说明性过程监控方法试图通过在运行时推荐的干预措施,以防止负面结果或业绩不佳的情况下,以优化业务流程。近年来,各种规范的过程监控方法被提出。本文研究通过系统的文献回顾(SLR)在该领域现有的方法。为了结构的场,提出了用于表征说明性过程根据它们的性能目标,性能度量,干预类型,建模技术,数据输入,和干预策略监测方法的框架。单反提供了深入了解的挑战和地区为今后的研究,可以提高的规范过程监测方法的有效性和适用性。本文着重介绍了需要验证现有的和在真实世界设置的新方法,扩展类型超出有关的时间和成本的角度干预措施,并设计考虑因果关系和二阶影响的政策。
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规定过程监视方法利用历史数据开出运行时干预措施,这可能会防止案例结果或改善流程的性能。规定过程监视方法的核心是其干预策略:决定是否以及何时触发正在进行案件的干预措施的决策功能。该领域的先前建议依赖于仅考虑给定情况当前状态的干预政策。考虑到基础预测模型的不确定性水平,这些方法与将干预措施延迟到后来的状态之间,不考虑触发当前状态的干预之间的权衡。此外,他们认为始终可以使用资源来执行干预措施(无限容量)。本文通过引入一种规范性过程监视方法来解决这些差距,该方法根据预测分数,预测不确定性和干预措施的因果效应来过滤和对正在进行的案例进行对,并触发干预措施,以最大程度地提高增益功能,考虑到可用资源。使用真实事件日志评估该建议。结果表明,所提出的方法优于现有基线有关总增益。
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Prescriptive process monitoring methods seek to improve the performance of a process by selectively triggering interventions at runtime (e.g., offering a discount to a customer) to increase the probability of a desired case outcome (e.g., a customer making a purchase). The backbone of a prescriptive process monitoring method is an intervention policy, which determines for which cases and when an intervention should be executed. Existing methods in this field rely on predictive models to define intervention policies; specifically, they consider policies that trigger an intervention when the estimated probability of a negative outcome exceeds a threshold. However, the probabilities computed by a predictive model may come with a high level of uncertainty (low confidence), leading to unnecessary interventions and, thus, wasted effort. This waste is particularly problematic when the resources available to execute interventions are limited. To tackle this shortcoming, this paper proposes an approach to extend existing prescriptive process monitoring methods with so-called conformal predictions, i.e., predictions with confidence guarantees. An empirical evaluation using real-life public datasets shows that conformal predictions enhance the net gain of prescriptive process monitoring methods under limited resources.
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通过分析大量数据来提供决策支持,大数据正在改革许多工业域。大数据测试旨在确保大数据系统在维护数据的性能和质量时运行平稳且无错误。但是,由于数据的多样性和复杂性,测试大数据具有挑战性。虽然众多研究对大数据测试进行了综合审查,但解决了测试技术和挑战的综合性尚未混淆。因此,我们对大数据测试技术(2010年 - 2021年)进行了系统审查。本文通过突出显示每个处理阶段的技术来讨论测试数据的处理。此外,我们讨论了挑战和未来的方向。我们的发现表明,已经使用不同的功能,非功能性和组合(功能和非功能性)测试技术来解决与大数据相关的特定问题。同时,在MapReduce验证阶段,大多数测试挑战都面临。此外,组合测试技术是与其他技术相结合的应用技术之一(即随机测试,突变测试,输入空间分区和等价测试),以解决在大数据测试期间面临的各种功能故障挑战。
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人工智能(AI)治理调节行使权威和控制AI的管理。它旨在通过有效利用数据并最大程度地减少与AI相关的成本和风险来利用AI。尽管AI治理和AI伦理等主题在理论,哲学,社会和监管层面上进行了详尽的讨论,但针对公司和公司的AI治理工作有限。这项工作将AI产品视为系统,在该系统中,通过机器学习(ML)模型(培训)数据传递关键功能。我们通过在AI和相关领域(例如ML)合成文献来得出一个概念框架。我们的框架将AI治理分解为数据的治理,(ML)模型和(AI)系统沿着四个维度。它与现有的IT和数据治理框架和实践有关。它可以由从业者和学者都采用。对于从业者来说,主要是研究论文的综合,但从业者的出版物和监管机构的出版物也为实施AI治理提供了宝贵的起点,而对于学者来说,该论文强调了许多AI治理领域,值得更多关注。
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增强业务流程管理系统(ABPMS)是一类新兴的过程感知信息系统,可利用值得信赖的AI技术。ABPMS增强了业务流程的执行,目的是使这些过程更加适应性,主动,可解释和上下文敏感。该宣言为ABPMS提供了愿景,并讨论了需要克服实现这一愿景的研究挑战。为此,我们定义了ABPM的概念,概述了ABPMS中流程的生命周期,我们讨论了ABPMS的核心特征,并提出了一系列挑战以实现具有这些特征的系统。
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Recommender systems can strongly influence which information we see online, e.g., on social media, and thus impact our beliefs, decisions, and actions. At the same time, these systems can create substantial business value for different stakeholders. Given the growing potential impact of such AI-based systems on individuals, organizations, and society, questions of fairness have gained increased attention in recent years. However, research on fairness in recommender systems is still a developing area. In this survey, we first review the fundamental concepts and notions of fairness that were put forward in the area in the recent past. Afterward, through a review of more than 150 scholarly publications, we present an overview of how research in this field is currently operationalized, e.g., in terms of general research methodology, fairness measures, and algorithmic approaches. Overall, our analysis of recent works points to specific research gaps. In particular, we find that in many research works in computer science, very abstract problem operationalizations are prevalent, and questions of the underlying normative claims and what represents a fair recommendation in the context of a given application are often not discussed in depth. These observations call for more interdisciplinary research to address fairness in recommendation in a more comprehensive and impactful manner.
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机器学习(ML)技术在教育方面越来越普遍,从预测学生辍学,到协助大学入学以及促进MOOC的兴起。考虑到这些新颖用途的快速增长,迫切需要调查ML技术如何支持长期以来的教育原则和目标。在这项工作中,我们阐明了这一复杂的景观绘制,以对教育专家的访谈进行定性见解。这些访谈包括对过去十年中著名应用ML会议上发表的ML教育(ML4ED)论文的深入评估。我们的中心研究目标是批判性地研究这些论文的陈述或暗示教育和社会目标如何与他们解决的ML问题保持一致。也就是说,技术问题的提出,目标,方法和解释结果与手头的教育问题保持一致。我们发现,在ML生命周期的两个部分中存在跨学科的差距,并且尤其突出:从教育目标和将预测转换为干预措施的ML问题的提出。我们使用这些见解来提出扩展的ML生命周期,这也可能适用于在其他领域中使用ML。我们的工作加入了越来越多的跨教育和ML研究的荟萃分析研究,以及对ML社会影响的批判性分析。具体而言,它填补了对机器学习的主要技术理解与与学生合作和政策合作的教育研究人员的观点之间的差距。
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流程数据可用性的兴起最近导致了数据驱动的学习方法的发展。但是,这些方法中的大多数限制了学习模型的使用来预测正在进行的过程执行的未来。本文的目的是向向前迈出一步,并利用可用的数据来学习采取行动,通过支持用户的最佳策略(绩效衡量)的建议。我们采用一个过程参与者的优化视角,我们建议下一步执行的最佳活动,以响应在复杂的外部环境中发生的事情,而外源性因素没有控制。为此,我们研究了一种通过强化学习来学习的方法,从观察过去的执行中学习的最佳政策,并建议开展最佳活动,以进行优化关键的兴趣指标。该方法的有效性在从现实生活数据中获取的两种情况下得到了证明。
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过去十年已经看到人工智能(AI)的显着进展,这导致了用于解决各种问题的算法。然而,通过增加模型复杂性并采用缺乏透明度的黑匣子AI模型来满足这种成功。为了响应这种需求,已经提出了说明的AI(Xai)以使AI更透明,从而提高关键结构域中的AI。虽然有几个关于Xai主题的Xai主题的评论,但在Xai中发现了挑战和潜在的研究方向,这些挑战和研究方向被分散。因此,本研究为Xai组织的挑战和未来的研究方向提出了系统的挑战和未来研究方向:(1)基于机器学习生命周期的Xai挑战和研究方向,基于机器的挑战和研究方向阶段:设计,开发和部署。我们认为,我们的META调查通过为XAI地区的未来探索指导提供了XAI文学。
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背景:机器学习(ML)可以实现有效的自动测试生成。目的:我们表征了新兴研究,检查测试实践,研究人员目标,应用的ML技术,评估和挑战。方法:我们对97个出版物的样本进行系统文献综述。结果:ML生成系统,GUI,单位,性能和组合测试的输入或改善现有生成方法的性能。 ML还用于生成测试判决,基于属性的和预期的输出序列。经常基于神经网络和强化学习的监督学习通常是基于Q学习的 - 很普遍,并且某些出版物还采用了无监督或半监督的学习。使用传统的测试指标和与ML相关的指标(例如准确性)评估(半/非 - )监督方法,而经常使用与奖励功能相关的测试指标来评估强化学习。结论:工作到尽头表现出巨大的希望,但是在培训数据,再探术,可伸缩性,评估复杂性,所采用的ML算法以及如何应用 - 基准和可复制性方面存在公开挑战。我们的发现可以作为该领域研究人员的路线图和灵感。
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Prescriptive Process Monitoring systems recommend, during the execution of a business process, interventions that, if followed, prevent a negative outcome of the process. Such interventions have to be reliable, that is, they have to guarantee the achievement of the desired outcome or performance, and they have to be flexible, that is, they have to avoid overturning the normal process execution or forcing the execution of a given activity. Most of the existing Prescriptive Process Monitoring solutions, however, while performing well in terms of recommendation reliability, provide the users with very specific (sequences of) activities that have to be executed without caring about the feasibility of these recommendations. In order to face this issue, we propose a new Outcome-Oriented Prescriptive Process Monitoring system recommending temporal relations between activities that have to be guaranteed during the process execution in order to achieve a desired outcome. This softens the mandatory execution of an activity at a given point in time, thus leaving more freedom to the user in deciding the interventions to put in place. Our approach defines these temporal relations with Linear Temporal Logic over finite traces patterns that are used as features to describe the historical process data recorded in an event log by the information systems supporting the execution of the process. Such encoded log is used to train a Machine Learning classifier to learn a mapping between the temporal patterns and the outcome of a process execution. The classifier is then queried at runtime to return as recommendations the most salient temporal patterns to be satisfied to maximize the likelihood of a certain outcome for an input ongoing process execution. The proposed system is assessed using a pool of 22 real-life event logs that have already been used as a benchmark in the Process Mining community.
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人类服务系统做出关键决策,影响社会中的个人。美国儿童福利系统做出了这样的决定,从筛查热线报告的报告报告,涉嫌虐待或忽视儿童保护性调查,使儿童接受寄养,再到将儿童返回永久家庭环境。这些对儿童生活的复杂而有影响力的决定取决于儿童福利决策者的判断。儿童福利机构一直在探索使用包括机器学习(ML)的经验,数据信息的方法来支持这些决策的方法。本文描述了ML支持儿童福利决策的概念框架。 ML框架指导儿童福利机构如何概念化ML可以解决的目标问题;兽医可用的管理数据用于构建ML;制定和开发ML规格,以反映机构正在进行的相关人群和干预措施;随着时间的流逝,部署,评估和监视ML作为儿童福利环境,政策和实践变化。道德考虑,利益相关者的参与以及避免框架的影响和成功的共同陷阱。从摘要到具体,我们描述了该框架的一种应用,以支持儿童福利决策。该ML框架虽然以儿童福利为中心,但可以推广用于解决其他公共政策问题。
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进程感知的推荐系统可以提供关键的决策支持功能,以帮助通过推荐接下来采取的操作来执行业务流程执行。基于深度学习领域的最近进步,我们介绍了一种基于新的内存增强神经网络(MANN)构建过程感知推荐系统。我们提出了一种新颖的网络架构,即写保护的双控制器存储器增强神经网络(DCW-MANN),用于构建规范模型。为了评估我们方法的可行性和有用性,我们考虑了三个现实世界数据集,并表明我们的方法在后缀推荐和下一个任务预测任务的几个基线上导致更好的性能。
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预测过程分析已成为组织的基本援助,从而为其流程提供在线运营支持。但是,需要向流程利益相关者提供解释为什么预测给定流程执行以某种方式行事的原因。否则,他们将不太可能相信预测性监测技术,从而采用它。本文提出了一个预测分析框架,该框架还具有基于Shapley值的游戏理论的解释功能。该框架已在IBM Process采矿套件中实施,并为业务用户商业化。该框架已在现实生活事件数据上进行了测试,以评估预测的质量和相应的评估。特别是,已经执行了用户评估,以了解系统提供的解释是否可以使流程利益相关者可理解。
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业务分析(BA)的广泛采用带来了财务收益和提高效率。但是,当BA以公正的影响为决定时,这些进步同时引起了人们对法律和道德挑战的不断增加。作为对这些关注的回应,对算法公平性的新兴研究涉及算法输出,这些算法可能会导致不同的结果或其他形式的对人群亚组的不公正现象,尤其是那些在历史上被边缘化的人。公平性是根据法律合规,社会责任和效用是相关的;如果不充分和系统地解决,不公平的BA系统可能会导致社会危害,也可能威胁到组织自己的生存,其竞争力和整体绩效。本文提供了有关算法公平的前瞻性,注重BA的评论。我们首先回顾有关偏见来源和措施的最新研究以及偏见缓解算法。然后,我们对公用事业关系的详细讨论进行了详细的讨论,强调经常假设这两种构造之间经常是错误的或短视的。最后,我们通过确定企业学者解决有效和负责任的BA的关键的有影响力的公开挑战的机会来绘制前进的道路。
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负责任的AI被广泛认为是我们时代最大的科学挑战之一,也是释放AI市场并增加采用率的关键。为了应对负责任的AI挑战,最近已经发布了许多AI伦理原则框架,AI系统应该符合这些框架。但是,没有进一步的最佳实践指导,从业者除了真实性之外没有什么。同样,在算法级别而不是系统级的算法上进行了重大努力,主要集中于数学无关的道德原则(例如隐私和公平)的一部分。然而,道德问题在开发生命周期的任何步骤中都可能发生,从而超过AI算法和模型以外的系统的许多AI,非AI和数据组件。为了从系统的角度操作负责任的AI,在本文中,我们采用了一种面向模式的方法,并根据系统的多媒体文献综述(MLR)的结果提出了负责任的AI模式目录。与其呆在道德原则层面或算法层面上,我们专注于AI系统利益相关者可以在实践中采取的模式,以确保开发的AI系统在整个治理和工程生命周期中负责。负责的AI模式编目将模式分为三组:多层次治理模式,可信赖的过程模式和负责任的逐设计产品模式。这些模式为利益相关者实施负责任的AI提供了系统性和可行的指导。
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本文介绍了一种使用旨在解决现实世界应用中CDSS的低适用性和可扩展性问题的数据驱动的预测模型来构建一致和适用的临床决策支持系统(CDSS)的方法。该方法基于域特定和数据驱动的支持程序的三种特定于域和数据驱动的支持程序,该程序将被纳入临床业务流程,具有更高的信任和预测结果和建议的解释性。在考虑的三个阶段,监管策略,数据驱动模式和解释程序被集成,以实现与决策者的自然域特定的互动,具有智能决策支持焦点的连续缩小。该提出的方法能够实现更高水平的自动化,可扩展性和CDSS的语义解释性。该方法是在软件解决方案中实现的,并在T2DM预测中进行了测试,使我们能够改善已知的临床尺度(例如FindRisk),同时保持与现有应用程序类似的特定问题的推理界面。这种继承与三分阶段的方法一起提供了更高的解决方案兼容性,并导致数据驱动的解决方案在现实案件中的信任,有效和解释应用。
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随着全球人口越来越多的人口驱动世界各地的快速城市化,有很大的需要蓄意审议值得生活的未来。特别是,随着现代智能城市拥抱越来越多的数据驱动的人工智能服务,值得记住技术可以促进繁荣,福祉,城市居住能力或社会正义,而是只有当它具有正确的模拟补充时(例如竭尽全力,成熟机构,负责任治理);这些智能城市的最终目标是促进和提高人类福利和社会繁荣。研究人员表明,各种技术商业模式和特征实际上可以有助于极端主义,极化,错误信息和互联网成瘾等社会问题。鉴于这些观察,解决了确保了诸如未来城市技术基岩的安全,安全和可解释性的哲学和道德问题,以为未来城市的技术基岩具有至关重要的。在全球范围内,有能够更加人性化和以人为本的技术。在本文中,我们分析和探索了在人以人为本的应用中成功部署AI的安全,鲁棒性,可解释性和道德(数据和算法)挑战的关键挑战,特别强调这些概念/挑战的融合。我们对这些关键挑战提供了对现有文献的详细审查,并分析了这些挑战中的一个可能导致他人的挑战方式或帮助解决其他挑战。本文还建议了这些域的当前限制,陷阱和未来研究方向,以及如何填补当前的空白并导致更好的解决方案。我们认为,这种严谨的分析将为域名的未来研究提供基准。
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The literature on fraud analytics and fraud detection has seen a substantial increase in output in the past decade. This has led to a wide range of research topics and overall little organization of the many aspects of fraud analytical research. The focus of academics ranges from identifying fraudulent credit card payments to spotting illegitimate insurance claims. In addition, there is a wide range of methods and research objectives. This paper aims to provide an overview of fraud analytics in research and aims to more narrowly organize the discipline and its many subfields. We analyze a sample of almost 300 records on fraud analytics published between 2011 and 2020. In a systematic way, we identify the most prominent domains of application, challenges faced, performance metrics, and methods used. In addition, we build a framework for fraud analytical methods and propose a keywording strategy for future research. One of the key challenges in fraud analytics is access to public datasets. To further aid the community, we provide eight requirements for suitable data sets in research motivated by our research. We structure our sample of the literature in an online database. The database is available online for fellow researchers to investigate and potentially build upon.
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