In this paper, we address the "black-box" problem in predictive process analytics by building interpretable models that are capable to inform both what and why is a prediction. Predictive process analytics is a newly emerged discipline dedicated to providing business process intelligence in modern organisations. It uses event logs, which capture process execution traces in the form of multi-dimensional sequence data, as the key input to train predictive models. These predictive models, often built upon deep learning techniques, can be used to make predictions about the future states of business process execution. We apply attention mechanism to achieve model interpretability. We propose i) two types of attentions: event attention to capture the impact of specific process events on a prediction, and attribute attention to reveal which attribute(s) of an event influenced the prediction; and ii) two attention mechanisms: shared attention mechanism and specialised attention mechanism to reflect different design decisions in when to construct attribute attention on individual input features (specialised) or using the concatenated feature tensor of all input feature vectors (shared). These lead to two distinct attention-based models, and both are interpretable models that incorporate interpretability directly into the structure of a process predictive model. We conduct experimental evaluation of the proposed models using real-life dataset, and comparative analysis between the models for accuracy and interpretability, and draw insights from the evaluation and analysis results.


翻译:在本文中,我们处理预测过程分析中的“黑箱”问题,方法是建立能够说明什么是预测和为什么是预测的可解释模型。预测过程分析是一个新兴学科,专门为现代组织提供业务流程情报。它使用事件日志,以多维序列数据的形式记录过程执行的痕迹,作为培训预测模型的关键投入。这些预测模型通常以深层次学习技术为基础,可用于预测未来业务流程执行状况。我们采用关注机制实现模型解释。我们建议了两类关注:事件关注以捕捉具体进程事件对预测的影响,并关注揭示事件对预测的影响;它使用事件日志记录,以多维序列数据的形式记录过程执行的痕迹,作为培训预测模型的关键投入。这些预测模型通常以深层次的学习技术为基础,可用于预测未来业务流程执行状况。我们采用关注机制,以实现模型的可解释性。我们建议采用两种截然不同的模式,即事件关注以捕捉特定过程事件对预测的影响,并关注揭示事件属性,同时将可解释性模型用于我们所选择的可直接解释性,将可解释性数据纳入我们所选择的模型。

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