過程模型行為相似性度量研究

1、過程模型行為相似性過程模型行為相似性度量度量研究研究博士生：查海平導 師：孫家廣 教授Studies on Behavioral SimilarityMeasurement between Process Models2010年6月14日內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱l概述l研究背景l(fā)研究思路l論文主要工作l基于變遷鄰接關系的WF-net行為相似性度量l變遷標記方案無關的WF-net行為相似性度量l過程模型到工作流網(wǎng)的轉(zhuǎn)換l系統(tǒng)設計和實現(xiàn)l在讀期間的成果l學分和必須環(huán)節(jié)l論文發(fā)表l工程和科研項目過程感知信息系統(tǒng)（PAIS)研究背景研究背景WfMSERPSCMCRMPDM/PLMWfMSERPSCMCRMPD

2、M/PLM共同特點：顯式過程模型驅(qū)動過程模型檢索過程模型分類聚類過程模型推薦、融合，冗余消除過程模型挖掘挑戰(zhàn)：如何有效的管理和利用積累的大量過程模型？過程模型相似性度量過程模型相似性度量l過程模型相似性l相似性度量方法l基于標記文本l基于拓撲結(jié)構(gòu)l基于模型行為模型是否等價？是/否模型有多相似？sim = 0.6基于任務標記文本/語義基于模型拓撲結(jié)構(gòu)基于過程模型行為過程模型相似性度量過程模型相似性度量當前研究中存在的問題當前研究中存在的問題l研究基于過程模型相似性度量的應用較多，而對如何定義合理的過程模型相似性度量研究的較少。l基于過程模型行為定義的相似性度量少，而在業(yè)務過程管理領域，過程模型的

3、行為才是關注的焦點。l已有的相似性度量算法都要求被度量模型進行了適當?shù)臉擞?，而實際往往難以滿足這一要求。l過程模型的相似性度量往往針對特定的過程建模語言環(huán)境，而現(xiàn)實中存在著大量不同特點的過程模型建模語言。研究的思路研究的思路目標：建立不同過程模型之間基于工作流網(wǎng)的行為相似性度量的解決方案工作一：工作一： 基于變遷鄰接關系基于變遷鄰接關系的的WF-net行為相似性度量行為相似性度量基于過程模型行為失效原因：存在循環(huán)結(jié)構(gòu)的工作流網(wǎng)的發(fā)生序列集是無限集解決思路：1、尋找有限集合的行為表達方式。2、使得度量效果與基于發(fā)生序列集的度量盡量一致Related WorkQuantifying Process

4、 Equivalence Based on Observed BehaviorA.K. Alves de Medeiros, W.M.P. van der Aalst, and A.J.M.M. Weijters1Dept. Of Technology Management, Eindhoven University of Technology, The NetherlandsData and Knowledge Engineering 64 (1):5574, 2008.In BPM2006Related WorkMeasuring Similarity between Business P

5、rocess ModelsB. Van Dongen1, R. Dijkman1, J. Mendling21Eindhoven University of Technology, The Netherlands2 Queensland University of Technology, AustraliaIn BPM 2008變遷鄰接關系集行為相似性度量變遷鄰接關系集行為相似性度量1. SimilarityT較SimilarityF優(yōu)勢？2. SimilarityT與SimilarityF關系？FS1: ABD, ACDFS2: ABD, ABCBD, ABCBCBD,TS1:AB,BD,A

6、C,CDTS2: AB, BD, BC, CB1. 優(yōu)勢: 可計算，更細致2. 關系:對應的距離度量及其性質(zhì)對應的距離度量及其性質(zhì)滿足距離度量函數(shù)的四條性質(zhì)，即非負性，對稱性、同一性，以及三角不等式對比實驗分析對比實驗分析模型的查詢和聚類模型的查詢和聚類l查詢：在一組模型中挑選一個模型作為樣例，基于樣例進行相似模型查找并排序l聚類：基于相似性度量對一組模型進行無監(jiān)督的聚類分析l以上實驗的結(jié)果和人工分析的結(jié)果進行對比，以驗證相似性度量的有效性?；跇永倪^程模型查詢基于樣例的過程模型查詢各過程模型與P1之間的相似性列表P1與其本身最相似，其次依次為P9， P6， P5，查詢的結(jié)果符合預期的結(jié)果基

7、于距離度量的過程模型聚類分析基于距離度量的過程模型聚類分析得到模型距離矩陣和處理方法和其它數(shù)據(jù)對象的處理方法相同，這里用K-中心聚類算法。結(jié)果：最小平均方差和SSE=0.72時，組1包括過程P2， P4 和P7；組2包括過程P3，P8 和P10；組3包括過程P1，P5，P6 和P9。這個結(jié)果和人工分類的結(jié)果是一致的。TAR集基于可達圖的產(chǎn)生算法集基于可達圖的產(chǎn)生算法并發(fā)任務對并發(fā)任務對TAR集產(chǎn)生時間的影響集產(chǎn)生時間的影響TAR集模型替代算法集模型替代算法lHaiping Zha, Jianmin Wang, Lijie Wen, Chaokun Wang, Jiaguang Sun. A W

8、orkflow Net Similarity Measure Based on Transition Adjacency Relations. Computers in Industry, 61(5): 463-471 (2010) （SCI源，IF=2.014）工作二：變遷標記方案無關工作二：變遷標記方案無關的的WF-net行為相似性度量行為相似性度量 問題的提出問題的提出Related WorkMeasuring Similarity between Business Process ModelsB. Van Dongen1, R. Dijkman1, J. Mendling21Eindh

9、oven University of Technology, The Netherlands2 Queensland University of Technology, AustraliaIn BPM 2008Related WorkSimilarity Search of Business Process ModelsM. Dumas1, L. Garca-Bauelos1, R. Dijkman21 University of Tartu, Estonia2Eindhoven University of Technology, The Netherlands IEEE Data Engin

10、eering Bulletin 32(3): 2328 , 2009.In BPM 2009按頻率排序分組 匹配Let C=2對比實驗對比實驗近似算法評估近似算法評估lHaiping Zha, Jianmin Wang, Lijie Wen. A Label-Free Similarity Measure between Workflow Nets. 2009 IEEE Asia-Pacific Services Computing Conference (IEEE APSCC 2009), 463-469, Biopolis, Singapore, 2009. （EI檢索號: 2010121

11、2789657）工作三：過程模型到工工作三：過程模型到工作流網(wǎng)的轉(zhuǎn)換作流網(wǎng)的轉(zhuǎn)換問題的提出問題的提出結(jié)果理論和工具分析和度量工具工具工具問題的提出問題的提出結(jié)果轉(zhuǎn)換到WF-net基于WF-net的分析和度量工具研究的現(xiàn)狀研究的現(xiàn)狀l模型轉(zhuǎn)換存在相當多的實踐，從各種不同的源語言轉(zhuǎn)換到各種不同的目的語言l但不存在一種通用的方法用于模型的轉(zhuǎn)換，也沒有這樣的一種框架用于指導特定模型的轉(zhuǎn)換研究的目標研究的目標l研究模型轉(zhuǎn)換的一般規(guī)律，明確轉(zhuǎn)換工作的目標和實現(xiàn)步驟，用于指導不同模型之間特定轉(zhuǎn)換算法的實現(xiàn)。過程模型轉(zhuǎn)換的一般步驟過程模型轉(zhuǎn)換的一般步驟l模型語義的形式化l以工作流模式為媒介，對模型建模特點或能

12、力進行刻畫l明確語義后的模型等價轉(zhuǎn)換l選擇合適的等價性概念l模型的等價性轉(zhuǎn)化l在目標模型上對原模型進行分析或度量案例一：案例一：TiPLM過程模型合理性驗證過程模型合理性驗證兩階段轉(zhuǎn)換方法兩階段轉(zhuǎn)換方法案例二：案例二：XPDL過程模型相似性度量過程模型相似性度量XDPL與WF-net之間的相似性度量lHaiping Zha, Wil M.P. van der Aalst, Jianmin Wang, Lijie Wen, Jiaguang Sun. Verifying Workflow Processes: A Transformation-Based Approach. Accepted b

13、y Software and Systems Modeling, Jan 2010. (In press, http:/ （SCI源）lHaiping Zha, Yun Yang, JianminWang, LijieWen. Transforming XPDL to Petri Nets. BPM 2007 Workshops, LNCS 4928: 195-205, Brisbane, Australia, 2007. （EI 檢索號: 20081111150504.）工作四：系統(tǒng)設計與實現(xiàn)工作四：系統(tǒng)設計與實現(xiàn)BeehiveZ 1.0系統(tǒng)用例圖系統(tǒng)用例圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在讀期間的工作成果

14、在讀期間的工作成果l所修課程學分滿足要求l各必修環(huán)節(jié)考核合格 l發(fā)表學術(shù)論文滿足要求發(fā)表或已錄用的論文發(fā)表或已錄用的論文l1 Haiping Zha, Jianmin Wang, Lijie Wen, Chaokun Wang, Jiaguang Sun. A Workflow Net Similarity Measure Based on Transition Adjacency Relations. Computers in Industry, 61(5): 463-471 (2010). （SCI源，IF=2.014）l2 Haiping Zha, Wil M.P. van der Aa

15、lst, Jianmin Wang, Lijie Wen, Jiaguang Sun. Verifying Workflow Processes: A Transformation-Based Approach. Accepted by Software and Systems Modeling, Jan 2010. (In press, http:/ Haiping Zha, Jianmin Wang, Lijie Wen. A Label-Free Similarity Measure between Workflow Nets. 2009 IEEE Asia-Pacific Servic

16、es Computing Conference (IEEE APSCC 2009), 463-469, Biopolis, Singapore, 2009. （EI檢索號: 20101212789657）l4 Haiping Zha, Yun Yang, JianminWang, LijieWen. Transforming XPDL to Petri Nets. The 5th International Conference on Business Process Management (BPM 2007) Workshops, LNCS 4928: 195-205, Brisbane,

17、Australia, 2007. （EI檢索號: 20081111150504.）l5 Haiping Zha, LijieWen, JianminWang. An InnovativeWorkflow Product Structure. The 31th Annual IEEE International Computer Software and Applications Conference (IEEE COMPSAC 2007), Beijing, China, 2007. （EI檢索號: 20080111003391.）l6 查海平, 王建民, 孫家廣. 一種基于滑窗的增量式過程挖

18、掘算法. 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）, 2008 年第14 卷第1 期: 203-208. （EI檢索號: 20081311166597.）l7 查海平, 王建民, 聞立杰. 一種Petri網(wǎng)模型完備日志生成算法. 系統(tǒng)仿真學報, 2007 年第17 卷第A01 期: 271-274.（EI源）參與的工作和科研項目參與的工作和科研項目l在讀期間參與的科研項目l1 2005.11-2006.12：國家自然科學基金項目“基于過程度量和挖掘的適應性工作流管理系統(tǒng)關鍵技術(shù)研究”（No.60373011）.l2 2005.3-2007.12：國家973計劃項目課題“面向領域的網(wǎng)構(gòu)軟件示范工程”（No.2002CB312006）.l3 2007.12-2009.12： 國家973計劃項目課題“需求演化建?！保∟o.2007CB310802）.l4 2007.10-2009.12：