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Optimizando procesos con intervenciones a tiempo

Descubre cómo las intervenciones a tiempo pueden mejorar los procesos de negocio.

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Las empresas a menudo quieren mejorar sus procesos. Esto no solo significa predecir cómo van a ir las cosas, sino realmente hacer cambios que lleven a mejores resultados. La clave para esta mejora es el momento en que se toman las acciones dentro del proceso. Esta práctica se conoce como intervenciones temporizadas en procesos.

¿Qué Son las Intervenciones Temporizadas en Procesos?

Las intervenciones temporizadas en procesos implican hacer cambios específicos durante un proceso. Por ejemplo, si hay una queja de un cliente, una empresa podría decidir llevar el asunto a un gerente. Alternativamente, un técnico podría realizar mantenimiento en una máquina para prevenir problemas futuros.

Al cronometrar correctamente estas acciones, las empresas pueden optimizar resultados como la satisfacción del cliente, la eficiencia y las ganancias.

El Papel del Monitoreo Prescriptivo de Procesos

El monitoreo prescriptivo de procesos (PresPM) es un campo que se centra en ayudar a las empresas a encontrar las mejores acciones a tomar durante los procesos. Mira el estado actual de un proceso y sugiere intervenciones específicas para lograr los resultados deseados. Piensa en ello como tener una guía que te dice qué hacer en cada paso para asegurar que todo salga bien.

Inferencia causal y Aprendizaje por refuerzo

En el ámbito de PresPM, hay dos enfoques populares: la inferencia causal (CI) y el aprendizaje por refuerzo (RL).

  1. Inferencia Causal (CI): Esta técnica examina datos pasados para determinar cómo diferentes acciones afectan los resultados. Por ejemplo, si una empresa ve que responder rápidamente a las quejas de los clientes conduce a una mayor satisfacción, puede usar esa información para orientar futuras acciones. Sin embargo, CI a menudo trabaja con datos históricos, que puede que no siempre reflejen las circunstancias actuales.

  2. Aprendizaje por Refuerzo (RL): Este enfoque es más dinámico. En lugar de solo mirar datos pasados, RL permite que las máquinas aprendan de experiencias en tiempo real y tomen decisiones a medida que los eventos se desarrollan. A través de pruebas y errores, RL ayuda a encontrar las mejores acciones que tomar en varias situaciones, impulsando mejores resultados.

Comparando CI y RL

Si bien tanto CI como RL tienen sus méritos, hay una notable brecha en entender cómo se comparan entre sí. Muchos estudios anteriores han dependido en gran medida de datos históricos, lo que dificulta evaluar con precisión su efectividad en escenarios en tiempo real.

En este contexto, nuestro objetivo fue llenar esta brecha experimentando con intervenciones temporizadas en procesos, utilizando datos sintéticos que imitan de cerca situaciones del mundo real. Esto permitió una comparación más significativa entre CI y RL.

Nuestros Experimentos

Diseñamos un par de procesos sintéticos para probar tanto CI como RL. Cada proceso se configuró para tener puntos de decisión claros donde podían ocurrir intervenciones. Al usar estos modelos simples, pudimos determinar qué tan bien se desempeñó cada método.

Proceso 1

En este proceso, una secuencia de tres actividades podía ser 'X' o 'Y'. En una de estas tres etapas, podíamos elegir intervenir. El resultado del proceso dependía de las acciones tomadas durante estas tres actividades.

Proceso 2

Este proceso era un poco más complejo. Tenía cinco eventos e incluía opciones para tomar decisiones. Al igual que en el Proceso 1, podíamos elegir intervenir en cualquier punto, pero el resultado dependía de los detalles de las actividades que siguieron a la intervención.

Generación de datos y Configuración

Para llevar a cabo nuestros experimentos, creamos datos sintéticos para ambos procesos. Esto nos permitió tener control sobre qué acciones se tomaron y medir los resultados con precisión. Generamos conjuntos de datos que nos permitieron explorar cómo CI y RL tomaban decisiones en tiempo real.

Resultados de los Experimentos

Los resultados mostraron diferencias notables entre CI y RL. En promedio, RL logró obtener mejores resultados que CI. También demostró ser más consistente en diferentes escenarios. Esto se debió en gran parte a que RL podía ajustar sus acciones basándose en información en tiempo real, mientras que CI a menudo dependía de datos pasados.

Además, RL se acercó notablemente a lograr los mejores resultados posibles, que pudimos determinar basándonos en nuestro conocimiento de los procesos sintéticos.

Desafíos de la Inferencia Causal

A pesar de sus fortalezas, CI tiene algunas limitaciones. Depende en gran medida de datos históricos, que pueden quedar desactualizados. Además, en un entorno dinámico donde los cambios ocurren frecuentemente, es un desafío para CI llevar un seguimiento.

La necesidad de retroalimentación en tiempo real es crucial. Si un modelo basado en CI sugiere una acción que tiene un efecto negativo involuntario, la empresa podría no descubrirlo hasta que sea demasiado tarde.

La Flexibilidad del Aprendizaje por Refuerzo

Por otro lado, RL ofrece una solución flexible. RL puede trabajar en tiempo real y adaptar sus acciones según el entorno. Esto lo hace especialmente útil para procesos complejos donde la mejor acción no siempre es obvia.

Sin embargo, RL requiere muchos datos y tiempo para aprender. Esto significa que, en la práctica, podría tardar más en hacerlo bien. Además, implementar RL en situaciones del mundo real puede a veces llevar a errores, especialmente si no hay suficientes datos previos.

Implicaciones para las Empresas

Los hallazgos de nuestros experimentos indican que RL podría mejorar significativamente la optimización de procesos. Las empresas que invierten en tecnologías RL pueden encontrar una herramienta de toma de decisiones más efectiva.

A medida que las empresas recopilan más datos de sus operaciones, RL puede volverse aún más hábil en proporcionar intervenciones oportunas que lleven a mejores resultados.

Mirando Hacia el Futuro

La investigación en intervenciones temporizadas en procesos recién está comenzando. Hay muchas posibilidades para trabajos futuros en esta área. Por ejemplo, explorar cómo estos métodos pueden adaptarse a entornos empresariales cambiantes será crucial.

Además, mientras nos enfocamos en procesos simples, escenarios más complejos podrían revelar aún más sobre las capacidades de CI y RL. La investigación futura podría ampliar estos experimentos básicos y probarlos en circunstancias más variadas. Explorar cómo el ruido o la incertidumbre en los datos afecta los resultados también podría ser beneficioso.

Conclusión

En conclusión, nuestro estudio ha destacado la importancia y el potencial de las intervenciones temporizadas en procesos en los negocios. Al comparar CI y RL, encontramos que RL ofrece ventajas únicas que pueden generar mejores resultados en un mundo que cambia rápidamente.

A medida que las empresas continúan buscando mejores formas de optimizar sus procesos, integrar las tecnologías y enfoques correctos será esencial para el éxito. El camino para dominar estas herramientas seguirá evolucionando, ofreciendo oportunidades emocionantes para la innovación y la mejora en el futuro.

Fuente original

Título: Timing Process Interventions with Causal Inference and Reinforcement Learning

Resumen: The shift from the understanding and prediction of processes to their optimization offers great benefits to businesses and other organizations. Precisely timed process interventions are the cornerstones of effective optimization. Prescriptive process monitoring (PresPM) is the sub-field of process mining that concentrates on process optimization. The emerging PresPM literature identifies state-of-the-art methods, causal inference (CI) and reinforcement learning (RL), without presenting a quantitative comparison. Most experiments are carried out using historical data, causing problems with the accuracy of the methods' evaluations and preempting online RL. Our contribution consists of experiments on timed process interventions with synthetic data that renders genuine online RL and the comparison to CI possible, and allows for an accurate evaluation of the results. Our experiments reveal that RL's policies outperform those from CI and are more robust at the same time. Indeed, the RL policies approach perfect policies. Unlike CI, the unaltered online RL approach can be applied to other, more generic PresPM problems such as next best activity recommendations. Nonetheless, CI has its merits in settings where online learning is not an option.

Autores: Hans Weytjens, Wouter Verbeke, Jochen De Weerdt

Última actualización: 2023-06-07 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2306.04299

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.04299

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

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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