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三谈流程挖掘 | 企业业务流程的智能导航仪

GEORGE陈果 陈果George 2022-08-17

在运用数字化手段来管理企业业务流程的方法中,(业务)流程挖掘(Process mining)、业务流程智能(Business Process intelligence)、业务活动监控(BAM)这些名词的理念和要解决的问题都是比较接近的,尽管出现时间有先后。


早在2002年Gartner就提出了业务活动监控(BAM)的概念,即以业务流程里的活动为对象,利用仪表盘的形式来监控、分析流程活动数据。随着BPM/SOA架构在21世纪初盛行,基于业务建模规范的业务流程分析工具(BPA)以及相应的BAM成为SOA架构的一部分。业务流程挖掘和BPM/BPA/BAM的理念有一定的承继性,也都发源于“业务流程工程”理论特别发展的西欧地区,不过,它采取以对企业信息系统的“非侵入式方式”,通过对业务流程相关系统产生的事件日志进行数据挖掘,从而发现业务流程,并相应进行业务流程的分析、优化。

 

“流程挖掘”的理论体系形成以及该软件品类的发展,得益于德国亚琛工业大学一位名为Wil van der Aalst的教授(他主要工作期间在荷兰埃因霍恩科技大学的信息系统系),是当今欧洲最有影响的计算机大师。这位1966年出生的荷兰人是当代业务流程管理、工作流软件、ERP等企业信息技术应用领域的主要理论奠基人之一;根据谷歌学术,他是全球排名第八、美国之外第一影响力的计算机科学家。2009年他率领国际电气与电子工程师协会(IEEE)发起了一个非盈利组织“流程挖掘工作小组”,起草了一系列流程挖掘相关的技术规范和准则,形成了非盈利性的、开放的事实性行业标准。

 

以流程挖掘为核心和基础,软件公司包装出来一些新的应用概念,例如行业最领先的Celonis将利用流程挖掘构建的业务流程优化应用称为“执行管理系统(EMS)“。

我在《流程挖掘 | 数字化业务流程管理的终极方案》中初步介绍了流程挖掘的原理。流程挖掘是传统业务流程管理和数据挖掘的交叉产物:一方面,它和业务流程模型有关联,业务流程建模方法——亦即流程地图的表达规范——有EPC(早年SAP ERP开发即采用了EPC方法论建模)、BPMN、UML等,另一方面它又从软件系统中产生的事件日志数据中,挖掘出基于流程模型的流程信息。


企业信息系统本身固有的流程,或者通过业务流程管理进行预先建模并实施的,是“理论上的流程”,在软件设计和业务流程理论里称为快乐道路(happy path),然而,在现实中运作的流程,却经常和“理论流程”存在较大差异,用事件日志大数据分析来还原流程的原理如下:

 

在现实中,可以从不同的类型的信息系统中提取到事件日志,例如:

  • 工作流系统(workflow)系统的审计日志

  • ERP、CRM系统的交易记录或日志

  • 其他作业系统,例如制造执行系统、保险公司的理赔作业系统或者医院病历系统的信息记录

  • 手工作业的日志,例如Excel里操作的修改日志

 

下图图右上角是事件日志,每条事件应该至少包括这些相关信息:

  • 事例:Case ID

  • 事件:Event ID

  • 事件的特性数据:

    • 事件名称或数据(Event,有些也称为Activity/task)
    • 时间戳(Time Stamp)
    • 该事件的其他跟分析目的相关的业务数据


可以发现,时间戳是主要的流程生成线索,来串起流程顺序和频率的判断:

来源:《流程挖掘宣言,2011》
https://www.win.tue.nl/ieeetfpm/downloads/Process%20Mining%20Manifesto.pdf

 

传统管理咨询进行流程分析的方式是面对面的访谈,一次性评估,无法获取流程全貌;而传统业务流程建模并通过信息系统实施的正向工程方式,工作量巨大,流程挖掘方法既能过展现部分流程极其变式(variants),也能展示流程全景,并且分析流程的关键指标数据。


流程挖掘回答的主要问题:

  1. 人们操作的真实流程究竟是啥?

  2. 流程中存在什么瓶颈问题?

  3. 人或者机器在实际业务过程中,偏离预设流程的原因是什么?

 

在《流程挖掘宣言》原文中阐明了三种主要的流程挖掘类型,不少主流流程挖掘软件也采用了这种说法:

  1.  流程发现(Discovery): 运用流程挖掘的算法,借助人工智能,自动发现流程发生的实际情况,并用流程图和流程指标来展现;

  2. 符合性检查(Conformance check),和一个流程模型进行对比,检查实际流程是否符合理论的或者预计的流程

  3. 业务流程改进(Business Process improvement) :通过流程图或者数据分析,找到瓶颈、未被发现的事实或者可用的资源,从而进行流程改进和优化。


下图中我引用了当前学术界和一些流程挖掘厂商提出的四大能力,在宣言基础上有所发挥:

 

领先厂商Celonis提出了流程挖掘在企业内的四种应用场景:

  1. 运营卓越分析,Celonis作为一个云平台,为用户提供了采购到支付(P2P)、商机到现金(LTC)等多个企业端到端的流程分析预设实例,帮助企业利用提取的数据快速建模和分析

  2. 系统迁移,例如SAP ERP向S4 HANA迁移,对现有系统流程的发现,可以提升迁移效率;同样,系统上云迁移,需要对流程和服务进行分析,决定迁移策略,或者云平台架构规划方法。

  3. 数字化转型

  4. 风控合规分析

 

今天的 “数字化转型”是流程挖掘应用重要的推动力。例如业务流程自动化机器(RPA)应用,用流程挖掘来展现流程,发现流程断点或者效率瓶颈,从而识别将RPA流程机器人植入到企业流程内的机会(参见《机器人流程自动化(RPA)的趋势展望及应用方法》),这也是以UiPath为代表的领先RPA厂商转身进入到流程挖掘平台市场的原因。下面是UiPath的流程挖掘系统界面:


流程挖掘支持的流程自动化被认为会成为企业级人工智能(AI)应用的主要入口。例如,保险公司为了提高理赔流程效率,同时又有效防范索赔欺诈,广泛在理赔流程里应用人工智能和机器学习。对于同样符合保单规定的医疗程序的索赔请求,AI检测不到欺诈范式的,可以流程上自动进入赔付程序,提高客户满意度和降低成本;而当AI检测到潜在的欺诈范式,保险公司自动提交进一步审查,

 

流程挖掘的项目实施方法论如下图所示。Celonis目前是欧洲估值最高的独角兽高科技公司之一,除了 《再谈“业务流程挖掘”平台,上云加速器》中谈到和IBM战略合作,它现在和几乎所有领先管理咨询公司都建立了合作关系,包括我现在工作的BCG Platinion,提供新一代业务流程咨询工具。Celonis软件可以安装在本地服务器或者云上,在事件搜集器里建立数据源系统的数据池,它跟SAP、Salesforce等主流企业级系统的数据表都有标准接口,可以方便转化为流程挖掘所需的事件和活动数据。一般来说,一个数据源系统、采用Celonis标准流程模板的流程挖掘,只需30人天左右的技术工作,2-3个数据源系统,大约需50人天。


 

目前在市场上的流程挖掘工具大多是欧洲公司,可以分为三类:

一是大型的、企业级平台:包括前文介绍业界领先的Celonis,BPM/BPA领域先驱ARIS(现属于德国软件公司SoftwareAG),以及RPA领域厂商UiPath提供的流程挖掘平台。

二是中量级工具,其中德国公司Signavio于2021年2月1日被SAP以12亿美元收购,仅过了两个月,2021年4月15日,IBM宣布收购另一家意大利流程挖掘公司MyInvenio,整合进了IBM Cloud Pak Automation里。此外,这个档次的软件还有来自芬兰的老牌业务流程分析厂商QPR 的Process Analyzer以及Wil van der Aalst教授共同来自荷兰Minit等。

三是轻量级和开源工具,例如ProM,就是由业务流程挖掘教父Wil van der Aalst教授开发的一套开源框架。

 

如果让我通俗地给企业领导解释流程挖掘对企业的作用,我来打个比方:传统的业务流程管理以及企业信息系统就像百度地图,条条大路都摆在那里,虽然很清楚,但是当你在上海时,怎么去北京却不一定明白,而流程挖掘就像是GPS导航,不仅展示各种方案,在你行进过程中,还能根据大数据和你的实时位置,指导你动态调整路线。


Artifact是流程挖掘技术的前沿,下面这本书是学术著作,普通用户下手谨慎:

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