Predictive business process monitoring (PBPM) is a class of techniques designed to predict behaviour, such as next activities, in running traces. PBPM techniques aim to improve process performance by providing predictions to process analysts, supporting them in their decision making. However, the PBPM techniques` limited predictive quality was considered as the essential obstacle for establishing such techniques in practice. With the use of deep neural networks (DNNs), the techniques` predictive quality could be improved for tasks like the next activity prediction. While DNNs achieve a promising predictive quality, they still lack comprehensibility due to their hierarchical approach of learning representations. Nevertheless, process analysts need to comprehend the cause of a prediction to identify intervention mechanisms that might affect the decision making to secure process performance. In this paper, we propose XNAP, the first explainable, DNN-based PBPM technique for the next activity prediction. XNAP integrates a layer-wise relevance propagation method from the field of explainable artificial intelligence to make predictions of a long short-term memory DNN explainable by providing relevance values for activities. We show the benefit of our approach through two real-life event logs.


翻译:预测性商业过程监测(PBPM)是一套技术,旨在预测行为,例如今后的活动,追踪跟踪;PBPM技术旨在通过向分析人员提供预测,提高过程绩效,协助他们作出决策;然而,PBPM技术`预测质量有限,被认为是在实践中建立这种技术的主要障碍;利用深神经网络(DNN),技术`预测质量可改进,以完成下一次活动预测等任务;虽然DNP达到有希望的预测质量,但由于学习表现的层次分化方法,它们仍然不易理解;然而,程序分析人员需要理解预测的原因,以确定可能影响决策的干预机制,以确保进程业绩;在本文件中,我们建议XNAP,这是下一个活动预测的第一个解释性、基于DNNPPM的PPM技术;XNAP从可解释的人工智能领域整合一种多层次相关的传播方法,通过提供活动的相关值来预测长期的短期记忆DNN。我们通过两个实际活动日志展示了我们的方法的好处。

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