10. Современное состояние методов формализованного описания информационных объектов, создания автоматизированных информационных систем и оценки их эффективности.
Автоматические системы.
Традиционная теория автоматического управления хотя и признаёт информационную природу процессов управления, тем не менее основывается на изучении преобразований, которым подвергаются носители информации (сигналы), но не сама информация. Это означает, по существу, энергетический, а не информационный подход к анализу автоматов, который для них явно недостаточен.
Этот подход интересуется преобразованием, которым подвергается лишь первичная чувственная информация J, оставляя в стороне содержательную сторону управления. Действительно, если линейная автоматическая система описывается передаточной функцией:
,
где x и y – физические величины, характеризующие соответственно входной и выходной сигналы, то
.
Таким образом, обычный детерминистский подход к анализу автоматических систем посредством их дифференциальных уравнений и передаточных функций не поднимается над уровнем чувственного анализа.
Обратимся теперь к оценке сущности
управляющей системы общего вида. Целью
управления является увеличение до
заданного значения 
априорной вероятности 
нахождения сигнала в зоне, определяемой
разрешающей способностью применяемых
измерительных приборов. Например, если
в стохастической системе управление
локализует сигнал в зоне ±
x/2
с вероятностью
,
в то время как без управления эта
вероятность составляла 
, то согласно выражению
.
(**)
Суть системы управления составит 
,
причём в стационарном режиме 
.
При
малых 
,
когда внутри этого промежутка распределение
практически равномерно, имеем 
.
В детерминированных системах, в которых
= 1 в пределах, определяемых погрешностью
системы ±
x/2,
сущность управления составляет 
.
Из формул (**) и 
получим, что в линейных безынерционных
системах с коэффициентом усиления K
имеет место 
.
Формализованное описание информационных объектов представляет собой модель бизнес-процессов.
Моделирование бизнес-процессов в последние годы стало модной тенденцией, охватившей многие крупные (и даже не очень крупные) предприятия. Во многих компаниях как грибы растут департаменты организационного развития, отделы процессного управления и иные подразделения, основная задача которых заключается в выработке рекомендаций по совершенствованию деятельности компании на основе применения процессного подхода. На рынке услуг также доступны предложения в области процессного консалтинга, в том числе предложения с конкретной отраслевой специализацией (например, в области постановки процессов разработки приложений или ведения других ИТ-проектов либо в области совершенствования систем управления компаниями).
Данный реферат посвящен использованию процессного подхода, моделированию бизнес-процессов и их практическому применению. Темы, планируемые к освещению в данном реферате, включают обсуждение наиболее широко распространенных типов моделей, способов их хранения, их достоинств и недостатков. Помимо этого мы рассмотрим средства интеграции с информационными системами и средствами управления бизнес-процессами (включая решения, использующие языки описания бизнес-процессов); имитационное моделирование процессов, контроль и анализ выполнения процессов в реальной жизни, создание решений на основе средств моделирования бизнес-процессов.
Процессный подход
Суть процессного подхода проста. Деятельность сотрудников компании делится на две категории: повторяющаяся (периодически или в результате наступления каких-либо событий), называемая процессами, и неповторяющаяся, называемая проектами, мероприятиями или программами. С этой точки зрения процесс есть связанный набор повторяемых действий, которые преобразуют исходный материал и (или) информацию в конечный продукт (или услугу) в соответствии с предварительно установленными правилами. Как правило, процессы составляют значительную часть деятельности организаций. Учитывая, что процесс имеет конечный результат, рассмотрение деятельности компании как совокупности процессов позволяет более оперативно реагировать на изменение внешних условий, избегать дублирования деятельности и затрат, не приводящих к желаемому результату, правильно мотивировать сотрудников для его достижения.
Моделирование бизнес-процессов обычно означает их формализованное графическое описание. Хотя моделирование применения процессного подхода и совершенствования деятельности компании на его основе не является обязательным, в последнее время во многих компаниях ему уделяется серьезное внимание.
С точки зрения управления организацией процессный подход представляет собой систематическую идентификацию применяемых организацией процессов и их взаимодействия и управление ими. Он позволяет перейти от текстового описания деятельности (содержащегося в нормативных документах организации, таких как положения о подразделениях, должностные инструкции, технологические карты производственных процессов) к полному формализованному графическому описанию деятельности.
Описание деятельности организации (в том числе и процессов), сделанное с достаточной степенью полноты, исключительно трудоемко. Поэтому подобная работа обычно осуществляется постепенно — с описания наиболее значимых процессов верхнего уровня с их детализацией, при этом основное внимание уделяется критически важным для компании предметным областям.
При этом корректным считается такой подход к моделированию, когда модель любого уровня (кроме верхнего) является детализацией объекта какой-либо модели предыдущего уровня (такой подход, в частности, поддерживается продуктами семейства ARIS компании IDS Scheer и инструментом AllFusion Process Modeler (BPwin) компании Computer Associates). Детализация — это условный прием, позволяющий представить систему в виде, удобном для восприятия и анализа, и сделать модели более читаемыми и понятными.
При выделении процессов верхнего уровня, как правило, выбирают наиболее значимые для организации (их называют основными процессами), а также процессы, создающие инфраструктуру организации и обеспечивающие выполнение основных процессов.
Состав процессов верхнего уровня может быть различным, но во многих случаях при моделировании придерживаются так называемой 13-процессной модели, созданной по данным Международной бенчмаркинговой палаты (International Benchmarking Clearinghouse). Впрочем, существуют и другие подходы к моделированию, в основе которых лежит иной способ определения процессов верхнего уровня.
Практическое применение моделирования бизнес-процессов
Моделирование бизнес-процессов используется на практике для решения широкого спектра задач. Один из наиболее типичных способов применения подобных моделей — это совершенствование самих моделируемых процессов. На практике производится описание процессов «как есть» AS-IS (то есть именно так, как они происходят в действительности), а затем различными способами выявляются узкие места в этих процессах и на основе данного анализа создается несколько моделей «как должно быть» TO-BE.
Выявление узких мест в процессах может осуществляться разными способами. Один из них — имитационное моделирование. Исходными данными для такого моделирования являются сведения о вероятности наступления событий, влияющих на выполнение процесса, о среднем времени выполнения функций в процессе и законах распределения времени выполнения, а также об иных характеристиках, например задействованных в процессе ресурсах.
Другой способ выявления узких мест основан на анализе реальных процессов и соответственно реального времени выполнения функций или ожидания доступности ресурсов. Реальные значения могут быть как получены из информационных систем (если процесс автоматизирован с достаточно высокой степенью), так и определены путем обычного хронометража и иных наблюдений.
Еще один способ применения описания бизнес-процессов — это использование совокупности моделей процессов для генерации корпоративной нормативно-правовой базы, например регламентов процессов, положений о подразделении, должностных инструкций. Особенно часто подобные технологии применяются при подготовке компании к сертификации на соответствие одному из стандартов качества. Сегодня практически все средства моделирования бизнес-процессов позволяют получать данные об объектах на моделях и их взаимосвязях и представлять их в виде документов, хотя технологии, лежащие в основе подобных решений, могут быть различны.
Нередко модели бизнес-процессов применяются при совершенствовании системы управления компаниями и разработке системы мотивации персонала — для этого обычно моделируются цели компании, каждая из которых разбивается на более детальные до тех пор, пока это разбиение не станет столь подробным, что отдельные цели окажутся связанными с деятельностью конкретных сотрудников. Затем для этих целей формируются количественные показатели, характеризующие степень их достижения, и на основе этих показателей создается система мотивации персонала.
Моделирование бизнес-процессов широко применяется при проектировании информационных систем или иных ИТ-решений — сегодня описание процессов при управлении требованиями и создании спецификаций стало практически правилом хорошего тона, и в современном техническом задании вполне можно увидеть не только список требований, но и модели процессов. И, что бы ни говорили на эту тему специалисты в области управленческого и процессного консалтинга, не стоит забывать о том, что во многих случаях именно задача корректной автоматизации и информационной поддержки деятельности компании является основной при принятии решения о моделировании бизнес-процессов.
Перечисленными задачами далеко не исчерпывается область применения моделирования бизнес-процессов — здесь приведены лишь некоторые примеры использования этого вида моделирования.
Разные типы моделей и их взаимосвязи
Отметим, что помимо процессов моделируются и иные аспекты деятельности организации. Так, одной из традиционно используемых является модель организационной структуры (подобные модели, начерченные тушью на листах ватмана, можно было увидеть еще в 1970-80-х годах во многих советских государственных организациях).
Нередко при описании деятельности компаний применяются модели документов, знаний, полномочий, целей, информационных систем, материальных и производственных ресурсов и многие другие.
Нередко одни и те же объекты могут использоваться в разных моделях. Так, на модели процесса и на модели оргструктуры могут присутствовать одни и те же объекты.
Общие объекты могут быть на модели процесса и на модели документов, на модели информационных систем и на модели процесса, на модели оргструктуры и на модели полномочий и т.д.
Иными словами, описание деятельности организации представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодополняющих графических моделей различных типов, каждая из которых описывает ситуацию в конкретной предметной области деятельности.
Процессный подход и CASE-технологии
Модели, объекты и связи
При моделировании бизнес-процессов, как правило, манипулируют понятиями модели, объекта и связи. Модель — это совокупность графических символов, их свойств, атрибутов и связей между ними, которая адекватно описывает некоторые свойства моделируемой предметной области. Возможные типы моделей и правила их построения (в том числе доступные для применения графические символы и правила существования связей между ними) определяются выбранной методологией моделирования, а система условных обозначений, принятая в используемой модели, определяется выбранной нотацией.
Существует довольно много методологий моделирования, используемых сегодня при описании бизнес-процессов. К наиболее популярным из них можно отнести методологию DFD (Data Flow Diagrams), описывающую диаграммы потоков данных, которые используются при анализе требований и функциональном проектировании информационных систем; STD (State Transition Diagram), рассматривающую диаграммы перехода состояний для проектирования систем реального времени; ERD (Entity-Relationship Diagrams), раcсматривающую диаграммы «сущность — связь», которые применяются при логическом проектировании информационных систем; FDD (Functional Decomposition Diagrams), описывающую диаграммы функциональной декомпозиции; SADT (Structured Analysis and Design Technique), представляющую собой довольно популярную в 90-х годах технологию структурного анализа и проектирования. В последнее время популярна также методология ARIS, рассматривающая совокупность различных типов моделей (включая и поддерживаемые некоторыми другими методологиями), которые используются для описания всех подсистем компании. Не менее популярно и семейство методологий IDEF, применяемых для проектирования бизнес-процессов и данных (разработчики баз данных, как правило, неплохо знакомы с методологией IDEF1X, описывающей логические и физические модели данных, а методология IDEF0 весьма популярна у аналитиков, описывающих бизнес-процессы). У разработчиков приложений очень популярна методология UML (Unified Modelling Language), используемая при проектировании информационных систем и приложений с целью описания требований к информационной системе, сценариев работы пользователей, изменения состояний системы и данных в процессе работы и классов будущего приложения.
Инструменты моделирования
Хотя рисовать модели на бумаге не возбраняется, современное моделирование бизнес-процессов обычно осуществляется с использованием CASE-средств — Computer Aided System Engineering — проектирование систем с помощью компьютера. На современном рынке программного обеспечения CASE-средств не одна сотня. В такой ситуации имеет смысл обсудить их классификацию и задачи, которые можно решить с их помощью (применительно к процессному подходу).
Из информационных технологий к CASE-средствам обычно относят инструменты, позволяющие автоматизировать те или иные процессы жизненного цикла ИТ-решений. Впрочем, с их помощью нередко решаются и задачи, не имеющие прямого отношения к ИТ-решениям.
Особенностями современных CASE-средств являются наглядные графические средства для создания моделей, использование средств их хранения в виде файлов или в виде данных в специальном репозитарии, а зачастую — средства интеграции с другими инструментами (например, со средствами разработки приложений, офисными приложениями, другими CASE-средствами, инструментами, применяемыми при внедрении информационных систем). Часто CASE-средства содержат средства генерации отчетов на основе моделей, средства реинжиниринга — генерации моделей на основе имеющихся данных (например, содержащихся в реляционной базе данных). Нередко CASE-средства включают прикладные программные интерфейсы и даже среды разработки решений на собственной основе.
Интегрированное CASE-средство (или комплекс средств, поддерживающих полный ЖЦ ПО) содержит следующие компоненты;
репозиторий, являющийся основой CASE-средства. Он должен обеспечивать хранение версий проекта и его отдельных компонентов, синхронизацию поступления информации от различных разработчиков при групповой разработке, контроль метаданных на полноту и непротиворечивость;
графические средства анализа и проектирования, обеспечивающие создание и редактирование иерархически связанных диаграмм (DFD, ERD и др.), образующих модели ИС;
средства разработки приложений, включая языки 4GL и генераторы кодов;
средства конфигурационного управления;
средства документирования;
средства тестирования;
средства управления проектом;
средства реинжиниринга.
Все современные CASE-средства могут быть классифицированы в основном по типам и категориям. Классификация по типам отражает функциональную ориентацию CASE-средств на те или иные процессы ЖЦ. Классификация по категориям определяет степень интегрированности по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства, решающие небольшие автономные задачи (tools), набор частично интегрированных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла ИС (toolkit) и полностью интегрированные средства, поддерживающие весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием. Помимо этого, CASE-средства можно классифицировать по следующим признакам:
применяемым методологиям и моделям систем и БД;
степени интегрированности с СУБД;
доступным платформам.
Классификация по типам в основном совпадает с компонентным составом CASE-средств и включает следующие основные типы:
средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и анализа моделей предметной области (Design/IDEF (Meta Software), BPwin (Logic Works));
средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживающие наиболее распространенные методологии проектирования и использующиеся для создания проектных спецификаций (Vantage Team Builder (Cayenne), Designer/2000 (ORACLE), Silverrun (CSA), PRO-IV (McDonnell Douglas), CASE.Аналитик (МакроПроджект)). Выходом таких средств являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитектуры системы, алгоритмов и структур данных;
средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделирование данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL) для наиболее распространенных СУБД. К ним относятся ERwin (Logic Works), S-Designor (SDP) и DataBase Designer (ORACLE). Средства проектирования баз данных имеются также в составе CASE-средств Vantage Team Builder, Designer/2000, Silverrun и PRO-IV;
средства разработки приложений. К ним относятся средства 4GL (Uniface (Compuware), JAM (JYACC), PowerBuilder (Sybase), Developer/2000 (ORACLE), New Era (Informix), SQL Windows (Gupta), Delphi (Borland) и др.) и генераторы кодов, входящие в состав Vantage Team Builder, PRO-IV и частично - в Silverrun;
средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей и проектных спецификаций. Средства анализа схем БД и формирования ERD входят в состав Vantage Team Builder, PRO-IV, Silverrun, Designer/2000, ERwin и S-Designor. В области анализа программных кодов наибольшее распространение получают объектно-ориентированные CASE-средства, обеспечивающие реинжиниринг программ на языке С++ (Rational Rose (Rational Software), Object Team (Cayenne))
Вспомогательные типы включают:
средства планирования и управления проектом (SE Companion, Microsoft Project и др.);
средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));
средства тестирования (Quality Works (Segue Software));
средства документирования (SoDA (Rational Software)).
Для описания бизнес-процессов применяются все перечисленные категории средств, кроме, возможно, последней: моделирование данных является особой областью с вполне конкретными задачами и конкретным ожидаемым результатом и используется не столько бизнес-аналитиками, сколько разработчиками приложений.
К наиболее популярным в нашей стране средствам описания бизнес-процессов можно отнести средства UML-моделирования Rational Rose (IBM) и Together (Borland), семейство AllFusion Business Process Modeler (BPwin) для описания бизнес-процессов с помощью методологии IDEF0 (Computer Associates) и организации коллективной работы над единым репозитарием моделей, ARIS (IDS Scheer) — инструмент коллективной работы над совокупностью взаимосвязанных моделей различных типов, предназначенных для описания бизнес-процессов, данных и информационных систем, деятельности компаний, Visio (Microsoft) — средство создания различных типов моделей бизнес-процессов и данных, позволяющее создавать диаграммы и модели с применением различных методологий
Программные продукты