过程模型行为相似性度量研究

1、过程模型行为相似性过程模型行为相似性度量度量研究研究博士生：查海平导 师：孙家广 教授Studies on Behavioral SimilarityMeasurement between Process Models2010年6月14日内容提纲内容提纲l概述l研究背景l研究思路l论文主要工作l基于变迁邻接关系的WF-net行为相似性度量l变迁标记方案无关的WF-net行为相似性度量l过程模型到工作流网的转换l系统设计和实现l在读期间的成果l学分和必须环节l论文发表l工程和科研项目过程感知信息系统（PAIS)研究背景研究背景WfMSERPSCMCRMPDM/PLMWfMSERPSCMCRMPD

2、M/PLM共同特点：显式过程模型驱动过程模型检索过程模型分类聚类过程模型推荐、融合，冗余消除过程模型挖掘挑战：如何有效的管理和利用积累的大量过程模型？过程模型相似性度量过程模型相似性度量l过程模型相似性l相似性度量方法l基于标记文本l基于拓扑结构l基于模型行为模型是否等价？是/否模型有多相似？sim = 0.6基于任务标记文本/语义基于模型拓扑结构基于过程模型行为过程模型相似性度量过程模型相似性度量当前研究中存在的问题当前研究中存在的问题l研究基于过程模型相似性度量的应用较多，而对如何定义合理的过程模型相似性度量研究的较少。l基于过程模型行为定义的相似性度量少，而在业务过程管理领域，过程模型的

3、行为才是关注的焦点。l已有的相似性度量算法都要求被度量模型进行了适当的标记，而实际往往难以满足这一要求。l过程模型的相似性度量往往针对特定的过程建模语言环境，而现实中存在着大量不同特点的过程模型建模语言。研究的思路研究的思路目标：建立不同过程模型之间基于工作流网的行为相似性度量的解决方案工作一：工作一： 基于变迁邻接关系基于变迁邻接关系的的WF-net行为相似性度量行为相似性度量基于过程模型行为失效原因：存在循环结构的工作流网的发生序列集是无限集解决思路：1、寻找有限集合的行为表达方式。2、使得度量效果与基于发生序列集的度量尽量一致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变迁邻接关系集行为相似性度量变迁邻接关系集行为相似性度量1. SimilarityT较SimilarityF优势？2. SimilarityT与SimilarityF关系？FS1: ABD, ACDFS2: ABD, ABCBD, ABCBCBD,TS1:AB,BD,A

6、C,CDTS2: AB, BD, BC, CB1. 优势: 可计算，更细致2. 关系:对应的距离度量及其性质对应的距离度量及其性质满足距离度量函数的四条性质，即非负性，对称性、同一性，以及三角不等式对比实验分析对比实验分析模型的查询和聚类模型的查询和聚类l查询：在一组模型中挑选一个模型作为样例，基于样例进行相似模型查找并排序l聚类：基于相似性度量对一组模型进行无监督的聚类分析l以上实验的结果和人工分析的结果进行对比，以验证相似性度量的有效性。基于样例的过程模型查询基于样例的过程模型查询各过程模型与P1之间的相似性列表P1与其本身最相似，其次依次为P9， P6， P5，查询的结果符合预期的结果基

7、于距离度量的过程模型聚类分析基于距离度量的过程模型聚类分析得到模型距离矩阵和处理方法和其它数据对象的处理方法相同，这里用K-中心聚类算法。结果：最小平均方差和SSE=0.72时，组1包括过程P2， P4 和P7；组2包括过程P3，P8 和P10；组3包括过程P1，P5，P6 和P9。这个结果和人工分类的结果是一致的。TAR集基于可达图的产生算法集基于可达图的产生算法并发任务对并发任务对TAR集产生时间的影响集产生时间的影响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：变迁标记方案无关工作二：变迁标记方案无关的的WF-net行为相似性度量行为相似性度量 问题的提出问题的提出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按频率排序分组 匹配Let C=2对比实验对比实验近似算法评估近似算法评估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检索号: 2010121

11、2789657）工作三：过程模型到工工作三：过程模型到工作流网的转换作流网的转换问题的提出问题的提出结果理论和工具分析和度量工具工具工具问题的提出问题的提出结果转换到WF-net基于WF-net的分析和度量工具研究的现状研究的现状l模型转换存在相当多的实践，从各种不同的源语言转换到各种不同的目的语言l但不存在一种通用的方法用于模型的转换，也没有这样的一种框架用于指导特定模型的转换研究的目标研究的目标l研究模型转换的一般规律，明确转换工作的目标和实现步骤，用于指导不同模型之间特定转换算法的实现。过程模型转换的一般步骤过程模型转换的一般步骤l模型语义的形式化l以工作流模式为媒介，对模型建模特点或能

12、力进行刻画l明确语义后的模型等价转换l选择合适的等价性概念l模型的等价性转化l在目标模型上对原模型进行分析或度量案例一：案例一：TiPLM过程模型合理性验证过程模型合理性验证两阶段转换方法两阶段转换方法案例二：案例二：XPDL过程模型相似性度量过程模型相似性度量XDPL与WF-net之间的相似性度量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 检索号: 20081111150504.）工作四：系统设计与实现工作四：系统设计与实现BeehiveZ 1.0系统用例图系统用例图系统结构系统结构在读期间的工作成果

14、在读期间的工作成果l所修课程学分满足要求l各必修环节考核合格 l发表学术论文满足要求发表或已录用的论文发表或已录用的论文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检索号: 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检索号: 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检索号: 20080111003391.）l6 查海平, 王建民, 孙家广. 一种基于滑窗的增量式过程挖

18、掘算法. 计算机集成制造系统（CIMS）, 2008 年第14 卷第1 期: 203-208. （EI检索号: 20081311166597.）l7 查海平, 王建民, 闻立杰. 一种Petri网模型完备日志生成算法. 系统仿真学报, 2007 年第17 卷第A01 期: 271-274.（EI源）参与的工作和科研项目参与的工作和科研项目l在读期间参与的科研项目l1 2005.11-2006.12：国家自然科学基金项目“基于过程度量和挖掘的适应性工作流管理系统关键技术研究”（No.60373011）.l2 2005.3-2007.12：国家973计划项目课题“面向领域的网构软件示范工程”（No.2002CB312006）.l3 2007.12-2009.12： 国家973计划项目课题“需求演化建模”（No.2007CB310802）.l4 2007.10-2009.12：