Automated Process Discovery: A Literature Review and a Comparative Evaluation with Domain Experts

Äriprotsesside kaeve meetodi võimaldavad analüütikul kasutada logisid saamaks teadmisi protsessi tegeliku toimise kohta. Neist meetodist üks enim uuritud on automaatne äriprotsesside avastamine. Sündmuste logi võetakse kui sisend automaatse äriprotsesside avastamise meetodi poolt ning väljundina toodetakse äriprotsessi mudel, mis kujutab logis talletatud sündmuste kontrollvoogu. Viimase kahe kümnendi jooksul on väljapakutud mitmeidki automaatseid äriprotsessi avastamise meetodeid balansseerides erinevalt toodetavate mudelite skaleeruvuse, täpsuse ning keerukuse vahel. Siiani on automaatsed äriprotsesside avastamise meetodid testitud ad-hoc kombel, kus erinevad autorid kasutavad erinevaid andmestike, seadistusi, hindamismeetrikuid ning alustõdesid, mis viib tihti võrdlematute tulemusteni ning mõnikord ka mittetaastoodetavate tulemusteni suletud andmestike kasutamise tõttu. Eelpool toodu mõistes sooritatakse antud magistritöö raames süstemaatiline kirjanduse ülevaade automaatsete äriprotsesside avastamise meetoditest ja ka süstemaatiline hindav võrdlus üle nelja kvaliteedimeetriku olemasolevate automaatsete äriprotsesside avastamise meetodite kohta koostöös domeeniekspertidega ning kasutades reaalset logi rahvusvahelisest tarkvara firmast. Kirjanduse ülevaate ning hindamise tulemused tõstavad esile puudujääke ning seni uurimata kompromisse mudelite loomiseks nelja kvaliteedimeetriku kontekstis. Antud magistritöö tulemused võimaldavad teaduritel parandada puudujäägid meetodites. Samuti vastatakse küsimusele automaatsete äriprotsesside avastamise meetodite kasutamise kohta väljaspool akadeemilist maailma.Process mining methods allow analysts to use logs of historical executions of business processes in order to gain knowledge about the actual performance of these processes.One of the most widely studied process mining operations is automated process discovery.An event log is taken as input by an automated process discovery method and produces a business process model as output that captures the control-flow relations between tasks that are described by the event log.Several automated process discovery methods have been proposed in the past two decades, striking different tradeoffs between scalability, accuracy and complexity of the resulting models.So far, automated process discovery methods have been evaluated in an ad hoc manner, with different authors employing different datasets, experimental setups, evaluation measures and baselines, often leading to incomparable conclusions and sometimes unreproducible results due to the use of non-publicly available datasets.In this setting, this thesis provides a systematic review of automated process discovery methods and a systematic comparative evaluation of existing implementations of these methods with domain experts by using a real-life event log extracted from a international software engineering company and four quality metrics.The review and evaluation results highlight gaps and unexplored tradeoffs in the field in the context of four business process model quality metrics.The results of this master thesis allows researchers to improve the lacks in the automated process discovery methods and also answers question about the usability of process discovery techniques in industry

OWL-Miner: Concept Induction in OWL Knowledge Bases

The Resource Description Framework (RDF) and Web Ontology Language (OWL) have been widely used in recent years, and automated methods for the analysis of data and knowledge directly within these formalisms are of current interest. Concept induction is a technique for discovering descriptions of data, such as inducing OWL class expressions to describe RDF data. These class expressions capture patterns in the data which can be used to characterise interesting clusters or to act as classifica- tion rules over unseen data. The semantics of OWL is underpinned by Description Logics (DLs), a family of expressive and decidable fragments of first-order logic. Recently, methods of concept induction which are well studied in the field of Inductive Logic Programming have been applied to the related formalism of DLs. These methods have been developed for a number of purposes including unsuper- vised clustering and supervised classification. Refinement-based search is a concept induction technique which structures the search space of DL concept/OWL class expressions and progressively generalises or specialises candidate concepts to cover example data as guided by quality criteria such as accuracy. However, the current state-of-the-art in this area is limited in that such methods: were not primarily de- signed to scale over large RDF/OWL knowledge bases; do not support class lan- guages as expressive as OWL2-DL; or, are limited to one purpose, such as learning OWL classes for integration into ontologies. Our work addresses these limitations by increasing the efficiency of these learning methods whilst permitting a concept language up to the expressivity of OWL2-DL classes. We describe methods which support both classification (predictive induction) and subgroup discovery (descrip- tive induction), which, in this context, are fundamentally related. We have implemented our methods as the system called OWL-Miner and show by evaluation that our methods outperform state-of-the-art systems for DL learning in both the quality of solutions found and the speed in which they are computed. Furthermore, we achieve the best ever ten-fold cross validation accuracy results on the long-standing benchmark problem of carcinogenesis. Finally, we present a case study on ongoing work in the application of OWL-Miner to a real-world problem directed at improving the efficiency of biological macromolecular crystallisation

Application based technical Approaches of data mining in Pharmaceuticals, and Research approaches in biomedical and Bioinformatics

In the past study shows that flow of direction in the field of pharmaceutical was quit slow and simplest and by the time the process of transformation of information was so complex and the it was out of the reach to the technology, new modern technology could not reach to catch the pharmaceutical field. Then the later on technology becomes the compulsorily part of business and its contributed into business progress and developments. But now a days its get technology enabled and smoothly and easily pharma industries managing their billings and inventories and developing new products and services and now its easy to maintain and merging the drugs detail like its cost ,and usage with the patients records prescribe by the doctors in the hospitals .and data collection methods have improved data manipulation techniques are yet to keep pace with them data mining called and refer with the specific term as pattern analysis on large data sets used like clustering, segmentation and classification for helping better manipulation of the data and hence it helps to the pharma firms and industries this paper describes the vital role of data Mining in the pharma industry and thus data mining improves the quality of decision making services in pharmaceutical fields. This paper also describe a brief overviews of tool kits of Data mining and its various Applications in the field of Biomedical research in terms of relational approaches of data minings with the Emphasis on propositionalisation and relational subgroup discovery, and which is quit helpful to prove to be effective for data analysis in biomedical and its applications and in Bioinformatics as well. DOI: 10.17762/ijritcc2321-8169.15038

Process Discovery on Deviant Traces and Other Stranger Things

As the need to understand and formalise business processes into a model has grown over the last years, the process discovery research field has gained more and more importance, developing two different classes of approaches to model representation: procedural and declarative. Orthogonally to this classification, the vast majority of works envisage the discovery task as a one-class supervised learning process guided by the traces that are recorded into an input log. In this work instead, we focus on declarative processes and embrace the less-popular view of process discovery as a binary supervised learning task, where the input log reports both examples of the normal system execution, and traces representing a “stranger” behaviour according to the domain semantics. We therefore deepen how the valuable information brought by both these two sets can be extracted and formalised into a model that is “optimal” according to user-defined goals. Our approach, namely NegDis, is evaluated w.r.t. other relevant works in this field, and shows promising results regarding both the performance and the quality of the obtained solution

Declarative techniques for modeling and mining business processes..

Organisaties worden vandaag de dag geconfronteerd met een schijnbare tegenstelling. Hoewel ze aan de ene kant veel geld geïnvesteerd hebben in informatiesystemen die hun bedrijfsprocessen automatiseren, lijken ze hierdoor minder in staat om een goed inzicht te krijgen in het verloop van deze processen. Een gebrekkig inzicht in de bedrijfsprocessen bedreigt hun flexibiliteit en conformiteit. Flexibiliteit is belangrijk, omdat organisaties door continu wijzigende marktomstandigheden gedwongen worden hun bedrijfsprocessen snel en soepel aan te passen. Daarnaast moeten organisaties ook kunnen garanderen dan hun bedrijfsvoering conform is aan de wetten, richtlijnen, en normen die hun opgelegd worden. Schandalen zoals de recent aan het licht gekomen fraude bij de Franse bank Société Générale toont het belang aan van conformiteit en flexibiliteit. Door het afleveren van valse bewijsstukken en het omzeilen van vaste controlemomenten, kon één effectenhandelaar een risicoloze arbitragehandel op prijsverschillen in futures omtoveren tot een risicovolle, speculatieve handel in deze financiële derivaten. De niet-ingedekte, niet-geautoriseerde posities bleven lange tijd verborgen door een gebrekkige interne controle, en tekortkomingen in de IT beveiliging en toegangscontrole. Om deze fraude in de toekomst te voorkomen, is het in de eerste plaats noodzakelijk om inzicht te verkrijgen in de operationele processen van de bank en de hieraan gerelateerde controleprocessen. In deze tekst behandelen we twee benaderingen die gebruikt kunnen worden om het inzicht in de bedrijfsprocessen te verhogen: procesmodellering en procesontginning. In het onderzoek is getracht technieken te ontwikkelen voor procesmodellering en procesontginning die declaratief zijn. Procesmodellering process modeling is de manuele constructie van een formeel model dat een relevant aspect van een bedrijfsproces beschrijft op basis van informatie die grotendeels verworven is uit interviews. Procesmodellen moeten adequate informatie te verschaffen over de bedrijfsprocessen om zinvol te kunnen worden gebruikt bij hun ontwerp, implementatie, uitvoering, en analyse. De uitdaging bestaat erin om nieuwe talen voor procesmodellering te ontwikkelen die adequate informatie verschaffen om deze doelstelling realiseren. Declaratieve procestalen maken de informatie omtrent bedrijfsbekommernissen expliciet. We karakteriseren en motiveren declaratieve procestalen, en nemen we een aantal bestaande technieken onder de loep. Voorts introduceren we een veralgemenend raamwerk voor declaratieve procesmodellering waarbinnen bestaande procestalen gepositioneerd kunnen worden. Dit raamwerk heet het EM-BrA�CE raamwerk, en staat voor `Enterprise Modeling using Business Rules, Agents, Activities, Concepts and Events'. Het bestaat uit een formele ontolgie en een formeel uitvoeringsmodel. Dit raamwerk legt de ontologische basis voor de talen en technieken die verder in het doctoraat ontwikkeld worden. Procesontginning process mining is de automatische constructie van een procesmodel op basis van de zogenaamde event logs uit informatiesystemen. Vandaag de dag worden heel wat processen door informatiesystemen in event logs geregistreerd. In event logs vindt men in chronologische volgorde terug wie, wanneer, welke activiteit verricht heeft. De analyse van event logs kan een accuraat beeld opleveren van wat er zich in werkelijkheid afspeelt binnen een organisatie. Om bruikbaar te zijn, moeten de ontgonnen procesmodellen voldoen aan criteria zoals accuraatheid, verstaanbaarheid, en justifieerbaarheid. Bestaande technieken voor procesontginning focussen vooral op het eerste criterium: accuraatheid. Declaratieve technieken voor procesontginning richten zich ook op de verstaanbaarheid en justifieerbaarheid van de ontgonnen modellen. Declaratieve technieken voor procesontginning zijn meer verstaanbaar omdat ze pogen procesmodellen voor te stellen aan de hand van declaratieve voorstellingsvormen. Daarenboven verhogen declaratieve technieken de justifieerbaarheid van de ontgonnen modellen. Dit komt omdat deze technieken toelaten de apriori kennis, inductieve bias, en taal bias van een leeralgoritme in te stellen. Inductief logisch programmeren (ILP) is een leertechniek die inherent declaratief is. In de tekst tonen we hoe proces mining voorgesteld kan worden als een ILP classificatieprobleem, dat de logische voorwaarden leert waaronder gebeurtenis plaats vindt (positief event) of niet plaatsvindt (een negatief event). Vele event logs bevatten van nature geen negatieve events die aangeven dat een bepaalde activiteit niet kon plaatsvinden. Om aan dit probleem tegemoet te komen, beschrijven we een techniek om artificiële negatieve events te genereren, genaamd AGNEs (process discovery by Artificially Generated Negative Events). De generatie van artificiële negatieve events komt neer op een configureerbare inductieve bias. De AGNEs techniek is geïmplementeerd als een mining plugin in het ProM raamwerk. Door process discovery voor te stellen als een eerste-orde classificatieprobleem op event logs met artificiële negatieve events, kunnen de traditionele metrieken voor het kwantificeren van precisie (precision) en volledigheid (recall) toegepast worden voor het kwantificeren van de precisie en volledigheid van een procesmodel ten opzicht van een event log. In de tekst stellen we twee nieuwe metrieken voor. Deze nieuwe metrieken, in combinatie met bestaande metrieken, werden gebruikt voor een uitgebreide evaluatie van de AGNEs techniek voor process discovery in zowel een experimentele als een praktijkopstelling.