k₂(|v(s_t) – v(s_t-1)|)) wobei e(s_t) die Gesamtzahl von Kanten in der Momentaufnahme s_t, v(s_t) die Gesamtzahl von Eckpunkten in der Momentaufnahme s_t und k₁ sowie k₂ Konstanten sind, die z. B. durch einen Benutzer festgelegt wurden. Wenn die topologische Änderung zwischen s_t-1 größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, kann die Momentaufnahme s_t gespeichert werden.
Zur Realisierung der Speicherung von Momentaufnahmen in der numerischen Präfixbaum-Datenstruktur kann der folgende Prozess verwendet werden. Zunächst kann eine Prozessmomentaufnahme in einem vorgegebenen Zeitabstand aufgenommen werden. Die Prozessmomentaufnahme kann z. B., wie oben eingehend beschrieben, aus einem Abhängigkeitsgraphen mit Eckpunkten, Kanten und einem Vektor für Übergangswahrscheinlichkeiten an jedem Eckpunkt bestehen. Als Nächstes kann mithilfe eines vorgegebenen Maßstabs ein numerischer Wert für die Momentaufnahme berechnet werden. Anschließend kann geprüft werden, ob die vorliegende Momentaufnahme eine topologische Änderung seit der zuletzt gespeicherten Momentaufnahme wiedergibt, die ausreichend groß ist, um vorgegebene Schwellenwertkriterien zu erfüllen. Wenn festgestellt wird, dass die topologische Änderung groß genug ist, kann die Momentaufnahme entsprechend ihrem numerischen Wert in der numerischen Präfixbaum-Datenstruktur gespeichert werden, z. B. zusammen mit entsprechenden Metadaten. Anschließend kann ermittelt werden, ob die neu hinzugefügten Daten vorgegebene Kriterien zur Erzeugung eines Alarms erfüllen, und wenn diese Kriterien erfüllt sind, kann ein entsprechender Alarm erzeugt werden. Dieser Prozess kann anschließend in einem vorgegebenen Zeitabstand wiederholt werden.
4A ist ein beispielhafter Geschäftsprozessgraph, der gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde, und 4B ist eine Tabelle, die die Übergangsverhältnisse veranschaulicht, die durch die Kantenstärken des Graphen aus 4A wiedergegeben werden. Wie oben beschrieben können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Graphen erzeugen, der eine beobachtete Häufigkeit wiedergibt, mit der tatsächliche Ausführungen von Geschäftsprozessen von Geschäftsprozessschritt zu Geschäftsprozessschritt übergehen, wobei jeder Knoten des Graphen einen Schritt im Geschäftsprozess und jede Kante, die verschiedene Knoten verbindet, eine beobachtete Übergangsquote vom Ursprungsknoten zum Zielknoten wiedergibt. Diese Übergangsquote kann die Häufigkeit wiedergeben, mit der der durch den Zielknoten dargestellte Geschäftsprozessschritt sich aus dem Geschäftsprozessschritt ergibt, der durch den Ursprungsknoten dargestellt wird. Die Übergangsquote kann als kumulative Anzahl ausgedrückt werden, mit der ein derartiger Übergang auftrat, oder sie kann als Anteil der Anzahl ausgedrückt werden, mit der der betreffende Übergang in der Gesamtzahl von Übergängen auftrat, die ihren Ursprung in dem betreffenden Knoten haben.
Die Übergangsquote kann mit dem Begriff „Übergangswahrscheinlichkeit” bezeichnet werden, da dieser Wert eine abgeleitete Wahrscheinlichkeit wiedergeben kann, mit der nach der Ausführung des durch den Ursprungsknoten wiedergegebenen Geschäftsprozessschritts der durch den Zielknoten wiedergegebene Geschäftsprozessschritt folgt. Die Übergangswahrscheinlichkeit gibt jedoch keine vorherige Kenntnis über die Chancen eines in der Zukunft auftretenden derartigen Übergangs wieder. Die Übergangsquote bzw. Übergangswahrscheinlichkeit von einem Knoten „a” auf einen Knoten „b” kann als ϕb a ausgedrückt werden.
Im beispielhaften Graphen in 4A ist erkennbar, dass sechs Knoten vorhanden sind, die die beobachteten Geschäftsprozessschritte darstellen. An jedem Knoten stellen Kanten (als Pfeile dargestellt) die beobachteten Übergangsquoten dar, wobei stärkere Kanten für höhere Übergangsquoten stehen. Daran ist somit erkennbar, dass nach der Ausführung des zum Knoten „A” gehörenden Geschäftsprozessschritts am häufigsten der zum Knoten „C” gehörende Geschäftsprozessschritt ausgeführt wird. Es kann jedoch vorkommen, dass anschließend der zum Knoten „B” gehörende Geschäftsprozessschritt ausgeführt oder der zum Knoten „A” gehörende Geschäftsprozessschritt wiederholt wird. Die Tabelle in 4B zeigt beispielhafte Übergangsquoten, die dem beispielhaften Graphen aus 4A entsprechen. Wie zu erkennen ist, addiert sich die Gesamtsumme aller Übergangsquoten von einem ersten Knoten zu einem zweiten Knoten auf entweder Eins, wenn derartige Übergänge gefunden werden, oder auf Null, wenn keine Übergänge gefunden werden, z. B. wenn ein zu einem bestimmten Knoten gehörender Prozessschritt der Abschlussschritt im Geschäftsprozess ist. Beispielsweise ist die Summe ϕA A + ϕB A + ϕC A + ϕD A + ϕE A + ϕF A = 1, während die Summe ϕA F + ϕB F + ϕC F + ϕD F + ϕE F + ϕF F = 0 ist, da der Knoten „F” einen Abschlussschritt darstellt.
Obwohl die Übergangsquote oben so beschrieben ist, dass sie einen Anteil des Übergehens von einem ersten Knoten auf einen zweiten Knoten an einer Gesamtzahl von Übergängen vom ersten Knoten wiedergibt, können kompliziertere Ansätze zum Berechnen der Übergangsquote verwendet werden. Wenn z. B. jüngere Übergänge höher gewichtet werden sollen als Übergänge, die nicht kürzlich beobachtet wurden, können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verschiedene Verfahren bereitstellen, um bei der Berechnung von Übergangsquoten die gewünschte Gewichtung auszudrücken. Beispielsweise können beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Berechnung von Übergangsquoten einen Ansatz auf der Grundlage des „Ameisenalgorithmus” nutzen. Der Ameisenalgorithmus ist ein Ansatz, der auf der Art und Weise beruht, in der Ameisen Duftstoffspuren (die auch als Pheromone bezeichnet werden) hinterlassen, um sich gegenseitig beim Auffinden von Nahrungsquellen zu unterstützen. Je mehr Ameisen eine Duftstoffspur hinterlassen, desto mehr Ameisen nehmen denselben Weg von einer Nahrungsquelle und desto stärker wird der Duftstoffpfad. Da die Duftstoffpfade zur Verdunstung neigen, können die Pfade verfallen, die nicht durch weitere Ameisen verstärkt werden.
Bei Anwendung auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Übergangsquoten durch weitere Übergänge von einem bestimmten Ursprungsknoten zu einem bestimmten Zielknoten verstärkt werden, aber ebenso auch im Laufe der Zeit verfallen, wenn sie nicht verstärkt werden. Diese Technik kann z. B. realisiert werden, indem eine Übergangsquote von einem Knoten „a” zu einem Knoten „b” mithilfe der folgenden Gleichung aktualisiert wird, wenn ein derartiger Übergang in einem Aktivitätsprotokoll festgestellt wird: ϕb a(t + 1) = ϕb a(t)·(1 – r) + r (1) wobei ϕb a(t) die anfängliche Übergangsquote, ϕb a(t + 1) die neue Übergangsquote und r ein Verstärkungsparameter ist, der von einer Zählung der Anzahl abhängen kann, mit der der Übergang in den Aktivitätsprotokollen beobachtet wurde.
Der Verstärkungsparameter kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als r = f(cost(a, b)) definiert werden, wobei r eine Funktion der Kosten einer Kante in dem Übergang von a zu b ist. Hierbei kann cost(a, b) eine Kostenfunktion sein, die gemäß einem vom Benutzer gewünschten Vorrang eingestellt werden kann, wenn es wünschenswert ist, dass bestimmte Übergänge mit höheren Kosten als andere Übergänge verbunden sind, wie nachfolgend eingehend erläutert wird.
Die verbleibenden Übergangsquoten ϕk a(t + 1) aus einem Zustand a in einen Zustand k können z. B. gemäß der folgenden Gleichung zu einem Zeitpunkt t + 1 verfallen sein: ϕk a(t + 1) = ϕk a(t) – ϕk a(t)r (2)
Wie oben beschrieben besteht eine Alternative zum Aktualisieren der Übergangsquoten mit dem Verfall darin, die Übergangsquoten nur auf der Grundlage der Anzahl ihres Auftretens in den Aktivitätsprotokollen zu aktualisieren. Beispielsweise besteht die Aktualisierung der Übergangsquote einer Kante e₁ vom Knoten „a” zum Knoten „b” darin, einen mit c(e₁) bezeichneten Zähler der Anzahl e₁ zu pflegen, wie oft e₁ in Spuren der Ausführungen von Geschäftsprozessen erkannt wurde, die im vorliegenden Dokument mit 1 ..., T beschrieben sind, wobei T die zuletzt empfangene Spur ist und bisher eine Gesamtzahl von |T| empfangen wurde. Somit kann ϕb a(t + 1) z. B. mit der folgenden Gleichung berechnet werden:
Gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann bei der Aktualisierung der Übergangsquote von ϕb a(t) zu ϕb a(t + 1) auf der Grundlage von Aktivitätsprotokolldaten optional eine Glaubwürdigkeitsfunktion einbezogen werden. Eine Glaubwürdigkeitsfunktion kann verwendet werden, um die Gewichtung des Auftretens bestimmter Übergänge anzupassen. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass bestimmte Übergänge für den normalen Betrieb charakteristisch sind, können aus den Aktivitätsprotokollen entnommene Instanzen dieser Übergänge höher als Instanzen von Übergängen gewichtet werden, die als sehr unüblich angesehen werden. Auf diese Weise kann die Erzeugung des Geschäftsprozessgraphen mehr in Richtung glaubwürdiger Übergänge und weniger in Richtung zweifelhafter Übergänge verschoben werden.
Die Glaubwürdigkeitsfunktionen selbst können durch einen Benutzer bereitgestellt werden, der z. B. praxisbezogene Einschränkungen berücksichtigt, die bestimmte Übergänge unwahrscheinlich und/oder unmöglich machen würden. Benutzer können wählen, welche Übergänge ungleich zu verteilen sind, oder sie können wählen, dass keine Übergänge mithilfe von Glaubwürdigkeitsfunktionen ungleich verteilt werden sollen. Das oben beschriebene Merkmal kann optional realisiert werden.
Anstatt die Bedeutung unplausibler Übergänge an erzeugten Geschäftsmodellgraphen mithilfe von Glaubwürdigkeitsfunktionen zu minimieren, können Glaubwürdigkeitsfunktionen auch verwendet werden, um bestimmten eventuell zweifelhaften Übergängen eine erhöhte Wahrnehmbarkeit und Bedeutung zu verleihen. Wenn beispielsweise ein Geschäftsprozess normalerweise von „A” über „B” zu „C” verläuft, weil z. B. der Schritt „B” ein Schritt ist, in dem um eine Freigabe ersucht wird, kann einem direkten Übergang von „A” zu „C” eine Glaubwürdigkeitsfunktion zugewiesen werden, die die Bedeutung eines derartigen Übergangs am erzeugten Graphen erhöht, sodass zweifelhafte Übergänge wie dieser leichter die Aufmerksamkeit von Benutzern auf sich ziehen, die die erzeugten Graphen beobachten, während gewöhnlicheren Übergängen eine geringere Bedeutung verliehen wird.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen Ansatz bereitstellen, um eine Darstellung einer Momentaufnahme eines Geschäftsprozessgraphen in Form eines sehr aufschlussreichen Bildes darzustellen. 5 veranschaulicht ein Beispiel eines Bildes, mit dessen Hilfe eine Darstellung einer Momentaufnahme eines Geschäftsprozessgraphen angezeigt wird.
Wie in 5 gezeigt kann eine Vielzahl von Prozessmomentaufnahmen in einem einzigen Bild dargestellt werden. Wie in 5 gezeigt können bei einer Gesamtzahl von n² Momentaufnahmen diese Momentaufnahmen mithilfe einer Abbildungsfunktion in einem Bild der Größe von n mal n Pixeln abgebildet werden. Die so verwendete Abbildungsfunktion kann die Topologie, die Glaubwürdigkeitsfunktion und/oder die Übergangsquoten der Momentaufnahmen nutzen, um einen eindeutigen Farbwert für jede Momentaufnahme zu erzeugen, und anschließend diesen Farbwert als Pixel in der Abbildung anzeigen. Der Farbwert kann von beliebiger gewünschter Farbtiefe sein, die von einer 2-Bit-Farbe (Schwarz oder Weiß) bis z. B. zu einer 24-Bit-Farbe reichen kann, wobei jede mögliche Farbe als 8-Bit-Rotwert, 8-Bit-Grünwert und 8-Bit-Blauwert dargestellt wird.
Die Abbildungsfunktion kann einschließlich aller n×n Pixel dem endgültigen Einzelbild z. B. unter Verwendung der Standardsoftware „Mathematica” hinzugefügt werden. Anschließend kann z. B. mithilfe der Ableitung dieses Polynoms eine Änderungsquote zwischen aufeinanderfolgenden Momentaufnahmen des erhaltenen Geschäftsprozessmodellgraphen ermittelt und angezeigt werden.
6 zeigt ein Beispiel eines Computersystems, mit dessen Hilfe das Verfahren und das System der vorliegenden Beschreibung realisiert werden können. Das System und das Verfahren der vorliegenden Beschreibung können in Form einer Softwareanwendung realisiert sein, die auf einem Computersystem wie z. B. auf einem Großrechner, Personal Computer (PC), Handcomputer, Server usw. ausgeführt wird. Die Softwareanwendung kann auf einem Aufzeichnungsmedium gespeichert sein, auf das das Computersystem lokal zugreifen kann und das über eine hartverdrahtete oder drahtlose Verbindung mit einem Netzwerk wie z. B. einem lokalen Netzwerk oder dem Internet zugänglich ist.
Das allgemein mit 1000 bezeichnete Computersystem kann z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 1001, Direktzugriffsspeicher (RAM) 1004, eine Druckerschnittstelle 1010, eine Anzeigeeinheit 1011, eine Datenübertragungs-Steuereinheit für lokale Netzwerke (LAN) 1005, eine LAN-Schnittstelle 1006, eine Netzwerksteuereinheit 1003, einen internen Bus 1002 und eine oder mehrere Eingabeeinheiten 1009, z. B. eine Tastatur, Maus usw., enthalten. Wie gezeigt kann das System 1000 über eine Verbindung 1007 mit einer Datenspeichereinheit, z. B. mit einer Festplatte, verbunden sein.
Im vorliegenden Dokument beschriebene beispielhafte Ausführungsformen dienen lediglich der Veranschaulichung und es können viele Variationen eingeführt werden, ohne vom Geist der Beschreibung oder vom Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise können im Rahmen des Geltungsbereiches der vorliegenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche Elemente und/oder Merkmale unterschiedlicher beispielhafter Ausführungsformen miteinander kombiniert und/oder untereinander ausgetauscht werden.

Claims

Verfahren zum Modellieren eines Prozesses, das Folgendes umfasst: Erfassen von Daten, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören, aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien; Analysieren der erfassten Daten, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden; Bestimmen von Prozesssträngen, die eine Ausführungsreihenfolge der ausgeführten Prozessschritte angeben; Ermitteln eines Ereigniswertes, der angibt, wie oft in jedem festgestellten Prozessstrang der erfassten Daten jeder ausgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte folgt; Erzeugen eines Graphen, der ein Modell des ausgeführten Prozesses darstellt, indem jeder ausgeführte Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten innerhalb des Prozessstrangs als Kante an dem Graphen wiedergegeben wird, wobei der Kante eines Knotenpaars des Graphen, die das Knotenpaar verbindet, eine Zahl zugewiesen wird, die von dem Ereigniswert abhängt, der angibt, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt; und Zugänglichmachen des erzeugten Graphen für einen Benutzer, wobei jeder der oben aufgeführten Schritte mithilfe eines Computersystems ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ereigniswert, der angibt, wie oft innerhalb der erfassten Daten jeder ausgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte folgt, als Schätzwert berechnet wird, wie wahrscheinlich der zweite Knoten des Paares sich aus dem ersten Knoten des Paares ergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erzeugte Graph aktualisiert wird, sobald weitere zu den ausgeführten Schritten gehörende Daten zu den Aktivitätsprotokolldateien hinzugefügt werden, wobei das Aktualisieren Änderungen an einem oder mehreren der Knoten, einer oder mehrerer der Kanten oder der den Kanten zugewiesenen Zahl beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ereigniswert bei jeder Kante des Graphen als numerischer Richtwert zwischen 0 und 1 dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das kontinuierliche Aktualisieren des erzeugten Graphen das automatische Erkennen von Änderungen an den Aktivitätsprotokolldateien und das Aktualisieren des Graphen unter Verwendung der weiteren Daten beinhaltet, wenn Änderungen an den Aktivitätsprotokolldateien erkannt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem eine Vielzahl von Momentaufnahmen, die eine Darstellung des aktualisierten Graphen zu einem bestimmten Zeitpunkt umfassen, entweder in vorgegebenen Zeitabständen, in vom Benutzer angegebenen Zeitabständen oder nach Erfüllung eines Auslösekriteriums erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ein numerischer Wert, der für das Aussehen der Momentaufnahme steht, mithilfe einer Umwandlungsfunktion zu jeder der erfassten Momentaufnahmen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Umwandlungsfunktion eine Abstandsfunktion ist, die ein Ausmaß der Verschiedenheit zwischen zwei Momentaufnahmen der Vielzahl von Momentaufnahmen berechnet.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem jede Momentaufnahme der Vielzahl von Momentaufnahmen entsprechend ihrem numerischen Wert in einer baumähnlichen Datenstruktur gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die baumähnliche Datenstruktur eine numerische Präfixbaum-Datenstruktur ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem ein Alarm erzeugt wird, wenn mehr als eine vorgegebene Anzahl von Momentaufnahmen in einem einzelnen Bucket oder Bin der baumähnlichen Datenstruktur gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein Alarm erzeugt wird, wenn der numerische Wert einer bestimmten Momentaufnahme um einen größeren Betrag als ein vorgegebener Schwellenwert von einem numerischen Wert abweicht, der für eine Momentaufnahme mit einem bekannten Zustand steht.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Momentaufnahme mit einem bekannten Zustand eine Momentaufnahme desselben Graphen ist, die zu einem früheren Zeitpunkt erfasst wurde.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Momentaufnahme eines bekannten Zustands ein Graph eines Referenzprozesses ist, der Knoten, Kanten oder den Kanten zugewiesene Nummern enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ereigniswert für einen Übergang von einem ersten Schritt zu einem zweiten Schritt als Summe der Anzahl berechnet wird, wie oft der erste Prozessschritt innerhalb der Summe der Anzahl, die angibt, wie oft der erste Prozessschritt zu einem beliebigen Prozessschritt überging, zum zweiten Prozessschritt überging.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ereigniswert berechnet wird, indem jüngeren Übergängen eine erhöhte Gewichtung und älteren Übergängen eine geringere Gewichtung verliehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ereigniswert mithilfe einer Glaubwürdigkeitsfunktion abgewandelt wird, die aktuelle Übergänge höher gewichtet und die Gewichtung von Übergängen mit niedrigen Ereigniswerten, die durch Fehler in den erfassten Daten verursacht werden, herabsetzt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem für einige oder alle Momentaufnahmen in der erfassten Vielzahl von Momentaufnahmen das Verfahren ferner das Erzeugen eines Bildes mit einer Matrix farbiger Elemente umfasst, wobei jedes farbige Element eine Darstellung einer entsprechenden Momentaufnahme ist und die Farbe jedes farbigen Elements ermittelt wird, indem ein Farbwert berechnet wird, der von einer Struktur der entsprechenden Momentaufnahme abhängt und die Struktur einer Anordnung von Knoten und Kanten innerhalb der Momentaufnahme enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine oder mehrere Regeln auf den erzeugten Graphen angewendet werden, um die Semantik eines oder mehrerer Knoten bzw. einer oder mehrerer Kanten des Graphen zu ermitteln und aus dem Graphen ein formales Prozessmodell zu entnehmen.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem mehrere entnommene formale Prozessmodelle in einer Datenstruktur gespeichert werden, die die Durchsuchung und die Fähigkeit ermöglichen, aufgrund von Änderungen zwischen den mehreren entnommenen formalen Prozessmodellen Alarme auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schritte des Analysierens der erfassten Daten und des Erkennens von Prozesssträngen mithilfe von Systemen ausgeführt werden, die auf der Geschäftsherkunft beruhen.
Verfahren zum Modellieren eines Prozesses, das Folgendes umfasst: Erfassen von Daten, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören, aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien; Analysieren der erfassten Daten, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden; Ermitteln eines Ereigniswertes, der angibt, wie oft jeder durchgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte der erfassten Daten folgt; Erzeugen eines Graphen, der ein Modell des ausgeführten Prozesses darstellt, indem jeder ausgeführte Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten als Kante an dem Graphen wiedergegeben wird, wobei einem Knotenpaar des Graphen der Kante, die das Knotenpaar verbindet, eine Zahl zugewiesen wird, die von dem Ereigniswert abhängt, der angibt, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt; und Anzeigen des erzeugten Graphen, wobei jeder der oben aufgeführten Schritte mithilfe eines Computersystems ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Ereigniswert berechnet wird, indem gemäß einem Ameisenalgorithmus-Ansatz jüngeren Übergängen eine erhöhte Gewichtung und älteren Übergängen eine verringerte Gewichtung verliehen wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Schritte des Analysierens der erfassten Daten und des Erkennens von Prozesssträngen mithilfe von Systemen ausgeführt werden, die auf der Geschäftsherkunft beruhen.
Computerprogrammprodukt zum Modellieren eines Prozesses, wobei das Computerprogrammprodukt Folgendes umfasst: ein computerlesbares Speichermedium mit darauf verkörpertem computerlesbarem Code, wobei der computerlesbare Programmcode Folgendes umfasst: computerlesbaren Programmcode, der konfiguriert ist, um aus einer oder mehreren Aktivitätsprotokolldateien Daten zu erfassen, die zu ausgeführten Prozessschritten gehören; computerlesbaren Programmcode, der konfiguriert ist, die erfassten Daten zu analysieren, um eine Menge von Prozessschritten zu ermitteln, die ausgeführt wurden; computerlesbaren Programmcode, der konfiguriert ist, um einen Ereigniswert zu ermitteln, der angibt, wie oft jeder durchgeführte Prozessschritt auf jeden der anderen ausgeführten Prozessschritte der erfassten Daten folgt; computerlesbaren Programmcode, der konfiguriert ist, um einen Graphen zu erzeugen, der ein Modell des ausgeführten Prozesses darstellt, indem jeder ausgeführte Prozessschritt als Knoten des Graphen und jeder Übergang zwischen Prozessschritten als Kante an dem Graphen wiedergegeben wird, wobei einem Knotenpaar des Graphen der Kante, die das Knotenpaar verbindet, eine Zahl zugewiesen wird, die von dem Ereigniswert abhängt, der angibt, wie oft auf den durch einen ersten Knoten des Paares dargestellten Prozessschritt der durch einen zweiten Knoten des Paares dargestellte Prozessschritt folgt; und computerlesbaren Programmcode, der konfiguriert ist, um den erzeugten Graphen anzuzeigen.