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Valutare i modelli di simulazione dei processi aziendali

Un approccio a più prospettive per valutare l'accuratezza dei modelli BPS.

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La simulazione dei processi aziendali (BPS) è un metodo usato per analizzare come i processi aziendali funzionano in diverse condizioni. Aiuta le aziende a capire aspetti come quanto tempo potrebbe richiedere un processo se alcune risorse non sono disponibili. La base del BPS è un modello che descrive il processo e include dettagli specifici necessari per la simulazione.

Questi modelli BPS possono essere creati in due modi principali: possono essere progettati da persone basandosi su discussioni e osservazioni, oppure possono essere generati automaticamente dai dati raccolti durante le esecuzioni effettive del processo. Indipendentemente da come vengono creati, una grande domanda rimane: come possiamo sapere se un modello BPS è preciso?

Questo documento discute diversi modi per misurare la qualità dei modelli BPS. Suggeriamo vari metriche che possono aiutare a valutare quanto bene un modello BPS rispecchia il processo reale che sta simulando. Adottiamo un approccio multifocale, il che significa che guardiamo a diversi aspetti del processo quando valutiamo i modelli. L’obiettivo è identificare sia i punti di forza che i punti deboli dei diversi modelli BPS.

Componenti chiave dei modelli BPS

Un modello BPS è composto da alcune parti essenziali:

  1. Modello di Flusso di Controllo: Questo definisce l'ordine in cui avvengono le attività.
  2. Modello di Prestazione dell'Attività: Specifica quanto tempo impiega ciascuna attività e può includere diverse stime temporali.
  3. Modello di Arrivo e Congestione: Determina come i casi entrano nel sistema e come vengono allocate le risorse durante il processo.

Tradizionalmente, gli esperti costruiscono modelli BPS manualmente, ma le tecniche moderne permettono una generazione automatica usando dati da esecuzioni reali dei processi.

Valutazione dei modelli BPS

Quando si valuta la qualità dei modelli BPS, è importante considerare quanto bene riescono a replicare il comportamento reale. Questo può essere fatto confrontando i risultati simulati con i dati reali. Tuttavia, ci sono delle sfide:

  • Un modello potrebbe rappresentare accuratamente un aspetto del processo ma fallire in un altro.
  • Ogni modello BPS può creare più scenari, ma i dati reali di solito hanno solo un esito.

Per affrontare questi problemi, proponiamo un insieme di misure che valutano diversi punti di vista di un processo, inclusi come fluisce il processo, i tempi delle attività e come vengono usate le risorse.

Misure di Flusso di Controllo

Le misure di flusso di controllo esaminano quanto accuratamente un modello BPS riflette la sequenza degli eventi nel processo reale. Due misure sono particolarmente degne di nota:

  • Distanza del Registro di Flusso di Controllo (CFLD): Questa misura calcola quanto sono simili le sequenze di attività tra i registri simulati e quelli reali. Usa un metodo per abbinare i casi tra i due registri per minimizzare le differenze.

  • Distanza N-Gram (NGD): Questo è un modo più efficiente per valutare la qualità del flusso di controllo esaminando coppie di attività (n-gram) all'interno dei registri e confrontando la loro frequenza.

Entrambe le misure aiutano a valutare quanto bene il modello BPS cattura il flusso delle attività nel processo.

Misure Temporali

Le misure temporali si concentrano su quanto un modello BPS rifletta accuratamente il timing delle attività. Consideriamo quanto segue:

  1. Distribuzione Assoluta degli Eventi (AED): Questa misura valuta come gli eventi sono distribuiti nel tempo, confrontando gli eventi simulati con quelli reali.

  2. Distribuzione Circadiana degli Eventi (CED): Questa esamina come gli eventi sono distribuiti in base all'orario del giorno, assicurando che il modello si allinei con il timing reale.

  3. Distribuzione Relativa degli Eventi (RED): Questa misura evidenzia come gli eventi si verificano rispetto all'inizio di ciascun caso, assicurando che il timing rifletta il processo reale.

Queste misure combinate forniranno una comprensione completa di quanto bene il modello BPS rispecchi il timing reale degli eventi in un processo.

Misure di Congestione

Le misure di congestione valutano quanto bene un modello può rappresentare l'allocazione delle risorse e i colli di bottiglia all'interno di un processo. Ci concentriamo su:

  • Tasso di Arrivo dei Casi (CAR): Questa misura valuta quanto accuratamente il modello cattura il modello di nuovi casi che entrano nel sistema nel tempo.

  • Distribuzione del Tempo di Ciclo (CTD): Questa misura il tempo totale che i casi trascorrono nel sistema, catturando come il modello rappresenta la durata di ciascun caso.

  • Casi Attivi nel Tempo (WiP): Questa misura conta quanti casi sono attivi in un dato momento, riflettendo il carico di lavoro sul sistema.

Queste misure forniscono intuizioni su quanto bene un modello BPS gestisce la distribuzione e la gestione delle risorse all'interno di un processo.

Validazione Sperimentale

Per confermare l'efficacia delle nostre misure proposte, abbiamo condotto due valutazioni:

  1. Valutazione Sintetica: Abbiamo creato un modello BPS per un processo di richiesta di prestito e l'abbiamo modificato intenzionalmente in modi diversi. Abbiamo visto quanto bene le nostre misure potevano rilevare i cambiamenti nel modello mentre alteravamo il processo. I risultati hanno mostrato che le nostre misure identificavano efficacemente i cambiamenti specifici nel modello.

  2. Valutazione nella Vita Reale: Abbiamo testato le nostre misure rispetto ai dati reali provenienti da vari processi, inclusi una richiesta di prestito e la gestione delle credenziali accademiche. Abbiamo confrontato due diversi metodi per scoprire modelli BPS e abbiamo scoperto che le nostre misure potevano evidenziare quale metodo funzionava meglio in scenari specifici.

Conclusione

La valutazione dei modelli BPS è cruciale per garantire che rappresentino accuratamente i processi nel mondo reale. Il nostro approccio multifocale proposto consente alle organizzazioni di misurare e valutare vari aspetti dei loro modelli. Concentrandosi sul flusso di controllo, il timing e l'allocazione delle risorse, le aziende possono ottenere preziose intuizioni sui loro processi e migliorare i loro modelli BPS.

In futuro, prevediamo di esplorare ulteriori applicazioni delle nostre misure e adattarle a contesti diversi. Il nostro obiettivo è creare un framework robusto che possa aiutare le aziende a valutare e migliorare efficacemente i loro modelli BPS.

Fonte originale

Titolo: Can I Trust My Simulation Model? Measuring the Quality of Business Process Simulation Models

Estratto: Business Process Simulation (BPS) is an approach to analyze the performance of business processes under different scenarios. For example, BPS allows us to estimate what would be the cycle time of a process if one or more resources became unavailable. The starting point of BPS is a process model annotated with simulation parameters (a BPS model). BPS models may be manually designed, based on information collected from stakeholders and empirical observations, or automatically discovered from execution data. Regardless of its origin, a key question when using a BPS model is how to assess its quality. In this paper, we propose a collection of measures to evaluate the quality of a BPS model w.r.t. its ability to replicate the observed behavior of the process. We advocate an approach whereby different measures tackle different process perspectives. We evaluate the ability of the proposed measures to discern the impact of modifications to a BPS model, and their ability to uncover the relative strengths and weaknesses of two approaches for automated discovery of BPS models. The evaluation shows that the measures not only capture how close a BPS model is to the observed behavior, but they also help us to identify sources of discrepancies.

Autori: David Chapela-Campa, Ismail Benchekroun, Opher Baron, Marlon Dumas, Dmitry Krass, Arik Senderovich

Ultimo aggiornamento: 2023-03-30 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.17463

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.17463

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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