Анализ инвариантных последовательностей процессов на основе вероятностно-взвешенных графов и символьных вычислений

Аннотация

В данной статье рассматривается проблема расширения возможностей структурного анализа процессов, возникающая при использовании традиционных графических нотаций (UML, BPMN) в сторону формирования количественных оценок, характеризующих выявленные процессы. Авторы предлагают методику преобразования статических диаграмм указанных нотаций в графы, нагруженные вероятностными и ресурсными величинами как в символьных обозначениях с последующей символьной обработкой, так и в численной форме с последующим получением величин оценок качества процесса. Предлагаемый подход позволяет перейти от описательного моделирования к численной оценке эффективности процессов. Предложена архитектура адаптивного цикла анализа, включающая вычислительный и валидационный контуры, реализующие итеративное уточнение модели. Предлагаемая методика реализована в виде микросервисного веб-приложения на базе клиент-серверной архитектуры с использованием FastAPI, Python и библиотеки Vis.js, обеспечивающего визуальное построение графов, формирование матриц вероятностей и весов, а также получение аналитических выражений в обратной польской нотации. На примере типового процесса оформления онлайн-заказа в интернет-магазине продемонстрирована возможность выявления узких мест и количественной оценки необходимого уровня оптимизации параметров. Предложенный подход позволяет интегрировать различные методы визуального структурного моделирования с символьными и количественными вычислениями, предоставляя инструмент для обоснованного принятия решений на этапе проектирования информационных систем.