Структурное моделирование процесса «жизненный цикл ХТС»

 

Основной методикой при построении структурной модели ХТС является процедура формирования модели бизнес-процесса в нотации диаграммы IDEF0 (рис.2), которая состоит из следующих основных этапов:

1. Формирование контекстной диаграммы бизнес-процесса, на которой указываются все внешние воздействия на бизнес-процесс, а также его исходные данные, цели и результаты.

2. Контекстная диаграмма декомпозируется в функциональную диаграмму, в которую помещаются функции, описывающие процесс. Объекты на диаграмме располагаются в порядке доминирования (слева и сверху – вниз и направо).

3. Для каждой функции определяются входы, выходы, ресурсы и управляющие воздействия. В случае наличия одинакового атрибута, входящего в несколько функций, происходит ветвление, что методически важно, так как наличие двух отдельных входов соответствует условию их независимости.

4. В модель процесса включают обратные связи или по ресурсам, или по управлению. Связь по ресурсам на диаграмме располагаются под функциями, выходит  с правой стороны прямоугольника и входит с левой стороны некоторой предшествующей функции. В этом случае обратная связь соответствует процедуре корректировки исходных данных по результатам наблюдений. Обратная связь по управлению располагается над функциями, и, начинаясь в правой части функции, входит в прямоугольник сверху. Такая обратная связь соответствует управляющему воздействию по результатам проверки выходной информации (например, приказу руководителя проекта).

5. В IDEF0 используется «миграция» и «туннелирование» стрелок. Так, при декомпозиции функции все стрелки из верхнего уровня не обязательно входят в новые функции. Они могут «мигрировать» на более низкий уровень, что соответствует связи детального процесса (нижнего уровня) с процессом верхнего. Далее стрелки подводятся к функциям детального процесса. Однако при построении диаграммы возникают некоторые атрибуты, которых не было на верхнем уровне (на диаграмме обозначаются квадратными скобками), которые нарушают нотацию процесса. Для обеспечения целостности нотации часть этих данных становятся «туннельными» (заключаются в круглые скобки) и не отображаются на верхнем уровне, а часть данных мигрируют на верхний уровень и включаются во входные информационные потоки контекстной диаграммы.

6. Каждый объект (функция, работа) на диаграмме процесса в нотации IDEF0 получает идентификационный номер. В этом случае используется дерево функций, на котором контекстная диаграмма бизнес-процесса обозначается как А-0, диаграмма функциональной декомпозиции верхнего уровня – А0, его функции А1, А2 и А3, а детализация функции, например А2, как А21, А22, А23, А24, А25.

На первом этапе составления модели бизнес-процесса ХТС функциональность производства описывается в целом с использованием модели нотации IDEF0 в виде контекстной диаграммы. В диаграмме взаимодействие с окру­жающим миром представляется в терминах входа (данные или объекты, потребляемые или изменяемые в ходе бизнес-процесса), выхода (основной резуль­тат деятельности функции, конечный продукт), управления (страте­гии и процедуры, которыми руководствуется функция) и механизмов (необходимые постоянные ресурсы). Кроме того, при создании контекстной диа­граммы формулируются цели моделирования, область (описания то­го, что будет рассматриваться как компонент системы, а что – как внешнее воздействие) и точка зрения (позиция, с которой будет стро­иться модель). Обычно в качестве точки зрения выбирается точка зрения ЛПР, ответственного за работу моделируемой системы в целом. На рисунке 3 представлена контекстная диаграмма бизнес-процесса «жизненный цикл ХТС», построенная на основе структуры организации, обеспечивающей функционирование объекта химической технологии.

 

 

Входная информация включает три объекта: заявки (заказы), изменяемые обеспечивающие ресурсы, изменяемые производственные ресурсы.

Заявки содержат информацию, поступающую в ХТС извне. Это техническое задание на проектирование нового производства на этапе создания ХТС, заказы на производство продукции на этапе эксплуатации объекта, план модернизации или реинжиниринга ХТС в случае изменения технологической схемы производства.

Изменяемые ресурсы – это параметры ХТС, характеристики которых определяются внутренними возможностями объекта химической технологии. Входные параметры, включаемые в изменяемые ресурсы, представляют собой оптимизирующие переменные ХТС. Так, если в качестве критерия эффективности процесса выбирается минимальное значение энергетических затрат, такими ресурсами могут быть расходы теплоносителей, объем потребляемой электроэнергии, организация технологических потоков химико-технологических процессов.

Изменяемые обеспечивающие ресурсы объединяются в объект, содержащий данные, связанные с организацией работы ХТС. К таким данным относятся экономические показатели процесса, план организации обслуживания и ремонта производственных объектов, спецификация оборудования при модернизации производства.

Изменяемые производственные ресурсы объединяются в информационный объект, включающий параметры, обеспечивающие выпуск целевого продукта. К таким данным относятся собственные материальные ресурсы производства (катализатор, расходные материалы), энергетические ресурсы (теплоносители, электроэнергия), эксплуатационное обеспечение (средства транспорта, монтажные устройства).

Выходные объекты, отображаемые в контекстной диаграмме, представляют собой две группы параметров: показатели процесса и показатели продукта. Критерий эффективности бизнес-процесса «жизненный цикл ХТС» выбирается из переменных, входящих в эти объекты. В этом случае все остальные выходные переменные рассчитываются в соответствии со значением оптимизируемой переменной и контролируются в соответствии с ограничениями, накладываемыми на параметры ХТС.

Использование двух выходных объектов определяется особенностями процедуры анализа бизнес-процесса. В случае, когда оптимизируются показатели целевого продукта, характеристики процесса, определяемые технологическим регламентом, неизменны. При решении задачи повышения эффективности процесса, изменяется технологическая схема или эксплуатационные показатели, но при этом характеристики выпускаемой продукции принимают фиксированные значения. Одновременное изменение и показателей продукта и показателей процесса не допускается.

Стрелки, направленные в нижнюю часть диаграммы, представляют собой постоянные параметры ХТС, входящие в алгоритм анализа модели бизнес-процесса. В этом случае важной задачей является выбор из всего множества ресурсов только тех показателей, которые используются в модели. В ходе анализа модели бизнес-процесса в зависимости от целей анализа ХТС постоянные ресурсы могут переноситься во входные объекты организационно-технологической модели, и наоборот. Так, например, если оптимизируются показатели процесса, то характеристики продукта включаются в объекты постоянных ресурсов. Но в случае оценки качества выпускаемой продукции эти же показатели переносятся в изменяемые ресурсы, причем объект переносится в полном объеме, а его место занимает объект, включающий показатели процесса.

Разделение постоянных ресурсов на три объекта связано с содержанием ресурсов и источников их поступления в процесс.

Постоянные ресурсы обеспечения производства – это показатели, связанные с выпуском целевой продукции (технологическая схема производства, регламент химико-технологических процессов, информация о свойствах сырья, материалов и теплоносителей, спецификация оборудования и т.д.).

Постоянные ресурсы обеспечения управления – это регламентированные показатели, связанные с организацией производства (нормативные экономические характеристики, контрольные показатели организационных мероприятий, показатели внешней среды ХТС, правовые нормы и т.д.).

Информационное обеспечение объединяет все необходимые для анализа бизнес-процесса информационные ресурсы организации. В этом случае важной задачей исследователя является выбор из всех показателей информационной модели предприятия (видов и форм документов, баз данных и информационных хранилищ, шаблонов и макросов, прикладного программного обеспечения и т.д.) наиболее важных для моделирования информационных ресурсов ХТС, и их объединение в объекты. В отличие от постоянных ресурсов обеспечения ХТС, состав которых может меняться при изменении цели бизнес-процесса, данные информационного обеспечения всегда включаются в список постоянных характеристик ХТС.

При составлении контекстной диаграммы особое внимание уделяется анализу принципов управления бизнес-процессом, так как от этого зависит организация обратных связей в системе и качество управления. Моделирование процессов управления достаточно сложная задача и наиболее эффективно применение организационно-технологических моделей для часто повторяющихся задач управления, а также задач, в которых предусмотрена переработка большого объема информации. Сам процесс управления является основой алгоритмического обеспечения модели бизнес-процесса.

При выборе объектов, включаемых в контекстную диаграмму, и её функциональной декомпозиции рассматриваются принципы управления процессом в штатной ситуации (рисунок 4). В этом случае, процесс управления начинается с регулярного получения его владельцем информации о ходе процесса в форме, установленной регламентом. ЛПР организует получение и хране­ние данных для того, чтобы при необходимости можно было проверить объективность информации и оценить качество решения, принятого на основании этих данных. Далее происходит анализ данных путем сравнения полученных результатов с контрольными показателями.

 

 

 

В случае, если отклонение полученных результатов от плановых показателей превышает установленные для этого показателя границы, необходимо: – зафиксировать факт отклонения; – провести анализ причин отклонения; – оценить технологическую и организационно-экономическую целесообразность корректировки процесса; – запросить дополнительные ресурсы, если это необходимо для организации процесса управления; – организовать процесс устранения причины отклонения и разработать мероприятия по предупреждению отклонений; – задокументировать процесс организации и результаты управления.

 На контекстной диаграмме бизнес-процесса «жизненный цикл ХТС» выделено три информационных объекта, определяющих принципы формирования управляющих решений. Это алгоритмы управления, методики формирования управляющих решений и решения владельца процесса – ЛПР.

Алгоритмы управления служат для выбора управляющих воздействий на уровне оперативного и тактического управления в ограниченный период времени, как правило, без анализа возможных альтернатив.

Методики формирования управляющих решений используются для процессов стратегического и тактического управления процессами при запасе времени для выбора альтернативных управляющих решений и их оптимизации.

Решения, принимаемые владельцем процесса, чаще относятся к задачам оперативного управления, но могут быть решениями тактических задач, которые сложно формализовать с использованием логико-математических моделей.

На следующем этапе организационно-технологического моделирования контекстная диаграмма разбивается на крупные функции с помощью процесса функциональной декомпозиции. Далее функции декомпозируются на более мелкие до дос­тижения необходимой детализации описания. Каждая декомпозируемая функция соответствует отдельному фрагменту описания – диаграмме. В результате модель представляет собой совокупность иерархически выстроенных диаграмм, каждая из которых является описанием ка­кой-либо функции, действия или работы (activity).

На рисунке 5 представлена диаграмма IDEF0 верхнего уровня декомпозиции бизнес-процесса «жизненный цикл ХТС».

 

Диаграмма обладает рядом свойств, характерных для предметной области «моделирование бизнес-процессов объектов химической технологии»:

– структурная схема диаграммы остается постоянной на всех этапах жизненного цикла ХТС с фиксированным списком информационных объектов, используемых в модели;

– так как все функции в диаграмме IDEF0 верхнего уровня декомпозиции являются самостоятельными бизнес-процессами, для каждой из них составляется список действий в соответствие с назначением бизнес-процесса, подразделениями организации, выполняемыми ими задачами и этапом жизненного цикла ХТС;

– список идентификаторов параметров ХТС, определяющих результаты бизнес-процессов, остаётся постоянным при изменении их значений;

– каждая функция диаграммы представляет собой бизнес-процесс, для описания которого используется структурная или логико-математическая модель.

 Рассмотрим далее последовательность операций и взаимосвязь функций диаграммы IDEF0 верхнего уровня бизнес процесса «жизненный цикл ХТС»

 

Функция «планирование производства».

Назначение функции.

Формирование плана производства целевого продукта в соответствии с требованиями заказчика или разработка технического задания на проектирование или модернизацию ХТС.

Цель функции.

Планирование деятельности ХТС, включающей:

– показатели готовой продукции и расчет производительности ХТС для решения задач анализа эффективности ХТС;

– производственное задание на выпуск готовой продукции или технического задания на проектирование ХТС;

– рекомендации по результатам маркетинговых исследований.