22、基于代理的流程管理系统中的责任委派策略

基于代理的流程管理系统中的责任委派策略

1. 流程管理系统概述

流程管理系统将可行的委派策略范围从上述的权威策略扩展到基于个体间协商的策略。不过，对于日常任务的手动系统而言，涉及每个流程实例协商的基于协商的策略由于协商成本过高而不可行。而在基于代理的系统中，代理负责进行这种协商，因此每个任务的委派都通过协商来确定的系统是可行的。

2. 多代理系统

多代理系统适用于具有高度开放性、动态性、分布性和个性化的流程管理。以下是该系统的详细介绍：
- 使命 ：支持流程管理，使其符合企业优先级。
- 系统组织 ：每个用户配备一个流程代理，系统中无其他代理，使用黑板宣布代理的可用性，代理充当用户的助手。
- 交互协议 ：
- 若代理想将责任委派给其他代理，使用具有聚焦寻址的合同网形式。
- 邀请合格个体子集的成员投标工作，投标需包含工作完成的总时间和成本等估计。
- 评估投标时考虑个体实际花费的时间、成本、为流程增加的价值以及在流程约束下完成工作的可能性。
- 投标信息需满足每个流程实例的约束，如预算和最晚完成时间。
- 通信协议 ：
- 代理与用户直接通信时，管理用户的基于网络的“收件箱”、清理“发件箱”、管理文档的存储和检索以及与用户沟通。
- 代理与用户通信方式：修改用户的“收件箱”或发送消息（如电子邮件）。
- 用户与代理通信方式：将文档放入“发件箱”，如点击文档中的软件“按钮”。
- 代理之间通过KQML语言发送用户不可见的消息进行通信。
- 架构 ：概念架构改编自INTERRAP概念架构，专门用于流程管理应用。世界信念来源于读取用户消息、相关文档或其他代理消息。文档是“被动”的，仅在需要信息时读取；用户和其他代理是“主动”的，可随时发送消息。信念有两个作用：引发代理的目标承诺和触发主动计划的执行。
- 推理 ：
- 采用混合架构，兼具审议推理和反应推理。
- 审议推理在信念 - 目标 - 计划 - 意图框架内进行，反应推理通过触发器实现，反应推理优先于审议推理。
- 反应推理有三个作用：满足中止条件时中止计划、向部分执行的计划传递数据、处理紧急消息，其中第一个作用优先于第二个作用。
- 实现 ：流程代理用Java实现，作为高级代理规范的解释器，便于快速构建代理和简化维护。使用LiveNet工作区系统处理虚拟讨论。

以下是多代理系统的交互流程：

graph LR
    A[代理] -->|想委派责任| B(使用合同网邀请投标)
    B --> C{评估投标}
    C -->|满足条件| D[确定委派对象]
    C -->|不满足条件| B
    A -->|与用户通信| E(管理收件箱、发件箱等)
    A -->|与其他代理通信| F(使用KQML语言)

3. 委派策略

委派问题是决定将责任委派给哪个个体以实现企业目标，解决方案以委派策略的形式表达。在上述系统中，“个体”指用户/代理对，用 {X1, …, Xi, …, Xn} 表示可委派子流程责任的个体集合。时间 τ 的委派策略 S = {P1, …, Pi, …, Pn}，其中 Pi 是在时间 τ 将给定子流程责任委派给个体 Xi 的概率。

交互协议采用具有聚焦寻址的合同网，部分解决了委派问题。每个流程类型的投标个体集合在流程管理系统外指定。协议会询问投标，降低或排除不满足流程约束的投标，然后评估剩余投标。评估投标时考虑个体的预期成本、为流程实例增加的预期价值以及近期承担同类型流程实例的程度。

投标由四个实数 (Con, Workload, Cost, Value) 组成：
| 参数 | 含义 |
| ---- | ---- |
| Con | 约束参数的聚合值 |
| Workload | 个体近期承担的同类型流程数量 |
| Cost | 委派责任给该个体的估计成本 |
| Value | 委派责任给该个体为子流程增加的估计总价值 |

委派策略与企业的预期总回报和企业文化有关，以下是三种示例策略：
- 策略 S1 ：企业文化强调持续提供提升机会，忽略预期回报，Pi = 1 / n。
- 策略 S2 ：企业文化要求将任务分配给当下能完成最佳工作的个体，max(Pr(Xi »)) 时 Pi = 1 / m，否则 Pi = 0，该策略最大化总体预期回报，但表现不佳的个体可能无工作机会。
- 策略 S3 ：Pi = Pr(Xj »)，是可接受的策略，平衡了对表现好的个体的偏好和给表现差的个体提升机会。

可接受的委派策略应满足以下条件：
- 若 Pr(Xi ») > Pr(Xj »)，则 Pi > Pj。
- 若 Pr(Xi ») = Pr(Xj »)，则 Pi = Pj。
- Pi > 0（对所有 i）。

任何形式为 S = α _ S1 + β _ S2 + γ _ S3（α + β + γ = 1 且 γ > 0）的策略都是可接受的，策略 S2 和 S3 依赖于个体为“最佳”的概率估计。

4. 选择“最佳”个体

个体在某种意义上为“最佳”的概率可从其“优劣”参数值推导得出，前提是这些参数呈正态分布。处理的参数包括：接受子流程责任的预期成本、从委派责任到工作结束的预期总时间、为子流程增加的预期价值以及承担责任后完成工作的概率。前三个参数通常呈正态分布，第四个参数呈二项分布，在标准条件下可近似为正态分布。因此，基于这四个基本参数定义的混合参数也近似呈正态分布。假设每个个体的“优劣”度量 pA 呈正态分布，已知其均值 x^A 和标准差 s^A。

个体 A 比个体 B“更好”的概率是 (pA - pB) > 0 的概率，即正态分布（均值 = x^A - x^B，标准差 = √(s^2A + s^2B)）在 x ≥ 0 时的面积。此方法可扩展到选择多个个体中的“最佳”。

5. 参数估计

上述选择“最佳”个体的方法依赖于个体预期“优劣”的估计，这些估计参数包括成本、时间、价值和完成工作的概率，以及工作负载参数。由于工作负载参数会直接影响责任委派，不假设其呈正态分布，因此需要合适的方法来估计这些参数，且每次委派责任时都应更新估计值。
- 工作负载参数估计 ：
- 记录每个离散时间段内委派的工作量 {wi}i=1n，采用加权估计，几何均值可估计先前的工作负载：
[ \frac{\sum_{i = 1}^{n} \alpha^{i - 1} \cdot w_i}{\sum_{i = 1}^{n} \alpha^{i - 1}} ]
- 其中常数 α 取值范围为 (0, 1)。当前工作负载估计值为先前估计值加上当前时间段的委派数量，更新公式为：
[ Workload = (1 - \alpha) \cdot (当前时间段的委派数量) + \alpha \cdot (上一时间段结束时的工作负载值) ]
- α 的值根据处理委派工作的预期时间确定，处理时间短则 α 低（如 0.3），处理时间长则 α 高。
- 成本、时间和价值参数估计 ：
- 对假设呈正态分布的时间 t、成本 c 和价值 v 的均值估计方法类似。
- 标准差估计使用“折叠”分布，以估计标准差 s^A 为例，n 次观察下：
[ \sqrt{\frac{\pi}{2}} \cdot \frac{\sum_{i = 1}^{n} | t_i - \hat{x}_A |}{n} ]
- 是标准差 s^A 的点估计。加权均值更注重近期行为，用于估计 √(2 / π) _ s^A，更新公式为：
[ \hat{s}_A^{new} = (1 - \alpha) \cdot | t_1 - \hat{x}_A^{old} | + \alpha \cdot \hat{s}_A^{old} ]
- 开始迭代时需要初始值 s^Ainit，如 0.3 是一个谨慎乐观的起点。
- 价值估计 ：由于估计流程实际增加的价值存在固有困难，价值估计较为复杂。一些先进组织有专门人员评估工作，评估结果供流程管理系统使用。
- 完成工作概率估计 ：个体承担责任后完成工作的概率呈二项分布，在标准条件下可近似为正态分布。

使用上述统计方法选择委派子流程的个体有一个优点，即能为识别异常提供理论基础。通过对个体 A 进行测量 {eiA}，可估计四个参数（成功可能性 p、时间 t、成本 c 和价值 v）的均值和标准差。对于某个参数 q 和个体 A，计算出均值近似值 x^Aold 和标准差近似值 s^Aold，下一次测量值 e1A 应在置信区间 (x^A ± α _ s^A) 内，例如 α = 1.645 时置信度为 95%。若 e1A 超出置信区间，可在给定置信度下探究原因。

测量值 e1A 超出置信区间可能有以下四种原因：
1. 环境或流程管理系统发生永久性变化，e1A 成为新的预期值，需重新初始化 x^Aold 和 s^Aold。
2. 环境或流程管理系统发生临时性变化，测量值 {eiA} 在一段时间内会受到干扰，需找出干扰原因 Γ，如新增临时负责子流程的员工或系统数据库组件异常。
3. 环境和系统无变化，异常测量值 e1A 是由于子流程实例的特殊特征 γ 导致，即原本认为的单一子流程类型实际是多种相关流程类型，此时需创建新流程并初始化参数估计。
4. 环境和系统无变化，最新流程实例与先前无差异，可能是统计波动导致。

综上所述，基于代理的流程管理系统通过多代理系统实现责任委派，利用合理的委派策略和统计方法选择“最佳”个体，并通过参数估计和异常识别不断优化流程管理。在实际应用中，需根据具体情况调整参数和策略，以适应不同的企业需求和环境变化。

6. 异常识别与参数估计的优化

在基于代理的流程管理系统中，异常识别和参数估计的优化是确保系统高效运行的关键环节。通过对个体参数的持续监测和分析，可以及时发现异常情况，并采取相应的措施进行调整。

当测量值 e1A 超出置信区间时，系统会触发异常处理机制。首先，系统会记录异常情况的详细信息，包括异常发生的时间、涉及的个体、相关参数以及测量值等。然后，根据异常的类型和严重程度，采取不同的处理方式。

对于环境或系统发生永久性变化导致的异常，系统会重新初始化相关参数的估计值。这可能需要收集更多的历史数据，以确保新的估计值能够准确反映当前的情况。例如，如果某个个体的工作效率突然发生了永久性的提升，系统需要重新估计该个体的时间、成本和价值参数。

对于临时性变化导致的异常，系统会尝试找出干扰原因 Γ。这可能需要与相关的用户和代理进行沟通，了解是否存在特殊情况影响了个体的表现。例如，如果某个个体因为参与了一个紧急项目而导致当前子流程的工作受到影响，系统可以根据实际情况调整该个体的工作负载和委派策略。

对于由于子流程实例特殊特征导致的异常，系统会创建新的流程类型，并为该流程类型初始化参数估计。这有助于系统更好地适应不同类型的子流程，提高委派决策的准确性。例如，如果发现某个子流程在某些特定条件下具有不同的成本和时间特征，系统可以将其作为一个新的流程类型进行管理。

为了优化参数估计，系统可以采用以下方法：
- 增加数据样本 ：收集更多的历史数据可以提高参数估计的准确性。系统可以定期记录每个个体的工作表现数据，并将其纳入到参数估计的计算中。
- 动态调整权重 ：根据不同参数的重要性和稳定性，动态调整加权估计中的权重。例如，对于近期数据更能反映个体当前状态的参数，可以增加近期数据的权重。
- 结合先验知识 ：在参数估计中结合先验知识，如行业标准、专家经验等。这可以帮助系统更快地收敛到准确的估计值。

以下是一个异常处理和参数估计优化的流程图：

graph LR
    A[测量值 e1A 超出置信区间] --> B(记录异常信息)
    B --> C{异常类型}
    C -->|永久性变化| D(重新初始化参数估计)
    C -->|临时性变化| E(找出干扰原因 Γ)
    E --> F(调整工作负载和委派策略)
    C -->|子流程特殊特征| G(创建新流程类型并初始化参数)
    D --> H(持续监测和优化参数估计)
    F --> H
    G --> H
    H --> I(更新参数估计值)

7. 系统的优势与挑战

基于代理的流程管理系统在责任委派方面具有诸多优势，但也面临一些挑战。

7.1 系统优势

• 灵活性和适应性 ：系统采用基于协商的委派策略，能够根据不同的流程需求和个体情况进行灵活调整。代理可以根据实时信息进行决策，适应动态变化的环境。
• 提高效率 ：通过合理的委派策略和“最佳”个体选择方法，系统可以将任务分配给最合适的个体，从而提高工作效率，减少不必要的时间和成本浪费。
• 异常识别和优化 ：系统具备异常识别机制，能够及时发现个体表现的异常情况，并通过参数估计的优化进行调整。这有助于提高系统的稳定性和可靠性。
• 支持个性化 ：每个用户配备一个代理，代理可以根据用户的偏好和需求提供个性化的服务。例如，代理可以根据用户的工作习惯和技能水平，为用户推荐合适的任务。

7.2 系统挑战

• 协商成本 ：虽然基于代理的系统解决了手动系统中协商成本过高的问题，但在大规模系统中，代理之间的协商仍然可能带来一定的成本。需要优化协商机制，降低协商成本。
• 参数估计的准确性 ：参数估计依赖于历史数据和统计方法，可能存在一定的误差。特别是对于价值等难以准确估计的参数，需要不断改进估计方法，提高估计的准确性。
• 系统复杂性 ：多代理系统的架构和推理机制较为复杂，增加了系统的开发和维护难度。需要具备专业的技术人员进行系统的设计和管理。
• 数据安全和隐私 ：系统涉及大量的用户和流程数据，数据安全和隐私保护是一个重要的问题。需要采取有效的措施，确保数据的安全性和保密性。

以下是系统优势和挑战的对比表格：
| 优势 | 挑战 |
| ---- | ---- |
| 灵活性和适应性 | 协商成本 |
| 提高效率 | 参数估计的准确性 |
| 异常识别和优化 | 系统复杂性 |
| 支持个性化 | 数据安全和隐私 |

8. 未来发展方向

随着技术的不断发展和企业需求的不断变化，基于代理的流程管理系统也将不断演进。以下是一些可能的未来发展方向：
- 人工智能和机器学习的应用 ：引入人工智能和机器学习算法，进一步提高系统的智能决策能力。例如，利用机器学习算法预测个体的表现和需求，优化委派策略。
- 与其他系统的集成 ：将基于代理的流程管理系统与企业的其他信息系统进行集成，实现数据的共享和协同工作。例如，与企业资源规划（ERP）系统集成，实现流程管理与企业资源的统一调配。
- 增强用户体验 ：通过改进用户界面和交互方式，提高用户体验。例如，开发更加直观和便捷的用户界面，让用户能够更方便地与代理进行沟通和协作。
- 跨组织协作 ：支持跨组织的流程管理和责任委派，实现企业之间的协同合作。例如，在供应链管理中，实现不同企业之间的任务委派和协调。

9. 总结

基于代理的流程管理系统为企业的流程管理提供了一种新的解决方案。通过多代理系统的架构和基于协商的委派策略，系统能够实现责任的合理委派，提高工作效率和质量。同时，系统通过参数估计和异常识别机制，不断优化委派决策，适应动态变化的环境。

然而，系统也面临着一些挑战，如协商成本、参数估计的准确性和系统复杂性等。在未来的发展中，需要不断引入新的技术和方法，解决这些挑战，进一步提升系统的性能和功能。

总之，基于代理的流程管理系统具有广阔的应用前景，能够为企业的发展带来重要的价值。企业可以根据自身的需求和实际情况，选择合适的系统和策略，实现流程管理的优化和创新。

以下是整个系统的工作流程总结图：

graph LR
    A[流程管理系统] --> B(多代理系统)
    B --> C(责任委派策略)
    C --> D(选择“最佳”个体)
    D --> E(参数估计)
    E --> F(异常识别与处理)
    F --> G(系统优化)
    G --> C
    B --> H(用户交互)
    H --> I(通信协议)
    I --> B

通过以上的流程和机制，基于代理的流程管理系统能够实现高效、灵活的责任委派，为企业的流程管理提供有力的支持。