Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ DƢƠNG THỊ THẢO CÁC PHƢƠNG PHÁP TRỪU TƢỢNG HÓA MÔ HÌNH QUY TRÌNH KINH DOANH VÀ THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội – 2016 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ DƢƠNG THỊ THẢO CÁC PHƢƠNG PHÁP TRỪU TƢỢNG HÓA MÔ HÌNH QUY TRÌNH KINH DOANH VÀ THỰC NGHIỆM Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 60.48.01.04 LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. HÀ QUANG THỤY 2 Hà Nội – 2016 3 LỜI CẢM ƠN Để đi cả quãng đường này, lời đầu tiên tôi xin được gửi lời biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS. Hà Quang Thụy, một người thầy vô cùng nhiệt thành đã dẫn dắt, truyền nhiệt huyết cho tôi trong toàn bộ quá trình, giúp tôi vững vàng và trưởng thành trong con đường nghiên cứu và học tập. Thời gian qua là một khoảng kỷ niệm cực kỳ sâu sắc với tôi, khi được học tập tham gia nghiên cứu tại trường, phòng Khoa học dữ liệu và Công nghệ Tri thức (DS&KTLab) và Đề tài QG.15.22. Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy cô và các bạn học đã luôn sẵn sàng hỗ trợ và giúp đỡ tôi. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Thầy, Cô giáo các anh chị và các bạn trong bộ môn Hệ thống thông tin, Khoa Công nghệ thông tin, những người đã nhiệt tình giúp tôi mở rộng kiến thức về Công nghệ thông tin nói chung và Hệ thống thông tin nói riêng, đó là những kiến thức quý báu và sẽ rất có ích với tôi trong giai đoạn hiện tại và tương lai. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu Nhà trường, Phòng Đào tạo sau đại học, Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi trong suốt quá trình học tập. Qua tất cả tôi gửi đến gia đình thân yêu mọi tình cảm của mình, cảm ơn bố mẹ đã luôn luôn tin tưởng, luôn luôn là chỗ dựa vững chắc, cảm ơn các anh chị em đã dành mọi điều kiện để giúp tôi tập trung vào nghiên cứu. Hà Nội, ngày 27 tháng 10 năm 2016 Học viên Dƣơng Thị Thảo CÁC PHƢƠNG PHÁP TRỪU TƢỢNG HÓA MÔ HÌNH QUY TRÌNH KINH DOANH VÀ THỰC NGHIỆM Dƣơng Thị Thảo Khóa K20, chuyên ngành Hệ thống thông tin Tóm tắt Luận văn tốt nghiệp: Trong những năm gần đây, mô hình quy trình kinh doanh đƣợc xem nhƣ một trong những năng lực cốt lõi để phân biệt và tạo nên lợi thế cạnh tranh với các đối thủ cạnh tranh. Trừu tƣợng hóa quy trình kinh doanh nhằm tạo ra tập quy trình kinh doanh hiệu quả cho doanh nghiệp. Nhƣ vậy, nhu cầu trừu tƣợng hóa mô hình quy trình kinh doanh là thiết thực đối với thị trƣờng cạnh tranh lớn nhƣ hiện nay. Sergey Smirnov và cộng sự đã có những nghiên cứu chuyên sâu về trừu tƣợng hóa quy trình kinh doanh. Một trong các phƣơng pháp trừu tƣợng quy trình kinh doanh điển hình là phƣơng pháp cấu trúc hóa, cụ thể là tìm các thành phần phi cấu trúc của mô hình quy trình kinh doanh và thay thế bằng thành phần cấu trúc tốt có ngữ nghĩa tƣơng đƣơng với thành phần mô hình quy trình phi cấu trúc. Đây chính là bài toán trọng tâm của luận văn. Nhƣ vậy, ý tƣởng về mô hình giải bài toán cấu trúc hóa mô hình quy trình đƣợc giải quyết theo các bƣớc sau: Cây phân tích thành phần quy trình thành các thành phần con (thuộc một trong bốn loại sau: Ít quan trọng, đa giác, liên kết và cứng nhắc), trong 4 loại chỉ có thành phần loại cứng nhắc không có cấu trúc, nhƣ vậy cần thay thế thành phần loại cứng nhắc bằng mô hình có cấu trúc với ngữ nghĩa tƣơng đƣơng. Thuật toán Cấu trúc hóa mô hình quy trình phi chu trình là một trong những thuật toán phổ biến đƣợc sử dụng trong hệ thống trừu tƣợng hóa mô hình quy trình. Mô hình giải quyết bài toán đƣợc đề cập trong luận văn sử dụng thuật toán này và thực nghiệm cho kết quả khả quan. Từ khóa: Structuring process model. 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung trình bày trong luận văn này là do tôi tự nghiên cứu tìm hiểu dựa trên các tài liệu và tôi trình bày theo ý hiểu của bản thân dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của Thầy giáo PGS.TS.Hà Quang Thụy. Các nội dung nghiên cứu, tìm hiểu và kết quả thực nghiệm là hoàn toàn trung thực. Trong quá trình thực hiện luận văn này, tôi đã tham khảo đến các tài liệu liên quan của một số tác giả đƣợc liệt kê trong mục “DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO” ở cuối luận văn và mọi tham khảo đều đƣợc chỉ dẫn tƣờng minh trong luận văn. Học viên Dƣơng Thị Thảo 3 MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRỪU TƢỢNG HÓA MÔ HÌNH QUY TRÌNH KINH DOANH 11 1.1. Quản lý quy trình kinh doanh ........................................................................... 11 1.2. Mô hình hóa quy trình kinh doanh .................................................................... 16 1.3. Trừu tƣợng hóa mô hình quy trình kinh doanh .................................................. 18 1.4. Một số ngôn ngữ mô hình hóa quy trình kinh doanh ......................................... 20 1.4.1. Hệ chuyển .................................................................................................. 21 1.4.2. Lƣới Petri ................................................................................................... 21 1.4.3. Lƣới dòng công việc .................................................................................. 22 1.4.4. Xâu quy trình hƣớng sự kiện ...................................................................... 22 1.5. Bài toán trừu tƣợng hóa quy trình kinh doanh trong luận văn ........................... 23 CHƢƠNG 2: MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TRỪU TƢỢNG HÓA MÔ HÌNH QUY TRÌNH KINH DOANH ................................................................................................. 25 2.1. Giới thiệu chung ............................................................................................... 25 2.1.1. Tiêu chí trừu tƣợng .................................................................................... 26 2.1.2. Thanh trƣợt trừu tƣợng hóa ........................................................................ 28 2.2. Cây phân tích thành phần quy trình .................................................................. 29 2.3. Quy tắc trừu tƣợng ........................................................................................... 32 2.3.1. Trừu tƣợng ít quan trọng ............................................................................ 33 2.3.2. Trừu tƣợng đa giác ..................................................................................... 34 2.3.3. Trừu tƣợng liên kết .................................................................................... 35 2.3.4. Trừu tƣợng cứng nhắc ................................................................................ 37 2.4. Chuyển đổi mô hình quy trình .......................................................................... 38 2.5. Một số phƣơng pháp trừu tƣợng ....................................................................... 39 2.5.1. Trừu tƣợng hóa tuần tự .............................................................................. 39 2.5.2. Trừu tƣợng hóa khối .................................................................................. 40 2.5.3. Trừu tƣợng hóa lặp .................................................................................... 41 2.5.4. Trừu tƣợng hóa bế tắc ................................................................................ 42 2.6. Thuật toán Cấu trúc hóa mô hình quy trình phi chu trình .................................. 44 2.7. Ý tƣởng về mô hình giải bài toán trong luận văn .............................................. 45 4 CHƢƠNG 3: MỘT MÔ HÌNH TRỪU TƢỢNG HÓA MÔ HÌNH KINH DOANH VÀ THỰC NGHIỆM ........................................................................................................... 46 3.1. Mô hình trừu tƣợng hóa mô hình kinh doanh .................................................... 46 3.2. Nhập dữ liệu ..................................................................................................... 46 3.3. Tiền xử lý dữ liệu ............................................................................................. 46 3.4. Chuyển Mô hình quy trình sang Lƣới tiền tố đầy đủ đúng ................................ 49 3.5. Chuyển Lƣới tiền tố đầy đủ đúng sang Đồ thị quan hệ thứ tự ........................... 50 3.6. Chuyển Đồ thị quan hệ thứ tự sang mô hình quy trình cấu trúc tốt .................... 51 3.7. Thực nghiệm .................................................................................................... 51 3.7.1. Công cụ thực nghiệm ................................................................................. 51 3.7.2. Thực nghiệm .............................................................................................. 52 3.7.3. Kết quả ...................................................................................................... 58 KẾT LUẬN ................................................................................................................... 62 Những vấn đề đƣợc giải quyết trong luận văn này ...................................................... 62 Nghiên cứu tiếp theo .................................................................................................. 62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 63 5 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vòng đời Quản lý Quy trình BPM [5] ............................................................. 12 Hình 1.2 Khai phá quy trình là cầu nối của khoa học dữ liệu với khoa học quy trình [5] 14 Hình 1.3 Vị trí của khai phá quy trình ............................................................................ 15 Hình 1.4 Các bài toán chính về khai phá quy trình [13] ................................................. 16 Hình 1.5 Quan niệm cổ điển về mô hình hóa [13] .......................................................... 17 Hình 1.6 Ví dụ hệ chuyển [13] ....................................................................................... 21 Hình 1.7 Ví dụ hệ lƣới Petri [13] ................................................................................... 22 Hình 1.8 Mô hình quy trình kinh doanh dƣới dạng EPCs [6] ......................................... 23 Hình 2.1 Thanh trƣợt trừu tƣợng hóa mô hình quy trình ............................................... 29 Hình 2.2 Phân rã mô hình quy trình cây SPQR [9]......................................................... 30 Hình 2.3 Bộ xƣơng phân mảnh cây SPQR [9] ................................................................ 31 Hình 2.4 (a) một đồ thị TTG và các đồ thị con thành phần của nó (b) cây phân tích cấu trúc của đồ thị (a)........................................................................................................... 33 Hình 2.5 Trừu tƣợng ít quan trọng ................................................................................. 33 Hình 2.6 Trừu tƣợng đa giác .......................................................................................... 35 Hình 2.7 Trừu tƣợng liên kết ......................................................................................... 36 Hình 2.8 Trừu tƣợng cứng nhắc ..................................................................................... 37 Hình 2.9 Trừu tƣợng hóa tuần tự.................................................................................... 40 Hình 2.10 Trừu tƣợng hóa khối...................................................................................... 41 Hình 2.11 Trừu tƣợng hóa lặp ........................................................................................ 42 Hình 2.12 Trừu tƣợng hóa bế tắc ................................................................................... 44 Hình 3.1 Mô hình giải quyết bài toán cấu trúc hóa ......................................................... 46 Hình 3.2 Mô hình quy trình đầu vào và RPST tƣơng ứng .............................................. 47 Hình 3.3 Ánh xạ từ mô hình quy trình sang lƣới dòng công việc ................................... 48 Hình 3.4 Kết quả mô hình quy trình dƣới dạng lƣới dòng công việc .............................. 48 Hình 3.5 Chuyển đổi mô hình quy trình sang lƣới tiền tố đấy đủ đúng ........................... 49 Hình 3.6 Chuyển đổi từ lƣới tiền tố đầy đủ đúng sang đồ thị quan hệ thứ tự .................. 50 Hình 3.7 Đồ thị quan hệ thứ tự sang mô hình quy trình cấu trúc tốt ............................... 51 Hình 3.8 Màn hình mở mã nguồn mở ........................................................................... 52 6 Hình 3.9 Màn hình tùy chỉnh tham số đầu vào .............................................................. 53 Hình 3.10 Màn hình chạy chƣơng trình ......................................................................... 53 Hình 3.11 Màn hình thƣ mục kết quả đầu ra ................................................................. 54 Hình 3.12 Màn hình điều chỉnh tham số đầu vào để tạo ra định dạng .dot ..................... 55 Hình 3.13 Màn hình kết quả chuyển sang định dạng .dot .............................................. 55 Hình 3.14 Màn hình thƣ mục lƣu kết quả đầu ra ........................................................... 56 Hình 3.15 Màn hình xem kết quả đầu ra, so sánh đầu vào, đầu ra ................................. 57 Hình 3.16 Mô hình quy trình ban đầu thực nghiệm 1 ..................................................... 58 Hình 3.17 Mô hình quy trình kết quả thực nghiệm 1 ...................................................... 59 Hình 3.18 Mô hình quy trình đầu vào thực nghiệm 2 .................................................... 60 Hình 3.19 Phân đoạn quy trình không có cấu trúc thực nghiệm 2 .................................. 61 Hình 3.20 Mô hình quy trình đầu ra thực nghiệm 2 ....................................................... 61 7