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基于事件日志的业务流程模型的变化分析
1 绪论
研究背景
业务流程管理涉及计算机科学、管理科学以及数字通信等多个领域，因此
计算机和通信方面的创新仍然是所有业务流程变化的主要驱动力。随着计
算机和通信技术的迅速发展，业务流程变得越来越复杂，并严重依赖信息
系统，而信息系统记录了相关的数据，可以通过分析这些数据对模型构
建，进而将流程模型运用到业务流程管理领域的其他方面，以满足企业对
产品质量等方面的要求，因此流程建模成为至关重要的。流程模型通过记
录的程序可以简单化流程管理的复杂性，并且信息系统需要通过流程模型
进行配置，同时只有模型间的交互达到一个共同的协议，那些跨组织的流
程才能正确实施，所以流程模型可以广泛运用于各个领域。
业务流程管理可以分为三个阶段：模型（重）设计阶段、模型的实施和配
置阶段以及模型的运行和调试阶段（如图 1）。模型（重）设计阶段就是
依据从信息系统中提取出日志对模型进行挖掘，也可以称之为模型的挖掘
阶段；但是有些信息不会出现在挖掘出的模型中，因此这就需要进行第二
个阶段模型的实施和配置，在此阶段可以使挖掘出的模型能够体现出行为
方面的约束；在模型构建完成以后，就需要对模型在运行过程中是否会出
现异常以及异常的改善，也就是第三个阶段模型的运行和调试阶段，也就
是模型一致性和变化分析以及模型的优化过程。同时又可以将其分为两大
阶段：模型分析阶段和数据分析阶段（如图 1），也就是可配置流程模型
的挖掘和模型的变化域分析两阶段。
国内外研究现状
在业务流程管理领域业务流程的分析变得越来越重要，同时也对业务流程
管理的其它阶段也有着极大的影响。流程模型是否能够正确实施和运行是
流程分析的关键，但是由于外界因素以及模型间的交互行为会对模型的实
施运行产生一定的影响，往往脱离了设计者当初的意图，因此可以从模型
的相似性方面对流程进行分析。
流程一致性及变化域分析
模型相似性方面的研究是业务流程管理领域研究不可缺少的阶段，模型间
的相似程度可以用模型的一致性来衡量，一致性越高则认为模型越相似，
反之，一致性度越低则认为这些模型是非一致的，模型之间存在变化；因
此可以从模型的一致性和非一致性两个角度考虑：模型间的一致性主要分
析模型间的不同方面的匹配；而模型的非一致性则是分析模型中存在的变
化域，这对于模型的修复以及系统的正常运行有重要作用。
首先流程模型的一致性分析对于解决模型中的异常、模型间的不匹配以及
模型的优化有着重要的作用。但是模型的建立是一致性分析的关键，因此
构建一致性高的模型对于其它方面的研究提供了方便。建模之后需要考虑
模型的一致性，目前已有很多学者提出了一致性不同的测量方法，大致可
以分为两类：一是模型之间的一致性测量；二是日志与模型间的服从检
测。首先对于模型间的一致性测量主要是从结构及行为两个方面研究的，
从结构方面可以考虑模型的语义相似和结构距离，而从行为方面是计算模
型的行为相似度和行为距离。
其次，模型的非一致性分析也就是模型的变化域分析，模型在不同的外界
环境的影响下可能会出现模型的改变，这些改变会使模型运行阶段产生一
些异常的结果，因此模型变化的分析对于模型的正常运行和配置有重要的
作用。业务流程变化可以从检测模型的变化、分析变化之间的关系以及解
决变化问题这三个方面考虑。首先文献从语义学角度提出了多种检测模型
变化的方法，但是这些方法存在缺陷，文献基于变化的特征的基础上对变
化进行追踪，从多个方面来检测模型的变化，避免了单一性和不准确性。
2 基本知识
事件日志
过程挖掘的目的就是在分析事件日志以及行为轮廓的基础上来构造流程模
型，也就是流程挖掘描述了一种分析技术挖掘记录在交易日志、数据库等
中的信息。假设这些方法能够连续记录事件并且每个事件对应一个活动，
此外一些流程挖掘技术还使用了类似于时间的执行和来源以及序列的大小
等这样一些附加信息，为了阐述事件日志的定义，表给出了事件日志的一
个简单示例。
表中只给出了两种迹，包含了四个事件，每一个事件都有独特的属性。例
如事件 26563341 属于 caseS056 并且是活动的一个实例，这个活动发生在
1 月 27 日的 8:24，由