2022年11月，超級(jí)獨(dú)角獸公司、全球流程挖掘領(lǐng)導(dǎo)者Celonis在德國(guó)慕尼黑召開(kāi)了第四屆用戶大會(huì)“2022 Celosphere”，并且推出了顛覆性產(chǎn)品Process Sphere，將流程挖掘視角從2D發(fā)展至3D，可將企業(yè)的數(shù)字業(yè)務(wù)流程像“3D地鐵地圖”一樣呈現(xiàn)在用戶面前。流程挖掘之父Wil van der Aalst教授評(píng)價(jià)Celonis Process Sphere產(chǎn)品是流程挖掘領(lǐng)域近10年最大的技術(shù)進(jìn)步。

“Celonis Process Sphere represents the biggest step-change in the field for 10 years and establishes new table stakes for process mining and how companies operate”-- 流程挖掘之父Wil van der Aalst

那到底什么是面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰颍ㄒ韵潞?jiǎn)稱3D流程挖掘或者OCPM）？這個(gè)技術(shù)相比傳統(tǒng)流程挖掘到底有什么優(yōu)點(diǎn)呢？以下我們對(duì)3D流程挖掘的發(fā)展和概念做一些簡(jiǎn)單的梳理和介紹。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，流程挖掘的應(yīng)用當(dāng)前還是處于初級(jí)階段，3D流程挖掘的概念還顯得比較前沿，知道的人并不多。同時(shí)，雖然面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰虻暮诵募夹g(shù)這些年發(fā)展的比較迅速，Wil教授最近2年也一直在數(shù)字產(chǎn)業(yè)中力推3D流程挖掘， 但是當(dāng)Celonis在“2022 Celosphere”推出3D流程挖掘時(shí)，我們整體還是感覺(jué)比較驚訝。主要原因還是其技術(shù)產(chǎn)品化和商業(yè)化的時(shí)間比我們預(yù)期的要早，因?yàn)槲覀冾A(yù)計(jì)的商業(yè)化時(shí)間點(diǎn)大概是在2024年左右。當(dāng)然，3D流程挖掘技術(shù)的落地以及3D流程挖掘商業(yè)化產(chǎn)品的推出，除了體現(xiàn)了Celonis公司對(duì)新興技術(shù)的追求和實(shí)踐，進(jìn)一步奠定了其在流程挖掘領(lǐng)域行業(yè)領(lǐng)先者的地位，也在另一方面反應(yīng)了商業(yè)市場(chǎng)對(duì)3D流程挖掘的實(shí)際需求。

實(shí)際上，面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰虻募夹g(shù)研究始于2015年。當(dāng)時(shí)，在“Interacting Artifacts”概念的基礎(chǔ)上，Wil教授意識(shí)到流程挖掘中Object（對(duì)象）的重要性。因此，Wil教授于2015年特別招聘了李光明作為博士研究生，專門(mén)進(jìn)行面向?qū)ο蟮男袨榧s束（OCBC）模型研究，并先后讓劉聰、程龍、Gyunam、Jan、Alessandro、Anahita等人分別參與了相關(guān)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，其具體內(nèi)容覆蓋了3D流程模型、日志格式、挖掘算法、流程分析、一致性檢測(cè)等一系列技術(shù)。

隨著研究的逐步推進(jìn)，3D流程挖掘技術(shù)的閉環(huán)在2020年基本形成，其中Wil在2020年CBPM大會(huì)上也以“面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰?rdquo;為主題進(jìn)行了主旨演講，使業(yè)界意識(shí)到了3D流程挖掘的巨大潛力和市場(chǎng)需求。此外，Wil在2020年入職Celonis成為首席科學(xué)家之后，也集中精力把3D流程挖掘作為一個(gè)研發(fā)關(guān)鍵點(diǎn)，并在科研活動(dòng)中一直力推OCPM技術(shù)，包含推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)例如OCEL（Object-Centric Event Log）的標(biāo)準(zhǔn)化，直接加速了Celonis Process Sphere產(chǎn)品的問(wèn)世。

總的來(lái)說(shuō)，3D流程挖掘的發(fā)展和落地，經(jīng)歷了7年多的時(shí)間。這其中有Wil教授的力推，相關(guān)研究人員的努力，也有Celonis公司整體的支持。結(jié)合流程挖掘技術(shù)自身的發(fā)展，3D流程挖掘發(fā)展的整體歷程如下。

▲ 3D流程挖掘的發(fā)展歷程

流程挖掘數(shù)據(jù)主要來(lái)源于企業(yè)信息系統(tǒng)。以當(dāng)今大多數(shù)企業(yè)廣泛使用企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)為例，ERP系統(tǒng)包括計(jì)劃、制造、銷(xiāo)售、會(huì)計(jì)、財(cái)務(wù)、人力資源管理、項(xiàng)目管理、庫(kù)存管理和運(yùn)輸?shù)饶K，模塊間具有松耦合的交互關(guān)系，并且基于一個(gè)中央服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)不同模塊的業(yè)務(wù)，這樣就能夠使不同的模塊共享數(shù)據(jù)并進(jìn)行交互。以常見(jiàn)的采購(gòu)到付款（OTC）流程為例，其中整體的信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

▲ ERP信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（基于OTC流程）

由于ERP系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，一個(gè)企業(yè)部門(mén)使用一個(gè)模塊，流程實(shí)例分散在企業(yè)的不同部門(mén)，經(jīng)常存在一對(duì)多和多對(duì)多的關(guān)系，導(dǎo)致多個(gè)流程實(shí)例之間存在交互，且不同部門(mén)的案例概念也不相同，很難為整個(gè)業(yè)務(wù)流程確定全局唯一的案例概念（即流程挖掘中的case id概念）。例如，在“銷(xiāo)售”部門(mén)的眼中，案例概念是“訂單”，而在“送貨”部門(mén)眼中，案例概念是“包裹”。因此，缺少一個(gè)能貫穿整個(gè)流程的全局案例概念。

▲ 傳統(tǒng)的流程挖掘技術(shù)基于單一案例概念的假設(shè)會(huì)壓平實(shí)際流程

傳統(tǒng)的流程挖掘技術(shù)和產(chǎn)品大多基于單一案例概念，即以案例（case）為中心。執(zhí)行數(shù)據(jù)記錄的每個(gè)事件都精確地指向某個(gè)案例，一個(gè)案例對(duì)應(yīng)于流程的一個(gè)執(zhí)行實(shí)例，流程挖掘技術(shù)從案例概念的角度分析系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)流程。當(dāng)采用當(dāng)前的流程挖掘技術(shù)分析ERP系統(tǒng)中的流程時(shí)，強(qiáng)加的單一案例概念會(huì)將3D流程壓平投影到2D視圖上，只捕捉到流程的一個(gè)基于選擇的案例概念的特定視角。這種強(qiáng)制轉(zhuǎn)換還會(huì)導(dǎo)致諸多問(wèn)題，特別是：

（1）收斂問(wèn)題，即事件被復(fù)制并分散到多個(gè)案例中；

（2）發(fā)散問(wèn)題, 即多個(gè)同一活動(dòng)的實(shí)例不能在一個(gè)案例中區(qū)分。

這些問(wèn)題會(huì)使得流程挖掘得到的結(jié)果不精確或者很難從一個(gè)視角對(duì)端到端流程進(jìn)行細(xì)粒度的分析。此外，現(xiàn)有的流程挖掘技術(shù)側(cè)重分析業(yè)務(wù)流程的控制流方面，不能對(duì)分析數(shù)據(jù)方面提供足夠的支撐，即缺少業(yè)務(wù)流程與數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)互動(dòng)。

為了使能3D流程挖掘，面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚣夹g(shù)應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展，面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰虬艘惶准夹g(shù)，具體如下圖所示。

▲ 面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰虻囊恍┘夹g(shù)示例

在事件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，XOC日志格式最先被提出來(lái)存儲(chǔ)3D的流程事件數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)XES事件日志格式對(duì)事件數(shù)據(jù)的扁平化壓縮，保留了原始事件數(shù)據(jù)中的多實(shí)例概念和復(fù)雜交互關(guān)系；而后基于本質(zhì)上同樣的面向?qū)ο蟮乃枷?，OCEL日志格式被提出來(lái)降低日志的復(fù)雜度，提高日志的性能，成為支撐面向?qū)ο蟮?D流程挖掘技術(shù)可實(shí)際運(yùn)用的日志格式。在流程可視化方面，OCBC模型被提出，可以在一個(gè)模型中同時(shí)描述數(shù)據(jù)和行為兩個(gè)視角，其中數(shù)據(jù)視角可以描述一對(duì)多和多對(duì)多等復(fù)雜關(guān)系，行為視角可以描述ERP系統(tǒng)中靈活的事件約束等松耦合關(guān)系。面向?qū)ο蟮腜etri網(wǎng)（OCPN）通過(guò)給庫(kù)所添加類(lèi)型來(lái)表示不同的對(duì)象，通過(guò)加強(qiáng)的關(guān)系來(lái)表示一對(duì)多和多對(duì)多等復(fù)雜關(guān)系。直接跟隨多圖通過(guò)重疊基于不同案例概念的子流程，得到一個(gè)描述多案例概念的端到端流程。

此外，面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蛞簿哂辛艘幌盗械闹С止ぞ?，包含從?shù)據(jù)庫(kù)抽取3D事件日志的日志生成工具、3D流程建模工具、3D流程挖掘工具、一致性校驗(yàn)工具和性能分析工具。這些工具進(jìn)一步使能了3D流程挖掘的應(yīng)用，其中學(xué)術(shù)領(lǐng)域中面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚬ぞ呤纠缦聢D所示。

▲ 學(xué)術(shù)領(lǐng)域面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚬ぞ呤纠?/p>

總的來(lái)說(shuō)，在分析ERP等信息系統(tǒng)中的3D流程時(shí)，面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚣夹g(shù)存在以下優(yōu)勢(shì)：

（1）不需要為整個(gè)業(yè)務(wù)流程確定全局唯一的案例概念，而是根據(jù)分析需求，選取關(guān)注的對(duì)象，靈活地查看與其相關(guān)的業(yè)務(wù)流程。

（2）解決了收斂和發(fā)散問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。通過(guò)采用3D事件日志格式記錄事件數(shù)據(jù)，避免了對(duì)數(shù)據(jù)的扁平化壓縮，使得數(shù)據(jù)保持原有的復(fù)雜對(duì)應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)中和事件不直接相關(guān)的各種信息都可以得到保留。

（3）可以對(duì)流程實(shí)例之間的交互進(jìn)行建模，基于數(shù)據(jù)模型和對(duì)象進(jìn)行事件關(guān)聯(lián)來(lái)處理多實(shí)例問(wèn)題，解決現(xiàn)有的流程建模語(yǔ)言孤立地描述流程實(shí)例的問(wèn)題。

（4）采取集成的方式對(duì)數(shù)據(jù)方面和控制流方面進(jìn)行建模，提高對(duì)數(shù)據(jù)視角建模的能力，解決當(dāng)前的流程建模語(yǔ)言雖然可以對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行建模，但能力偏弱，沒(méi)有采用ER模型和UML類(lèi)模型等專業(yè)的數(shù)據(jù)建模語(yǔ)言中表達(dá)力更強(qiáng)的元素的問(wèn)題。

（5）增強(qiáng)了合規(guī)性校驗(yàn)中檢測(cè)出數(shù)據(jù)方面偏差的能力。現(xiàn)有的一致性校驗(yàn)技術(shù)主要是從控制流的角度來(lái)檢測(cè)偏差，但一些控制流方面的異常行為無(wú)法直接從控制流方面進(jìn)行校驗(yàn)，它們與數(shù)據(jù)方面的異常關(guān)聯(lián)，必須綜合考慮控制流和數(shù)據(jù)兩個(gè)方面及其之間的交互才能檢測(cè)出來(lái)。

（6）進(jìn)一步提高了流程性能分析的準(zhǔn)確性。通過(guò)采用3D事件日志作為數(shù)據(jù)支撐進(jìn)行分析，使得對(duì)流程的分析結(jié)果更加豐富和準(zhǔn)確。

流程挖掘技術(shù)應(yīng)用到面向?qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)，總的來(lái)說(shuō)，目前有3條路徑，分別對(duì)應(yīng)當(dāng)前、以后、將來(lái)三個(gè)時(shí)間階段。具體如下圖所示。

▲ 應(yīng)用面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚣夹g(shù)的3種途徑

第一條路徑是完全采用傳統(tǒng)的流程挖掘技術(shù)。從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中直接抽取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的XES日志（或者對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)模型），采用傳統(tǒng)的面向案例（即假設(shè)單一案例概念）的流程挖掘技術(shù)進(jìn)行分析。這種途徑也是當(dāng)前階段大多數(shù)流程挖掘廠商所采用的方式，例如，通過(guò)執(zhí)行SQL語(yǔ)句直接從ERP數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取事件日志，再采用直接跟隨圖的可視化形式發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程。

第二條路徑是首先從面向?qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出面向?qū)ο蟮氖录罩?，該日志包含了用戶關(guān)心的數(shù)據(jù)庫(kù)的所有信息。再根據(jù)用戶需求將面向?qū)ο蟮氖录罩巨D(zhuǎn)化為基于不同案例的XES日志（或者對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)模型）。最后依然采用傳統(tǒng)的流程挖掘技術(shù)進(jìn)行分析。預(yù)計(jì)在以后的一段時(shí)間內(nèi)，部分廠商會(huì)嘗試采用這種方式進(jìn)行流程挖掘。

第三條路徑是直接從面向?qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出面向?qū)ο蟮氖录罩?，然后采用專門(mén)的面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚣夹g(shù)進(jìn)行分析。

Cenonis Process Sphere產(chǎn)品的推出，意味著面向?qū)ο罅鞒掏诰蚣夹g(shù)的最終落地，也表明了流程挖掘商業(yè)化產(chǎn)品從2D到3D的跨越。相比傳統(tǒng)流程挖掘，3D流程挖掘涉及到更為復(fù)雜的模型挖掘、一致性檢測(cè)算法等核心技術(shù)。因此，我們可以預(yù)測(cè)，基于構(gòu)建的在3D流程挖掘方面的技術(shù)壁壘，Celonis公司在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將繼續(xù)保持其在流程挖掘商業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。同時(shí)，其產(chǎn)品在實(shí)際商業(yè)中的應(yīng)用，也將進(jìn)一步推動(dòng)流程挖掘技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。

另一方面，盡管當(dāng)前面向?qū)ο蟮牧鞒掏诰蚣夹g(shù)已經(jīng)成熟，但總的來(lái)說(shuō)，其在各個(gè)領(lǐng)域和業(yè)務(wù)方面的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值還需要進(jìn)一步探索。同時(shí)，如何讓3D流程挖掘與BI、AI等技術(shù)以及領(lǐng)域知識(shí)有機(jī)的融合起來(lái), 也是一個(gè)需要繼續(xù)研究的方向。

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