1 Лекція 8. Тема: CASE-технології у моделюванні бізнес-процесів

2 Нині існує новий напрямок у системотехніці - CASE (Computer-Aided Software/ System Engineering). CASE-технології це: - сукупність методологій аналізу, проектування, розробки та супроводу складних інформаційних систем, підтриману комплексом взаємопов'язаних засобів автоматизації; - інструментарій для системних аналітиків, розроблювачів і програмістів, що заміняє їм папір і олівець на комп'ютер для автоматизації процесу проектування та розробки інформаційних систем.

3 CASE як дисципліна оформилася в самостійний наукомісткий напрямок – системотехніку. Результатом розвитку її як науки стало створення потужної CASE-індустрії, що об'єднала декілька сотень фірм і компаній різного напрямку діяльності.

4 Основні користувачі CASE-пакетів: військові організації; військові організації; центри обробки даних; центри обробки даних; комерційні фірми з розробки інформаційних систем. комерційні фірми з розробки інформаційних систем.

5 Головне призначення CASE створювати: - ефективні продукти; - ефективні процеси їхнього створення. Основна мета CASE: відокремити проектування програмного забезпечення інформаційних систем від його кодування й наступних етапів розробки; відокремити проектування програмного забезпечення інформаційних систем від його кодування й наступних етапів розробки; сховати від розроблювачів інформаційних систем всі деталі середовища розробки та функціонування ПЗ(програмного забезпечення). сховати від розроблювачів інформаційних систем всі деталі середовища розробки та функціонування ПЗ(програмного забезпечення).

6 Головний принцип CASE - чим більше при проектуванні буде кодування, тим краще. При використанні CASE-технологій змінюються всі етапи життєвого циклу програмної системи. Методи і методологія при створенні CASE-систем: - структурний аналіз; - структурний аналіз; - проектування; - проектування; - для опису моделі проектованої системи використовуються графи, діаграми, таблиці й схеми. - для опису моделі проектованої системи використовуються графи, діаграми, таблиці й схеми.

7 Переваги методологій при створенні CASE-систем забезпечують: читкий і наочний опис проектованої системи; читкий і наочний опис проектованої системи; загальний огляд системи; загальний огляд системи; достатня деталізацію системи; достатня деталізацію системи; і як наслідок, створюється ієрархічна структура системи із достатнім числом рівнів. Задумка: структурні методології зароджувалися як засоби аналізу й проектування ПЗ. CASE-технології успішно застосовуються для моделювання: бізнес-аналіз; бізнес-аналіз; системний аналіз і проектування. системний аналіз і проектування.

8

9 CASE-засоби засновані на парадигмі методологія/метод/нотація/засіб. Методологія визначає: вказівки для оцінки та вибору проекту розроблювального ПЗ; етапи виконання і їхня послідовність; правила розподілу та призначення методів. Метод це систематична процедура генерації описів компонент ПЗ. Нотації - опис структури системи, елементів даних, етапів обробки, що використовують графи, діаграми, таблиці, блок-схеми, формальні та природні мови. Засоби інструментарій для посилення методів, що підтримує роботу користувачів. Ці інструменти при створенні та редагуванні графічного проекту в інтерактивному режимі, сприяють організації проекту у вигляді ієрархії рівнів абстракції, виконують перевірки відповідності компонентів.

10 CASE-технології базуються на концепціях, що відповідають спектру концепцій структурного аналізу. Обєктно-оріентовані моделі опираються на теорію систем, що ставить за мету пояснення та опис складних систем. Системи складаються з безлічі компонентів (підсистем і елементів), зв'язаних між собою певними відносинами. Завдання при моделюванні системи полягає в тому, щоб: спростити розглянутий об'єкт шляхом абстрагування; спростити розглянутий об'єкт шляхом абстрагування; розмежувати структуру системи і її поводження. розмежувати структуру системи і її поводження. При обєктно-оріентованому моделюванні необхідно: розрізняти методи, призначені тільки для моделювання структури; розрізняти методи, призначені тільки для моделювання структури; розрізняти методи, призначені для поводження і моделювання структури. розрізняти методи, призначені для поводження і моделювання структури.

11 При моделюванні структури: головна мета складається у формуванні класів;. головна мета складається у формуванні класів;. головним завданням при моделюванні структури - находження необхідних класів. Такі концепції нерідко опираються на знання, отримані при моделюванні даних, особливо методом ERM (модель «сутність-відношення»); головним завданням при моделюванні структури - находження необхідних класів. Такі концепції нерідко опираються на знання, отримані при моделюванні даних, особливо методом ERM (модель «сутність-відношення»); після етапу проектування операції (методи) зв'язуються із класами; після етапу проектування операції (методи) зв'язуються із класами; динамічне поводження описується через обмін повідомленнями. динамічне поводження описується через обмін повідомленнями. При узгодженні моделей процесів поводження реальної системи ключовим моментом є операції.

12 Для цього можна відзначити метод Use Case, розроблений Джекобсеном і групою інших фахівців. Незважаючи на абстрагування від неактуальних властивостей розглянутого об'єкта, в обєктно-орієнтованому моделюванні зберігається значний обсяг семантики: при визначенні зв'язків класу з атрибутами, методами та асоціативними відносинами; при визначенні зв'язків класу з атрибутами, методами та асоціативними відносинами; для створення моделі інтуїтивно-зрозумілої. для створення моделі інтуїтивно-зрозумілої. Надлишок семантики: веде до надмірного ускладнення великих моделей. Спрощення моделі: припускає відкидання несуттєвих елементів і відносин системи шляхом абстрагування.

13 Недоліки обєктно-орієнтованого підходу: неможливість досить деталізованого опису процесів; неможливість досить деталізованого опису процесів; важко наочно представити розгалуження процесів, організаційні аспекти та потоки виходів. важко наочно представити розгалуження процесів, організаційні аспекти та потоки виходів. Переваги обєктно-орієнтованого моделювання: тісний зв'язок моделей з реалізацією; тісний зв'язок моделей з реалізацією; полегшує створення прототипів. полегшує створення прототипів. У рамках програми ESPRIT Європейським Союзом (ЄС), здійснено кілька дослідницьких проектів по розробці архітектури відкритих систем (CIMOSA) для компютеризованих систем управління виробництвом (CIM). В прикладному відношенні проект був орієнтований на системи управління виробництвом, його стратегічне завдання полягало в одержанні результатів для загального моделювания підприємств.

14 Метою CIMOSA було: розробка архітектури та методології створення систем шляхом «стикування» стандартизованих модулів CIM незалежно від їхніх виробників (принцип «Plug and Play»). Інфраструктура моделювання CIMOSA представляється у формі куба (рис. 8.1). Архітектура CIMOSA – тривимірна (по осям куба): а) на вертикальній осі («східчаста деривація») представлено три рівні опису фазової концепції: визначення вимог, специфікація проекту та опис реалізації; б) горизонтальна вісь («поетапна конкретизація») описує послідовну індивідуалізацію понять. На першому етапі визначаються базові вимоги (загальні вимоги, стандартні блоки), на другому етапі вони конкретизуються з урахуванням специфіки галузі, а на третьому етапі диференціюються стосовно до специфіки підприємства (конкретні вимоги).

15 Рис Архітектура моделювання CIMOSA

16 Практичне значення цієї архітектури моделей - прототипів: наочно показує (відповідно до концепції CIMOSA), що стандартні блоки можливо використати для визначення стандартів; наочно показує (відповідно до концепції CIMOSA), що стандартні блоки можливо використати для визначення стандартів; блоки можливо сгрупувати в моделі-прототипи для конкретних галузей; блоки можливо сгрупувати в моделі-прототипи для конкретних галузей; моделі-прототипи можливо використати для вироблення рішень, адаптованих для конкретної організації; моделі-прототипи можливо використати для вироблення рішень, адаптованих для конкретної організації; можливість визначення ступіню деталізації інформаційної моделі при рішенні питань структурування; можливість визначення ступіню деталізації інформаційної моделі при рішенні питань структурування; можливість обєднувати загальні положення методології інформаційних систем із прикладними областями CIM. можливість обєднувати загальні положення методології інформаційних систем із прикладними областями CIM.

17 Третя вісь («поетапна генерація») описує різні типи моделей інформаційної системи, мета цієї «проекції» - створення типів описів. В архітектурі CIMOSA типи опису є: - «модель функцій»; - «інформаційна модель»; - «модель ресурсів»; - «організаційна модель». «Модель функцій» являє собою: опис подій; інші елементи; події та процеси, включаючи виконання й обробку виключень.

18 «Модель ресурсів» описує: ІТ і виробничі ресурси. «Організаційна модель» - організаційну ієрархію (в архітектурі CIMOSA весь зміст розбивається на різні типи подань, але при цьому відсутній їх рівень). «Організаційна модель» - організаційну ієрархію (в архітектурі CIMOSA весь зміст розбивається на різні типи подань, але при цьому відсутній їх рівень). При описі ресурсів одночасно виконується їхня прив'язка до функцій. При описі ресурсів одночасно виконується їхня прив'язка до функцій. У концепції моделювання CIMOSA: - не передбачена модель виходів; - надає адекватну архітектуру для опису інформаційних систем, яку можна наповнювати змістом у вигляді стандартизованих моделей- прототипів протягом усього процесу створення реального програмного забезпечення.

19 Переваги: концепція CIMOSA дозволяє класифікувати методи моделювання, описувати їх метамоделями, не відступаючи при цьому від моделі, орієнтованої на бізнес-процеси. концепція CIMOSA дозволяє класифікувати методи моделювання, описувати їх метамоделями, не відступаючи при цьому від моделі, орієнтованої на бізнес-процеси. розглядає підприємства як серію взаємодіючих один з одним суб'єктів. розглядає підприємства як серію взаємодіючих один з одним суб'єктів.

20 IFIP ( розробник міжнародної федерації по обробці інформації) - методологія не звужує об'єкт дослідження якимись конкретними методами розробки ІС і базується на широкому спектрі знань, прагнучи охопити якнайбільше концепцій, серед яких інтерактивний метод проектування (IDA), методологія інформаційного інжинірингу (IEM), один з варіантів високо рівневых мереж (IML), метод систем розробки Джексона (JSD), метод інформаційного аналізу Нійссена (NIAM), мова постановки завдань/аналізатор постановки завдань (PSL/ PSA), метод структурованого аналізу й проектування (SADT), а також метод Йордона.

21 Ця методологія використовує метамодели «ставлення-відношення- сутність-відношення». Її відмінними рисами є концепція та стадії життєвого циклу інформаційної системи, а також розмежування моделей, орієнтованих на подання даних, процесів і поводження (рис. 8.2). Побудова цих моделей не стільки обумовлено аналітичними умовиводами, скільки спрямовано на дозвіл ключових проблем, типових для традиційних методів розробки ІС. Рис Типи моделей в архітектурі IFIP

22 Модель процесів описує події (функція-функції-функції- бізнес-функції), включаючи їхні взаємини з попередниками й спадкоємцями. В рамках моделі - проводиться аналіз подій і їхніх взаємин з попередниками та спадкоємцями. Концепція ARIS (Architecture of Integrated Information Systems архітектура інтегрованих інформаційних систем): - має підхід до формалізації інформації про діяльність організації; - подання інформації про діяльність організації у вигляді графічних моделей, зручному для розуміння й аналізу. - представляє існуючу ситуацію з певним ступенем наближеності; - має ступінь деталізації опису, що залежить від цілей проекту, у рамках якого проводиться моделювання.

23 Моделі ARIS можуть бути використані: - для аналізу та вироблення різного роду рішень по реорганізації діяльності підприємства; - для впровадження інформаційної системи управління; - для розробки систем менеджменту якості. Методологія ARIS: - реалізує принципи структурного аналізу; - дозволяє визначити та відобразити в моделях основні компоненти організації та процеси; - дозволяє визначити вироблену та споживану продукцію, використовувану інформацію; - дозволяє виявити взаємозв'язки між ними; - передбачає зберігання всієї інформації в єдиному сховищі, що забезпечує цілісність і несуперечність процесів моделювання й аналізу та дозволяє проводити верифікацію моделей

24 Створювані моделі за методологією ARIS являють собою документовану сукупність знань: про систему управління, включаючи організаційну структуру; про систему управління, включаючи організаційну структуру; про процеси, взаємодії між організацією й суб'єктами ринку; про процеси, взаємодії між організацією й суб'єктами ринку; про склад і структуру документів, послідовність кроків процесів, посадові інструкції відділів і їхніх співробітників. про склад і структуру документів, послідовність кроків процесів, посадові інструкції відділів і їхніх співробітників.

25 Переваги методології ARIS: можливість розглядати об'єкт із різних точок зору та рівнів опису, що забезпечують підтримку концепції життєвого циклу систем; можливість розглядати об'єкт із різних точок зору та рівнів опису, що забезпечують підтримку концепції життєвого циклу систем; диференційований погляд на аналізований об'єкт (організацію, систему управління й т.д.); диференційований погляд на аналізований об'єкт (організацію, систему управління й т.д.); широкий набір методів моделювання (господарських -, організаційно-господарських, технологічних та ін.); широкий набір методів моделювання (господарських -, організаційно-господарських, технологічних та ін.); єдиний репозиторій (сховище): всі моделі и об'єкти створюються і зберігаються в єдиній базі проекту; єдиний репозиторій (сховище): всі моделі и об'єкти створюються і зберігаються в єдиній базі проекту; - можливість багатократного використання результатів моделювання; - можливість багатократного використання результатів моделювання; - визначає принципи моделювання практично всіх аспектів діяльності організацій, що є її корінною відмінністю від інших методологій. - визначає принципи моделювання практично всіх аспектів діяльності організацій, що є її корінною відмінністю від інших методологій.

26 У загальному випадку архітектура ARIS виділяє в організації такі підсистеми: Організаційну; Організаційну; Функціональну; Функціональну; Підсистеми входів/виходів; Підсистеми входів/виходів; Підсистему процесів управління; Підсистему процесів управління; Підсистему цілей організації; Підсистему цілей організації; Підсистему засобів виробництва; Підсистему засобів виробництва; Підсистему людських ресурсів; Підсистему людських ресурсів; Підсистему розташування організаційних структур. Підсистему розташування організаційних структур. Всі ці підсистеми організації в реальності та в моделях повинні бути зв'язані між собою (рис. 8.3).

27

28 Рис Взаємодія моделей в ARIS

29 Взаємозв'язок і взаємоузгодження моделей є відмінними рисами методології ARIS. Відповідно до правил структурного аналізу кожна із цих підсистем розбивається на елементарні блоки (модулі), сукупність яких і становить нотацію структурної моделі тієї або іншої підсистеми організації. Для усунення надмірності методологія ARIS обмежує число типів моделей.

30 У зв'язку із цим у методології ARIS виділено чотири основних види моделей, що відображають основні аспекти організації - п'ять типів подань: організаційні моделі; організаційні моделі; функціональні моделі; функціональні моделі; інформаційні моделі (моделі даних); інформаційні моделі (моделі даних); моделі процесів/управління; моделі процесів/управління; моделі входів/виходів. моделі входів/виходів.

31 Інші підсистеми можуть моделюватися з використанням об'єктів, що входять у перераховані вище типи подання. Графічно такий підхід представлений на рис У рамках кожного типу подання створюються моделі, що відбивають ту або іншу сторону досліджуваної системи. Методологія ARIS включає велику кількість методів моделювання, у тому числі відомих як діаграми Чена ERM, мова UML (Unified Modeling Language), методики ОМТ (Object Modeling Technique), BSC (Balanced Scorecard) і т.п.

32 Рис Взаємозв'язок видів моделей в ARIS (будівля ARIS)

33 Достоїнство такого підходу полягає в тому, що при аналізі діяльності організації кожному аспекту можна приділяти достатню увагу, не відволікаючись на його зв'язок з іншими аспектами. І тільки після детального вивчення всіх аспектів можна перейти до побудови інтегрованої моделі, що відбиває всі існуючі зв'язки між підсистемами організації. У теорії систем можна провести розмежування між структурою системи і її поводженням. Структура характеризує статичне подання системи, а поводження описує її динаміку. У моделях бізнес-процесів динаміка виражається як керування подіями та потоками повідомлень. Функціональні моделі підтримуються прикладними системами, які більш детально описуються на рівні окремих модулів, транзакцій або мов програмування. Організаційні моделі, поряд з їх виробничими та комп'ютерними ресурсами, можна деталізувати шляхом перерахування мережних понять, апаратних компонентів. Моделі даних можна деталізувати за допомогою моделей даних, шляхів доступу й використання пам'яті.

34 Моделі виходів можуть мати різні типи виходів, наприклад, матеріальний вихід і інформаційні послуги. Тут існує тісний зв'язок з категоріями ІТ. У матеріальному виході (наприклад, у розважальній техніці, автомобілях і верстатах) поряд з необхідними апаратними засобами використається усе більше компонентів ІТ (наприклад, технологія мікросхем). Таким чином, опис бізнесу за допомогою фазової моделі поетапно трансформується в об'єкти інформаційних і комунікаційних технологій. Фазові моделі характеризують етапи опису реалізації питань бізнесу за допомогою комп'ютерних систем. ARIS-модель включає п'ять фаз (рис.8.5). На фазі 1 описується поточний стан діяльності (або одного з її напрямків) у контексті стратегічних установок і з орієнтацією на використання ІС. Прикладами тут може бути створення віртуальних компаній через комунікаційні мережі.

35 Рис Фазова модель ARIS

36 Стратегічне планування - довгострокові корпоративні цілі організації, загальні корпоративні функції та ресурси. Таким чином, стратегічні установки визначають у довгостроковій перспективі бізнес-процеси організації, включаючи корпоративні цілі, критичні фактори успіху й розподіл ресурсів. На даному етапі небажано розбивати процеси й функції на моделі ARIS і описувати їх у деталях. Фаза 2 - визначення вимог. На цьому етапі створюються докладні моделі (кожного типу) прикладної системи. На цій фазі, на відміну від стратегічного підходу, необхідні більш формалізовані мови опису, оскільки опис, призначений для визначення вимог, є відправною крапкою для реалізації ІТ. Фаза 3 - розробка специфікації проекту, де бізнес-моделі адаптуються до вимог інтерфейсів інструментальних засобів реалізації (баз даних, мережних архітектур, мов програмування тощо). Фаза 4 - створення опису реалізації, де розроблені вимоги реалізуються у вигляді фізичних структур даних, апаратних компонентів і реальних продуктів.

37 Ці чотири фази описують створення інформаційної системи і тому називаються «конструктивним часом». Пізніше закінчена система приймає працездатний вид і вступає в експлуатаційну фазу, що одержала назву «реального часу». З іншого боку, опис реалізації й експлуатація тісно пов'язані з «рівнем апаратно-програмної підтримки». Зміни в інформаційних технологіях системи негайно позначаються на типі реалізації й експлуатації. Фазова концепція не припускає занадто твердої послідовності в процесі розробки. Ця концепція містить у собі процедуру еволюційного створення прототипів. Концепція ARIS націлена на створення й керування бізнес- процесами організації. Крім зв'язку зі стратегічними установками, вона перегукується із стратегічним управлінням інформацією

38 Рис Управління інформацією

39 Управління інформацією припускає планування, регулювання та впровадження «інформаційного» ресурсу. Тут можна виділити три аспекти: управління інфраструктурою (управління інформаційними технологіями), управлення прикладною системою та впровадженням інформаційних систем. Ці визначення вписуються в концепцію ARIS. Отже, концепція ARIS прокладає шлях до інжинірингу, плануванню й управління бізнес-процесами.

40 Багато із цих концепцій і процедур можна узагальнити. На рівні I (інжиніринг процесів) бізнес-процеси моделюються відповідно до виробничого графіка робіт. На рівні II (планування та управління процесами) здійснюється планування й управління поточними бізнес- процесами. На рівні III (управління потоками робіт) обєкти, що підлягають обробці, наприклад, замовлення клієнтів із супутньою документацією або страхові позови, доставляються з одного робочого місця на інше. Електронні документи доставляються системами класу workflow. На рівні IV (прикладна система) документи, доставлені на робоче місце, піддаються обробці (від простих текстових процесорів до складних програмних рішень). Чотири рівні звязані між собою контурами зворотного зв'язка.

41 П'ятий компонент концепції поєднує рівні IIV у єдину інфраструктуру. Інфраструктури містять інформацію про відповідну архітектуру та додатки, конфігуруючи реальні додатки за допомогою інструментарію рівнів II і III, а інформацію із предметної області для них - з моделей- прототипів (рівень I). Інфраструктури включають також інформацію про склад компонентів і їхніх відносин. Програмне забезпечення на рівнях інжинірингу й планування процесів дозволяє власникові бізнес-процесу глянути на бізнес із організаційної точки зору. Рівні ж управління потоками робіт і прикладної системи відносяться до конкретної програмної реалізації. Модель життєвого циклу ARIS застосовна до кожного із чотирьох рівнів. Тому на кожному рівні будь-яка програмна система може бути описана з погляду визначення вимог, специфікації проекту й опису реалізації. Відносини між рівнями розглядаються переважно на рівні визначення вимог, наприклад, як логічно перейти від моделі процесу на рівні II до моделі потоків робіт на рівні III.

42 Отже, серед спектра концепцій CASE-технологій сьогодні архітектура ARIS представляється найбільш ефективної. Підбиваючи підсумок, можна сказати, що в Архітектурі інтегрованих інформаційних систем (ARIS) можна виділити чотири аспекти: концепцію ARIS (будівля ARIS), що представляє собою архітектуру для опису бізнес-процесів; концепцію ARIS (будівля ARIS), що представляє собою архітектуру для опису бізнес-процесів; концепцію ARIS, що пропонує методи моделювання, метаструктури, що представлені в інформаційних моделях; концепцію ARIS, що пропонує методи моделювання, метаструктури, що представлені в інформаційних моделях; концепцію ARIS як фундамент прикладної системи ARIS Toolset, розроблено фірмою IDS Scheer AG для підтримки процесу моделювання. концепцію ARIS як фундамент прикладної системи ARIS Toolset, розроблено фірмою IDS Scheer AG для підтримки процесу моделювання.