Модель многоуровневого представления бизнес-процессов с наборами специализированных правил

Запропоновано загальний алгоритм, необхідні методи і засоби для виділення нових знань з природомовного тексту, показано, що такий алгоритм має бути багатоетапним і включати в себе ієрархічну кількарівневу процедуру розпізнавання понять, зв’язків, предикатів та правил, які в результаті вносяться до онтології з метою виконання перерахунку очікуваної корисності. Сформована таким чином онтологія нижнього рівня може служити точною моделлю інформаційних потреб користувача системи інформаційного пошуку, необхідною для автономного пошуку чи моніторингу.

Список літератури: 1. Gruber T. A translation approach to portable ontologies / T.Gruber // Knowledge Acquisition. 1993. № 5 (2). P. 199-220. 2. Інтелектуальні системи, базовані на онтологіях //Д.Г. Досин, В.В. Литвин, Ю.В. Нікольський, В.В. Пасічник. Львів: “Цивілізація”, 2009. 414 с. 3. Agirre, E. Enriching very large ontologies using the WWW / E.Agirre, O.Ansa, E.Hovy, D.Martinez // Рroceedings of the Workshop on Ontology Construction of the European Conference of AI (ECAI-00). 2000. Р. 347-349. 4. Alfonseca E. Extending a Lexical Ontology by a Combination of Distributional Semantics Signatures / E.Alfonseca, S.Manandhar // EKAW-2002, Siguenza, Spain. Published in Lecture Notes in Artificial Intelligence. 2002. Р. 2473 (Springer Verlag). 5. Литвин В.В. Бази знань інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень / В.В. Литвин. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. 240 с. 6. Федорович І.В. Організаційно-економічне забезпечення процесу відтворення лінійної частини магістральних газопроводів/ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук, Івано-Франківський Національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2011. 7. Досин Д.Г. Архітектура інтелектуальної системи інформаційного пошуку в мережі Інтернет/ Д.Г. Досин, В.М. Ковалевич // Штучний інтелект. 2012. №3. С. 241-252. 8. Daniel Sleator and Davy Temperley Parsing English with a Link Grammar. Carnegie Mellon University Computer Science technical report CMU-CS-91-196, October 1991.

Надійшла до редколегії 11.09.2013 Литвин Василь Володимирович, д-р техн. наук, доцент кафедри інформаційних систем Національного університету „Львівська політехніка”. Наукові інтереси: побудова інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень. Адреса: Україна, 79000, Львів, вул. Бандери, 12, тел. (032) 258-25-38.

УДК 007.5; 004.85

С.Ф. ЧАЛЫЙ, Е.О. БОГАТОВ

МОДЕЛЬ МНОГОУРОВНЕВОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ БИЗНЕСПРОЦЕССОВ С НАБОРАМИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРАВИЛ

Предлагается многоуровневая модель представления бизнес-процесса, основанная на выделении специализированных наборов бизнес-правил, отражающих организационный, информационный и иные аспекты знаний о бизнес-процессах. Применение указанных наборов правил дает возможность сегментировать бизнес-процессы в зависимости от особенностей предприятия, на котором они выполняются (организационная структура, обрабатываемые данные и т. п.), и тем самым устранить противоречие между функциональной организацией предприятия и процессным подходом к управлению.

1. Актуальность

Методики моделирования и анализа бизнес-процессов (БП) являются в настоящее время одним из важнейших инструментов повышения эффективности бизнеса. Следует отметить, что под бизнес-процессом нужно понимать логически завершенную цепочку взаимосвязанных и взаимодействующих повторяющихся видов деятельности (действий, бизнес-функций, работ), в результате которых ресурсы предприятия используются для переработки объекта (физически или виртуально) в целях достижения определенных измеримых результатов или создания продукции для удовлетворения внутренних или внешних потребителей (клиентов) [13]. Использование методик и программных средств, направленных на анализ и усовершенствование бизнес-процессов предприятия, имеет своей конечной целью реорганизацию БП и, как следствие, увеличение прибыли, сокращение затрат на производство продукции и услуг, повышение качества продукции, оптимальное использование оборотного капитала, внедрение систем автоматизации и многое другое.

72

Область применения методик моделирования бизнес-процессов является достаточно обширной. Они могут быть применены как при построении нового бизнес-процесса, так и при генерации модели старого бизнес-процесса средствами интеллектуального анализа процессов на основе журнала регистрации событий, отражающего его динамику за определенный временной период. При построении моделей бизнес-процесса необходимо учитывать в равной степени его статические и динамические особенности, что требует введения ряда дополнительных структурных элементов в модель процесса и подчеркивает актуальность данной работы.

Ранее была рассмотрена многоуровневая модель бизнес-процесса с изменяемой структурой, в которой был определен перечень обязательных структурных элементов бизнеспроцесса, позволяющих удовлетворить большинству требований, выдвигаемых на сегодняшний день к бизнес-процессам предприятия.

В то же время дополнительный анализ показал, что данная модель требует включения таких структурных элементов, которые бы позволили дополнить модель бизнес - процесса в информационном и организационном аспекте. Наличие такого рода информации позволило бы расширить и представить в формальном виде набор ограничений, накладываемых при исполнении бизнес-процесса и, тем самым, получить гибкие, адаптирующиеся к внешним условиям процессы. Также введение дополнительных характеристик в модель бизнес-процесса позволяет выполнить его сегментацию в зависимости от обрабатываемых данных, организационной структуры предприятия. Последняя важна при построении моделей процесса средствами process mining (интеллектуального анализа процессов) и позволяет обосновать задачу предварительной структуризации данных при построении модели процесса “AS-IS”[5].

Изложенное выше определяет актуальность проблемы усовершенствования модели бизнес-процесса путем использования информационной и организационной составляющих.

2. Анализ научных публикаций

Проблема построения моделей бизнес-процессов, максимально соответствующих современным требованиям рынка процессно-ориентированных информационных систем, была рассмотрена ранее в ряде источников [1-4]. В данных работах исчерпывающе описаны этапы, подходы и методологии моделирования и анализа показателей бизнес-процессов по заданным критериям эффективности. Также подробно описаны структурные элементы современных бизнес-процессов, аспекты, в рамках которых может быть рассмотрен БП, и требования, выдвигаемые к бизнес-процессам.

Однако в данных работах не рассмотрены вопросы построения моделей гибких процессов, включающих в себя систему ограничений в формате бизнес-правил.

3. Постановка задачи

Цель данной работы состоит в построении формализованной модели бизнес-процесса, включающей ограничения на выполнение в форме бизнес-правил с тем, чтобы обеспечить решение задач интеллектуального анализа процессов с использованием слабоструктурированных исходных данных. Достижение данной цели дает возможность, с одной стороны, формализовать существующие методики сегментации бизнес-процессов предприятия в зависимости от организационной структуры и обрабатываемых данных, а с другой -расширить сферу применения методов интеллектуального анализа процессов для традиционных (не процессно-ориентированных систем).

4. Алгебраическая модель многоуровневого представления бизнес-процессов

с изменяемой структурой

Проведенный анализ работ в области моделирования бизнес-процессов, а также в области интеллектуального анализа процессов позволяет расширить перечень обязательных структурных элементов бизнес-процессов. Такой расширенный перечень включает в себя: правила функционирования БП (бизнес-правила); функции, выполняемые в рамках БП; непосредственно поток работ; объекты, с которыми работает БП; владелец БП.

Под набором функций подразумевается весь перечень функций, выполняемых в рамках процесса. Набор выполняемых функций определяется спецификой и спецификацией конкретного БП. Под объектами подразумевается весь набор объектов реального мира, при-

73

нимающего участие в функционировании БП (документы, сотрудники, устройства и т.д.). Все эти элементы следует относить к средствам отражения статической составляющей бизнес -процесса, так как ни ни функции , ни объекты, ни исполнители не претерпевают изменений.

Бизнес-правила задают последовательность работ процесса и потому позволяют изменить его динамические характеристики. Источником для формирования бизнес-правил являются внутренние политики предприятия, правила рынков сбыта, законодательная база, а также иные внешние и внутренние воздействия, частично или полностью определяющие последовательность наступления событий, которые отмечены ранее в перечне обязательных структурных элементов бизнес-процесса потоком работ.

Вся совокупность бизнес-правил бизнес-процесса фактически составляет базу знаний о процессе. Эти знания позволяют определить алгоритмы распределения ресурсов процесса и отражают некоторые характерные особенности и свойства текущей деятельности предприятия. Иными словами, правила определяют возможные действия в различных ситуациях, возникающих при выполнении каждого из экземпляров бизнес-процессов предприятия, и позволяют строить гибкие бизнес-процессы, динамически изменяющие свою структуру[5].

Наличие таких элементов процесса, как объекты, функции и исполнители, дает возможность формировать модель бизнес-процесса, которые, в свою очередь, позволяют описывать его разные аспекты путем их связывания и упорядочивания по бизнес-правилам, соответствующим рассматриваемому аспекту.

Таким образом, имеются основания для построения следующих моделей: организационной; функциональной модели; модели данных бизнес-процессов; информационных моделей. Изложенный перечень обязательных структурных элементов был учтен в ранее предложенной многоуровневой модели бизнес-процесса, за исключением разделения множеств бизнесправил по принадлежности к объекту описания. Данные недостатки были устранены и представлены усовершенствованной многоуровневой моделью бизнес-процессов на рисунке.

Усовершенствованная многоуровневая модель бизнес-процесса

74

В целях формирования алгебраической модели, описывающей расширенную многоуровневую модель бизнес - процесса, был выбран математический аппарат алгебры процессов. Данный выбор связан с тем, что в основе этого математического аппарата заложено понятие процесса, схожее с понятием бизнес-процесса предприятия, рассмотренного ранее. Также данный математический аппарат позволяет исчерпывающе описать процессы, их взаимодействие и пути обмена информацией между ними, понятия внутренних и внешних, по отношению к процессу, действий. В процессной алгебре, при рассмотрении процесса, выделяют следующие понятия: множество состояний S, в которых может пребывать процесс; множество действий Act; множество переходов R из текущего состояния в последующее при наступлении определенного действия. Множество событий S может представляться как последовательность состояний при реализации БП: S = {s0,Sj,...,sn}, множество действий Act(P) = {a0, a1v..}, каждое из которых определяется набором выполнившихся действий и обработанных процессом объектов.

Множество переходов R описывает связь между состояниями через определенное действие процесса, также представляемое в форме s1 —a—— s2. Таким образом, функционирование процесса может быть представлено через цепочку переходов:

s0 — — s1 ———s2 ———... а— — sm .

В целом БП может быть представлен традиционной тройкой: P = (S, s0,R), где S - множество состояний процесса; s°e S - начальное состояние процесса; R - набор подмножеств вида Rc S X Act х S.

Дуги R отражают связь между состояниями через определенное действие процесса. При реализации процесса переход между состояниями выражается в виде s1 —a—— s2.

Данное представление процесса детализуется с помощью ранее изложенной информации о его структуре, за исключением рассмотрения связей между состояниями процесса только через набор действий. Дело в том, что поведение бизнес-процесса предприятия также может определяться связанными бизнес-правилами объектов и исполнителей. Поэтому понятие множества переходов было расширено с учетом таких элементов бизнес-процесса, как наборы исполнителей и наборы объектов:

R c S х

где S - множество состояний процесса; Act - множество действий процесса; Obj- множество объектов процесса; U - множество пользователей процесса.

Множество объектов процесса является конечным и перечислимым: Obj = {obj0,obj1,...,objr}. Множество пользователей процесса также является конечным и перечислимым: U = {u0,u1,...,up}.

Однако следует учитывать, что использование совместно всего множества бизнес-правил, как представлено в выражении 1, является обязательным только при рассмотрении процесса как потока работ. В случае рассмотрения конкретного аспекта бизнес-процесса набор применяемых правил может быть сокращен. Так, при рассмотрении организационного аспекта могут быть учтены только бизнес-правила очередности участия исполнителей бизнес-процесса, при рассмотрении предметной области - бизнес-правила обработки объектов.

5. Выводы

Усовершенствована многоуровневая модель представления бизнес-процесса путем выделения специализированных наборов бизнес-правил, отражающих организационный, информационный и иные аспекты знаний о бизнес-процессах.

Функционирование процесса, согласно предложенной модели, представляется последовательностью переходов между парами состояний. Инициирование переходов может осуществляться в соответствии с наборами бизнес-правил, определяющих порядок применения соответствующих им структурных элементов бизнес-процесса.

Применение указанных наборов правил дает возможность сегментировать бизнес-процессы в зависимости от особенностей предприятия, на котором они выполняются (организационная структура, обрабатываемые данные), и тем самым устранить противоречие между функциональной организацией предприятия и процессным подходом к управлению. Предложенная модель также обеспечивает возможность структурирования исходных данных в задачах интеллектуального анализа процессов.

75

Список литературы: 1. Федоров И. Б. Интегрированная модель бизнес-процессов / И. Б Федоров // Открытые системы. 2012. № 9. С. 38 - 42. 2. Всяких Е. И. Практика и проблематика моделирования бизнес-процессов. / Е . И. Всяких, Е. В. Сидоренко. М.: ДМК Пресс. 2008. 246 с. 3. Федоров И. Б. Проектирование модели бизнес-процессов / И. Б. Федоров // Открытые системы. СУБД. 2013. № 5. Открытые системы. С. 46 - 50. 4. Романова О. С. Современные модели управления компанией : процессный подход / О. С Романова // Менеджмент в России и за рубежом. 2008. № 6. С. 102-106. 5. Левыкин В. М. Метод предварительной обработки журналов регистрации событий в задачах интеллектуального анализа процессов / В. М. Левыкин, С. Ф. Чалый, Е. О. Богатов, М. И. Дикусар // Сб. статей № 7 (88). К., 2011. ДП «ЦНДИНУ». C. 203 - 207. 6. Чалий С. Ф. Верифікація бізнес-правил на основі журналу подій / С. Ф. Чалий , Є. О. Богатов, І. Б. Буцукина // Системи обробки інформації. №7(88) -Харків, 2010. С. 174-176.

Поступила в редколлегию 07.09.2013

Чалый Сергей Федорович, д-р техн. наук, проф. кафедры ИУС ХНУРЭ. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 70-21-451.

Богатов Евгений Олегович, аспирант кафедры ИУС ХНУРЭ. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 70-21-451.

УДК 519.7

С.Ф. ЧАЛЫЙ, И.Б. БУЦУКИНА

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ В ФОРМЕ ПРОЦЕССОВ С ОГРАНИЧЕНИЯМИ В ЗАДАЧАХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ

Предлагается модель представления знаний в форме процессов как развитие скриптового представления знаний. В отличие от существующих, модель отображает знания в виде графа, отражающего возможные состояния процесса и переходы между этими состояниями, а также включает ограничения в форме правил, задающие допустимые последовательности переходов. Совокупность правил задает набор ограничений на выполнение логического вывода на процессных знаниях.

Введение

Интеллектуальный анализ процессов (process mining) направлен на построение их моделей путем анализа последовательностей событий, которые фиксируются информационными системами, и, на этой основе, выделения знаний, отражающих цепочку причинноследственных зависимостей между событиями и действиями процесса.

Процесс в данном случае можно определить как взаимосвязанный набор последовательностей действий, предназначенных для приема, передачи и обработки материальных, информационных и иных объектов.

В практическом аспекте в качестве процессов как последовательностей действий обычно рассматриваются бизнес-процессы и другие процессы обработки ресурсов, процессы в социальных сетях, процессы, происходящие при функционировании программного обеспечения, процессы мышления, принятия решений т.п.

Результатом интеллектуального анализа процессов (ИАП) обычно является усовершенствование процессов из рассмотренных предметных областей [1,2].

В области ИАП получили дальнейшее развитие подходы к выявлению знаний, которые используются для интеллектуального анализа данных. Однако в целом задачи, решаемые в данной области, не ограничиваются только выделением знаний о процессах и построением на этой основе их моделей «как есть», отражающих их фактическое поведение [2].

Формирование модели процесса «как есть» дает возможность проверить соответствие между последовательностью действий в модели процесса «как должно быть», построенной на этапе проектирования, и фактически выполнившейся последовательностью действий с учетом существующих внешних ограничений. Проверка соответствия позволяет выявить недопустимые отклонения. Все это требует построения модели представления знаний о

76