Uma abordagem incremental para mineração de processos de negócio

Abstract

Até os dias de hoje, diversos algoritmos de mineração de modelos de processos já foram propostos para extrair conhecimento a partir de logs de eventos. O conhecimento que tais algoritmos são capazes de obter incluem modelos de processos de negócio, assim como aspectos da estrutura organizacional, como atores e papéis. A mineração de processos pode se beneficiar de uma estratégia incremental, especialmente quando as informações sobre um ou mais processos de negócio presentes no código fonte de um sistema de informação são logicamente complexas (diversas ramificações e atividades paralelas e/ou alternativas). Neste cenário, são necessárias muitas execuções da aplicação para a coleta de um grande conjunto de dados no arquivo de log, a fim de que o algoritmo de mineração possa descobrir e apresentar o processo de negócio completo. Outra situação que torna necessária a mineração incremental é a constante evolução dos processos de negócio, ocasionada geralmente por alterações nas regras de negócio de uma ou mais aplicações. Neste caso, o log pode apresentar novos fluxos de atividades, ou fluxos alterados ou simplesmente fluxos que não são mais executados. Estas mudanças devem ser refletidas no modelo do processo a fim de garantir a sincronização entre a aplicação (processo executado) e o modelo. A mineração incremental de processos pode ainda ser útil quando se faz necessária a extração gradual de um modelo de processo completo, extraindo modelos parciais (fragmentos de processo com início e fim) em um primeiro passo e integrando conhecimento adicional ao modelo em etapas até a obtenção do modelo completo. Contudo, os algoritmos atuais de mineração incremental de processos não apresentam total efetividade quanto aos aspectos acima citados, apresentando algumas limitações. Dentre elas podemos citar a não remoção de elementos obsoletos do modelo de processo descoberto, gerados após a atualização do processo executado, e também a descoberta de informações da estrutura organizacional associada ao processo como, por exemplo, os atores que executam as atividades. Este trabalho propõe um algoritmo incremental para a mineração de processos de negócio a partir de logs de execução. Ele permite a atualização completa de um modelo existente, bem como o incremento de um modelo de processo na medida em que novas instâncias são adicionadas ao log. Desta forma, podemos manter ambos, modelo de processo e o processo executado sincronizados, além de diminuirmos o tempo total de processamento uma vez que apenas novas instâncias de processo devem ser consideradas. Por fim, com este algoritmo é possível extrair modelos com acurácia igual ou superior aqueles que podem ser extraídos pelos algoritmos incrementais atuais.

Even today, several process mining algorithms have been proposed to extract knowledge from event logs of applications. The knowledge that such algorithms are able to discovery includes business process models, business rules, as well as aspects of organizational structure, such actors and roles of processes. These process mining algorithms can be divided into two: non-incremental and incremental. The mining process can benefit from an incremental strategy, especially when information about the process structure available in the system source code is logically complex (several branches and parallel activities). In this scenario, its necessary several executions of the application, to collect a large set of log data, so that the mining algorithm can discover and present the complete business process. Another use case where incremental mining is usefull is during the changing structure of the process, caused by the change in the business logic of an application. In this case, the log may provide new traces of activities, modified traces or simply traces that are no longer running. These changes must be reflected in the process model being generated to ensure synchronization between the application and model. The incremental process mining can also be useful when it is necessary to extract a complete process model in a gradual way, extracting partial models (process fragments with begin and end) in a first step and integrating additional knowledge to the model in stages to obtain the complete model. However, existing incremental process mining algorithms are not effective to all aspects mentioned above. All of them have limitations with respect to certain aspects of incremental mining, such as deletion of elements in the process model (process model update). Additionally, most of them do not extract all the information present in the structure of the process, such as the actors who perform the activities. This paper proposes an incremental process mining algorithm from execution logs of information systems. The new algorithm allows the full update (adding and removing elements) of an existing model, as well as the increment of a process model as new records are added to the log. Thus, we can keep process models and process execution syncronized, while reducting the total processing time, since only new process instances must be processed. Finally, are expected the extraction of process models with similar or higher accuracy compared to current incremental mining algorithms.