Часть 3. Моделирование бизнеса презентация

Процесс построения, изучения и применения моделей называется моделированием

Модель - упрощенный, приближенный образ, который отражает наиболее существенные (с точки зрения цели моделирования) свойства оригинала

Соответствие модели оригиналу называется адекватностью модели.
Адекватность включает требования полноты и точности (правильности). Требования должны выполняться в той мере, которая достаточна для достижения цели

Виды подобия: прямое (макет, фотография), косвенное (подобие по аналогии), условное (на основе соглашений)

Процесс моделирования имеет свойство динамичности:
модели развиваются, уточняются, переходят одна в другую

Часть 3. Моделирование бизнеса

Нормативные (прагматические) модели отражают объекты, которые должны быть осуществлены

Градации нормативных моделей: от референтной (для целого класса объектов) до модели конкретного объекта

Статические модели не учитывают временной фактор

Динамические модели отражают изменения объекта, происходящие с течением времени

Динамическая модель сама может быть статична или находиться в динамике (имитационная модель)

Материальные модели построены из реальных объектов

Абстрактные модели - это идеальные конструкции, выполненные средствами мышления, сознания

Часть 3. Моделирование бизнеса

Процедурные модели отражают процедурное, операционное знание

Детерминированные модели отражают процессы и явления, не подверженные случайностям

Стохастические – отражают случайные процессы, описываемые вероятностными характеристиками и статистическими закономерностями

В содержательных моделях сохраняется семантика моделируемого объекта

Формализованные модели могут не иметь смысловой интерпретации

Часть 3. Моделирование бизнеса

Нотация — система условных обозначений (знаков) и правил их использования, принятая в конкретной методологии

Требования к нотации :
простота — простой знак предпочтительнее сложного;

Тема 3.1. Классификация моделей

учет устоявшихся традиций

определенность — четкие правила использования модели;

однозначность — нельзя обозначать одним символом различные объекты;

индивидуальность — достаточное отличие от других обозначений;

наглядность — хотя бы отдаленное сходство с оригиналом;

Часть 3. Моделирование бизнеса

процессы, последовательность отдельных шагов процессов (работ, операций);

организационные структуры, обеспечивающие выполнение процессов;

материальные и информационные потоки, возникающие в ходе выполнения процессов

данные, необходимые при выполнении процессов, и отношения между этими данными

Тема 3.1. Классификация моделей

Часть 3. Моделирование бизнеса

Часть 3. Моделирование бизнеса

Основаны на последовательной декомпозиции системы на все более мелкие подсистемы.

Принципы структурного подхода:
«разделяй и властвуй» - разбиение сложных проблем на множество меньших задач, легких для понимания и решения;
иерархическое упорядочивание – организация составных частей проблемы в иерархические древовидные структуры.

Две группы методов: моделирующие функциональную структуру и структуру данных

Наиболее известные методы:
Booch’93 Г. Буча,
OMT Дж. Румбаха
OOSE А. Джекобсона
UML (Unified Modeling Language) – на основе Booch’93, OMT, OOSE

Главным структурообразующим элементом является объект.
В программировании объект - это структура, объединяющая данные и процедуры.
В модели бизнеса объекты – это участники бизнес-процесса (активные объекты)
и пассивные объекты (материалы, документы), над которыми выполняют действия активные объекты.

Часть 3. Моделирование бизнеса

Наиболее распространенные методы:

Часть 3. Моделирование бизнеса

Позволяют имитировать на компьютере (с помощью специальных программ) процессы функционирования реальной системы (в режиме сжатого времени или пошаговом режиме).

ARIS (Architecture of Integrated Information System) позволяет отражать в единой интегрированной модели: оргструктуры, функции, данные, процессы. Использует множество типов моделей

G2 - методология создания динамических интеллектуальных систем
позволяет моделировать процессы с использованием знаний эксперта

BRM (Business Rules Management) – методология управления бизнес- правилами

Часть 3. Моделирование бизнеса

Основные элементы модели:
Функциональный блок (Activity) – преобразование (активность);
Выходы (Output) – результат преобразования;
Входы (Input) - объекты, которые преобразуются в Выходы;
Управление (Control) - информация, как происходит преобразование;
Механизм (Mechanism) – объекты, осуществляющие преобразование

Тема 3.2. Структурные методологии

Тема 3.2. Структурные методологии

Выделяют четыре элемента IDEF3-модели:

Единицы работ (Unit of work) - отображают действия, процессы, события, этапы выполнения работ. Единица работы может иметь только один вход и один выход

2. Ссылки (Referents):
необходимые элементы для выполнения процесса (сырье, материалы);
результат процесса (изделие);
активаторы процесса (клиент, поставщик).

Тема 3.2. Структурные методологии

соединяют ссылку с единицей работ (активируют единицу работ)

4. Перекрестки (Junctions) – элементы модели, за счет которых описывается логика и последовательность выполнения этапов процесса.
Бывают двух видов:

перекрестки ветвления – Fan-out

перекрестки слияния – Fan-in

Тема 3.2. Структурные методологии

после завершения входного процесса запустятся все выходные процессы

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.2. Структурные методологии

после завершения входного процесса запустятся все выходные процессы, причем запустятся одновременно

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.2. Структурные методологии

после завершения входного процесса запустятся один или несколько выходных процессов

Тема 3.2. Структурные методологии

после завершения входного процесса запустится один или несколько выходных процессов, причем запустятся одновременно

Тема 3.2. Структурные методологии

после завершения входного процесса запустится только один выходной процесс

Тема 3.2. Структурные методологии

2. Перекресток слияния «И» не может следовать за перекрестком ветвления типа синхронного, асинхронного или исключающего «ИЛИ».

3. Перекресток слияния типа исключающего «ИЛИ» не может следовать за перекрестком ветвления типа «И».

4. Перекресток, имеющий одну стрелку на одной стороне, должен иметь более одной стрелки на другой.

5. Перекресток не может быть одновременно перекрестком слияния и ветвления. В ситуации, когда необходимо одновременно осуществить слияние и разветвление потоков работ, вводится каскад перекрестков.

Тема 3.2. Структурные методологии

Разрешается множественная декомпозиция работ:
для одной и той же работы может быть создано несколько диаграмм декомпозиции (для описания разных вариантов реализации работы).

Номер работы А13.1.2 означает:
родительская работа имеет код А13,
номер декомпозиции – 1
номер работы на текущей диаграмме – 2.

Типы структурных элементов (в нотации Гейна-Сарсона):

Процессы (функции, операции, действия), которые обрабатывают и изменяют информацию. Процессы показывают, каким образом входные потоки данных преобразуются в выходные

Потоки данных, которые обозначают взаимо-действие процессов с внешним миром и между собой. Поток данных соединяет выход процесса (объекта) с входом другого процесса (объекта).

Тема 3.2. Структурные методологии

Внешние сущности - определяют внешние элементы, которые участвуют в процессе обмена информацией с системой.
Внешние сущности изображают входы в систему (источники информации) и/или выходы из системы (приемники информации). Примеры: заказчик, персонал, поставщик, клиент, склад, банк

Тема 3.2. Структурные методологии

Язык UML был разработан для создания моделей информационных систем (ИС) с целью их последующей реализации в виде объектно-ориентированных программ.

Все представления о модели сложной системы фиксируются в виде диаграмм -специальных графических конструкций (схем, графов).

Имеется 8 основных типов диаграмм UML, отражающих различные аспекты: процессы, выполняемые системой (предоставляемые пользователю сервисы), последовательность выполняемых системой алгоритмических операций,
структуру программных объектов, их взаимодействие (обмен сообщениями) и т.д.

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Экземпляр (реализация) прецедента – конкретный вариант хода событий
класс прецедентов - обобщенный прецедент.

Актор (действующее лицо, business actor) - субъект окружения бизнеса. Примеры акторов: Клиент, Покупатель, Поставщик, Партнер, Акционер, Заказчик.

Для акторов тоже различают понятия класса и экземпляра.
Акторы разных классов могут иметь общие характеристики или общие обязательства.
Можно ввести обобщенный класс акторов. Между обобщенным типом актора и более конкретным устанавливается отношение обобщения

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Между прецедентами и акторами устанавливаются отношения коммуникации (отношения ассоциации со стереотипом communicate).
Они моделируют взаимосвязи прецедентов с окружением (информационные и материальные потоки)

Для каждого из элементов модели составляется спецификация.
В спецификации актора: наименование, стереотип (business actor), описание, список атрибутов, список обязательств и др.

В спецификации прецедента: наименование, стереотип (business use case), краткое описание, перечень связанных с прецедентом поддиаграмм и документов

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Продавец сообщает Отправителю адрес клиента и заказывает транспорт.

Продавец сообщает Клиенту о готовности продукта и принимает от Клиента оплату.

Изготовитель отправляет продукт на Склад и сообщает о готовности Продавцу.

Изготовитель изготавливает продукт.

Если в заявке указывается заказной продукт, то Продавец формирует заказ и передает его Изготовителю продукта.

Если в заявке указан готовый продукт, то Продавец проверяет наличие продукта на складе. Если продукта нет в наличии, прецедент заканчивается. Если продукт есть, то прецедент продолжается с шага 6.

Продавец получает заявку клиента

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Продавец

Изготовитель

Отправитель

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

1. Выделение фрагментов
Если из описания прецедента с альтернативными потоками событий можно выделить фрагмент, представляющий собой относительно законченную последовательность событий, то данный фрагмент рассматривается как отдельный прецедент. Между выделенным прецедентом и базовым устанавливается отношения включения (include).

2. Обобщение
Если несколько прецедентов имеют похожее поведение, то следует выделить общее поведение в отдельный прецедент (родительский). Между каждым из частных прецедентов и родительским устанавливается отношение обобщения (generali-zation).

Иногда используют отношение расширения (extend). Оно устанавливается между базовым прецедентом и прецедентом, содержащим некоторое дополнительное поведение, выполняемое при определенных условиях.

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Нет продукта

имеется

Диаграмма деятельности прецедента «Продажа готового продукта»

Диаграмма деятельности прецедента «Продажа заказного продукта»

Классы объектов модели бизнеса:
активные - исполнители процессов (стереотип business worker), например, Продавец, Изготовитель, Разработчик;

Клерк

Счет

пассивные - сущности (стереотип business entity),
например, Продукт, Заказ, Счет.

Иногда среди активных выделяют:
интерфейсные (стереотип Boundary) – активные объекты, взаимодействующие с окружением, т.е. с акторами. Примеры – Продавец, Регистратор, Секретарь..
управляющие (стереотип Control) – активные объекты, участвующие в выполнении процессов, но не имеющие контакта с окружением. Примеры – Разработчик продукции, Изготовитель, Менеджер проекта..

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Класс – некоторый тип объектов (множество похожих объектов),
Экземпляр – конкретный объект (представитель класса).

Объекты имеют:
имя (через двоеточие может быть указано имя класса)

Продавец1: Продавец

ФИО: Иванов И.П.
Стаж: 5

свойства - описываются с помощью атрибутов

поведение - представляется с помощью операций

Получить заказ
Принять оплату

Для отображения взаимосвязей объектов в процессе выполнения прецедента используются динамическая и статическая диаграммы взаимодействий.
Для отображения структурных и ассоциативных связей между классами используется диаграмма классов

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Отправитель получает продукт со склада и доставляет его клиенту.

Продавец сообщает Отправителю адрес клиента и заказывает транспорт.

Продавец сообщает Клиенту о готовности продукта и принимает от Клиента оплату.

Изготовитель отправляет продукт на Склад и сообщает о готовности Продавцу.

Изготовитель изготавливает продукт.

Продавец формирует заказ и передает его Изготовителю продукта.

Продавец получает заявку клиента

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

объект

Сообщение (message) – отрезок горизонтальной линии со стрелкой, проведенный от линии жизни объекта (актора), посылающего сообщение, до линии жизни объекта (актора), получающего сообщение.

объект1

объект2

Сообщения упорядочены по времени: первое сообщение изображается вверху диаграммы, следующее – ниже, следующее – еще ниже и т.д.
Однако диаграмма не содержит метрики времени (расстояния между сообщениями – это не интервал времени)

Отношение сообщения моделирует материальный или информационный поток.
Прием сообщений инициирует выполнение некоторого действия получателем

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Диаграмма классов для прецедента «Продажа продукта»

<>

<>

<>

<>

<>

<>

<>

<>

<>

коммуникации (ассоциации со стереотипом communicate)

Типы отношений:

<>

использования (ассоциации со стереотипом uses)

<< uses >>

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

Продажа готового продукта

заказ транспорта

сообщение о
готовности

оплата

передача заказа

подача заявки

Продавец

заказ транспорта

сообщение о
наличии

оплата

запрос на склад

подача заявки

Продавец

Продажа заказного продукта

сообщение

сообщение

Продавец

ФИО: Иванов И.П.
Стаж (лет): 5
Квалификация: менеджер

Получить заказ
Передать заказ на изготовление
Получить сообщение о готовности
Передать сообщение о готовности
Принять оплату
Заказать транспорт
Передать запрос на склад
Получить сообщение о наличии

Для описания поведения выявляются все обязательства во всех прецедентах (например, проверяются все входящие и исходящие сообщения на диаграммах последовательности)

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

ресурсы (Resource), выполняющие процессы – люди (продавцы, клерки, рабочие) или оборудование (станки, компьютеры);

Имитационное моделирование позволяет:
воспроизводить процесс функционирования системы во времени,
осуществлять многократные испытания модели с разными входными данными

Применяется для того, чтобы выявлять «узкие» места, прогнозировать возможные сценарии развития бизнес-процессов, оценивать различные варианты реализации системы.

процессы (Process) – работы, операции, действия;

очереди (Queue) из сущностей, ожидающих обработки – образуются перед процессами, которые в данный момент заняты.

сущности (Entity), обрабатываемые процессами – заказы, документы, заготовки изделий, клиенты и т.д.;

Процессы отображаются в виде графических модулей:

Модуль Process имитирует процесс обработки сущностей (обслуживание клиентов, обработка документов или деталей и т.д.). Время обработки сущности обычно задается статистической функцией.

Примеры распределения времени создания сущностей:
равномерное распределение – клиенты приходят равномерно, раз в 5-9 минут
треугольное – клиенты приходят через 7±2 мин, но наиболее часто - через 7 минут
экспоненциальное – количество приходящих клиентов увеличивается по экспоненте

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

Модуль Assign предназначен для задания значения атрибута сущности (номер операции, требуемой клиентом, или тип документа). Обычно задается случайное значение по заданной статистической функции.

Часть 3. Моделирование бизнеса

Модуль Dispose (Сток) удаляет сущности из системы (уход клиентов из банка или магазина, окончание обработки документа и т.д.).

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

Параметры модуля Create:
Name – имя модуля,
EntityType – тип создаваемых сущностей,
Type – способ формирования потока, Expression – распределение (время между прибытиями сущностей)
и др.

В ПП «Arena 7.0» заложены 13 типов стандартных распределений: равномерное, треугольное, нормальное, экспоненциальное, пуассоновское и др.

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

Параметры модуля Decide:
Name - имя модуля,
Type – тип принятия решения (вероятностный выбор, проверка условия).
If – тип условия и др.

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

После построения модели осуществляется имитация - «проигрывание» модели.
Пользователь задает условия окончания эксперимента - общее время проведения эксперимента или количество сущностей, которые должны пройти через систему. Задаются характеристики системы, по которым требуется получить статистику.

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

Виды отчетов, формируемые ПП «Arena»:
по сущностям – общее время нахождения в системе, суммарное время ожидания, среднее, максимальное и минимальное значение стоимости (стоимости ожидания, добавочной, недобавочной, общей стоимости) и др.;
по очередям, образующимся в модулях процессов, – среднее, максимальное и минимальное время ожидания в очереди, количество сущностей, ожидающих в очереди;
по процессам – статистика по характеристикам времени и стоимости (аналогично отчету по сущностям);
по ресурсам – статистика по затраченным ресурсам.

• организационные модели - структура организации (иерархия подразделений и должностей);

Выделено четыре основных вида моделей (четыре представления):

модели процессов/управления - комплексный взгляд на реализацию деловых процессов в рамках системы

информационные модели - структура информации, необходимой для реализации функций системы;

функциональные модели - иерархия функций (целей), выполняемых в организации;

Для каждого из этих представлений можно построить несколько типов моделей (в ARIS 5.0 общее количество типов диаграмм - 130)

Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

На верхнем уровне функции представляют собой бизнес-процессы. Детализация функций образует иерархическую структуру.

Самый нижний уровень представляют базовые функции (которые уже не могут быть разделены на составные элементы).

Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

К функциональным моделям относится
Дерево функций (Function Tree).

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

⇨ Событие - какое-либо завершенное состояние объекта, которое влияет на дальнейший ход процесса. С одной стороны события являются стимулом к выполнению функций, с другой – их результатом.

⇨ Функция – некоторое (шаг процесса). С функцией могут быть связаны: исполнители, входные и выходные документы, программное обеспечение и т.д.

Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

функция является результатом наступления нескольких событий

функция инициируют наступление нескольких событий

событие является результатом выполнения нескольких функций

событие инициирует выполнение нескольких функций

Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

Взаимосвязь моделей ARIS обеспечивается с помощью двух механизмов: интеграции и детализации

Механизм детализации позволяет избегать перегрузки моделей информацией, делая их более наглядными.

Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

проверка моделей – проверка соблюдения синтаксических и семантических правил построения моделей, определенных в используемой методологии моделирования;

визуальное моделирование, позволяющее формировать графическую модель (в виде диаграмм, блок-схем, графов) в интерактивном режиме с использованием визуальных средств;

анализ построенных моделей – возможность просчитать стоимостные и временные характеристики процессов, проверить гипотезы «что, если …», выявить логические ошибки и т.д.;

документирование – вывод представленной в моделях информации в виде текстовых описаний, содержащихся в файлах заданного формата;

интеграция различных информационных систем – возможность обмениваться информацией о моделируемых процессах между различными приложениями;

CASE (Computer Aided Software Engineering – компьютерная поддержка проектирования программного обеспечения) - это программно-технические средства для автоматизации разработки информационных систем.

Классификация по типам:
средства анализа предметной области (соответствуют Upper CASE);
средства анализа и проектирования (соответствуют Middle CASE)
средства разработки приложений (соответствуют Lower CASE).
вспомогательные (средства управления проектом, средства тестирования, документирования и т.д.).

Средства анализа и проектирования.
Функции: формирование архитектуры ИС, спецификации компонентов и
интерфейсов, алгоритмов, структур данных (схем баз данных).
используемые методологии – ERD, DSD, IDEF1X, SAD, UML.
Примеры: Silverrun, Erwin, Designer/2000, CASE Аналитик, Rational Rose
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для
построения модели информационной системы поддержки нового бизнеса.

Средства управления проектом.
Функции: формирование календарных графиков работ в виде диаграмм Ганта,
управление ресурсами (распределение ресурсов между работами),
управление затратами (расчет финансовых показателей проекта)
Примеры: Microsoft Project, Time Line, CA-SuperProject.
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются на
подготовительном этапе для планирования выполнения проекта.

Средства статического моделирования бизнес-процессов
Функции: построение статических моделей компании (организационных,
функциональных, моделей управления) и анализ эффективности
организации бизнеса на основе этих моделей.
Используемые методологии – диаграммы потоков работ (workflow),
событийная цепочка процесса, функционально-стоимостной анализ
Примеры: ARIS, EasyABC, Workflow Analyzer, WorkflowBPR.
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для
построения статических моделей существующего и нового бизнеса,
а также для анализа, сравнения сценариев бизнеса на основе метрик

Средства интеллектуального моделирования
Функции: использование знаний экспертов, хранящихся в базе знаний (в виде
логических правил «если – то», описаний классов, прецедентов и др.) для выполнения рассуждений, вывода заключений
Примеры: комплекс G2, ReThink, разработанный на базе G2
Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для
экспертного анализа, сравнения сценариев организации нового бизнеса

Функциональные возможности. Большинство средств ориентировано на узкий диапазон функций, однако в последнее время идет активное развитие интегрированных многофункциональных комплексов (ARIS, G2).

Методология. Некоторые методологии поддерживаются несколькими средствами (IDEF0 поддерживают Design/IDEF, BPwin, Paradigma) и наоборот, есть средства, поддерживающие сразу несколько методологий (в BPwin – 3, в ARIS – 83 метода).

Ориентация на пользователя. В моделировании участвуют как специалисты в области бизнеса (менеджеры), так и специалисты в области ИТ (программисты). Опыт показывает, что опосредованное участие менеджеров в компьютерном моделировании приводит к неадекватности моделей и к ошибкам.

Цена. Дешевые средства стоят 300 – 1000 дол , интегрированные много-функциональных средства - в интервале 10000 – 50000 дол.

Тема 3.6. Инструментальные средства

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.6. Инструментальные средства

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.6. Инструментальные средства

Часть 3. Моделирование бизнеса

Тема 3.6. Инструментальные средства

Помимо моделирования ARIS предусматривает целый комплекс операций над моделями:
• проверка корректности моделей;
• оптимизация моделей по различным критериям;
• анализ моделей, проводимый по различным методикам, например, функционально-стоимостной анализ, стратегическое планирование;
• сравнение моделей;
• обмен информацией с другими программными системами;
• непрерывное улучшение модели и др.

Тема 3.6. Инструментальные средства