Из истории моделирования бизнес-процессов

 

Метод SADT (S tructured A nalysis and D esign T echnique) - структурный анализ и техническое проектирование разработан Дугласом Россом в 1973 г. Данный метод успешно использовался в военных, промышленных и коммерческих организациях США для решения широкого круга задач таких, как долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, разработка ПО для оборонных систем, управление финансами и материально-техническим снабжением и др.

Метод SADT поддерживается Министерством обороны США, которое было инициатором разработки стандарта IDEF0 (Icam DEFinition) — подмножества SADT. IDEF0 был утвержден в качестве федерального стандарта США, его подробные спецификации можно найти на сайте http://www.idef.com. Семейство стандартов IDEF мы рассмотрим боле подробно в следующем разделе. Метод SADT представляет собой совокупность правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Функциональная модель SADT отображает функциональную структуру объекта, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.

Основные элементы этого метода основываются на следующих концепциях.

1. Графическое представление блочного моделирования. Графика блоков и дуг SADT-диаграммы отображает функцию в виде блока, а интерфейсы входа-выхода представляются дугами, соответственно входящими в блок и выходящими из него. Взаимодействие блоков друг с другом описывается посредством интерфейсных дуг, выражающих "ограничения".

2. Строгость и точность. Выполнение правил SADT требует достаточной строгости и точности, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений.

Правила SADTвключают: ограничение количества блоков на каждом уровне декомпозиции (правило 3-6 блоков), связность диаграмм (номера блоков), уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен), синтаксические правила для графики (блоков и дуг), разделение входов и управлений (правило определения роли данных).

3. Отделение организации от функции, т.е. исключение влияния административной структуры организации на функциональную модель.

Метод SADTможет использоваться для моделирования самых разнообразных систем и определения требований и функций с последующей разработкой информационной системы, удовлетворяющей этим требованиям и реализующей эти функции. В существующих системах метод SADT может применяться для анализа функций, выполняемых системой, и указания механизмов, посредством которых они осуществляются. Здесь мы рассмотрим три технологии моделирования SADT: метод функционального моделирования IDEF0, метод описания бизнес-процессов IDEF3 и метод построения диаграмм потоков данных (DFD). Все описанные подходы входят в семейство стандартов IDEF (Integrated DEFinition), полный перечень и назначение которых приведены в следующем разделе.

Семейство стандартов IDEF во многом обязано появившейся в 80-х гг. технологии автоматизированной поддержки разработки информационных систем CASE (Computer Aided Software Engineering). В последнее время CASE-технологии приобретают все большее распространение для моделирования и анализа деятельности предприятий, предоставляя богатый набор возможностей для оптимизации или, в терминах CASE, реинжиниринга технологических процедур, выполняемых этими предприятиями — бизнес-процессов. Значительная часть SADT была принята ВВС США как часть их программы интегрированной компьютерной поддержки производства (Integrated Computer-Aided Manufacturing — ICAM). Эта технология, переименованная в IDEF0, довольно быстро стала стандартом технологии моделирования деятельности в министерстве обороны США.

В 1993 г. группа пользователей IDEF совместно с Национальным институтом стандартов и технологии предприняли попытку создания документированного стандарта для IDEF0, который мог бы использоваться как военными, так и гражданскими департаментами правительства США. Этот стандарт был опубликован как федеральный стандарт обработки информации (Federal Information Processing Standard — FIPS).

Несколько независимо, но с использованием аналогичных подходов технология DFD (Data Flow Diagrams — диаграммы потоков данных) завоевала популярность для структурной разработки, а впоследствии и структурного анализа проектов построения информационных систем. Диаграммы потоков данных во многом аналогичны моделям IDEF0 и могут быть использованы при проектировании информационных систем, например, после разработки моделей анализа IDEF0. Стандарт IDEF3 был специально разработан для закрытого проекта ВВС США. Это технология получения описания деталей процесса от экспертов в предметной области и разработки таких моделей процессов, в которых важно понять последовательность выполнения действий и взаимозависимости между ними. Хотя IDEF3 и не достиг статуса федерального стандарта США, эта технология приобрела широкое распространение среди системных аналитиков как дополнение к методу функционального моделирования IDEF0.

 

 

Семейство стандартов IDEF

 

Применяемые в CASE-средствах разные методики и модели описывают различные свойства систем, важные, например, с точки зрения их автоматизации, а также позволяющие количественно оценить параметры проектов. Следует отметить, что спектр свойств систем различного назначения очень широк, и не все они к настоящему времени отражены в адекватных моделях. В то же время для класса информационных систем организационного типа адекватные модели разработаны и поддерживаются соответствующими средствами автоматизации.

Методики и модели концептуального проектирования IDEF (I ntegrated DEF inition) разработаны в США по программе Integrated Computer-Aided Manufacturing. В настоящее время имеются методики функционального, информационного и поведенческого моделирования и проектирования, в которые входят следующие IDEF-модели.

IDEF0 Функциональное моделирование

IDEF0 реализует методику функционального моделирования сложных систем. Наиболее известной реализацией IDEF0 является методология SADT (Structured Analysis and Design Technique), предложенная в 1973 г. Д. Россом и впоследствии ставшая основой стандарта IDEF0. Эта методика рекомендуется для начальных стадий проектирования сложных искусственных систем управления, производства, бизнеса, включающих людей, оборудование, программное обеспечение.

IDEF1 и IDEF IX Информационное моделирование

IDEF1X и IDEF1 реализуют методики информационного проектирования баз данных. В IDEF1X имеется ясный графический язык для описания объектов и отношений в приложениях, так называемый язык диаграмм "сущность-связь" (ERD — Entity-Relations Diagrams).

Разработка информационной модели по IDEF1X выполняется в несколько этапов:

• выясняются цели проекта, составляется план сбора информации, при этом обычно исходные положения для информационной модели следуют из IDEF0-модели;

• выявляются и определяются основные сущности — элементы базы данных, в которых будут храниться данные системы;

• выявляются и определяются основные отношения, результаты представляются графически в виде так называемых ER-диаграмм;

• детализируются нестандартные отношения, определяются ключевые атрибуты сущностей. Детализация отношений заключается в замене связей "многие ко многим" на связи "многие к одному" и "один ко многим";

• определяются атрибуты сущностей.

IDEF2 Поведенческое моделирование

IDEF3 Моделирование деятельности

IDEF2 и IDEF3 реализуют поведенческое моделирование. Если методика IDEF0 связана с функциональными аспектами и позволяет отвечать на вопрос: "Что делает система?", то в этих методиках детализируется ответ на вопрос: "Как система это делает". В основе поведенческого моделирования лежат модели и методы имитационного моделирования систем массового обслуживания, сети Петри, возможно применение модели конечного автомата, описывающей поведение системы как последовательности смен состояний. Перечисленные методики относятся к так называемым структурным методам.

IDEF4 Объектно-ориентированное проектирование

IDEF4 реализует объектно-ориентированный анализ больших систем. Он предоставляет пользователю графический язык для изображения классов, диаграмм наследования, таксономии методов.

IDEF5 Систематизация объектов приложения

IDEF5 направлен на представление онтологической информации приложения в удобном для пользователя виде. Для этого используются символические обозначения (дескрипторы) объектов, их ассоциаций, ситуаций и схемный язык описания отношений классификации, "часть-целое", перехода и т.п. В методике имеются правила связывания объектов (термов) в предложения и аксиомы интерпретации термов.

IDEF6 Использование рационального опыта проектирования

IDEF6 направлен на сохранение рационального опыта проектирования информационных систем, что способствует предотвращению структурных ошибок.

IDEF8 Взаимодействие человека и системы

IDEF8 предназначен для проектирования диалогов человека и технической системы.

IDEF9 Учет условий и ограничений

IDEF9 предназначен для анализа имеющихся условий и ограничений (в том числе физических, юридических, политических) и их влияния на принимаемые решения в процессе реинжиниринга.

IDEF14 Моделирование вычислительных сетей

IDEF14 предназначен для представления и анализа данных при проектировании вычислительных сетей на графическом языке с описанием конфигураций, очередей, сетевых компонентов, требований к надежности и т.п.

 

 

Методология SADT

 

Любая организация в процессе работы преобразует входную информацию или производственное сырье в конечные изделия посредством огромного набора взаимопересекающихся действий и бизнес-процессов. В значительной степени успех или неудача любой компании на рынке определяется ее способностью выделить, организовать и выполнить набор таких действий быстрее и с меньшими затратами, чем это могут сделать ее конкуренты. Таким образом, схему производственной деятельности можно назвать сердцем любой компании.

Описание действий и бизнес-процессов в виде текста обычно получается достаточно длинным и запутанным, что делает его сложным для восприятия. Однако без четкой схемы работы компании трудно планировать новые виды ее деятельности или разбираться в устройстве уже существующих. Отсюда вытекает необходимость технологии документирования деятельности организации в четком и понятном формате, выделяющем и организующем важную информацию и исключающем несущественные для понимания общей картины детали. Только использование подобной технологии позволит эффективно проанализировать, разработать и применить на практике схему деятельности компании. Модели действий и бизнес-процессов (или просто моделирование бизнес-процессов) позволяют выделять и организовывать информацию о деятельности организации как посредством своего синтаксиса, так и посредством строгих формализованных правил их построения. Эти модели можно считать особым языком для формализации подобной информации, который содержит четко определенный формат для ее представления и публикации.

Подход SADT относится к классу формальных методов, используемых при анализе и разработке систем. Несмотря на то, что вполне допустима независимая разработка функциональных моделей, методология SADT предполагает ведение структурированного проекта анализа, в процессе которого происходит их создание. В дополнение к функциональному моделированию SADT структурный анализ предполагает построение информационных моделей данных и диаграмм состояний (State-Transition Diagrams — STD), которые моделируют поведение системы во времени.

Основной принцип SADT состоит в том, что тщательный анализ системы обусловливает получение возможного оптимального решения. Использование SADT автоматически приводит к необходимости сбора и обработки значительного количества информации о системе. Традиционно такая информация собирается аналитиком посредством формализованного опроса экспертов предметной области — людей, владеющих информацией о механизме функционирования системы в целом или ее частей. С течением времени некоторые эксперты освоили технологию моделирования, что привело к появлению IDEF3-технологии получения знаний от экспертов. Однако роль системного аналитика в проектах SADT оставалась ключевой.

Часто разработка моделей применяется для документирования ситуации, сложившейся к определенному моменту (модели "как есть" — «as is»). Впоследствии они применяются при создании новых моделей функционирования системы (модели "как должно быть" — «to be»), а также для проверки моделей «to be», с тем чтобы удостовериться, что предлагаемые изменения действительно повлекут улучшение функционирования системы. В дополнение к алгоритмизации процесса построения предлагаемой системы модели «to be» используются для планирования загрузки частей системы; калькуляции бюджета и распределения ресурсов; при построении плана реорганизации системы, определяющего действия по переводу системы из состояния «as is» в состояние «to be». Преимущества, получаемые от разработки моделей «as is», должны быть сопоставлены с затратами средств и времени, которые для этого необходимы. В литературе без труда можно найти многочисленные примеры систем, изначально построенных для решения несоответствующих их истинному назначению задач. «as is»-моделирование позволяет обойти подобные трудности. С другой стороны, если имеется определенный уровень понимания задачи в целом (как это часто случается при разработке информационных систем), затраты средств на разработку «as is»-моделей могут быть неоправданными.