Архитектура предприятия агент-ориентированные решения. Учебное пособие

В подходе TOGAF [6], де-факто ставшем стандартом для разработки архитектурных решений, предложены следующие слои архитектуры предприятия:

–бизнес-архитектура (определяет бизнес-стратегию, управление, ключевые бизнес-процессы и организационную структуру);

–архитектура данных (описывает логическую и физическую структуру данных предприятия и ресурсы управления);

–архитектура приложений (обеспечивает план развертывания отдельных приложений, их взаимодействия и отношений с основными бизнес-процессами предприятия). В методе развития архитектуры предприятия TOGAF ADM авторы подхода упоминают архитектуру данных и архитектуру приложений как части единого слоя «Архитектура информационных систем». В дальнейшем изложениивотношенииэтогоединогослоябудетупотреблятьсятермин «ИТ-архитектура»;

–технологическая архитектура: (описывает программные и аппаратные возможности, необходимые для поддержки развертывания бизнес-сервисов и сервисов приложений, куда входят ИТинфраструктура,промежуточноепрограммноеобеспечение(ПО), сети, связь, обработка, стандарты и т. д.).

Базовая модель слоев АП в принципиальной схеме (фреймворке), предлагаемой в рамках языка моделирования, поддерживающего стандарт TOGAF, представлена на рис. 1. В модели выделяетсятрислоя,гдеслой«Приложения»включаетвсебяархитектуру приложений и архитектуру данных. Подобное видение архитектуры предприятия поддерживалось в Business Studio.

Базовая модель принципиальной схемы АП широко используется в профессиональном сообществе, несмотря на появление расширенной версии. В 2017 г. базовая модель была дополнена:

вней добавились слои «Стратегия», «Физический слой», «Внедрение и миграция», а также аспект «Мотивация» (рис. 2). Ранее концепции «Внедрение и миграция» и «Мотивация» рассматривались как «расширение», слоев «Стратегия» и «Физический слой» не существовало. Добавление концепции «Физического слоя» в общепризнанныйвмировомпрофессиональномсообществеязык

11

Аспекты

Рис. 1. Базовая модель принципиальной схемы архитектуры предприятия [6]

Пассивнаяструктура Поведение структураАктивная Мотивация

Стратегия

Бизнес

Приложения

Слои

Технологии

Физический

слой

Внедрение и миграция

Аспекты

Рис. 2. Расширенная модель принципиальной схемы архитектуры предприятия [6]

12

моделирования предприятия подтверждает, что настоящее учебное пособие находится в русле мировых тенденций в области развития теории и методологии АП в ответ на запрос практики.

Архитектура предприятия представляет собой основу бизнеса: именно стратегическое видение, цели и задачи, на достижение и решение которых направлена деятельность компании, формируют требованиякэлементномусоставусистемыуправленияиприменяемым технологиям. Архитектура должна быть достаточно стабильной, но в то же время обладать встроенной гибкостью и адаптивностью к меняющимся условиям бизнес-среды, развивающимся технологиям, новым бизнес-задачам. Следовательно, все компоненты АП, какими бы фундаментальными они ни были, являются так или иначе временными. Заложенная таким образом в архитектуре и ее элементах гибкость обеспечит будущий успех компании.

Опираясь на историю появления концепции архитектуры предприятия, выравнивание (согласование) бизнеса и ИТ многие исследователи и практики до сих пор рассматривают как один из ключевых внутренних драйверов развития архитектуры. Основной стратегической задачей информационных технологий является поддержка достижения долгосрочных целей и решения оперативных задач бизнеса за счет: реализации проектов внедрения информационных систем и технологий, обеспечивающих достижение конкурентных преимуществ и экономической выгоды; информационной поддержки бизнес-процессов, осуществляемой на необходимом уровне качества; совершенствования организации служб ИТ с учетом эффективности, производительности и оптимизациизатрат.Современныйбизнесдействительномалопредставим без ИТ-поддержки, однако ключевые факторы развития предприятия лежат не только в ИТ-сфере. Общепризнанным является то, что реинжиниринг бизнес-процессов и трансформацию ИТинфраструктуры необходимо осуществлять как единый процесс.

В настоящее время под АП подразумевают более комплексный управленческий подход, включающий в себя ИТ-составляющую как один из основных элементов. В то же время крайне важно выровнять не только бизнес- и ИТ-слои архитектуры предприятия,

13

но также технологии производства и ИТ и элементы в рамках отдельных слоев.

Особенно ценна для бизнеса возможность не просто описания и моделирования, а оптимизации АП. Чтобы что-то улучшить, нужно четко понимать текущее и желаемое целевые состояния. Графические нотации описания архитектуры и ее элементов позволяют наглядно представить текущее и целевое состояния АП, разрыв между ними, промежуточные состояния при движении к целевому образу для различных сценариев, а также наиболее проблемные области для оперативного приложения сил. Подобная модельная визуализация позволяет выбрать оптимальный вариант будущего предприятия и смоделировать эффективный путь решения проще, чем без столь удобных инструментов.

Наряду с традиционными представлениями АП под влиянием происходящей цифровой трансформации бизнеса в целом и промышленностивчастностивпоследниегодыактивноразрабатываются концепции и модели, описывающие интеграцию цифровых технологий в АП. В профессиональном мировом сообществе наибольшую известность получили референтные модели двух различных консорциумов: модель референтной архитектуры Industry 4.0 (RAMI 4.0 – Reference architecture model Industrie 4.0) от Plattform Industrie 4.0 (Германия) и модель референтной архитектуры про-

мышленного Интернета (IIRA – Industrial Internet Reference Architecture) от Industrial Internet Consortium, IIC (США).

В трехмерной модели архитектуры RAMI 4.0 (рис. 3) выделены слои (бизнес, функции, информация, коммуникации, интеграция, активы), иерархические уровни (объединенная среда (дословно – связанный мир), предприятие, рабочий центр, станция, контрольные устройства (контрольно-измерительные приборы), полевые устройства, продукт), поток создания ценности на протяжениижизненногоцикла(разработкаиподдержкатипапродукта или системы, разработка и поддержка конкретного экземпляра продукта или системы).

IIRA – это основанная на стандартах открытая архитектура для систем промышленного интернета вещей (IIoT). Ценность IIRA,

14

Рис. 3. Модель архитектуры RAMI 4.0 [13]

по утверждению разработчиков, состоит в широкой применимости в отраслях для обеспечения функциональной совместимости применяемых систем и технологий, а также для управления технологиями и разработкой стандартов. Архитектурные представления IIRA определяются с помощью анализа различных вариантов использованияIIoT,выявлениясоответствующихстейкхолдеров(заинтересованных сторон) систем IIoT и правильного определения их конкретных интересов.

В IIRA-модели использованы четыре представления (рис. 4): бизнес-представление, пользовательское, функциональное, представление внедрения. Бизнес-представление обеспечивает идентификацию заинтересованных сторон и их бизнес-видения, цен- ностейицелейприсозданиисистемыIIoTвбизнес-инормативном контексте. Пользовательское представление – варианты предполагаемого использования системы. В функциональном представлении – фокус на функциональных компонентах в системе IIoT, их структуре, взаимосвязях и взаимодействиях между ними, а также на взаимосвязи и взаимодействиях системы с внешними элементами среды для обеспечения жизнедеятельности всей системы. Представление внедрения касается технологий, необходимых

15

Процессы жизненного цикла

для реализации функциональных компонентов, их схем связи и процедур их жизненного цикла.

Референтная архитектура IIRA начинается с общей структуры высокой степени абстракции и включает в себя общие шаблоны архитектуры, обеспечивающие использование интернет-прило- жений во всех отраслях промышленности. Применение общей архитектуры для реальных сценариев использования расширяет и преобразует абстрактные архитектурные концепции и модели в конкретные детальные архитектуры, в которых учтена специфика сценариев использования промышленного Интернета. Таким образом, применение референтной модели происходит по всем процессам жизненного цикла системы – от концепции, сбора требований и дизайна до необходимости модернизации и отказа от текущей модели.

Рассмотренные модели архитектуры предприятия в условиях цифровой трансформации похожи по идеологии – в обеих предложен формат интеграции информационных и операционных (OT) технологий. Создателями моделей была предпринята

16

попытка коммуникации и раздела сфер использования. В результате решили, что модель RAMI 4.0 предназначена в основном для использования на производственных предприятиях, модель IIRA фокусируется на применении промышленного Интернета в различных отраслях.

Предлагаемые модели учитывают современное состояние ИТ- и производственных технологий, предлагают актуальные домены для включения в АП. Однако можно отметить, во-первых, большую размерность и сложность для восприятия данных моделей, а такжеихфокусименнонаорганизацииинформационногообмена сприменениемцифровыхтехнологий.Дальнейшееповествование базируется на идеологии общепризнанного стандарта TOGAF, которыйнеделаетспециальногоакцентанапроблематикецифровой трансформации предприятий, но при этом позволяет включить этот ракурс в рамках существующей идеологии, фокусируясь на инжиниринге бизнеса, а не на внедрении отдельных технологий.

Методология моделирования и развития архитектуры предпри-

ятия (на основе Archimate и TOGAF ADM). Понятие архитектуры апеллирует как к самой модели системы, так и к принципам ее формирования. Для обеспечения эффективной коммуникации между бизнесом, ИТ и технологиями предметной области необходим единый и однозначно понимаемый всеми заинтересованными сторонами язык моделирования АП. Такой язык должен быть достаточен для описания всей сложности различных архитектурных доменов и их взаимосвязей, а также должен быть понятен всем участникам архитектурного процесса. Центральным инструментом языка моделирования и описания АП, обеспечивающим возможность интеграции различных взглядов на архитектуру в составе единой модели, являются так называемые ракурсы [9]. Различные ракурсы иллюстрируют взгляд на АП определенной группы заинтересованных сторон и отражают ключевые для этой группы аспекты архитектурной модели.

Архитектурные модели не только позволяют представить текущее («как есть») и целевое («как должно быть») состояния предприятия, но и дают основу для разработки пути достижения

17

целевого состояния и возможность отследить, как влияет изменение отдельных элементов на всю систему.

Де-фактоявляющийсямеждународнымстандартомпоАП,TO- GAF [6] предлагает методологию проектирования и развития АП

Architecture Development Method (ADM). Далее приведены ключе-

вые принципы ADM:

1.ADM является итеративным методом разработки: на протяжении всего цикла ADM и в рамках каждой отдельной фазы результаты сверяют с запланированными (ожидаемыми). Для каждой итерации принимают и вновь утверждают для дальнейшей работы решение:

1.1) о широте охвата предметной области (предприятия);

1.2) применяемых на итерации архитектурных элементах, как созданных на самом предприятии на предыдущих итерациях цикла ADM, так и элементах из других подходов и методологий (например, отраслевые структуры, модели систем и т. д.);

1.3) временном периоде, включая его разбиение на отдельные промежутки;

1.4) об уровне детализации.

2.ВсерешенияврамкахциклаADMосновываютсянареальной оценке доступности ресурсов и компетенций, а также на оценке ожидаемой для предприятия ценности от создаваемых элементов архитектуры и комплексного решения.

3.ADM декларируется как универсальный метод для реализации большинства системных и организационных требований, применение которого не зависит от географии, отрасли, масштабов деятельности предприятия. Предположительно, но необязательно, может потребоваться адаптация метода с учетом конкретных потребностей отрасли/предприятия.

В дополнение к последнему пункту следует отметить, что перед применением ADM предварительно следует провести оценку метода: проверить его компоненты на актуальность для конкретного предприятия(отрасли).Порезультатамоценкипринеобходимости можно адаптировать (изменить или расширить) ADM в соответствии с задачами и потребностями конкретных предприятий (или

18

отраслей). В результате появляются адаптированные к конкретной отраслиилипредприятиювариацииданногометода,которыеможно рассматривать как отраслевые или корпоративные стандарты разработки и развития АП, созданные на базе ADM. В пособии предлагается расширение метода ADM, чтобы дополнить его недостающими элементами для применения к целому классу предприятий.

СредивозможныхпричинадаптацииADMподнуждыконкретных предприятий и отраслей выделяют следующие:

1.Требования об использовании определенных отраслевых и/иликорпоративныхстандартов.ВэтомслучаеADMможноприменять в сочетании с набором результатов других подходов, если они являются более подходящими для конкретной отрасли/предприятия.

2.Порядок этапов (фаз) в ADM, в определенной степени зависящий от зрелости архитектурной культуры внутри предприятия. Предприятия с высокой степенью зрелости корпоративной архитектурной культуры могут пропускать отдельные фазы (например, «Разработка архитектурного видения»), если они достаточно проработаны.

3.Размер предприятия (целесообразность использования «урезанной» версии метода и возможное возникновение потребности

вразработкеболеекомплексногоподходавкрупныхкорпорациях, объединяющих множество более мелких фирм).

4.ADM – часть корпоративной методологии управления. Ондополняетиподдерживаетдругиестандартныепроцессыпредприятия, такие как управление рисками, бизнес-планирование и бюджетирование, планирование развития, закупки и др.

5.Форма использования ADM на предприятиях, зависящая от того, является ли предприятие «потребителем» или «продавцом» ИТ: так, компании-вендоры ИТ-решений могут рассматривать информационные системы как элемент АП (и применять к ним соответствующиетехнологии)икакпродукт,длякоторогоиспользуются подходы управления жизненным циклом продукта и др.

Цикл разработки и развития АП в соответствии с подходом ADM представлен на рис. 5. Метод разработки архитектуры

19

Предварительный

этап

Рис. 5. Методология проектирования архитектуры предприятия

TOGAF ADM [6]

20