Книги на английском языке

IDEF0 - Sadt Business Process & Enterprise Modelling. David A. Marca, Clarence L. McGowan Eclectic Solutions Corp; ASIN: 0963875000; (October 1993)

Sadt: Structured Analysis and Design Techniques (McGraw-Hill Software Engineering Series) David A. Marca, Clement L. McGowan McGraw Hill Text; ASIN: 0070402353; (January 1988)

http://www2.tcde.ru/?43702

Сборник научных трудов «Дистанционные образовательные технологии. Выпуск 1. Пути реализации», 2004 г.

А.В. Носуленко. Использование методологии idef в рамках создания корпоративной информационной системы «лоцман.Edu» тмц до

      Актуальность обеспечения активной конкурентоспособности за счет информатизации и автоматизации своей деятельности все больше и больше проявляется среди различных образовательных учреждений, предоставляющих свои услуги. Среди них университеты, вузы, учреждения, предоставляющие среднеспециальное и профессиональное образование, гимназии, колледжи, различные центры сертификационных курсов и повышения квалификации. Томский межвузовский центр дистанционного образования стремится использовать современные информационные и коммуникационные технологии, преследуя, таким образом, такие цели, как повышение качества обучения, увеличение оперативности по взаимодействию между студентом и центром, центром и региональным представительством, центром и вузами, входящими в его состав, а также внутри собственных подразделений.

      Первый, наиболее распространенный шаг в направлении комплексного решения указанных выше задач — внедрение корпоративной информационной системы (КИС), формирование в рамках компании единого информационного пространства, а также автоматизация основных бизнес-процессов производства товаров и услуг. В большинстве случаев компания уже имеет целый ряд всевозможных информационных инструментариев, разрозненно автоматизирующих различные внутренние функции и направления деятельности отдельных структур. Причем львиная доля ресурсозатрат по развитию этих инструментариев приходится на создание всевозможных отчетов и/или модулей интеграции данных, основной задачей которых является информационный обмен, а также возможность консолидированного анализа данных на более высоком уровне. Информационные платформы, на базе которых созданы эти инструментарии, а также структуры данных с течением времени значительно устаревают, что приводит к нецелесообразности их дальнейшего развития. Все это является дополнительными предпосылками к принятию руководством компании решения внедрить новую КИС. Решение этой задачи обычно реализовывается одним из трех способов:

      — внедрением собственной разработки или уникальной разработки сторонних разработчиков, создаваемой под заказ данной компании;

      — внедрением уже разработанных и предлагаемых на рынке КИС типовых решений сторонних производителей;

      — симбиозом двух предыдущих способов — модернизацией типового решения под заказ компании.

      Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Соответственно выбор способа зависит от целого ряда факторов, уникальных для каждого отдельно взятого внедрения КИС, и этот выбор в значительной степени определяет полученный результат — насколько оправдает себя (затраты на внедрение и изменение технологии функционирования компании) внедрение новой КИС.

      В настоящий момент существует множество толкований и определений понятия «информационная система» (ИС). В одном из наиболее удачных обязательным элементом, входящим в это понятие, определяется информационная модель компании. «Как подмножество бизнес-модели, описывающее все существующие (в т.ч. не формализованные в документальном виде) информационные потоки на предприятии, правила обработки и алгоритмы маршрутизации всех элементов информационного поля». В свою очередь, бизнес-модель — «описание предприятия, как сложной системы, с заданной точностью. В рамках бизнес-модели отображаются все объекты (сущности), процессы, правила выполнения операций, существующая стратегия развития, а также критерии оценки эффективности функционирования системы. Форма представления бизнес-модели и уровень её детализации определяются целями моделирования и принятой точкой зрения». В конечном итоге КИС предполагается использовать как некий инструмент, автоматизирующий определенную деятельность сотрудников компании (автомат — работающий при малом участии человека). Деятельность сотрудников в рамках компании определена технологией производства определенных продуктов и/или услуг. Следует отметить, что компания представляет собой сложную систему, неподдающуюся простому описанию. Но описание, дальнейшее понимание, анализ оптимальности и, в конечном итоге, реализация в алгоритмах — необходимые процессы создания КИС. В любой небольшой компании, имеющей штат не более двадцати человек, нет сотрудника (в том числе и руководителя), который бы имел полное представление обо всех протекающих технологических процессах. В этом случае на помощь приходит модель — как способ существования знаний [1]. В контексте данных выше определений это бизнес-модель, целью построения которой является дальнейший анализ возможностей автоматизации деятельности компании, в особенности ее информационной составляющей, и в результате анализа — построение информационной модели компании, в которой отражена деятельность при условии внедрения ИС.

      Создание модели — процесс, определяющий основу будущей КИС, в значительной мере влияющий на результаты внедрения (при реализации проектов чаще всего эта задача ставится перед группой специалистов, называющихся в современной терминологии бизнес-аналитиками). Существует целое множество всевозможных моделей, отражающих различные информационные слои и имеющих различное назначение. В данном контексте можно обозначить следующие типы моделей:

      — функциональная модель (технологические действия, операции и их взаимосвязь);

      — модель данных (сущности анализируемой сферы деятельности, их атрибуты и связанность сущностей в единое пространство данных);

      — структурная (организационная) модель;

      — модель потоков данных (существующие потоки информации на различных носителях, как в рамках компании, так и входящие/исходящие);

      — сетевая модель (действия в базисе времени).

      Все дальнейшее повествование будет посвящено первому (основному, но далеко не единственно достаточному в рамках внедрения КИС) типу моделей. В настоящий момент существует большое множество различных методологий построения функциональных моделей.

IDEF (Icam Definition)

      Семейство из десятка различных методологий, созданных начиная с семидесятых годов прошлого века и явившихся продолжением методологии структурного анализа и проектирования (SADT — Structured Analysis & Design Technique). В многообразии нотаций IDEF первое место отведено методологии функционального моделирования (IDEF0). Основу нотации определяют три основополагающих графических понятия. 

      1. Функциональный блок (прямоугольник), определяющий функцию, работу, операцию, имеющий название, в большинстве случаев использующее глагольный оборот. 

      2. Интерфейсная дуга (однонаправленная стрелка), связывающая функциональные блоки в единую модель. Определяет различные объекты и элементы моделируемой системы. Название дуги по требованию стандарта методологии — оборот существительного. Существует четыре типа дуг: вход, механизм, управление, выход, соответственно входящие в левую, нижнюю, верхнюю грани функционального блока и исходящая из правой.

      3. Декомпозиция. Более общее понятие, чем два предыдущих. Каждый функциональный блок может быть представлен (декомпозирован) на более подробную функциональную диаграмму. Разработчик модели может, таким образом, поэтапно погружаться от общего к частному, раскрывая технологические функции объекта исследования.

      Особенностью данной методологии является наличие применимой и зарекомендовавшей себя методики самого моделирования [2]. Это обстоятельство в значительной степени помогает начинающим бизнес-аналитикам в процессе освоения своей новой деятельности и соответственно помогло популяризации семейств методологии IDEF.

ARIS (Architecture of Integrated Information System)

      Данная методология создана специалистами немецкой компании IDS Scheer AG, образованной на базе отделения Института информационных систем германского Университета Саарланд. Основным идеологом методологии является профессор Шеер. Фактически ARIS являлась методологической основной для одноименной инструментальной системы. Особенностью является более обширный набор графических элементов отображения различных элементов функциональной диаграммы. Всего в стандарте представлено несколько десятков различных графических элементов. Собственные отображения имеют такие элементы модели, как функция, событие, документ, инструментальная (информационная) система, организационная единица, связи между объектами, блоки данных, элементы логики и т.д. Основными информационными элементами являются функция, событие и стрелка связи. Кроме этого, методология определена целым рядом правил, таких как, например:

      1) каждая функция должна быть инициирована событием и должна завершаться событием;

      2) в каждую функцию не может входить более одной стрелки, «запускающей» выполнение функции, и выходить более одной стрелки, описывающей завершение выполнения функции.

      Методология ARIS используется в компании SAP AG (мировом лидере среди поставщиков программных решений для бизнеса) в процессе разработки информационных модулей.

Стандарты ISO9000

      Методология, составленная на основе стандартов серии ISO9000. Моделирование бизнес-процессов совместно с организационной структурой компании — объекта исследования. Содержит около десятка различных графических элементов: начало/конец процесса, ручной/автоматизированный процесс, документ на бумажном носителе, ручной ввод данных, автоматизированная система/база данных и т.д. Методология рекомендована к использованию в постановке технических заданий и концептуальных проектов информационных систем. Кроме этого, содержит ряд правил отображения и построения моделей.

Имитационное моделирование

      Принципиальное отличие данной методологии от предыдущих в том, что она описывает и анализирует динамику поведения системы. Ключевое понятие — имитировать. Пытается создать модель, которая будет отражать несколько состояний системы в различные периоды жизни. Для имитационного моделирования характерным термином является «прогон модели» — в определенном, зачастую в меньшем, масштабе времени имитация поведения различных элементов системы при воздействии определенных факторов, приближенных к элементам реального объекта исследования. Соответственно в данной методологии существуют большие возможности для экспериментальных исследований и анализа. Осуществляется реализация и оценка аналитиком всевозможных интуитивных предположений по решению различных задач оптимизации модели за достаточно малое время и без каких-либо экспериментальных воздействий на непосредственно объект исследования (к примеру департамент финансов крупной компании). В настоящий момент времени можно говорить о порядка пятисот всевозможных графических нотаций, применимых в имитационном моделировании. Одна из них — нотация, применимая в инструментальной системе Arena компании System Modeling [3]. Основными графическими элементами являются процессы (прямоугольники), истоки и стоки (пятиугольники — прямоугольники со «сломанной» правой и левой гранями соответственно), элементы ветвления. Истоки и стоки — это источники и приемщики различных информационных объектов модели соответственно. Все эти элементы имеют собственные свойства и параметры, определяющие, в том числе, временные периоды жизни элемента в рамках всего жизненного цикла модели. Еще одно понятие, не определенное графически, — очередь. Некое виртуальное пространство, в котором элементы модели ожидают собственную обработку. Соответственно одной из целей моделирования может быть оптимизация количества элементов в очереди и/или же время их в ней пребывания.

Раскрашенные сети Петри

      Методология моделирования динамики поведения различных систем, в том числе динамики параллельных и асинхронных систем. Построена на основе теории сетей Петри, основанной в начале 60-х гг. прошлого века немецким математиком К.А. Петри. Имеет не только графический, но и четко формализованный математический аппарат описания и большую популярность в различных сферах проектирования. Основные элементы — множество мест, множество переходов и отношение инцидентности, а также маркировка сети для задания динамических характеристик. Раскрашенные сети Петри являются расширением простых сетей и отличаются большим объемом информации, заключенным в модели, и возможностью анализа числовых характеристик. Множество мест преобразуется в объекты, содержащие один и более параметров. Места, имеющие параметры различных типов, окрашивают в различные цвета. Таким же образом наделяются возможностью обладания собственными параметрами остальные элементы сети, взаимозависимо соответственно правилам построения. При исследовании модели определяется, какие действия происходят в системе, в каких состояниях находилась система до начала этих действий и какие состояния приобретет в результате выполнения этих действий. А также каким образом изменяются при этом числовые характеристики системы.

      При огромном многообразии всевозможных методик моделирования для решения имеющейся задачи важным этапом является выбор оптимальной методики, обеспечивающей успешное решение именно этой задачи. В рамках данного повествования такой задачей является создание функциональной модели учебного учреждения, предполагающего внедрение новой КИС. В настоящий момент можно с уверенностью подтверждать успех внедрения системы, полностью поддерживающей хотя бы основные бизнес-процессы компании и частично — вспомогательные. Основным бизнес- процессом учебного учреждения является учебный процесс.

      Соответственно КИС будет поддерживать примерно следующий перечень функционала:

      — предоставление обучаемому автоматизированного рабочего места (АРМ) в рамках КИС с доступом через сеть Internet;

      — обеспечение АРМ обучаемого всей необходимой информацией, а также его участие в автоматизированных цепочках технологических операций обеспечения учебного процесса;

      — создание высокого уровня информационной защиты КИС со стороны АРМ обучаемых;

      — интеграция функционала КИС с учебными программными комплексами по изучаемым курсам;

      — организация распределенного хранилища информации с предоставлением в возможные региональные центры всей необходимой информации, касающейся обеспечения технологии обучения;

      — регламентированная синхронизация технологических данных между регионом и центром;

      — обеспечение участия региональных центров в автоматизированных цепочках технологических операций обеспечения учебного процесса;

      — организация централизованного хранилища информации и авторизованный доступ пользователей к этой информации;

      — комплексное решение автоматизации цепочек основных и вспомогательных бизнес-процессов в рамках учебного процесса;

      — организация электронного документооборота с интегрированной технологией электронной цифровой подписи;

      — обеспечение полномасштабной и систематизированной аналитики информации, мониторинга и информационной поддержки принятия решений;

      — гибкая интеграция с другими распространенными на рынке информационными системами, возможно уже внедренными в рамках самого учреждения или ближайших компаний-партнеров;

      — модульность и наращиваемость, позволяющие перестраивать и настраивать систему в соответствии с эволюционно меняющимися законами управления, прогрессивным развитием различных современных технологий.

      В связи с этим модель должна достаточно подробно описывать технологию работы учебного учреждения, технологические и информационные взаимодействия участников процессов.

      Выбор всегда определяется набором критериев, определяющих положительные и отрицательные аспекты каждого варианта. Важным моментом также является корректность и правомочность применения выбранных критериев к вариантам. Соответственно для вышеперечисленных методологий список критериев может быть следующим:

      — простота использования — возможность использования методологии аналитиком без большого опыта моделирования;

      — функциональные возможности описания — количественные и качественные показатели графических элементов, правил построения и стандартов, относительно необходимых при всевозможных ситуациях описания (возможность описания статики/динамики системы, наличие элементов логических ветвлений модели, многообразие элементов реального мира, интерпретированных в базисных графических элементах методологии, наличие и многообразие технологий анализа);

      — адекватность восприятия читателем — однозначно правильное восприятие читателем знаний, заложенных в модель аналитиком;

      — функциональность программного инструментария построения моделей — многообразие функциональных возможностей программных продуктов, используемых аналитиком при построении и анализе модели.

      После проведения анализа представленных выше методологий была выбрана методология IDEF, исходя из следующих выводов. IDEF удобна при использовании начинающими бизнес-аналитиками в достаточно серьезных проектах, не требующих скрупулезного погружения в глубины технологических операций; процедура чтения модели экспертами при анализе адекватности объекту моделирования, с одной стороны, проста, с другой, для достаточного взаимопони-мания требует обязательной разработки так называемых «Дополнительных соглашений по моделированию». Приближенное описание динамики процессов возможно при использовании всевозможных текстовых описаний и более расширенного использования графических элементов при обязательном отражении этих допущений в указанном выше документе.

      Дальнейшее моделирование проводилось в три этапа. Первый этап «Анализ деятельности ТМЦ ДО» является, по мнению разработчиков, наиболее ответственным и важным для всей дальнейшей разработки. Он определяет весь дальнейший ход и объем работ. Основная задача данного этапа — максимально подробно и досконально изучить деятельность структур и подразделений ТМЦ ДО в ракурсе будущего объекта автоматизации. В рамках этого этапа, прежде всего, поднята и тщательным образом изучена нормативная документация центра, положения о подразделениях, штатные расписания, операционные и должностные инструкции. Второй этап — «Создание модели AS IS». По результатам изучения данной документации, а также исходя из собственного опыта участия в различных технологических сферах деятельности центра, разработчиками была создана функциональная модель AS IS (так есть), представляющая собой текущее состояние деятельности центра, своего рода фотографический снимок работы сотрудников и подразделений. Модель была изначально ориентирована (исходя из задач автоматизации) на описание, прежде всего, деятельности центра в рамках обеспечения учебного процесса студентов.        Параллельно созданию модели реализовывался еще один не менее важный шаг в рамках анализа деятельности центра. Разработчиками был проведен целый ряд интервью с руководителями отделов по изучению технологии выполнения возлагаемых на эти отделы функций. Результаты этих интервью также отражались в создаваемой модели. В результате была создана функциональная модель деятельности центра так, как ее поняли разработчики. Следующий, непростой и затяжной период — верстка и согласование модели, поиск понимания и единого взгляда заказчиков и исполнителей на деятельность центра. Было проведено два чтения руководителями отделов ТМЦ ДО и соответственно две верстки модели разработчиками. Созданная модель отражала функциональные аспекты деятельности центра. Третий, заключительный этап моделирования — «Создание модели TO BE», предоставлен и реализовывается созданной группой аналитиков, основной задачей которой является разработка новой технологической деятельности ТМЦ ДО с учетом внедрения КИС «Лоцман.edu» и функциональной модели TO BE (так будет) деятельности центра.

Литература

1. Перегудов Ф.И. Основы системного анализа / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. Учеб. пособие, 2-е изд., доп. Томск: Изд-во НТЛ, 1997. 396 с.

2. Марка Д.А. Методология структурного анализа и проектирования / Д.А. Марка, К. МакГоуэн. М., 1993. 243 с.

3. Маклаков С. Имитационное моделирование с Arena // КомпьютерПресс № 7. 2001.

http://mech.math.msu.su/conference/nikolsky-100/Articles/Kokin.htm