随着业务流程管理技术的日益成熟和完善，一些组织或企业存储了大量的业务流程模型。这些模型作为企业的宝贵财产，为流程整合、流程重组、流程优化等提供重要的数据资源和知识。有效地管理和利用这些知识是一个至关重要的问题，流程模型挖掘技术应运而生。业务流程管理正在由以控制为中心向以数据为中心的趋势发展，其中以Artifact为中心的业务流程管理是一个典型的代表。与传统以控制为中心的业务流程管理相似，以Artifact为中心的业务流程模型挖掘问题的研究是一项具有挑战性的任务。本文基于以Artifact为中心的业务流程模型特征，针对流程模型挖掘中流程模型相似性、流程模型聚类、服务组合模式挖掘以及Artifact行为一致性检查等几个关键问题进行了研究。论文主要研究内容如下：第一，提出一种用于描述以Artifact为中心的业务流程二部图模型及其相似性匹配算法。在流程模型结构相似性研究方面，由于流程中Artifact和处理它的服务具有相关性，普通的图很难对该相关性进行完整的描述。为此，提出一种以Artifact为中心的业务流程二部图模型，将流程模型匹配转换为图匹配，并给出了相应的图编辑距离计算方法和图匹配算法。第二，提出一种支持以Artifact为中心的业务流程行为相似性的度量方法。在流程模型行为相似性研究方面，由于Artifact具有生命周期特征，已有的行为相似性度量方法不能很好地应用于以Artifact为中心的业务流程。为此，提出一种Artifact生命周期树的行为模型。在Artifact生命周期树模型上，通过测量服务路径中服务依赖关系集和Artifact属性赋值序列集的相似性来计算流程模型的行为相似性。第三，提出一种适用于以Artifact为中心的业务流程模型聚类方法。在聚类过程中，流程模型相似特征值指标的提取决定聚类结果的质量。为此，本文综合关键Artifact相似、流程模型结构相似和流程模型行为相似三个层面作为模型相似特征值指标，借助层次聚类思想对以Artifact为中心的业务流程模型进行聚类操作，提出了流程模型聚类及模型匹配算法。第四，提出一种基于Artifact感知的服务组合模式挖掘方法。在服务组合模式挖掘过程中，传统服务组合模式挖掘技术忽略了服务与其处理数据之间的关系。为此，根据流程模型中服务之间操作Artifact的关联模式，借助Apriori算法思想，提出基于Artifact感知的服务组合模式挖掘方法。第五，提出一种Artifact行为一致性的检查方法。由于Artifact是由数据模式和生命周期模式两部分组成，传统的一致性检查技术存在不足。为此，从Artifact生命周期特征角度出发，提出一种Artifact行为一致性的综合检查方法。首先，通过将Artifact行为一致性检查问题转换为语言可判定问题证明了该问题是一个可判定问题。然后，设计一台判定该语言的图灵机作为验证模型。该验证模型不仅检查Artifact生命周期中服务路径的一致性，同时也检查生命周期中Artifact属性赋值的正确性。最后，给出了行为一致性机制中拟合度的计算方法。