Теоретико-множественное представление бизнес-процессов как инструмент повышения эффективности и структурно-функционального моделирования

УДК 65.9/2/-18

О.В. Сорвина, канд. техн. наук, доцент

ТЕОРЕТИКО-МНОЖЕСТВЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ КАК ИНСТРУМЕНТ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Рассматриваются современные методы системно-структурного моделирования и теоретико-множественного анализа бизнес-процессов с точки зрения возможности их применения для реинжиниринга бизнес-систем при проработке разнообразных сценариев их развития в условиях взаимодействия с экономическими субъектами внешней среды, основанном на горизонтальных связях и равноправном партнерстве.

Ключевые слова: бизнес-процессы, реинжиниринг, диагностические имитационные модели, теоретико-множественный аппарат.

Решение современных задач экономического развития, предусматривающих взаимодействие субъектов экономики, основанное на горизонтальных связях и равноправном партнерстве, требует применения процессно-ориентированного подхода. Он сформировался в середине 80-х годов и часто рассматривается в качестве альтернативы функциональному подходу [1]. Однако проблема применения этого подхода требует своего дальнейшего решения. Процессно-ориентированный подход к управлению предприятиями позволяет создать структуру, основанную не на административной подчиненности, которая ярко прослеживается в функциональноориентированных системах, а на экономических отношениях с развитыми горизонтальными связями. Горизонтальные связи - связи равноправных партнеров, которые обеспечивают скоординированность действий, гармонизацию процессов самоуправления. Однако горизонтальные связи складываются в результате реализации процесса реинжиниринга деятельности субъекта экономики. Реинжиниринг предусматривает сопутствующую ему аналитическую деятельность, связанную с бизнес-процессами предприятия - обследование деятельности предприятия, анализ полученных данных для выявления требований, выявление несоответствий в действующих бизнес-процессах, проектирование новых бизнес-процессов. При выполнении этих шагов на практике используют различные методы описания и моделирования бизнес-процессов [2]. Значительная сложность, важность и высокая стоимость подобных предварительных работ определяют необходимость тщательной проработки задач описания и анализа бизнес-процессов, выдачи актуальных рекомендаций по реинжинирингу, оптимизации существующих бизнес-процессов в соответствии с деятельностью предприятия в целом.

Бизнес-процесс следует рассматривать как совокупность различных видов продуктивной деятельности, которые в совокупности приводят к результату, имеющему ценность для потребителя и других заинтересованных лиц [2]. Результатом функционирования бизнес-процесса является продукт. Поэтому описание и анализ бизнес-процессов и их взаимодействия являются предметами повышенного внимания, изучения и исследования.

Потребность в средствах исследования бизнес-процессов диктует необходимость применения формального аппарата их описания. Формальный аппарат должен адекватно описывать как отдельные бизнес-процессы, так и деятельность всего предприятия в целом. Поэтому в качестве наиболее эффективного средства исследования бизнес-процессов любого вида деятельности должны использоваться их динамические модели. Они позволяют адекватно, корректно и наглядно описать эту деятельность и вместе с тем дают возможность прогнозирования и, следовательно, принимать оптимальные управленческие решения.

Современные методы моделирования бизнес-процессов должны обладать достаточной описательной и моделирующей мощностью, высокой приспособленностью для анализа реальных процессов. Они должны предусматривать возможность использования объектно-ориентированного подхода исключать структурную избыточность, не увеличивающую их описательные и функциональные возможности. Этим обусловлена необходимость совершенствования формального аппарата описания бизнес-процессов на основе современной методологии системного анализа [3]. Он позволяет использовать единую системологию для описания предметной области, анализировать и оптимизировать отдельные бизнес-процессы, оценивать опасность возникновения критических ситуаций и определять адекватные управленческие стратегии.

Формальные средства моделирования бизнес-процессов делятся па две основные группы: одни применяются для структурного анализа, другие для динамического имитационного моделирования. К методологиям структурного анализа относят SADT, DFD, ERD и ARIS. Они позволяют создавать статические модели бизнес-процессов. Для динамического имитационного моделирования бизнес-процессов с учетом их взаимодействия можно использовать различные сетевые методы. К ним можно отнести сети Петри, раскрашенные сети Петри (CPN — Coloured Petri Nets), GPSS (General Purpose Simulating System) - унифицированный язык имитационного моделирования, язык визуального моделирования SIMAN (SIMulation ANalysis) и другие аналогичные методы.

Каждый из известных методов и средств моделирования бизнес-процессов имеет свои достоинства и недостатки.

Основным достоинством статических моделей является высокая описательная способность, возможность применения функциональностоимостного анализа и использования международных стандартов

244

(IDEF0). Статические модели обладают высокой описательной мощностью, но их аналитическая мощность недостаточна. Динамические имитационные модели бизнес-процессов позволяют раскрыть временной аспект их функционирования, использовать различные вероятностные свойства модели. Они позволяют всесторонне анализировать неопределенности, свойственные исследуемой предметной области. Ряд средств динамического моделирования (например, язык моделирования высокого уровня SIMAN) предусматривают применение объектно-ориентированного подхода. Поэтому они требуют структурного выделения в отдельный этап исследования бизнес-процессов, выполняемого специалистами высокой квалификации. Однако для высоких требований к оперативности описания сложных бизнес-процессов существенно возрастает стоимость реализации проектов. Устранение этого недостатка возможно за счет использования комбинации методов статического и динамического моделирования бизнес-процессов. Это позволяет увеличить описательную и моделирующую мощность, большую приспособленность для анализа и оптимизации бизнес-процессов, использование объектно-ориентированного подхода [4].

Теоретико-множественное представление бизнес-процессов предоставляет новые возможности их формализованного описания, основанного на методологиях JDEFO, IDEF3.

Функциональная модель, разработанная в методологии IDEF0, представляет собой схему следования обрабатывающих функций. Функция показывает, каким образом входы преобразуются в выходы, с помощью каких механизмов и что для каждой функции является управлением. Графическая интерпретация IDEFO-модели бизнес-процесса представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются блоки функций, соединенные направленными дугами. Структурные свойства бизнес-процесса при помощи IDEFO-модели описываются в терминах наименьших структурных компонентов - блоков и дуг.

Теоретико-множественные свойства бизнес-процесса на основе IDEFO-модели могут быть представлены следующим образом:

G = (F, A, LA),

где F - конечное непустое множество функций, называемых вершинами графа G;

А - направленных дуг графа G;

А = {множество пар, образованных из элементов F}, А -{ffi,f2},--,{ffj},--,fffm}}, где n, т - количество возможных вариантов функций;

LA - множество объектов, называемых метками графа G.

Любая дуга аеА представляет собой следующую четверку:

A =

где I - конечное множество дуг, называемых входами, I = {i¡, ¡2,..., im},

С - конечное множеств дуг, называемых управлением, C = {c1, c2,...,

ck};

М - конечное множество объектов, начинаемых механизмами, М = {mi,m2,...,m_j};

О - конечное множество дуг, называемых выходами;

О = {oho2,...,op}. О = h {F, I, С, М), где т, к, j, p - количество элементов.

За счет простоты и строгости описания деятельности бизнес-системы IDEFO-модели целесообразно использовать для описания предметной области при внедрении систем менеджмента качества, при проведении обследования деятельности, при проектировании информационных систем. В свою очередь IDEFO-модели обладают следующими недостатками: не предоставляют возможность задать временные и вероятностные параметры, прогнозировать и планировать деятельность предприятия. Частично эти недостатки устраняются при описании бизнес-процессов с использованием методологии IDEF3.

Любая IDEF3-мoдeль представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются единицы работ, ссылки и перекрестки, а дугами являются связи. Предприятие или его отдельный бизнес-процесс, описанный с использованием методологии IDEF3, представляет собой модель последовательности выполнения этапов без указания конкретных временных интервалов выполнения этапов. В IDEF3-мoдeли источниками и приемниками потоков (данных, информации, материалов, готовых изделий) являются ссылки, единицы работ определяют, каким образом входные потоки преобразуются в выходные потоки. За счет введения в модель концептуально новых элементов - перекрестков, появляется возможность проанализировать зависимость выполнения этапов в модели.

Теоретико-множественное представление IDEF3-мoдeли имеет следующий вид:

W = (U, R, L, J),

где U - конечное непустое множество единиц работ, являющихся вершинами графа W;

U = {ui,u2,...,uq};

R - конечное непустое множество ссылок, R = (RI, RO);

RO = {roi, Г02,..., rov), RI - (rii, r¡2,..., rib}, RI = h(U,J, RO);

L - множество связей, являющихся дугами графа W, L== {l1,l2,.,lc)

J- множество перекрестков, где q, v, b, с - количество элементов.

Перекрестки, за счет которых достигается возможность отображения логики и последовательности выполнения этапов, можно классифицировать по двум категориям: перекрестки слияния и перекрестки ветвления, синхронные и асинхронные перекрестки.

Перекресток формально определен в виде

J - (JIJO),JICr\JO = 0,

246

где JI - конечное множество перекрестков слияния,

JI - (AAI, SA1, AOI, SOI, XI);

JO - конечное множество перекрестков ветвления;

JO - (AAO, SAO, AOO, SOO, ХО).

Описательная мощность методологии IDEF3 по сравнению с IDEF0 выше, за счет введения более широкой элементной базы и за счет введения в модель перекрестков. Перекресток позволяет описать последовательность и логику выполнения этапов или последовательность изменения состояний системы, что позволяет говорить о возможности дальнейшей связи статических и динамических моделей и переводе IDEF3 - моделей в динамические имитационные модели.

Динамическая имитационная модель модели представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются узлы, соединенные направленными дугами. Ниже приведены основные определения, относящиеся к структурным свойствам динамической имитационной модели в терминах наименьших структурных компонентов - узлов и дуг. В качестве узлов в модели используются: источники (CREATE), стоки (DISPOSE), процессы (PROCESS), модули группировки, (BATCH), модули разгруппи-ровки (SEPARATE), модули условий (DESIDE).

Теоретико-множественное представление динамической имитационной модели может иметь следующий вид:

DY=(C,D,P,B,S.Q), где С - конечное непустое множество источников, С = {с1,с2,..., cs};

D - конечное непустое множество стоков, D = {d1,d2,..., da};

Р - конечное непустое множество процессов, Р = {p1,p2,..., po};

В - конечное множество модулей группировки, В = {b1,b2,..., bi };

S - конечное множество модулей разгруппировки, S = {s1,s2,..., su};

Q - конечное непустое множество модулей условий, Q = {q1,q2,..., qy}. где s, о, a, i, и, у - количество элементов.

Динамические имитационные модели позволяют полностью описать логику любого бизнес-процесса, исследовать временные, стоимостные и вероятностные параметры процесса и на основании этого планировать, оптимизировать и прогнозировать деятельность предприятия и отдельных бизнес-процессов.

Современный теоретико-множественный аппарат описания моделей бизнес-процессов предприятия на основе методологий IDEFO, IDEF3 и основанного на них динамического имитационного моделирования позволяет описывать поведение предприятия в условиях взаимодействия с субъектами внешней среды, основанного на рефлексивном управлении. Это обусловлено возможностью рассматривать изменение параметров бизнес-процессов при варьировании внутренних и внешних воздействий и оптимизировать деятельность предприятия или отдельного бизнес-процесса. Сохраняется возможность описывать статическое состояние процессов. А

это требуется различными стандартами, например систем менеджмента качества, а для анализа, оптимизации и реинжиниринга деятельности предприятия использовать динамические модели.

Реализации всех этих возможностей должна предусматривать преобразование ГОЕБО-моделей в динамические имитационные модели.

Входной информацией для моделирующей системы служат исходные данные, которые представляют собой сведения о предприятии: устав, положения о подразделениях, документированные процедуры, должностные инструкции, данные о направлениях деятельности, выпускаемой продукции, комплексная программа развития предприятия. На основании исходных данных создаются анкеты, проводится интервьюирование сотрудников, а на затем разрабатывается статическая ГОЕБО-модель бизнес-процесса. В результате аналитик либо управленец получает выборку возможных в той или иной ситуации решений и статистические данные по сценариям поведения модели при варьировании внутренних и внешних параметров, как самой модели, так и внешней среды. Укрупненная схема функционирования метода показана на рис. 1.

Первоначально исходные данные поступают на вход анализирующего блока. На основании анализа исходных данных аналитиками составляются анкеты, затем эти анкеты раздаются руководителям и ведущим специалистам подразделений. После этого, происходит сбор и обработка результатов анкетирования. После анкетирования аналитики проводят интервьюирование сотрудников и анализируют полученные данные. В результате выполнения предыдущих этапов разрабатывается статическая ГОЕБО-модель деятельности предприятия или отдельных бизнес-процессов. Схема функционирования анализирующего блока приведена на рис. 2.

Полученная модель является входной для блока трансформации. Адекватность модели подтверждается экспертными оценками. Блок трансформации, представленный на рис. 3, является ядром метода, так как именно в нем происходит преобразование статической модели в динамическую модель.

В качестве исходных данных в блок экстраполяции поступает графическое изображение имитационной модели с зарезервированными полями ее параметров. Далее аналитику необходимо задать свойства непосредственно для конкретного бизнес-процесса с конкретными вероятностями возникновения сущностей в модели, временем выполнения процессов, условиями срабатывания и другие свойства. Эти данные получаются в результате анкетирования, интервьюирования и хранятся в глоссарии ГОЕБЗ-модели.

Рис. 1. Укрупненная схема Рис. 2. Схема функционирования моделирования и комплексного анализирующего блока

анализа бизнес-процессов

После определения временных и вероятностных параметров модели происходит запуск и прогон модели. Прогон представляет собой итерационный процесс варьирования значений внешних параметров и внутренних параметров самой системы, В результате этого происходит сбор и накопление результатов моделирования, которые анализируются и предоставляются в виде выборки для принятия эффективных управленческих решений. Схема функционирования блока экстраполяции приведена на рис. 4.

В качестве средств практической реализации анализа бизнес-процессов следует применять программные продукты, наиболее часто используемые при моделировании бизнес-процессов и являющиеся мировыми лидерами на рынке информационных технологий. Для моделирования статики бизнес-процесса используют следующие CASE-cpeдетва: Design/IDEF, Arts Toolset, AllFusion Process Modeler. В качестве средств динамического моделирования и анализа бизнес-процессов предприятия используют: Design/CPN, BPSimulator и Arena.

модель

Множество

Рис. 3. Схема Рис. 4. Схема функционирования

функционирования блока экстраполяции

блока трансформации

При выборе средств моделирования рекомендуют руководствоваться следующими критериями:

1. Эффективность для решения задач в области моделирования и анализа бизнес-процессов предприятия.

2. Стоимость и доступность CASE - средства.

3. Простота использования, включающая удобство и современность пользовательского интерфейса, трудовые и временные затраты на освоение, качество и доступность документации и дополнительной литературы, возможность обновления версий.

4. Унифицированность интерфейса по отношению к другим CASE-средствам.

Из средств статического моделирования бизнес-процессов предприятия программный продукт AllFusion Process Modeler 4.0 компании Computer Associates Inc. наиболее соответствует выше приведенным критериям 1-4. AllFusion Process Modeler поддерживает построение как функциональных IDEFO-моделей, так и моделей выполнения последовательности этапов IDEF3.

Современная методология моделирования и анализа бизнес процессов открывает новые возможности повышения эффективности работ по описанию и моделированию бизнес-процессов предприятий, взаимодействующих в условиях равноправного партнерства на этапе их развития, предусматривающем оптимизации и реинжинирингу бизнес-процессов при про-

работке разнообразных сценариев технологического развития производства, но выявлению специфических факторов появления критических ситуаций при реализации проектов технического развития и технологических инноваций.

Библиографический список

1. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии. М. Финансы и статистика, 1997. 336 с.

2. Елиферов В.Г.,Репин В.В. Бизнес-процессы: Регламентация и управление: учебник. М.: ИНФРА-М, 2004. 319 с.

3. Волкова В.Н., Денисов А.А.. Основы теории систем и системного анализа. Спб.: Изд-во СПбГТУ, 1997. 510 с.

4. Замятина О.М. Математический аппарат описания бизнес-процессов предприятия, используемый в методе комбинированного моделирования // Современная техника и технологии. Труды 9-ой Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. Томск, 2003.

O. Sorvina

Set-theoretic representation of the business process as a tool to enhance and structural-functional modeling.

We consider the modern methods of system-structural simulation and set-theoretic analysis of business processes from the viewpoint of their application for reinzhiNeering business systems in the elaboration of various scenarios of their development in terms of interaction with economic entities of the environment, based on horizontal ties and equal partnership.

Keywords: business process reengineering, diagnostic simulations, a set-theoretic apparatus.