跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法及系统

本发明涉及流程挖掘的，尤其是指一种跨组织业务流程的一致性检测与异常诊断方法、系统、存储介质及计算设备。

背景技术：

1、随着经济和社会的发展，越来越多的用户或者业务需求超越了传统的组织界限，需要多个组织相互配合、共同完成一项业务，在此背景下，跨组织业务流程的概念应运而生。与传统的业务流程相比，跨组织业务流程最大的不同在于它打破了传统业务流程中的组织界限，使得不同组织可以共同协作完成一项由单个组织不能完成的业务。一致性检测是流程挖掘领域的应用场景之一，能够将事件日志中的事件与流程模型进行关联，并进行对比，找到模型中的行为与事件日志中行为的共性与差异，从而发现模型与实际流程中不一致的地方，已有多数研究者展开了深入的研究，如基于重演轨迹和丢失/遗留/产生/消费的托肯来评估流程模型和事件日志之间拟合度的算法。现有方法已对单个组织的合规性进行了广泛的讨论，然而组织内部流程的私有性以及组织间的协作，使得跨组织流程背景下的一致性检测还是一个尚未充分解决的问题。本专利针对上述问题，提出了一种跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法与系统，首先对组织内部进行一致性检测，同时为了衡量组织间协作流程的合规性，对跨组织间的交互进行一致性检测，检测异常行为，并进行异常行为诊断，实现跨组织业务流程的一致性检测与异常行为诊断，同时保证了跨组织业务流程中各个参与组织内部业务流程的隐私不被泄露。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法，突破了传统方法针对单个组织进行一致性检测的界限，对跨组织业务流程进行一致性检测，从而检测跨组织业务流程中的异常行为，为改进跨组织合约模型与跨组织业务流程提供指导，提高生产效率，降低可能造成的损失，同时也保护组织内部的业务隐私与数据隐私。

2、本发明的第二目的在于提供一种跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断系统。

3、本发明的第三目的在于提供一种存储介质。

4、本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

5、本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法，包括以下步骤：

6、1)获取基础数据，即跨组织业务流程中各组织的事件日志以及跨组织合约模型；

7、2)数据预处理，包括：将跨组织合约模型映射为各个组织对应的单个合约模型，过滤各组织事件日志中的隐私活动得到各组织的交互事件日志；

8、3)将步骤1)获得的每个组织的事件日志与步骤2)得到的各个组织对应的单个合约模型进行组织内部一致性检测；融合步骤2)中获得的各组织的交互事件日志得到跨组织融合交互事件日志，再与步骤1)获得的跨组织合约模型进行跨组织一致性检测；

9、4)汇总步骤3)组织内部与跨组织一致性检测时存在移动类型不一致的异常活动，并进行异常活动行为诊断。

10、进一步，在步骤1)中，所述跨组织业务流程中各组织的事件日志由各组织在参与跨组织业务流程时各组织内部信息管理系统捕捉并记录，是一个有限事件序列的集合，每一个有限事件序列被称为一条轨迹；所述跨组织合约模型是一个四元组(p,t,f,m0)，p表示库所集合，t表示变迁集合，f表示关系集合，m0为初始状态，满足：p＝pl∪pm,表示逻辑库所，表示消息库所；f＝fl∪fm,表示逻辑库所的流关系，表示消息库所的流关系，跨组织合约模型中变迁表示的活动均是交互活动；

11、其中，交互活动与隐私活动是组合出现，在跨组织业务流程中，根据接收、发送消息、组织属性集合的不同将活动分为两类，即若活动满足执行前不需要接收任何消息、执行结束后不发送任何消息并且只存在于一个组织，则该活动被定义为隐私活动，否则该活动被定义为交互活动。

12、进一步，在步骤2)中，对步骤1)获得的数据进行预处理的具体情况如下：

13、a、将跨组织合约模型映射为各个组织对应的单个合约模型，具体如下：

14、跨组织合约模型按照每个活动所属组织的不同进行映射，若存在n个组织参与跨组织业务流程，则跨组织合约模型需将其包含的所有活动映射为n个组织的单个合约模型；

15、b、任何一个组织均有保护隐私的要求，因此各组织参与跨组织业务流程时产生的事件日志中的隐私活动会被过滤，最终得到各组织的只包含交互活动的交互事件日志。

16、进一步，在步骤3)进行跨组织业务流程的一致性检测时需要进行组织内部一致性检测与跨组织一致性检测，具体情况如下：

17、a、组织内部一致性检测需将步骤1)获得的每个组织的事件日志与步骤2)得到的各个组织对应的单个合约模型进行组织内部一致性检测，具体步骤如下：

18、a.1)随机选取步骤1)中任意参与组织事件日志中的一条轨迹与该组织对应的单个合约模型进行对齐，记录对齐时所有活动发生的移动类型及发生移动类型的次数；

19、a.2)遍历a.1)中参与组织事件日志的所有轨迹，计算每一条轨迹与该组织对应的单个合约模型进行对齐时发生日志移动与模型移动最少的对齐，即为该组织事件日志与对应的单个合约模型的最优对齐；

20、a.3)遍历步骤1)中跨组织业务流程中每个参与组织产生的事件日志，找到每个组织的事件日志与组织对应的单个合约模型的最优对齐；

21、b、跨组织一致性检测需要融合步骤2)中获得的各组织的交互事件日志得到跨组织融合交互事件日志，再与步骤1)获得的跨组织合约模型进行跨组织一致性检测，具体步骤如下：

22、b.1)将步骤2)获得的各组织的交互事件日志使用人工免疫算法进行事件日志融合，得到跨组织融合交互事件日志；

23、b.2)随机选取跨组织融合交互事件日志中的一条轨迹，与跨组织合约模型进行对齐，记录对齐时所有活动发生的移动类型及发生移动类型的次数；

24、b.3)遍历跨组织融合交互事件日志中的每一条轨迹，计算每一条轨迹与跨组织合约模型进行对齐时发生日志移动与模型移动最少的对齐，即为跨组织融合交互事件日志与跨组织合约模型的最优对齐；

25、其中，所述对齐是移动的序列；所述最优对齐为日志移动和模型移动最少的对齐，发生三种移动的类型有如下介绍：

26、a、同步移动：轨迹中记录的事件与流程模型执行序列的活动相一致；

27、b、模型移动：轨迹和流程模型的执行序列之间存在偏差，流程模型中的执行活动被跳过；

28、c、日志移动：轨迹和流程模型的执行序列之间存在偏差，日志中的记录的事件被跳过；

29、上述三种移动类型中的流程模型是跨组织合约模型与单个合约模型的总称。

30、进一步，在步骤4)中，汇总步骤3)组织内部与跨组织一致性检测时存在移动类型不一致的异常活动并进行异常活动行为诊断，具体步骤如下：

31、4.1)汇总步骤3)中记录的每个活动在组织内部一致性检测与跨组织一致性检测时发生的移动类型；

32、4.2)发现步骤4.1)中发生移动类型均不为同步移动的活动，判断其移动代价，并对发生非同步移动的异常活动进行异常行为诊断，有如下四种情况：

33、a、跨组织合约模型映射到组织内部的单个合约模型中存在活动t，活动t在事件日志中为隐私活动：

34、在进行组织内部一致性检测时为同步移动，但在跨组织一致性检测时为模型移动，此模型移动的代价为1；此情况下，跨组织合约模型中暴露了组织内部的隐私活动或是跨组织业务流程发生了变动，不利于组织的隐私保护与流程优化；

35、b、跨组织合约模型映射到组织内部的单个合约模型中不存在活动t，活动t在事件日志中为隐私活动：

36、在进行组织内部一致性检测时为日志移动，若出现日志移动的活动是隐私活动，则移动代价为0，否则移动代价为1，并且由于此活动是隐私活动被过滤，不再进行跨组织一致性检测；此情况下，若组织内部发生移动的均是隐私活动，则跨组织业务流程不存在偏差，否则此跨组织业务流程中发生移动的活动为异常活动；

37、c、跨组织合约模型映射到组织内部的单个合约模型中存在活动t，活动t在事件日志中为交互活动：

38、若在进行组织内部一致性检测与跨组织一致性检测时活动t均是同步移动，则跨组织业务流程不存在不一致，若活动t发生非同步移动，则移动代价为1，活动t可能为异常活动；

39、d、跨组织合约模型映射到组织内部的单个合约模型中不存在活动t，活动t在事件日志中为交互活动：

40、在进行组织内部一致性检测和跨组织一致性检测时活动t均为日志移动，此时移动代价为1；此情况下，跨组织业务流程与事件日志存在偏差，异常活动即为发生日志移动的活动，跨组织合约模型中将交互活动t漏掉或该活动发生了返工问题，需进一步检测。

41、本发明的第二目的通过以下技术方案实现：一种跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断系统，用于实现上述的跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法，其包括：

42、数据获取模块，用于获取跨组织业务流程中各个参与组织的事件日志与跨组织合约模型；

43、数据预处理模块，用于将跨组织合约模型映射为各组织对应的单个合约模型，过滤跨组织业务流程中各个参与组织内部事件日志中的私有活动；

44、一致性检测模块，用于进行组织内部一致性检测与跨组织一致性检测；

45、异常行为诊断模块，用于汇总组织内部与跨组织一致性检测时存在移动类型不一致的异常活动，并进行异常活动行为诊断。

46、本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法。

47、本发明的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的跨组织业务流程一致性检测与异常行为诊断方法。

48、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

49、1、本发明首次从跨组织的角度，从跨组织业务流程中各个参与组织内部与跨组织全局两个方面对跨组织业务流程进行一致性检测，实现了部分与全局的统筹管理，有利于跨组织业务流程的全面检测与管理。

50、2、本发明首次在对跨组织业务流程进行一致性检测时过滤各个参与组织内部的隐私活动，有利于跨组织业务流程中各个组织内部的数据隐私与业务隐私保护。

51、3、本发明首次通过对比各参与组织内部与跨组织一致性检测时发生的多种移动类型对异常活动的异常行为进行诊断，为改进跨组织业务流程提供理论指导，有利于降低跨组织业务流程的损失。

52、4、本发明在跨组织业务流程改进与提高上具有广泛的使用空间，在跨组织业务流程效率的提高上有广阔前景。