Моделирование бизнес-процессов / Моделирование бизнес-процессов / ! Функционально-структурный анализ

Модель – это идеализированное представление достаточно близко отражающее описываемую систему. Мощность модели заключается в ее способности упростить реальную систему, что дает возможность предсказывать факты в системе на основании соответствующих фактов представленных в модели. Модель дает полное и точное и адекватное описание системы и имеет конкретное назначение. Целью создания модели является получение ответов на некоторую совокупность вопросов. Именно эти вопросы руководят созданием модели и на-правляют его. Если модель отвечает не на все вопросы, или ее ответы не точны, считается, что модель не достигла поставленной цели. Качество модели оценивается степенью полноты ответов на поставленные вопросы. Очевидно, что нет смысла стремиться к созданию некоторой общей модели системы, отвечающей на любые вопросы для достижения всех целей. Действительно, любая организация или система не может быть описана одной моделью, отвечающей на всю совокупность вопросов ее деятельности. Модель сети информационных процессов в рамках предприятия должна отвечать на следующие вопросы:

• какие процессы в деятельности предприятия относятся к моделируемой ИС?

• какова структура (элементы) этих процессов, включая выходы и потребителей процессов, входы и поставщиков и т.д.?

• как процессы взаимодействуют друг с другом?

• как в рамках процессов выполняются требования, определенные соответствующей норма-тивно-технической документацией?

Опыт показал, что наиболее трудным является описание систем средней сложности, таких, как система коммутаций в телефонных сетях, управление перевозками, сборка автомобилей, челночные космические рейсы, функционирование перерабатывающих предприятий. С точки зрения человека, эти системы описать достаточно трудно, потому что они настолько велики, что практически невозможно перечислить все их компоненты со своими взаимосвязями, и в то же время недостаточно велики для применения общих упрощающих предположений (как это принято в физике). Наша неспособность дать простое описание, а, следовательно, и обеспечить понимание таких систем делает их проектирование и создание трудоемким и дорогостоящим процессом и повышает степень их ненадежности. С ростом технического прогресса адекватное описание систем становится все более актуальной проблемой. Соответственно различные представления системы могут быть описаны соответствующими моделями, отвечающими на конкретные вопросы. Функциональная модель представляет описание с требуемой степенью детализации сети процессов, например, с целью их планирования, обеспечения, управления и улучшения. Модели данных (информационные модели) представляют собой подробное описание объектов и типов информации и данных, например, с целью оптимизации и последующей автоматизации и т.д. Успех в бизнесе часто зависит от того, насколько хорошо организованы бизнес-процессы, отвечающие стратегическим целям предприятия. Отечественные предприятия начинают понимать необходимость не только автоматизации технологий с помощью программных средств, но и важность предварительной оценки стратегических перспектив и ценности бизнеса для всех заинтересованных лиц (клиентов, владельцев, сотрудников, поставщиков). Анализ и оценка существующих бизнес-процессов предприятия должна проводиться постоянно в режиме реального времени. Это возможно при условии функционирования на предприятии процессной системы управления. Для выполнения подобных работ требуются особые технологии, методики, программные средства и подготовленные специалисты, способные поддерживать и раз-вивать процессную систему управления, а также управлять изменениями в условиях повышенной нестабильности внешней среды. Процессный подход является основным элементом менеджмента на предприятии. При этом одним из ключевых аспектов этого подхода является обеспечение наглядности («прозрачности») объекта управления (организации или системы) посредством его точного, достаточного, лаконичного, удобного для восприятия и анализа описания. Модель объекта, рассматриваемого как информационная система, может создаваться с помощью различных инструментов. В настоящее время существует ряд методологий, позволяющих взяться за создание функционально-информационного описания процессов любого типа, существующих на предприятиях с различными направлениями деятельности.

Наиболее удобным языком моделирования таких процессов является методология SADT (Structured Analysis and Design Technique - методология структурного анализа и проектирования), предложенная более 20 лет назад Дугласом Россом и опробована на практике в период с 1969 по 1973 г. SADT - это способ функционального моделирования разработан на базе методологии структурного анализа систем, в основе которой лежала идея декомпозиции основных процессов деятельности на составляющие. SADT-МЕТОДОЛОГИЯ – совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной структуры сложных иерархических систем в виде модели, которая должна дать ответ на некоторые заранее определенные вопросы. В основе этого метода мо-делирования систем лежит описание системы, создаваемого с помощью естественного языка, позволяющего свободно описать функционирование моделируемой системы. На основе гра--фических средств SADT/IDEF0 дескриптивное описание системы снабжается изображением ее модели, которое практически полностью устраняет возможную неоднозначность семантического описания. SADT - это методология, разработанная специально для того, чтобы облегчить описание и понимание искусственной системы средней сложности и ее среды до определения требований к программному обеспечению или к чему-либо другому. В основе методологии SADT лежат два основных принципа:

1. SA-блоки, на основе которых создается иерархическая многоуровневая модульная систе-ма, каждый уровень которой представляет собой законченную систему (блок), поддержи-ваемую и контролируемую системой (блоком), находящейся над ней.

2. Декомпозиция. Использование этой концепции позволяет разделить каждый блок, пони--маемый как единое целое, на свои составляющие, описываемые на более детальной диа-грамме. Процесс декомпозиции проводится до достижения нужного уровня подробности описания. Диаграмма ограничивается 3-6 блоками для того, чтобы детализация осуществ-лялась постепенно. Вместо одной громоздкой модели используется несколько небольших взаимосвязанных моделей, значения которых взаимно дополняют друг друга, делая понятной структуризацию сложного объекта.

Применение SADT методологии основано на формализованном процессе создания системы, при разбиении его на следующие фазы:

• анализ - определение того, что система будет делать;

• проектирование - определение подсистем и их взаимодействие;

• реализация - разработка подсистем по отдельности;

• объединение - соединение подсистем в единое целое;

• тестирование - проверка работы системы;

• установка - введение системы в действие;

• функционирование - использование системы.

Обычно SADT-методология применяется на ранних этапах жизненного цикла информационной системы. SADT-МОДЕЛЬ - это точное, полное и адекватное текстовое и графическое описание системы имеющей конкретное назначение, выполненное в виде иерархически организованной со-вокупности диаграмм, созданных на основе стандартного представления данных. Это описание системы у которой есть единственный субъект, цель и одна точка зрения с помощью SADT-методологии. Такая модель представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм, организованных в виде древовидной структуры, где верхняя диаграмма является наиболее общей, а самые нижние наиболее детализированы. В SADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описываю-щие систему, а источником графического языка - сама методология SADT. Графический язык SADT обеспечивает структуру и точную передачу модели семантики естественного языка. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определенным и однозначным образом, за счет чего SADT позволяет описывать системы, которые до недавнего времени не поддавались адекватному представлению. С точки зрения SADT модель может быть сосредоточена либо на функциях системы, либо на ее объектах. SADT-модели, ориентированные на функции, принято называть ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ МОДЕЛЯМИ, а ориентированные на объекты системы - МОДЕЛЯМИ ДАННЫХ. Функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые в свою очередь отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Модели данных дуальны к функциональным моделям и представляют собой подробное описание объектов сис-темы, связанных системными функциями. Полная методология SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы. Согласно авторам SADT процесс моделирования, как процесса создания непротиворечивой и полезной системы описаний, состоит из четырех последовательных этапов:

1. Сбор информации об исследуемой области.

2. Документирование полученной информации.

3. Представление ее в виде модели.

4. Уточнение модели посредством итеративного рецензирования.

Применяемый в SADT цикл автор/читатель позволяет регулярно доводить до сведения автора замечания к разработанной им модели. Тем самым обеспечивается непрерывная проверка ее качества специально отобранными для этого читателями. В SADT-методологии определены обязанности SADT –библиотекаря, обеспечивающие поддержку, как коллективной деятельности, так и индивидуальную работу автора. SADT выделяется среди современных методологий описания систем благодаря своему широкому применению, т.к. SADT:

• является единственной методологией, легко отражающей такие системные характеристики, как управление, обратная связь и исполнители. Это объясняется тем, что SADT изначально возникла на базе проектирования систем более общего вида в отличие от других структурных методов, "выросших" из проектирования программного обеспечения;

• в дополнение к имеющимся концепциям и стандартам для создания систем добавлены развитые процедуры поддержки коллективной работы;

• предназначена для применением на ранних стадиях создания системы;

• можно сочетать с другими структурными методами. Это достигается использованием графических SADT-описаний в качестве схем, связывающих воедино различные методы, примененные для описания определенных частей системы с различным уровнем детализации.

Наличие собственного графического языка SADT, и его усиленное использование преобразовало SADT в законченную методологию, способную повысить качество продуктов, создаваемых на ранних стадиях развития проекта. В программе интегрированной компьютеризации производства (ICAM) Министерства обо-роны США была признана полезность SADT, что привело в 1993 году к стандартизации и публикации ее части, называемой IDEF0 в качестве федерального стандарта в США, а в 2000 году - в качестве руководящего документа по стандартизации в Российской Федерации. Под названием IDEF0 SADT применялась тысячами специалистов в военных и промышленных организациях.

В большинстве случаев, единственным набором изложенных правил, в соответствии с которыми должно функционировать предприятие, является набор отдельных положений и должностных инструкций. Чаще всего эти документы составлялись не один год назад, слабо структурированы и невзаимосвязаны между собой и, вследствие этого, просто пылятся на полках. На начальных этапах создания ИС обязательно возникает необходимость в изучении того, как работает предприятие, какие технологические процессы обработки циркулирующей в нем информации существуют. Обычно никто в организации ни знает, как она работает в той мере подробности, которая необходима для создания ИС:

• руководитель хорошо знает работу в целом, но не в состояния вникнуть в детали работы каждого рядового сотрудника;

• рядовой сотрудник хорошо знает, что творится на его рабочем месте, но плохо знает, как работают коллеги.

Поэтому для полного понимания работы предприятия необходимо построить модель процессов, существующих на предприятии, адекватную предметной области и содержащую в себе знания всех участников информационного обмена.

Создание и внедрение интегрированной ИС на предприятии, особенно в условиях виртуального предприятия, связано с глубокими исследованиями процессов, составляющих ЖЦ изделия. Для моделирования сложных систем существуют достаточно большое количество методологий и стандартов. К ним относятся, в частности, методологии семейства IDEF, основанных на графическом представлении систем, с помощью которых можно эффективно отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах. При этом глубина исследования процессов в системе определяется самим разработчиком, что позволяет не перегружать создаваемую модель излишними данными.

В начале 80-х годов 20 столетия в рамках предложенной ВВС США программы компьютеризации промышленности - ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing - интегрированное автоматизированное производство) для разработки методов, которые улучшают промышленную производительность, через систематическое использование правил, поддерживаемых компьютерными технологиями, был создан стек методологий. Разработанные методы должны были гарантировать получение ожидаемого производственного результата. В ходе реализации программы выявилась потребность в разработке методов анализа процессов взаимодействия в производственных (промышленных) системах, предназначенных для описания различных этапов ЖЦИ и представляющих собой графический язык (нотация) и набор процедур анализа, которые могут быть использованы для понимания и проектирования ЖЦИ как в структуре реального предприятия, так и виртуального. Термин IDEF (Integrated Definition) - это сокращение от англоязычного словосочетания ICAM Definition Methods, обозначающее методы описания для ICAM. Принципиальным требованием при разработке рассматриваемого семейства методологий было обеспечение возможности организации эффективного обмена информацией между всеми участниками программы на базе высокоэффективного языка, применение которого позволяет исследовать структуру, параметры и характеристики процессов в производственно-технических и организационно-экономических системах не только для описания повседневной деятельности предприятия, но и для планирования изменений.

В настоящее время общая методология IDEF включает ряд частных методологий для мо-делирования систем, в том числе:

• IDEF0 - методология функционального моделирования используется для создания фун-циональной модели, с помощью наглядного графического языка IDEF0 отображающая структуру, процессы и функции системы, в виде набора взаимосвязанных функций (функ-циональных блоков), а также потоки информации и материальных объектов, преобразуе-мые этими функциями. Как правило, моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы;

• IDEF1 - методология информационного моделирования, применяется для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков внутри системы, необходимых для поддержки функций системы. Позволяет отображать и анализировать их структуру и взаимосвязь;

• IDEF1X (IDEF1 Extended) - методология построения реляционных структур. IDEF1X относится к типу методологий «Сущность-взаимосвязь» (ER – Entity-Relationship) и, как правило, используется для моделирования реляционных баз данных, имеющих отношение к рассматриваемой системе;

• IDEF2 - методология динамического моделирования развития систем, позволяющая создавать динамическую модель меняющихся во времени поведения функций, информации и ресурсов системы. Из-за серьезных сложностей, связанных с анализом динамических систем стандарт по IDEF2 не был создан. Тем не менее, существуют реализации систем динамического моделирования (алгоритмы и их компьютерные реализации), преобразующие статические модели семейства IDEF0 в модели на базе «раскрашенных сетей Петри» (CPN – Color Petri Nets);

• IDEF3 - методология моделирования процессов, происходящих в системе, предназначен-ная для создания сценариев и описания последовательности операций для каждого процесса. IDEF3 напрямую связана с методологией IDEF0: каждая функция (функциональ-ный блок) может быть представлена средствами IDEF3 в виде отдельного процесса;

• IDEF4 - методология объектно-ориентированного проектирования и анализа систем. Средства IDEF4 позволяют наглядно отображать структуру объектов и принципы их взаимодействия, позволяя анализировать и оптимизировать сложные объектно-ориентированные системы;

• IDEF5 - методология определения онтологий (словарей) исследования сложных систем. С помощью словаря терминов и правил позволяет описать онтологию системы. В итоге могут быть сформированы достоверные утверждения о состоянии системы в некоторый мо-мент времени, на основе которых делаются выводы о дальнейшем развитии системы и производится её оптимизация.

• IDEF9 - методологии моделирования требований.

Особенностью рассматриваемого семейства методологий является способность «задавать вопросы» в процессе моделирования при обеспечении неразрывной связи графических средств, методологии и технологии. Поэтому семейство методологий IDEF является единственной системой, которая предоставляет не только средства отображения процессов, но и методологию взаимодействия «аналитик-специалист», и, кроме того, технологию создания проектов, охватывающую все стадии «жизненного цикла» - от первичного анализа до формы представления окончательного проекта, через поэтапный процесс создания диаграмм и хранения версий. Применение средств IDEF позволяет:

• сохранить целостность и непротиворечивость модели;

• создавать словари и примечания;

• получить файлы для трансляции с помощью выбранной СУБД в конкретную базу данных;

• получить спецификации на прикладные программные комплексы промышленной компью-терной системы.

Не секрет, что сейчас практически все проекты исследования и анализа финансовой и хо--зяйственной деятельности предприятий, так или иначе, связаны с построением автоматизированных систем управления. Благодаря этому стандарты IDEF в понимании большинства стали неотделимы от внедрения ИТ, хотя с их помощью можно эффективно решать даже небольшие локальные задачи, используя только карандаш и бумагу. Следует отметить, что именно широкое применением IDEF и предшествующей методологии - SADT связано возникновение концепции «AS-IS/TO-BE», которая активно используется в практике современного реинжиниринга процессов (концепция BPR - бизнес-процесс реинжини-ринг). Для описания процессов в рамках системы наибольший интерес представляет собой методология функционального моделирования IDEF0. Применение стандартов группы IDEF является фактическим условием для получения ста-туса организацией, удовлетворяющей ISO 9000, ISO 9001. В последние годы интерес к мето-дологиям семейства IDEF неуклонно растет. При этом если интерес к таким стандартам, как IDEF3-5 можно назвать скорее теоретическим, а внимание к IDEF0 и IDEF1Х– вполне практически обоснованным. Семейство методологий IDEF предоставляет в распоряжение аналитика высокоэффек-тивный язык, применение которого позволяет исследовать структуру, параметры и характеристики процессов в производственно-технических и организационно-экономических системах не только для описания повседневной деятельности предприятия, но и для планирования изменений. Программно-методические комплексы на основе CASE-средств IDEF хорошо зарекомендовали себя при анализе производственной деятельности предприятия и синтезе функцио-нальной и информационной структуры будущей системы, особенно при ограниченных сроках создания проекта. Первые CASE-средства, позволяющие строить модели DFD и IDEF0, появились на русскоязычном рынке еще в 1996 году, одновременно с выходом популярной книги о принципах моделирования в стандартах SADT. Тем не менее, большинство руководителей до сих пор расценивают моделирование в стандартах IDEF скорее как дань моде, чем как эффективный способ оптимизации существующей системы управления бизнесом.

Любая реальная система может рассматриваться как произвольное множество подсистем, потому что мы сами, со своей субъективной точки зрения умозрительно определяем, будет ли некий объект компонентом системы, или мы будем его рассматривать как внешнее воздействие. В конце 90-х годов, когда увеличилась конкуренция и рентабельность деятельности предприятий стала резко падать, менеджмент промышленных предприятий столкнулся с огромными сложностями, пытаясь оптимизировать затраты, сделать продукцию одновременно и прибыльной, и конкурентоспособной. Четко обозначилась необходимость иметь модель деятельности предприятия, отражающую все механизмы и принципы взаимосвязи различных подсистем в рамках одного бизнеса. Понятие «моделирование бизнес-процессов» вошло в обиход большинства аналитиков одновременно с появлением на рынке сложных программных продуктов, предназначенных для комплексной автоматизации управления предприятием. Внедрение подобных систем всегда подразумевает проведение глубокого предпроектного исследования деятельности компании. Результатом такого исследования становится экспертное заключение, где отдельно даются рекомендации по устранению «узких мест» в управлении деятельностью организации. На основании экспертного заключения, непосредственно перед началом проекта, проводится так на-зываемая реорганизация бизнес-процессов, часто достаточно серьезная и болезненная для компании. Методологию IDEF0 можно считать конечным этапом развития хорошо известного графи-ческого языка описания функциональных систем SADT. Стандарт IDEF0 был разработан в 1981 году в рамках обширной программы автоматизации промышленных предприятий ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing), предложенной департаментом Военно-Воздушных Сил США. Семейство стандартов IDEF унаследовало свое обозначение от названия этой про-граммы (IDEF – ICAM DEFinition). C 1981 года стандарт IDEF0 претерпел несколько незначительных изменений, в основном ограничивающего характера. Последняя его редакция была выпущена в декабре 1993 года Национальным Институтом по Стандартам и Технологиям США (NIST). Стандарт IDEF0 с 1993 г. принят в качестве Федерального стандарта для функционального моделирования и обработки информации США, используется в Министерстве обороны Великобритании, НАТО и множеством других различных корпораций, осуществляющих в своей практике функциональное моделирование. В 2000 году Госстандарт России принял Руководящий документ «Методология функционального моделирования IDEF0» для целей реинжиниринга деловых процессов и процессов менеджмента качества. В настоящее время методология IDEF0 рассматривается ИСО на предмет международного стандарта IPS (стандарты по обработке информации). Основная цель, поставленная при разработке методологии IDEF0 – это решение задач анализа процессов взаимодействия в промышленных системах и интеграции промышленных комплексов при осуществлении программ комплексной автоматизации. Кроме усовершенство-ванного набора функций для описания бизнес-процессов, одним из требований стало наличие эффективной методологии взаимодействия в рамках «аналитик-специалист». Новый метод должен был обеспечить групповую работу над созданием модели, с непосредственным участием всех аналитиков и специалистов, занятых в рамках проекта. Так и возникла методология функционального моделирования IDEF0. Для промышленного предприятия использование методологии IDEF0 с точки зрения интеграции может разделяться на следующие уровни: интеграция материальных систем, интеграция приложений, интеграция бизнеса. Результатом применения IDEF0 к проблемам интегра-ции– разработанная модель, обеспечивающая видимость различных аспектов интеграции. Модель должна показывать различные процессы деятельности предприятия с учетом имеющегося оборудования, машин, информации, организованного обмена информацией, вовлечённых людей, а также процессы, которые должны быть исполнены. При реализации сложных проектов обследования предприятий, разработка моделей в стандарте IDEF0 позволяет наглядно и эффективно отобразить весь механизм деятельности предприятия в нужном разрезе. Однако самое главное – это возможность коллективной работы, которую предоставляет IDEF0. IDEF0-методология– это методология функционального моделирования, согласно которой система представляется как совокупность взаимодействующих процес-сов/работ/функций. Такая чисто функциональная ориентация является принципиальной - функции системы анализируются независимо от объектов, которыми они оперируют. Это по-зволяет более четко смоделировать логику и взаимодействие процессов организации. Поэтому исследование или разработка любой сложной системы начинается с функционального анализа и моделирования как системы в целом, так и всех ее подсистем. Методология IDEF0 предназначена для функционального моделирования, то есть моделирования выполнения функций объекта, путем создания описательной графической модели, показывающей что, как и кем делается в рамках функционирования любого предприятия. Разработанные IDEF0 модели предназначены для документирования процессов производства, отображения какая информация и ресурсы используются на каждом этапе.