75、供应链流程模型语义标注与流程绩效指标定义的本体方法

最新推荐文章于 2025-09-17 15:20:38 发布

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分类专栏：解读《计算机科学讲义6426》：创新与实践文章标签：供应链流程语义标注流程绩效指标

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供应链流程模型语义标注与流程绩效指标定义的本体方法

在当今的商业环境中，供应链流程管理和业务流程绩效评估变得越来越重要。供应链流程涉及多个合作伙伴，存在词汇差异和语义歧义问题；而业务流程绩效评估则需要准确的流程绩效指标（PPIs）。本文将探讨供应链流程模型语义标注的本体方法，以及如何定义有效的PPIs。

供应链流程模型语义标注

在供应链流程中，不同合作伙伴可能对同一流程元素有不同的表示，这会阻碍流程片段的互连。为了解决这个问题，提出了一种对供应链流程模型进行语义标注的新方法。

相似度测量

通过测量多个本体实例与流程模型元素之间的相似度，来实现语义标注。以下是一些测量结果的示例：
| 流程模型元素 | 本体实例 | 语法相似度 | 语言相似度 | 结构相似度 | 综合相似度 |
| — | — | — | — | — | — |
| 交付原材料 | 转移材料 | 0.529 | 0.625 | 0.836 | 0.663 |
| 检查可用性 | 检查库存 | 0.30 | 0.0721 | 0.654 | 0.342 |
| 交付产品和发票 | 运送发票 | 0.412 | 0.787 | 0.425 | 0.541 |
| 发送确认 | 发送验证 | 0.8125 | 0.875 | 1.0 | 0.896 |

案例研究

以一个简化的制造流程为例，说明该方法的工作原理。制造商接收客户订单，检查产品可用性，组织生产，向供应商请求原材料。供应商检查库存并转移原材料，制造商完成生产后发送产品和发票给客户。通过对流程模型进行语义标注，可以消除语义歧义，实现流程片段的互连。

graph LR
    A[客户] -->|订单| B[制造商]
    B -->|检查可用性| B
    B -->|请求原材料| C[供应商]
    C -->|检查库存| C
    C -->|转移原材料| B
    B -->|完成生产| B
    B -->|发送产品和发票| D[交付方]
    D -->|交付给客户| A

原型软件工具

开发了一个名为“scorSan（供应链流程标注）”的原型工具。该工具利用Jena2 Ontology API进行本体操作，使用WordNet和JWNL API挖掘本体的语言特征。匹配功能用于测量流程模型元素与本体概念的相似度，并进行匹配。同时，还开发了图形界面，帮助用户从建议列表中选择合适的标注。

流程绩效指标的定义

评估业务流程的绩效越来越重要，而流程绩效指标（PPIs）是进行评估的关键工具。然而，当前的提案无法指定一些常见类型的PPIs，也不便于在设计时进行自动化分析。因此，提出了一种用于定义PPIs的本体。

案例研究

变更请求管理流程 ：以安达卢西亚卫生局信息技术部门的变更请求管理流程为例，该流程包括提交变更请求、确定优先级、分析请求等步骤。定义了一系列PPIs，如取消的变更请求与注册的变更请求的比例、委员会决策的平均时间等。
| 描述 | 周期 | ID |
| — | — | — |
| （取消的变更请求 - 注册错误的变更请求）/注册的变更请求 | 年度 | PPI1 |
| 委员会决策的平均时间 | 每月和年度 | PPI2 |
| （纠正性变更请求/批准的变更请求） | 每月和年度 | PPI3 |
| （完善性和适应性变更请求/批准的变更请求） | 每月和年度 | PPI4 |
| “分析变更请求”活动的平均时间 | 年度 | PPI5 |
| 处于“分析中”状态的变更请求数量 | 每月 | PPI6 |
| 每种变更类型的变更请求数量 | 年度 | PPI7 |
| 每个项目的变更请求数量 | 年度 | PPI8 |
| 每个应用程序的变更请求数量 | 年度 | PPI9 |
| 变更请求的平均生命周期 | 年度 | PPI10 |
社会和健康福利管理流程 ：安达卢西亚地方政府的社会和健康福利管理流程，包括接收文档、分析文档、做出决策等步骤。也定义了一系列PPIs，如提交的请求数量、批准的请求与提交的请求的比例等。
| 描述 | 周期 | ID |
| — | — | — |
| 提交的请求数量 | 每月和年度 | PPI11 |
| 批准的请求的总预算 | 每月和年度 | PPI12 |
| （批准的请求/提交的请求）× 100 | 每月和年度 | PPI13 |
| （拒绝的请求/提交的请求）× 100 | 每月和年度 | PPI14 |
| （因不可受理而拒绝的请求/提交的请求）× 100 | 每月和年度 | PPI15 |
| （因撤回而拒绝的请求/提交的请求）× 100 | 每月和年度 | PPI16 |
| （解决日期 - 注册日期）/注册的请求数量 | 年度 | PPI17 |
| （（解决日期 - 注册日期） - 请求暂停的天数）/注册的请求数量 | 年度 | PPI18 |

PPI本体

该本体使用OWL DL定义，具有高表达性，并且可以使用推理器进行知识推理和查询。本体的主要优点包括：
1. 明确建立了PPIs与业务流程之间的关系，便于与其他业务流程分析技术一起使用，并有助于信息系统的自动化测量。
2. 支持定义各种类型的PPIs，包括与数据对象相关的PPIs，以及灵活的分析周期。
3. 可以自动从本体中获取ProcessMeasures和InstanceMeasures之间的依赖关系，便于在设计时进行PPIs分析。还可以使用自动化推理器对PPI模型进行查询。

graph LR
    A[PPI] -->|hasID| B[ID]
    A -->|hasDescription| C[描述]
    A -->|hasTarget| D[目标]
    A -->|related to| E[流程]
    A -->|defined by| F[MeasureDefinition]
    F -->|hasName| G[名称]
    F -->|hasScale| H[规模]
    F -->|hasUnitOfMeasure| I[度量单位]
    F -->|define| J[Measure]
    J -->|hasValue| K[值]
    J -->|hasTime| L[时间]

通过上述方法，可以实现供应链流程模型的语义标注和业务流程绩效指标的有效定义，提高流程的互连性和可重用性，促进业务流程的管理和评估。

供应链流程模型语义标注与流程绩效指标定义的本体方法（续）

从本体中推断度量定义之间的依赖关系

在定义流程绩效指标（PPIs）时，了解度量定义之间的依赖关系至关重要。通过本体，可以自动推断这些依赖关系，从而在设计时对PPIs进行更有效的分析。

依赖关系的类型

直接依赖 ：一个度量定义直接依赖于另一个度量定义。例如，“（纠正性变更请求/批准的变更请求）”这个PPI中的“纠正性变更请求”和“批准的变更请求”是两个度量定义，前者可能直接依赖于变更请求的分类过程，后者依赖于审批流程。
间接依赖 ：一个度量定义通过中间度量定义间接依赖于另一个度量定义。比如，“（完美性和适应性变更请求/批准的变更请求）”中的“完美性和适应性变更请求”可能依赖于对变更请求的进一步分类，而这个分类又依赖于最初的变更请求提交过程，从而间接依赖于提交过程的度量。

推断依赖关系的步骤

识别度量定义 ：从本体中提取所有与PPIs相关的度量定义，如变更请求的数量、时间等。
分析度量定义的属性和关系 ：查看每个度量定义的属性，以及它们之间的关系。例如，一个度量定义可能是另一个度量定义的分子或分母，或者是计算另一个度量定义的中间步骤。
构建依赖关系图 ：根据分析结果，构建一个依赖关系图，其中节点表示度量定义，边表示依赖关系。通过这个图，可以直观地看到度量定义之间的依赖关系。

graph LR
    A[变更请求提交] -->|产生| B[注册的变更请求]
    B -->|分类| C[纠正性变更请求]
    B -->|分类| D[完美性和适应性变更请求]
    B -->|审批| E[批准的变更请求]
    C -->|计算| F[（纠正性变更请求/批准的变更请求）]
    D -->|计算| G[（完美性和适应性变更请求/批准的变更请求）]

对比项	本文方法	其他方法
语义标注	集成本体描述和标准化术语，消除语义歧义，实现流程片段互连	可能无法有效处理词汇差异和语义歧义，影响流程片段的互连
PPI定义	明确建立PPIs与业务流程的关系，支持各种类型的PPIs和灵活的分析周期，便于设计时分析	无法指定常见类型的PPIs，不便于设计时自动化分析，与业务流程的关系不明确
工具支持	开发原型工具，利用Jena2 Ontology API和WordNet等进行本体操作和语言特征挖掘	可能缺乏有效的工具支持，难以实现语义标注和PPIs定义的自动化