使用数字孪生对组织中的流程进行建模和监测的系统和方法与流程

1.本发明涉及对业务流程建模、部署这些模型以作为流程的数字孪生(digital twin：数字孪生体，数字孪生技术)运行以及使用这些数字孪生来监测业务流程，以及更特别地，本发明涉及多个下述这样的数字孪生，即一部分组织或整个组织的数字孪生。
2.定义
3.如在本发明中使用的，以下术语通常意在具有如下所述的含义，除非使用它们的上下文另有指示。
4.在本发明的上下文中使用的表述“组织”是指但不限于业务组织或政府或机构或追求特定目的的任何有组织的团体。具体地就本发明而言，表述“组织”是指但不限于所有系统的父集合，包括it和非it系统、操作和监督这些系统以实现与不同的流程和参与这些流程的不同“实体”相关的具体行动和活动的人员。
5.在本发明的上下文中使用的表述“流程域”是指但不限于属于企业公共区域的类似流程和事务的集合。(示例可以包括销售、营销、人力资源、会计、财务、法律等)。
6.在本发明的上下文中使用的表述“系统”是指在其上执行动作或事务的物理或虚拟平台或平台组件。(示例可以包括：软件系统，如erp、电子邮件软件；或平台，如oracle数据库、存储系统；或硬件服务器，甚至制造机器和工作站)。
7.在本发明的上下文中使用的表述“实体”是指具有特定特征、可识别生命周期并被认为对流程域的整体操作具有重大影响或在其中发挥重要作用的系统级对象或事务级对象。
8.行业中的术语“孪生”涉及独立于实际实体运行的一个或更多个实体模型的组合。
9.术语“数字孪生”是现实世界实体或系统的数字表示。数字孪生的实现方式是封装的软件对象或模型，它反映了独特的物理对象和或软件设计模式、组织、人员或其他抽象体。
10.术语“合弄”是指可能单独存在和/或作为某物一部分的事物。合弄同时作为与其从属部分相关的自足整体存在，以及在从相反方向考虑时作为依赖部分存在。
11.术语“合弄实体”是指上述实体的对象或抽象体，其具有独立的存在并可以被视为如上限定的合弄。在本发明的上下文中，如果实体或业务对象在没有其合弄父实体或容器实体的情况下也可以存在或者可以继续履行其角色，且其方式与存在合弄父实体时相同，则可以将该实体或业务对象称为合弄实体。
12.本发明上下文中的术语“操作模型”是指上述合弄实体的数字模型或表示，其中将实体的生命周期表示为有限状态机，将生命周期期间进行的活动表示为步骤，以及通过必要的逻辑捕获实体生命周期的操作方面。
13.在本发明的上下文中使用的表述“演示体(play)”是指但不限于实体的完整表示及其对流程域或企业的贡献。表述“演示体”是合弄实体的数字孪生。“演示体”包括至少一个操作模型，并且可以包括其他操作模型或分析模型的组合。
14.在本发明的上下文中使用的术语“标记”是指被包含在模型或演示体中的“引用”，
指向被认为在流程模型中具有重要意义的、系统或流程的特定属性。在大量的特性或属性中，只有少数被认为对于演示体是重要的，并且这些属性被认为是“标记的”。
15.这些定义是对本领域中所表述的定义的补充。


背景技术：

16.世界各地许多组织的信息技术(it)应用全景在捕获和存储各个流程域如财务、销售、营销、制造、项目和产品管理、供应链管理等中的所有关键业务事务的方面已达到成熟状态。大量整合或独立的it系统提供满足这些需求的功能。一些示例是erp系统、客户关系管理(crm)系统、供应链管理(scm)系统、制造信息系统、各种财务会计软件等。在现有技术中，此类系统一起被称为“记录系统”或事务处理系统。
17.在过去的二十年期间，“业务流程管理”(bpm)领域受到了很多关注。bpm关注“流程”而不是事务，其目的是将它们捕获、分析、优化和自动化。在现有技术中，存在提供管理和执行业务流程的特点的若干bpm套件。现有的bpm解决方案通常包括工作流和建模服务。此类bpm解决方案还执行基础流程步骤或事务。大多数bpm套件使用现有技术中的bpmn符号进行建模。本领域已知的现有套件是以人为中心(工作流)或以整合为中心(服务总线)或以文档为中心(案例工具)或这些的组合。
18.由技术如人工智能和自动化驱动的数字化转型已成为提高业务绩效的杠杆而受到关注。在自动化的情况下，除了较早的方法之外，本领域中还发明了许多新的rpa(机器人流程自动化)工具。人工智能工具和算法已成功应用于若干特定的问题陈述。这些工具在所有业务流程中的广泛应用仍处于成熟过程中。
19.数字孪生作为一种现象，以及数字孪生作为技术的实现方式已经存在了相当长的时间。随着计算技术的出现及其日益增加的可访问性和可负担性，复杂的数字孪生对于大量应用变得可行。数字孪生被限定为现实世界实体或系统的数字表示。数字孪生的实现方式是封装的软件对象或模型，该软件对象或模型反映了独特的物理对象、流程、组织、人员或其他抽象体。因此，孪生可以被视为实体的一个或更多个模型的集合，独立于原始系统执行，但位于共享的背景中。
20.现有技术中已经公开了数字孪生的若干现有应用。数字孪生的每个应用都以数字孪生的应用或目的以及数字孪生中使用的模型组合为特征。这两个方面不同，但又密切相关。例如，孪生的若干现有实施方式对制造工厂、机器或工作站进行建模。这些孪生中的一些被用于流程模拟或场景分析，而另一些被用于生产区设计目的。一些实施方式具有用于模拟和人员训练的飞机的数字孪生。这些孪生中使用的模型适用于此目的。
21.美国专利申请no.us20190138970a1引用了基于“基于物理学的模型”的数字孪生的使用，该数字孪生被用于操作技术诸如控制系统、数据历史记录器、警报系统等的背景中。此外，此专利提出将操作技术和it结合成孪生。此专利申请建议将捕获的关于“实体”的信息存储为“背景”，并参考该“背景”进行动作。需要注意的是，此专利申请公开了术语诸如“孪生构建器”、“孪生运行时间”、“图形数据库”、“kafka管线”和“知识摄取”等。美国专利申请'970主要关注物理系统的数字孪生，并缺乏对企业流程开发数字孪生的关注。该专利公开内容旨在在用户接口上显示处理过的数据和推荐的动作，尽管它没有详细说明对物理实体的实时运作进行干预的任何机制。美国专利申请us20190138970a1提到了实体聚合的可
能性，但没有公开聚合到企业级别的方法。
22.另一专利申请wo2018140395a1公开了一种用于为整个工业设施创建数字孪生的方法。本公开内容提出为个人“资产”如机器、工作站等创建数字孪生，并基于操作技术模型开发数字孪生。本公开内容的焦点主要是物理对象，大多是工业对象。本公开内容不试图将“流程”建模为用于数字孪生的基本单元。本专利申请讨论了不同操作模型的使用，并将这些不同的模型组合在一起以形成数字孪生。但需要注意的是，专利申请wo2018140395a1仅公开了物理系统的数字孪生的形成，并未公开与软件系统相关的数字孪生。
23.又一美国专利申请us10431005b2公开了在增强现实的领域中使用数字孪生，用于图像的实时生成。此专利申请中提出的数字孪生使用模型来创建对物理系统的行为的视觉模拟。但是，此专利申请并未公开使用数字孪生模型来用于对象或系统的监测和性能改进。此专利申请没有提出创建用于流程的数字孪生。
24.又一美国专利申请us20170286572a1提出创建特定类别物理装置诸如压缩机、涡轮机和其他此类高能量资产的数字孪生类别。它提出了基于以下模型的数字孪生：基于物理学的模型；或基于操作技术的模型。需注意的是，此公开内容不包括创建流程的数字孪生。此外，此公开内容没有提出由数字孪生进行的任何干预或致动。
25.本发明领域，即业务流程建模和创建流程的数字孪生的领域，提出了一些独特的挑战。
26.组织中的一些流程超出了不止一个记录系统。这意味着此流程的一些事务可能在一个系统中处理，而其他事务可能在另一系统中处理并存储。在大多数情况下，事务数据在应用之间无缝流动。因此存在应用整合。然而，在大多数情况下，端到端的流程监测是不可能的。因此，尽管进行了应用整合，但其中许多会发展为技术孤岛。
27.可以看出，在许多情况下，单独的应用都具有它们自己的主数据(master data)，该主数据可能并不总是同步的。不同的报告/仪表板可能会提供不匹配的视图。
28.每个企业在很多方面都是独特的。即使是同一企业的各个部分在许多方面也有所不同。流程具有特定于业务或特定于产品或特定于位置的细微差别。有时，这些细微差别会带来显著的优势。本领域中的记录系统专注于事务执行的标准化。因此，这些重要的定制被制止或被排除在事务系统的范围之外。然后这些都是在一些未整合的平台上管理的。
29.流程包括事务活动以及非事务活动。通常，记录系统仅捕获事务活动。许多重要的非事务方面如预算、预测、目标等往往在辅助平台如电子表格中进行管理。此类互不关联的流程动作和/或互不关联的执行工件是技术或组织孤岛的典型表现。
30.上述技术孤岛或组织孤岛使得在获得整合的端到端流程视图和监测流程有效性的能力的方面面临挑战。
31.事务中以及事务数据的存储中固有的复杂性，加上大量流程被排除在系统之外，倾向于使流程视图纠缠不清，并模糊了数据可见性。这些也给实现自动化和ai技术带来了重大困难，因为由于上述排除，在收集、验证和调节数据方面花费了大量精力。将数字技术、ai等产生的决策纳入现有流程流中，往往需要大量精力或对事务系统实现方式进行定制。由于与现有系统全景整合的挑战，在实施技术如ai、mi等中报告了大量失败。上述所有挑战都是由于在应用全景和流程域内缺乏“融合”。
32.需要一种用于创建流程的动态模型的系统和方法，这些动态模型可以超出组织或
技术孤岛，捕获流程的事务部分和非事务部分两者，在不中断事务的情况下轻松纳入所有流程定制，并摆脱与流程的视角无关的事务复杂性。还需要一种创建实时数字孪生的系统和方法，该系统和方法可以提供端到端的流程视图，帮助理清流程流，并使流程执行信息的可见性大众化。此外，需要提供与所有事务系统协同运行的独立平台，该独立平台可以促进使新的非事务技术轻松融合到当前的操作全景中。此外，需要一种可以创建、部署和运行模型并实时监测流程的系统和方法。


技术实现要素：

33.用于对组织中的流程进行建模、部署此类模型诸如数字孪生并使用这些数字孪生监测流程的系统具有第一用户设备；该第一用户设备被配置成从用户接收数据。该系统具有用于创建以下模型的模型构建器：该模型与第一用户设备通信并基于从第一用户设备接收到的输入。创建流程的被称为数字孪生定义的整合模型，并将该数字孪生定义存储在存储器单元上
34.数字孪生运行数字孪生定义中的模型。它具有执行数字孪生定义的服务器组件。服务器组件与多个事务系统和辅助系统通信。服务器组件还解译模型并执行演示体。数字孪生具有能够在第二用户设备上进行输出的客户端模块。数字孪生定义包括与主档(masters)、it和非it系统、组织结构、角色和职责、以及员工信息相关的组织信息，该组织信息为数字孪生中的所有模型提供了执行背景。
35.数字孪生定义包括被建模的实体的至少一个操作模型和多个其他模型，表示流程的事务方面和非事务方面。操作模型包括对实体生命周期、流程性能参数、可见性要求和致动要求的限定。数字孪生以双向方式与多个事务系统和辅助系统通信，数据交换包括读取与事务信息和组织信息相关的数据，并通过系统机制写入数据以启动或致动特定的预定干预。
36.模型构建器具有模型创建器，该模型创建器被配置成允许用户：针对实体生命周期限定有限状态机；限定状态机的每个状态内的步骤；将系统与所述步骤相关联；并限定状态之间的转换条件。模型构建器具有逻辑构建器，该逻辑构建器被配置成允许用户创建在系统的服务器组件上执行的可执行逻辑，根据从事务系统接收的输入数据解译流程的状态和动态。逻辑构建器基于对模型创建器的输入，规范地限定了对模型逻辑的要求。模型构建器具有数据获取配置模块，该数据获取配置模块被配置成提示用户基于生命周期模型和标记列表的全面性数据要求，并允许用户配置与不同系统的单独数据交换。数据获取配置模块基于模型创建器的输入，规范地生成接口要求。模型构建器具有结果配置模块，该结果配置模块被配置成使所述用户能够配置用于显示客户端侧可视化的至少一个小部件。
37.组织定义模块使用户能够捕获组织及其流程域的基本信息。模型构建器具有模型管理器，该模型管理器被配置成允许所述用户将附加模型添加到演示体并且将所述模型配置成与基本操作模型一起工作。
38.编译器和输出格式化器被配置成验证所接收的从模型创建器、逻辑构建器、数据获取配置模块、结果配置模块和模型管理器获得的用户输入，输出编译器被配置成还解译输入、验证此类输入与组织信息相关的正确性、以及创建数字孪生定义并将数字孪生定义存储在第一数据存储器上。
39.数字孪生包括具有模型解译模块的服务器组件，该模型解译模块被配置成：从事务缓冲器中读取事务数据和其他相关数据，这些数据由数据配置模块根据数字孪生定义中指定的配置获取并存储在事务数据缓冲器中；基于接收到的数据来评估模型；以及将评估结果发送到客户端处理机模块中的存储器。所述服务器组件还包含两个独立的调度模块以指定用于数据获取和模型评估频率的若干调度。
40.数字孪生具有客户端处理机，该客户端处理机被配置成处理来自所述第二数据存储器的所述数据以在接收请求控制器的请求时生成响应输出，并且还被配置成与所述结果生成器对接以格式化并传输所述结果。
41.分析模块被配置成分析演示体中的分析模型。
42.用于对组织中的流程进行建模、将这些模型部署为数字孪生、并使用系统使用这些数字孪生来监测流程的方法包括以下步骤：选择用于创建模型的流程域；识别并列出参与流程域的对象和实体；从列表中识别合弄实体，并将所有非合弄实体按特性融合到一个或更多个合弄实体；基于合弄实体的属性，对合弄实体进行资格判定；将一个或更多个有资格的合弄实体中的无资格实体按特性融合，上述流程步骤允许用户灵活地限定演示体边界并将它们与合弄关系相联系；对有资格实体进行优先级划分与排序，以便实际创建演示体；创建演示体，针对每个有资格的合弄实体促进至少一个模型构建器；建立与事务数据获取模块和现有事务系统的数据接口；以监督模式在服务器上执行数字孪生定义，与作为数字孪生的实际事务并行，其中孪生作为观察者工作，根据实时输入评估模型，在事务系统上致动动作，并使用预定的性能度量和警报条件来监测业务流程。
43.用于创建演示体的方法包括以下步骤：识别合弄实体的生命周期状态，模型创建器为实体创建有限状态机；识别每个状态的转换并识别启用转换条件；识别每个状态中所涉及的流程步骤，以及与所述流程步骤相关联的动作，上述流程步骤允许将流程的业务视图映射到实体生命周期中的技术和系统；从事务系统中识别和标记要被包括在模型中的周界；使用逻辑构建器针对转换、步骤完成和其他条件对不同模型条件进行限定和编程，使模型逻辑不具有事务复杂性；模型创建器记录参数如性能参数、发明参数；数据获取配置模块限定与事务系统的数据接口，接口的要求基于系统定义规范地生成；结果配置模块对结果可视化进行编程；组织模块配置主档、角色、系统、组织结构、员工信息、员工角色；模型管理器创建和整合模型，以便与基本操作模型协同运行；以及输出编译器在相应的服务器组件上对演示体组件进行编译、测试和部署。
附图说明
44.本发明的目的和优点将从根据附图阅读的以下描述变得明显，其中：
45.图1示出了使用与系统环境中的其他系统通信的数字孪生来对组织中的流程进行建模并监测流程的系统；
46.图2示出了本发明的图1的系统，包括根据本发明的多个模块；
47.图3示出了根据本发明建模的组织的逻辑表示；
48.图4示出了作为图3的组织的一部分的流程域的逻辑组件；
49.图5示出了被部署在图1的数字孪生上的演示体的不同组件；
50.图6示出了图2的模型构建器，示出了模型构建器的不同组件；
51.图7示出了图2的数字孪生模块；
52.图8示出了本发明的方法中涉及的步骤，该方法使用图2的系统创建流程的动态模型，并使用其数字孪生监测流程；以及
53.图9示出了图8的方法步骤中用于“创建演示体”的步骤的详细步骤。
54.根据本发明，它是图8的延续并且详述了主要步骤“创建演示体”。
55.附图标记
56.100-用于在组织中对流程进行建模并使用数字孪生监测流程的系统和方法
57.104-事务系统
58.108-辅助系统
59.112-模型构建器
60.114-数字孪生
61.120-客户端
62.124-处理器
63.126-存储芯片
64.202-整合流程模型(模型构建器的输出)，数字孪生的定义
65.204-存储器
66.206-用户设备1
67.208-用户设备2
68.210-服务器组件
69.212-客户端模块
70.300-组织
71.302-流程域
72.304-系统
73.306-主档
74.308-组织结构
75.310-主角色(master roles)
76.312-组织员工
77.314-流程域
78.402a-合弄实体1
79.404a-演示体1
80.402b-合弄实体2
81.404b-演示体2
82.402n-合弄实体n
83.404n-演示体n
84.502-演示体
85.504-基本操作模型
86.506-实体生命周期
87.508-性能
88.510-可见性
89.512-干预和致动
90.514-状态
91.516-步骤
92.518-事务
93.520-动作
94.522-kpi
95.524-警报
96.526-角色
97.528-视图
98.530-个体
99.532-仪表板
100.534-自动化
101.536-动作调用
102.538-标记列表
103.540-其他模型
104.542-基本统计模型
105.544-决策系统模型
106.546-ai和机器学习模型
107.548-生命周期模型
108.550-预算、计划、预测
109.552-游戏化模型
110.554-基于or的模型
111.556-数学模型
112.602-模型创建器
113.604-逻辑构建器
114.606-事务数据获取配置模块
115.608-结果配置模块
116.610-组织背景
117.612-模型管理器
118.614-编译器和输出格式化器
119.700-模型和事务数据解译模块
120.702-事务数据获取调度器
121.704-事务数据获取模块
122.706-事务数据缓冲器
123.708-模型评估调度器
124.710-事务数据处理模块
125.712-致动模块
126.714-客户端处理机
127.716-数据存储器
128.718-请求控制器
129.720-结果生成器
130.722-分析模块
131.724-统计引擎
132.726-学习引擎
133.728-协作服务器模块
134.730-流程查看器
135.732-结果格式化器
136.734-客户端侧分析
137.740-协作客户端
具体实施方式
138.为了更好地理解，使用具体的示例性细节来解释本文所描述的发明。然而，本领域技术人员可以在不使用这些具体细节的情况下实施所公开的发明。
139.说明书中提到的“一个实施方式”或“一实施方式”是指结合该实施方式描述的特定特点、结构、特征或功能被包括在本发明的至少一个实施方式中。说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”不一定都指相同的实施方式。
140.说明书中提到的“优选实施方式”是指详细描述的特定特点、结构、特征或功能，从而省略已知的构造和功能，以清楚地描述本发明。
141.已经出于例示和描述的目的呈现了本发明的具体实施方式的前述描述。它们并不意在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然地根据上述教导，许多修改和变型是可能的。
142.在所有描述中，本实施方式中作为“用于使用数字孪生对组织中的流程进行建模并监测流程的系统和方法”的一部分的所有不同环境在下文中被称为本发明的“系统”或“系统和方法”。
143.图1示出了本发明的系统100以及与该系统交互的环境。根据本发明，系统100包括模型构建器112、数字孪生114和终端客户端模块212。模型构建器112被托管在桌面上或虚拟环境中。数字孪生114包括通常被托管在云中或客户端中的多个服务器环境。根据本发明，终端客户端通过来自终端用户设备诸如膝上型电脑、台式机、智能手机、ipad和平板电脑的数字孪生来查看输出或监测流程。
144.根据本发明，作为系统100的一部分的数字孪生114与多个事务系统104和辅助系统108通信。事务系统104通常包括系统诸如人力资源系统、供应链管理系统、企业资源规划系统或其他记录系统。辅助系统108通常包括不同平台，诸如人工智能平台、分析平台、iot平台以及常见的操作工具如电子表格等。
145.可以理解的是，流程包括多个基础事务以及非事务活动。也被称为“记录系统”的事务系统104捕获事务细节。流程还包括重要的非事务活动，如分析、预测、预测性洞察、预算等。根据本发明，启用这些活动且不是记录系统的多个系统，诸如电子表格、ai系统、rpa工具等，被称为辅助系统108。
146.数字孪生114在处理器124和存储芯片126上运行，该处理器和存储芯片被配置成
接收和执行根据本发明的功能。在本实施方式中，处理器124选自包括以下的组：专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、高级risc机器(arm)处理器、微处理器或控制器、及其任何组合。
147.系统100特别是数字孪生114以双向方式与事务系统104和辅助系统108交互。根据本发明，数字孪生114从事务系统104读取特定实体属性以及组织属性如主数据、员工数据等。数字孪生114从辅助系统108读取辅助参数诸如目标、预算、预测、分析结果等。数字孪生114被配置成向事务系统104和辅助系统108发送预定的致动命令。这些致动命令调用例如服务或执行命令或激活机器人程序等。致动命令与服务或机器人程序所需的必要数据或参数一起被调用。
148.图2描述了根据本发明的系统100。系统100包括模型构建器112、数字孪生114、至少一个第一用户设备206和至少一个第二用户设备208。第一用户设备206被配置成接收用户输入。在此实施方式中，模型构建器112接收创建演示体502所需的输入。该输入包括实体生命周期506定义、性能规格508、可见性要求510和干预要求512。模型构建器112还接收其他模型的组织配置和规格。在此实施方式中，第一用户设备206选自但不限于由以下构成的组：膝上型电脑、台式机、智能手机、ipad和平板电脑。
149.模型构建器112被配置成与第一用户设备206通信以接收创建流程的各种模型所需的输入，并且还被被配置成将所有这些输入编译和格式化为演示体202的完整定义，该演示体的完整定义在下文中被称为存储在第一数据存储器204上的“数字孪生定义”。数字孪生定义202被部署在系统100的服务器210上，实时接口与必要的事务系统104一起设置，并且该实时接口的输出要在第二用户设备208上查看。数字孪生114包括服务器组件210和客户端模块212。
150.图3示出了本发明中提出的组织300的逻辑组件。组织300提供了其中运行有各种it或非it系统的背景。多个操作或事务使得实现各种流程。组织300被认为包括所有流程域302以及所有it和非it系统304。根据本发明，组织300还为所有演示体提供背景以进行操作。该背景包括但不限于主数据306、角色和职责的定义310、与组织结构308和员工数据312有关的信息。在本发明中，主数据306还包括关系信息，该关系信息可以是以下类型中的一种：层次结构、异质结构或合弄结构。根据本发明，组织300包括至少一个流程域302和至少一个系统304。
151.图4示出了图3中描述的组织内的单个流程域314的逻辑组件。在本实施方式中，每个流程域314包括至少一个合弄实体402a，该合弄实体已经有资格被建模为演示体502的主要实体。以实体402a作为主要实体创建的演示体502是404a。在本实施方式中，流程域314的模型是与有资格的合弄实体诸如402a、402b等对应的所有演示体的组合。
152.根据本发明，组织中的实体包括业务实体和系统实体。业务实体是在任何流程中创建的业务对象或事务工件。系统实体是配置项，诸如it系统或物理系统。
153.当孪生114在本发明的系统100中被执行时，在任何时候都存在业务实体的多个实例，每个实例遵循其独立的生命周期。在系统实体的情况下，每个系统实体一次只存在一个实例。
154.根据本发明，合弄实体被限定为以下实体：即使在没有其合弄父实体或容器实体的情况下该实体也存在或继续履行其角色，且其方式与存在合弄父实体时相同。例如，在没
有作为硬盘的合弄父体的计算机的情况下，硬盘不会履行角色。因此，硬盘不能是合弄实体，但是，硬盘是另一实体的组件。另一方面，云存储器单元可以被建模为合弄实体，因为云存储器仍然继续履行分配给云存储器的角色，即使没有云存储器的合弄父体：存储集群。在另一示例中，订单中的行项目不是或可能不是合弄实体；但是，基于该行项目的交货单或基于该行项目的发票被建模为合弄实体。
155.图5示出了演示体502的组件，包括如图1所示的数字孪生114。演示体502包括基本操作模型504(以下称为“基本模型”)、被配置成与基本模型504协同工作的其他模型540的可选集合、和共享标记列表538。
156.基本操作模型504是根据本发明被建模的流程的数字孪生114的中心组件。基本操作模型504捕获生命周期和相关操作参数，如在构成该流程的许多基础事务中所捕获的。基本操作模型504的该定义确保数字孪生反映实际流程的行为。基本操作模型504包括实体生命周期模型506、流程的性能参数508、流程的可见性要求510、以及干预和致动定义512。
157.实体生命周期模型506包括状态514的定义、在每个步骤516中执行的步骤或活动的定义、表示转换条件518的必要逻辑条件、以及作为步骤516的一部分的手动或自动动作。孪生114的这方面确保了对基础事务的面向业务的解译。在本实施方式中，实体生命周期模型506通过独特的组合来实现，该组合包括为流程创建有限状态机以及识别在有限状态机的每个状态内执行的活动。这种组合独特地捕获了流程的组成和动态两者。
158.性能参数508包括两个重要方面。第一方面是从业务结果的视角来看预期实现流程的关键性能指数(以下称为kpi)522的定义，第二方面是异常条件或警报条件524的定义。对性能参数的这种明确和根深蒂固的捕获使得本发明中的孪生能够有效地监测流程性能。
159.流程可见性510定义包括与以下各项相关的具体要求：在流程中活动的各种角色526、流程的视图528、与流程相关联的个体530、以及流程状态的有效可视化所需的各种仪表板532。流程可见性的这种定义使跨孤岛的信息可用性大众化。
160.标记列表538是跨所有模型的、被限定在演示体内的所有标记的全面性列表。在演示体中跨不同模型的共享标记列表538的这一概念使得包括操作模型、分析模型等的不同模型之间能够平滑融合。其他模型540是通常表示流程的非事务方面的附加模型。将这些方面连贯地总合到演示体中能够实现真正的融合。在本发明中，此类模型可以包括但不限于统计模型542、决策系统模型544、ai和ml模型546、生命周期模型548等。将多个相互关联的模型整合到单个演示体中的这种做法为系统100提供了显著的优势。
161.现在将参考图6，模型构建器112包括模型创建器602、逻辑构建器模块604、数据获取配置模块606、结果配置模块608、组织定义模块610、模型管理器612、以及编译器和输出格式化器614。第一用户设备206使用户能够将创建演示体所需的流程和组织的所有特征输入到模型构建器112中。
162.模型构建器112的输出是数字孪生定义202。在实施方式中，它是以文件的形式。模型构建器112编译和验证各种输入，以及创建数字孪生定义202并将其保存在存储器204上。数字孪生定义202必须包括演示体502的所有配置以及上述组织300和流程域314的背景信息。模型构建器112包括特定功能以实现此目标。
163.模型创建器602允许用户配置实体生命周期506、状态、步骤、转换条件。它限定了与流程性能508和致动512相关的配置。在本实施方式中，此模块通过对状态和转换信息的
捕获来创建基础流程的马尔可夫(markovia)状态机。在另一实施方式中，使用标准的“业务流程建模符号”或“bpmn”来捕获步骤。
164.逻辑构建器模块604允许用户指定需要被执行的逻辑，以便根据从事务系统接收的事务数据来解译流程的状态。在实施方式中，逻辑构建器模块604能够使用由iec 1131和iec 1499指定的各种标准来进行“无代码”图形编程。在又一实施方式中，逻辑构建器604能够使用各种参数如标记来生成脚本接口和代码。
165.数据获取配置模块606捕获与参与演示体502的各种系统的全面性数据交换要求。这些包括但不限于基础事务系统104。在实施方式中，此模块被实现为在平台如kafka中所配置的队列和主题。结果配置模块608通过限定至少一个小部件来帮助用户按照演示体502的可见性要求510所要求的那样，为演示体配置客户端侧可视化。
166.组织定义模块610允许用户捕获与组织300和流程域314相关的所需信息。此信息为数字孪生114的执行提供背景。模型管理器612允许用户将所有其他模型添加到演示体中并且将这些模型配置成通过结果配置模块608与由模型创建器602指定的基本操作模型一起工作。
167.编译器和输出格式化器614被配置成验证接收到的用户输入和从以下获得的输入：模型创建器602、逻辑构建器604、事务数据获取配置模块606和结果配置模块608。它还被配置成验证由模型管理器612指定的其他模型的配置。它还被配置成解译输入、编译输入并创建输出作为整合流程模型202。此整合流程模型202被存储在第一数据存储器204上。
168.图7描述了系统100的数字孪生114组件。根据本发明，演示体或与事务系统并行部署和执行的成组模型被限定为数字孪生。数字孪生包括服务器组件210和客户端组件212。服务器组件210包括模型解译模块700、分析模块722、客户端处理机模块714和协作服务器728。服务器210接收数字孪生定义202并部署和执行此数字孪生定义202。
169.根据本发明，服务器执行大体上包括至少四个操作。第一，服务器210持续地与事务系统104或辅助系统108对接并从该事务系统或辅助系统获取数据。第二，服务器210根据限定的模型解译数据，并更新和管理状态。第三，服务器210接收并满足不同客户端侧请求。最后，服务器210还管理不同用户和用户组之间的协作。
170.模型解译模块700被配置成管理两组调度。数据获取调度702管理与事务系统的通信，而模型评估调度708是根据数字孪生的模型和操作的时间尺度关键性考虑来设置的。事务数据缓冲器706保持从事务系统接收到的事务和主数据以及要发送到各个系统的致动数据。在本发明中，这些缓冲器是通过消息传递平台如kafka实现的。事务数据处理模块710从缓冲器706读取数据，评估模型并将评估结果发送到客户端处理机模块714。被配置在演示体内的分析模型根据来自调度器708的信号由分析模块722进行评估。
171.客户端处理机模块714包括：数据存储器716；请求、控制器718；和结果生成器720。在实施方式中，数据存储器716包括与处理结构化和非结构化数据的分布式数据存储相结合的图形数据库。
172.协作服务器模块728使系统100的不同用户能够在协作客户端740的帮助下进行协作和通信。系统100提供了独特且有利的特点，其中用户就模型中的特定主题诸如业务实体、系统实体、警报、动作、kpi等进行协作和通信。
173.客户端模块212包括流程查看器730、结果格式化器732和客户端侧分析模块734以
及协作客户端740。客户端模块在第二用户设备208上运行并满足视图528、仪表板532和警报524的关键监测要求。根据本发明，第二用户设备208选自但不限于由以下构成的组：膝上型电脑、台式机、智能手机、ipad和平板电脑。
174.数字孪生114持续地从事务系统104读取数据。它基于其限定的模型独立解译这些数据，与事务系统无关。因此，根据本发明的数字孪生114充当观察者。此外，数字孪生114不参与对统辖在事务系统104内的事务的处理，但能够进行预定的干预。这种“监督模式”配置使数字孪生能够监测流程并在不中断正在进行的操作和事务处理的情况下实现融合。这方面给本发明带来了优于现有技术的显著优势。
175.此外，数字孪生114仅读取基础事务的选定或“标记”的属性，并且具有其自己的“解译”这些标记值的独立逻辑。具有同步、实时数据和独立解译的这一方面使模型免于不必要的事务复杂性。逻辑构建器的独立配置允许以任何复杂程度创建孪生，而不考虑基础系统或事务。
176.图8和图9描述了使用本发明的系统100创建动态模型和监测流程的方法中所涉及的步骤。方法800包括涉及以下的步骤：识别候选实体并对其进行资格判定、为实体创建各种模型作为演示体、部署和运行这些演示体作为流程的数字孪生、以及使用这些孪生监测流程。此方法优选地在本发明的系统100上执行。
177.在第一步骤802中，对于组织，识别各种流程域并且将特定流程域优先用于创建数字孪生。
178.在步骤804中，识别并列出参与802的选定流程域的所有对象或实体。在步骤806中，识别来自列表的合弄实体并且将所有非合弄实体按属性或特性融合到合弄实体。在步骤808中，经识别的合弄实体“有资格”用于创建演示体。在此步骤中无资格的实体，即不会为其创建演示体的实体，将按特性被融合到适当的有资格实体中。
179.在步骤806和808中，此方法将演示体之间的相互关系作为合弄进行管理。将非合弄实体和不符合演示体资格的合弄实体融合到选定实体中的步骤，确保了操作模型的全面性。合弄结构对数字孪生的复杂性提供了完全的灵活性和控制。
180.在步骤810中，对演示体的创建进行优先级划分和排序。在该步骤中，演示体构建器112记录所有先前方法步骤的结果。在步骤812中，为每个有资格的实体创建演示体502。步骤812在系统100的模型构建器112上被执行。此步骤812的输出是数字孪生定义202。
181.在步骤814中，基于在步骤812系统和标记中所创建的这些接口的定义来设置和配置与事务系统的接口。与事务系统的这些接口被设置在数据获取模块704中。
182.在步骤816中，数字孪生定义202在监督模式下作为数字孪生114被执行。此模型以监督模式作为数字孪生114被部署在服务器210上。在步骤818中，使用数字孪生监测业务流程。在此步骤中，客户端模块212被用于持续监测性能度量、状态和异常条件，从而改进性能参数，包括战略、战术或操作kpi。
183.图9描述了图8的步骤812中所涉及的步骤。这些步骤被包括在创建每个演示体502的流程中。在步骤902中，识别实体的生命周期状态。在步骤904中，使用模型创建器602为实体创建有限状态机。在步骤906中，识别并记录用于每个转换的可允许转换和启用条件。在步骤908中，识别在每个状态中执行的活动以及相关联的手动动作或自动动作。在此步骤中，将它们记录为模型创建器602中的“步骤”。在步骤910，识别和标记来自事务系统104的
属性。在此步骤中，记录模型创建器602中的标记列表538。步骤902到步骤906记录了关于实体的结构信息、组成信息以及生命周期信息。
184.在步骤912中，使用逻辑构建器604对数字孪生的操作所需的解译逻辑进行编程。此步骤将流程动态纳入模型中。在实施方式中，此步骤使用基于iec 61131和iec 61499的标准。此方法步骤的独特特点在于，通过模块构建器112根据在步骤910中使用模型创建器602所捕获的结构信息和生命周期信息，规范地指定逻辑要求。此特点极大地简化了模型创建。
185.在步骤914中，使用模型创建器602对性能参数和干预进行编程。在步骤916中，基于标记列表和其他数据要求，配置数据获取模块606。在步骤918中，使用结果配置器608创建和配置演示体502的可视化。
186.在步骤920中，使用组织模块610来配置包括主档、关系、主角色等的组织背景。
187.在步骤922中，使用模型管理器612创建其他模型并将其他模型整合到演示体中。
188.在步骤924中，使用编译器和输出格式化器来编译和测试演示体502或数字孪生定义202。系统将各个组件部署到数据获取模块704、模型解译模块700和分析模块722。
189.现在参考操作中的图1至图9，在利用本发明的系统和方法的组织中，多个利益相关者参与创建和使用所提出的数字孪生114。流程所有者是特定流程组的流程定义的所有者。通常，他们也是属于该特定领域的一些业务功能的所有者，并被视为该特定流程的专家。系统管理器负责部署、监测和维护数字孪生114以及与其他it系统的各种接口。业务用户是本发明的系统的终端用户。
190.在选择用于创建数字孪生114的流程域314之后，该流程域302的流程所有者与其他利益相关者一起，根据步骤806、808和810选择用于创建演示体502的候选实体并对其进行资格判定。首先，识别参与流程域302运作的所有对象和实体。根据标准将其分为合弄实体或非合弄实体。合弄实体404n还根据用于创建演示体502的业务要求进行资格判定。能确保的是，识别到的非合弄实体和不符合创建演示体资格的合弄实体404n按属性被融合到有资格实体中。
191.然而，应当理解的是，这些步骤确保作为演示体组的流程域302的模型是流程的集体详尽表示。这也确保了每个演示体502都是自包含且独立的，同时与其他演示体保持密切的合弄关系，从而确保整个模型的一致性和可扩展性。在本发明的系统100上，上述决策被记录下来。此步骤从所有流程所有者协作配置组织300、流程域302并限定演示体502开始。使用至少一个第一用户设备206和组织定义模块300，流程所有者维护组织300中限定的所有相关背景信息。根据本发明，演示体502包括至少一个操作模型504，并且可以包括其他操作模型540或分析模型的组合。使用所提出的系统的至少一个用户设备206和模型构建器112，流程所有者首先创建实体的基本操作模型504。这包括：限定实体生命周期、状态和步骤、性能参数；参与用于识别步骤和性能参数的系统。基于此，在标记列表538中创建操作模型标记。流程所有者然后通过将其他分析模型或操作模型配置为其他模型540来将流程的非事务部分纳入到演示体定义中。在限定这些时，使用模型创建器602、逻辑创建器604和事务数据获取配置模块606。
192.流程所有者和业务用户按照由演示体502的可见性要求510所要求的，通过使用结果配置模块608限定至少一个小部件，为演示体502协作配置客户端侧可视化。在限定演示
体502的所有组件之后，流程所有者通过使用模型管理器612将其他模型与演示体502整合。流程所有者使用编译器和输出格式化器模块614编译演示体。成功编译的结果输出是数字孪生定义202。该工件被保存在存储器204上。在实施方式中，模型构建器112组件可以作为桌面应用或移动应用被托管在用户设备206上。在其他实施方式中，模型构建器112组件可以被托管在云上并从第一用户设备206访问。
193.服务器端环境设置包括用于模型和数据解译模块700、客户端处理机714和分析模块722的独立服务器。在实施方式中，这些服务器可以被托管在云中或专用数据中心中。该设置还包括服务器数据获取模块704和致动模块712。在实施方式中，这些包括消息传递和流媒体平台如apache kafka。服务器端环境还包括用于模型数据和模型定义的数据存储器。在实施方式中，这些包括至少一个图形数据库以及支持sql或非sql数据的数据库。
194.系统管理员在服务器210上部署演示体502或数字孪生定义202。所提出的发明的系统100具有在相应的服务器环境上部署不同组件的功能。系统管理员使用特定的调度来配置调度器，用于各个模型评估以及系统范围内的数据获取。最后，数字孪生114被置于“运行”模式，其中它开始与事务系统104和辅助系统108一起在监督下运行，并开始评估模型以及开始解译数据。
195.在被置于“运行”之后，服务器组件210开始执行其动作。事务数据获取配置模块孪生606根据预定的调度触发与事务系统104的通信以读取数据。接收到的数据被存储在事务数据缓冲器706中。事务数据处理模块710从缓冲器706读取数据，评估模型并将评估结果存储在数据库中。被配置在演示体502内的分析模型基于数据库中的数据，根据模型评估调度708由分析模块722进行评估。
196.客户端处理机模块714处理来自多个第二用户设备208的请求。使用第二客户端设备208生成的请求由请求控制器718处理，以及对该请求的响应通过结果生成器720发送，该结果生成器由流程查看器730和结果格式化器732显示在用户设备208上。
197.在部署演示体502并且数字孪生114开始运行之后，业务用户和流程所有者可以使用安装在至少一个第二客户端设备208上的客户端模块120开始监测业务流程。使用来自客户端模块120的结果，业务用户和流程所有者可以使用如以下的特点来监测流程：流程视图、生命周期视图、流程健康、系统健康、为每个用户的特定实体生成的动作、根据流程性能要求生成的警报、每个实体的时间线、各种仪表板、和被整合到演示体502中的其他模型的输出。这些视图由结果配置模块608呈现。用户可以使用协作客户端740与其他用户进行通信和协作。聊天可以是一般聊天或特定于任何实体/动作/警报的主题聊天。
198.本发明的系统和方法有利地创建组织中的流程的动态模型。此外，系统和方法通过将模型部署为实际流程的数字孪生来监测所述流程。
199.本发明提供了一种用于监测组织中的流程的全面的、端到端的且灵活的解决方案。解决方案能够对整个组织进行建模，或者可以仅应用于单个实体。可以在任何两个状态之间选择演示体的边界和范围。因此，演示体边界可以被拆分或组合。演示体可以被单独实现并通过合弄链接，或者可以融合成单个演示体。系统和方法允许包括辅助的非事务活动。它们还能够纳入相互依赖的系统。因此，方法和系统有利地提供了全面又灵活的解决方案。
200.通过“实时数字孪生”监测流程的本发明通过基于实时数据评估模型参数来提供状态视图。这消除了与事务相关联的固有复杂性，灵活地允许实施者选择数字孪生的复杂
程度，并简化实施和操作。此外，当数字孪生在生产中运行时，它不会干预任何事务系统。
201.在本发明中，数字孪生被配置成监督模式，孪生作为实时观察者工作，该实时观察者独立地评估其模型，并且还提供系统机制以启动或致动特定的预定干预。此配置提供了若干优点。实施数字孪生不会对操作造成任何中断。
202.本发明，其中组织被配置成向所有演示体提供背景，有利地消除了不一致的主档或不匹配的记录的挑战，从而克服了技术孤岛。此外，由于具有跨所有演示体的共同背景，大多数组织复杂性都被有利地理清。
203.本发明有利地创建了“流程”的视图，而不是简单的活动的有序集合。有限状态机提供“业务视图”，而步骤提供与系统密切链接的活动视图。因此，任何融合的非事务流程步骤或任何新技术都可以在适当的步骤或动作的层面上或在流程状态下被插入模型中。因此，本发明创建了一种有利方式，以较少的精力且不中断业务的方式实现新技术与正在进行的操作之间的无缝融合。此外，这允许性能度量的定义在战略、战术和操作层面上与此业务视图保持一致，并允许主动捕获或处理警报，这有利于使数字孪生与组织的业务目标保持一致。
204.本发明的方法包括将演示体定义，该演示体定义作为合弄实体的生命周期模型的组合。这与先前将流程建模为活动的有序集合的做法截然不同。此方法步骤对业务流程的建模领域有很大的不同。通过以这种方式限定和配置演示体，此方法有利地能够将流程域划分为相互排斥的和集体详尽的实体生命周期，在本发明中称为“演示体”。
205.本发明的方法还限定了以下步骤：通过将非合弄实体或未被选定用于演示体的合弄实体按实体属性融合到选定实体的至少一个中，实现演示体定义的最佳粒度。这确保了流程域的整个实体属性空间都被其数字孪生覆盖。这种详尽的覆盖为由本发明创建的数字孪生提供了巨大的优势。
206.本发明的方法允许在相同流程域中的多个演示体共享合弄关系。由于用户可以选择要创建的适当粒度的演示体，因此这种将流程域建模为演示体的合弄的做法为企业模型提供了极大的灵活性和可扩展性。此外，这给出了灵活性，以在后期阶段将一些合弄属性发展为演示体，而不会破坏现有的演示体。
207.本发明的方法利用实体生命周期的有限状态机作为捕获“流程”的介质，并随后将这些状态链接到活动和系统。此方法步骤提供了优于现有技术的显著优势，因为它使本发明的系统成为全面的流程模型。
208.本发明的系统提供了用于对流程进行建模和监测的单个端到端平台。系统100进行模型创建、模型验证、包括接口设置的模型部署、作为数字孪生的模型执行、以及流程的监测。
209.本发明的系统允许将多个辅助模型整合到单个演示体中，使流程的非事务部分能够容易地被引入单个模型中。这产生了巨大的优势。
210.本发明的系统，其中单个生命周期模型跨许多系统超出多个事务，有利地提供统一的、端到端的模型，完全容易地提供流程的端到端视图。此外，由于此端到端视图可用于整个流程和所有实体，因此此系统有利地使流程的可见性大众化。
211.本发明的系统允许“无代码”、图形编程，允许业务用户自己为孪生创建/维护流程逻辑。因此，此系统以及孪生可以有利地访问并对不断变化的业务需求做出响应。此外，系
统还规范地指定了对逻辑的要求。这使得完整的实现方式非常容易且鲁棒。此外，由于此逻辑独立于事务逻辑，不受与事务相关的复杂性影响并且由业务用户创建，因此此逻辑可以容易地纳入流程的细微差别和定制。因此，此系统非常有效地打破了组织壁垒。
212.本发明的系统允许将每个活动或步骤在一侧映射到状态，并在另一侧映射到系统，有利地提供组合的流程-系统健康视图，该视图提供对所有系统的实时健康及其对整个流程状态的影响的洞察。这对于减少it应用管理的精力和成本非常有用。
213.本发明的系统通过在系统内构建的安全消息传递能够实现实时协作。具体而言，使用系统的主题聊天功能，用户可以使用丰富背景和有效特点，就业务相关主题诸如特定实体、警报条件或特定kpi趋势等进行协作和通信。
214.系统和方法有利地能够在短时间内以较少的精力对业务流程的数字孪生进行配置、部署和运行。
215.提供上述对实施方式的描述是为了例示的目的，而不意在限制本发明的范围。特定实施方式的各个组件通常不受限于该特定实施方式，而是可以互换。此类变化不应视为背离本发明，并且所有此类修改均应视为在本发明的范围内。
216.选择和描述实施方式是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使其他本领域技术人员能够最好地利用本发明和不同的实施方式，并对其进行各种修改以适合预期的特定用途。
217.应当理解的是，视情况可能建议或使其有利的情况下考虑对等效物的各种省略和替换，但这些意在涵盖应用或实现方式而不脱离本发明的范围。