Behavioural profiles : a relational approach to behaviour consistency [Elektronische Ressource] / Matthias Weidlich. Betreuer: Mathias Weske

Matthias Weidlich

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• Publié par: universitat_potsdam
• Publié le: 01 janvier 2011
• Nombre de lectures: 37
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

B E H AV I O U R A L P R O F I L E S
a relational approach to behaviour consistency
matthias weidlich
business process technology
hasso plattner institute, university of potsdam
potsdam, germany
dissertation
zur erlangung des grades eines
doktors der naturwissenschaften
– dr. rer. nat. –
july 2011 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Published online at the 
Institutional Repository of the University of Potsdam: 
URL http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2011/5559/ 
URN urn:nbn:de:kobv:517‐opus‐55590 
http://nbn‐resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517‐opus‐55590 Pour L.H.O.O.Q.A B S T R A C T
Business Process Management (BPM) emerged as a means to
control, analyse, and optimise business operations. Conceptual
models are of central importance for BPM. Most prominently,
process models define the behaviour that is performed to achieve
a business value. In essence, a process model is a mapping of
properties of the original business process to the model, created
for a purpose. Different modelling purposes, therefore, result in
different models of a business process. Against this background,
the misalignment of process models often observed in the field
of BPM is no surprise. Even if the same business scenario is con-
sidered, models created for strategic decision making differ in
content significantly from models created for process automa-
tion. Despite their differences, process models that refer to the
same business process should be consistent, i. e., free of contra-
dictions. Apparently, there is a trade-off between strictness of
a notion of consistency and appropriateness of process models
serving different purposes. Existing work on consistency ana-
lysis builds upon behaviour equivalences and hierarchical re-
finements between process models. Hence, these approaches are
computationally hard and do not offer the flexibility to gradually
relax consistency requirements towards a certain setting.
This thesis presents a framework for the analysis of behaviour
consistency that takes a fundamentally different approach. As a
first step, an alignment between corresponding elements of re-
lated process models is constructed. Then, this thesis conducts
behavioural analysis grounded on a relational abstraction of the
behaviour of a process model, its behavioural profile. Different
variants of these profiles are proposed, along with efficient com-
putation techniques for a broad class of process models. Using
behavioural profiles, consistency of an alignment between pro-
cess models is judged by different notions and measures. The
consistency measures are also adjusted to assess conformance
of process logs that capture the observed execution of a process.
Further, this thesis proposes various complementary techniques
to support consistency management. It elaborates on how to im-
plement consistent change propagation between process models,
addresses the exploration of behavioural commonalities and dif-
ferences, and proposes a model synthesis for behavioural pro-
files.
vZ U S A M M E N FA S S U N G
Das Geschäftsprozessmanagement umfasst Methoden zur Steue-
rung, Analyse sowie Optimierung von Geschäftsprozessen. Es
stützt sich auf konzeptionelle Modelle, Prozessmodelle, welche
den Ablauf zur Erreichung eines Geschäftszieles beschreiben.
Demnach ist ein Prozessmodell eine Abbildung eines Geschäfts-
prozesses, erstellt hinsichtlich eines Modellierungsziels. Unter-
schiedliche Modellierungsziele resultieren somit in unterschied-
lichen Modellen desselben Prozesses. Beispielsweise unterschei-
den sich zwei Modelle erheblich, sofern eines für die strategi-
sche Entscheidungsfindung und eines für die Automatisierung
erstellt wurde. Trotz der in unterschiedlichen Modellierungszie-
len begründeten Unterschiede sollten die entsprechenden Mo-
delle konsistent, d.h. frei von Widersprüchen sein. Die Striktheit
des Konsistenzbegriffs steht hierbei in Konflikt mit der Eignung
der Prozessmodelle für einen bestimmten Zweck. Existierende
Ansätze zur Analyse von Verhaltenskonsistenz basieren auf Ver-
haltensäquivalenzen und nehmen an, dass Prozessmodelle in
einer hierarchischen Verfeinerungsrelation stehen. Folglich wei-
sen sie eine hohe Berechnungskomplexität auf und erlauben es
nicht, den Konsistenzbegriff graduell für einen bestimmten An-
wendungsfalls anzupassen.
Die vorliegende Arbeit stellt einen Ansatz für die Analyse von
Verhaltenskonsistenz vor, welcher sich fundamental von existie-
renden Arbeiten unterscheidet. Zunächst werden korrespondie-
rende Elemente von Prozessmodellen, welche den gleichen Ge-
schäftsprozess darstellen, identifiziert. Auf Basis dieser Korre-
spondenzen wird ein Ansatz zur Konsistenzanalyse vorgestellt.
Jener basiert auf einer relationalen Verhaltensabstraktion, dem
Verhaltensprofil eines Prozessmodells. Die Arbeit führt verschie-
dene Varianten dieses Profils ein und zeigt wie sie für bestimm-
te Modellklassen effizient berechnet werden. Mithilfe von Ver-
haltensprofilen werden Konsistenzbegriffe und Konsistenzmaße
für die Beurteilung von Korrespondenzen zwischen Prozessmo-
dellen definiert. Weiterhin werden die Konsistenzmaße auch für
den Anwendungsfall der Konformität angepasst, welcher sich
auf beobachtete Abläufe in Form von Ausführungsdaten bezieht.
Darüber hinaus stellt die Arbeit eine Reihe von Methoden vor,
welche die Analyse von Verhaltenskonsistenz ergänzen. So wer-
den Lösungen für das konsistente Übertragen von Änderungen
eines Modells auf ein anderes, die explorative Analyse von Ver-
haltensgemeinsamkeiten, sowie eine Modellsynthese für Verhal-
tensprofile vorgestellt.
viiP U B L I C AT I O N S
Some ideas and figures have appeared previously in the follow-
ing publications:
Matthias Weidlich, Jan Mendling, Mathias Weske: Efficient
Consistency Measurement Based on Behavioral Profiles of
Process Models. IEEE Transactions on Software Engineering
(TSE) 37(3):410-429 (2011)
Matthias Weidlich, Artem Polyvyanyy, Nirmit Desai, Jan
Mendling, Mathias Weske: Process Compliance Analysis
based on Behavioural Profiles. Information Systems 36(7):
1009-1025 (2011)
Matthias Weidlich, Jan Mendling: Perceived Consistency
between Process Models. Information Systems. In press.
DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.is.2010.12.004 (2011)
Matthias Weidlich, Artem Polyvyanyy, Jan Mendling, Math-
ias Weske: Causal Behavioural Profiles - Efficient Computa-
tion, Applications, and Evaluation. Fundamenta Informat-
icae. In press (2011)
Sergey Smirnov, Matthias Weidlich, Jan Mendling: Business
Process Model Abstraction based on Synthesis from Well-
Structured Behavioral Profiles. Technical Report. Hasso
Plattner Institute (2011)
Matthias Weidlich, Jan Mendling, Mathias Weske: A Found-
ational Approach for Managing Process Variability. CAiSE
2011:267-282
Matthias Weidlich, Remco M. Dijkman, Jan Mendling: The
ICoP Framework: Identification of Correspondences between
Process Models. CAiSE 2010:483-498
Matthias Weidlich, Artem Polyvyanyy, Nirmit Desai, Jan
Mendling: Process Compliance Measurement Based on Be-
havioural Profiles. CAiSE 2010:499-514
Sergey Smirnov, Matthias Weidlich, Jan Mendling: Business
Process Model Abstraction Based on Behavioral Profiles. IC-
SOC 2010:1-16
Matthias Weidlich, Artem Polyvyanyy, Jan Mendling, Math-
ias Weske: Efficient Computation of Causal Behavioural Pro-
files Using Structural Decomposition. Petri Nets 2010:63-83
Matthias Weidlich, Felix Elliger, Mathias Weske: Generalised
Computation of Behavioural Profiles Based on Petri-Net Un-
foldings. WS-FM 2010:101-115
Matthias Weidlich, Mathias Weske: Structural and behavi-
oural commonalities of process variants. ZEUS 2010:41-48
ix Matthias Weidlich, Mathias Weske: On the behavioural di-
mension of correspondences between process models. ZEUS
2010:65-72
Matthias Weidlich, Mathias Weske, Jan Mendling: Change
Propagation in Process Models Using Behavioural Profiles.
IEEE SCC 2009:33-40
Matthias Weidlich, Alistair P. Barros, Jan Mendling, Mathias
Weske: Vertical Alignment of Process Models - How Can We
Get There?. BMMDS/EMMSAD 2009:71-84
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