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Ereignistraces mit bedingten Modellen generieren

Entdecke, wie konditionale Modelle bedeutungsvolle Ereignisspuren erstellen können.

Riccardo Graziosi, Massimiliano Ronzani, Andrei Buliga, Chiara Di Francescomarino, Francesco Folino, Chiara Ghidini, Francesca Meneghello, Luigi Pontieri

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Inhaltsverzeichnis

In der Welt der Geschäftsprozesse gibt's ne Menge Daten, die uns erzählen, wie alles abläuft. Denk an ein Rezeptbuch, das jeden Schritt beim Kochen zeigt. Diese Daten kommen von Ereignisprotokollen, die basically Aufzeichnungen sind, was in den Prozessen passiert. Manchmal wollen wir aber neue Schritte oder Szenarien aus diesen Daten generieren, wie ein Koch, der mit neuen Rezepten experimentieren will.

Die Herausforderung der Spurengenerierung

Neue Event-Spuren oder Aktivitätsfolgen zu erstellen, kann ganz schön knifflig sein. Es ist wichtig, dass diese neuen Spuren Sinn machen und einem Muster folgen. Ansonsten ist es, als würde man versuchen, einen Kuchen mit Salz statt Zucker zu backen-da kann alles schiefgehen!

Neue Technologien, besonders Deep Learning, haben shown, dass sie das Generieren dieser Spuren ganz gut hinbekommen. Aber es gibt Grenzen. Aktuelle Modelle fühlen sich manchmal an wie ein Teenager, der versucht, ein Rezept zu befolgen, ohne es wirklich zu verstehen-manche Teile klappen, aber oft wird's nicht so richtig.

Die Idee der Kontrolle in der Spurengenerierung

Stell dir vor, du könntest kontrollieren, welche Art von neuen Spuren du basierend auf bestimmten Bedingungen oder Attributen generierst. Das wäre mega hilfreich. Zum Beispiel, wenn ein Krankenhaus verstehen möchte, was passiert, wenn ein Patient einen Rückfall hat, könnten sie Spuren generieren, die nur mit dieser Situation zu tun haben. Oder wenn eine Bank die abgelehnten Kreditanträge analysieren will, könnten sie neue Spuren basierend auf diesem Szenario erstellen.

Hier kommt unsere neue Idee ins Spiel: ein bedingungsbasiertes Modell zu nutzen. Dieses Modell kann neue Spuren erzeugen, basierend auf speziellen Eingaben, die den Generierungsprozess steuern. So gehen die Ergebnisse gezielter und weniger zufällig vonstatten.

Wie bedingungsbasierte Modelle funktionieren

Und wie funktionieren diese bedingungsbasierten Modelle? Ganz einfach: Sie nehmen Daten und Bedingungen und nutzen die, um neue Spuren zu erzeugen. So wie in einer magischen Küche, wo du die Zutaten und die Anzahl der Portionen wählen kannst, und zack! Ein perfektes Gericht wird serviert!

Das machen wir mit einem sogenannten Conditional Variational Autoencoder (CVAE). Das ist ein schicker Begriff für ein Modell, das bestehende Daten nutzt, um neue, ähnliche Daten zu erzeugen, aber mit dem zusätzlichen Twist von Bedingungen.

Herausforderungen mit Prozessdaten

Aber das Generieren dieser Spuren hat seine Herausforderungen. Prozessdaten können komplex sein. Eine Spur hat viele verschiedene Komponenten wie was passiert ist (das Ereignis), wann es passiert ist (der Zeitstempel) und andere Details dazu (Attribute). All diese Teile müssen wie ein Puzzle zusammenpassen. Wenn ein Stück nicht an der richtigen Stelle ist, macht das ganze Bild keinen Sinn.

Beim Aufbau unseres Modells müssen wir sicherstellen, dass alle verschiedenen Datentypen-kategorisch (wie Ereignisnamen) und numerisch (wie Zeitstempel)-smooth zusammenarbeiten. Also muss unser Modell schlau und organisiert sein. Ist wie in einer Küche, wo du mehrere Bestellungen und Zutaten gleichzeitig im Auge behalten musst!

Bewertung der generierten Spuren

Nachdem wir unsere neuen Spuren erstellt haben, müssen wir überprüfen, wie gut sie sind. Sind sie realistisch? Befolgen sie die Regeln des ursprünglichen Prozesses? Um unsere generierten Spuren zu bewerten, nutzen wir einige Standardmethoden.

Wir vergleichen zum Beispiel unsere Spuren mit den ursprünglichen, indem wir messen, wie ähnlich sie in Bezug auf Timing und Ereignisfolgen sind. Ausserdem überprüfen wir die Qualität der generierten Spuren, basierend auf ihrer Übereinstimmung mit den Regeln des Prozesses-so wie wir sicherstellen, dass unser neues Rezept nicht versehentlich zum Desaster wird!

Anwendungen der Spurengenerierung

Jetzt fragst du dich vielleicht, was wir mit all dem machen können? Die Möglichkeiten sind endlos!

  1. Anomalieerkennung: Stell dir einen Sicherheitsmann vor, der Aufnahmen überprüft. Wenn etwas komisch aussieht, kann er schnell nachsehen. Ähnlich können generierte Spuren helfen, ungewöhnliche Muster in Geschäftsprozessen zu erkennen.

  2. Prädiktives Monitoring: So wie eine Wettervorhersage Stürme vorhersagt, können generierte Spuren helfen, Probleme in einem Prozess vorherzusehen, bevor sie passieren.

  3. Was-wäre-wenn-Szenarien: Das ist wie darüber nachdenken, was hätte sein können. Wenn eine Bank wissen will, was passiert, wenn alle Kreditanträge genehmigt werden, können sie Spuren generieren, um das herauszufinden.

  4. Konformitätsprüfung: Damit können Unternehmen sicherstellen, dass ihre Prozesse den festgelegten Regeln entsprechen. Denk an eine Qualitätskontrolle.

Die Vorteile der bedingungsbasierten Modelle

Die echte Magie der bedingungsbasierten Modelle ist die Kontrolle, die sie uns geben. Indem wir spezifische Bedingungen festlegen, können wir sicherstellen, dass die generierten Spuren bestimmten Kriterien entsprechen, was zu sinnvolleren Erkenntnissen führt. Ist wie ein massgeschneiderter Anzug-alles passt perfekt.

Flexibilität und Variabilität

Mit bedingungsbasierten Modellen können wir Spuren generieren, die je nach den Bedingungen, die wir festlegen, variieren. Das bedeutet, dass wir verschiedene Ergebnisse erkunden können, ohne an einen festen Weg gebunden zu sein. Stell dir vor, du könntest Zutaten in einem Rezept ändern, um jedes Mal ein brandneues Gericht zu kreieren!

Fazit: Ein neuer Ansatz zur Spurengenerierung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Generierung neuer Event-Spuren ein spannendes Forschungsfeld ist. Mit bedingungsbasierten Modellen können wir flexible, bedeutungsvolle und vielfältige Ergebnisse basierend auf spezifischen Bedingungen schaffen. Das eröffnet neue Möglichkeiten für Unternehmen, ihre Prozesse besser zu verstehen und informierte Entscheidungen zu treffen.

Also, wenn du das nächste Mal an Prozessdaten denkst, denk dran: Wir verfolgen nicht nur, was passiert; wir haben Spass in der Küche und kreieren wertvolle Insights!

Originalquelle

Titel: Generating the Traces You Need: A Conditional Generative Model for Process Mining Data

Zusammenfassung: In recent years, trace generation has emerged as a significant challenge within the Process Mining community. Deep Learning (DL) models have demonstrated accuracy in reproducing the features of the selected processes. However, current DL generative models are limited in their ability to adapt the learned distributions to generate data samples based on specific conditions or attributes. This limitation is particularly significant because the ability to control the type of generated data can be beneficial in various contexts, enabling a focus on specific behaviours, exploration of infrequent patterns, or simulation of alternative 'what-if' scenarios. In this work, we address this challenge by introducing a conditional model for process data generation based on a conditional variational autoencoder (CVAE). Conditional models offer control over the generation process by tuning input conditional variables, enabling more targeted and controlled data generation. Unlike other domains, CVAE for process mining faces specific challenges due to the multiperspective nature of the data and the need to adhere to control-flow rules while ensuring data variability. Specifically, we focus on generating process executions conditioned on control flow and temporal features of the trace, allowing us to produce traces for specific, identified sub-processes. The generated traces are then evaluated using common metrics for generative model assessment, along with additional metrics to evaluate the quality of the conditional generation

Autoren: Riccardo Graziosi, Massimiliano Ronzani, Andrei Buliga, Chiara Di Francescomarino, Francesco Folino, Chiara Ghidini, Francesca Meneghello, Luigi Pontieri

Letzte Aktualisierung: 2024-11-04 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2411.02131

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.02131

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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