Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.1. Классификация моделей Тема 3.2. Структурные методологии Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML Тема 3.4. - презентация

1 Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.1. Классификация моделей Тема 3.2. Структурные методологии Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML Тема 3.4. Язык имитационного моделирования Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS Тема 3.6. Инструментальные средства

2 Понятие модели Тема 3.1. Классификация моделей Часть 3. Моделирование бизнеса Модель представляет искусственный, созданный человеком объект любой природы (умозрительный или материально реализованный), который замещает или воспроизводит исследуемый объект 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

3 Понятие модели Датчик времени Индикатор Эталон времени модель внешнего вида часов структурная схема часов Тема 3.1. Классификация моделей Для одного и того же объекта может быть построено множество различных моделей, отвечающих различным целям 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

4 Классификация моделей Тема 3.1. Классификация моделей модели познавательные нормативные Познавательные (объяснительные) модели отражают уже существующие объекты Нормативные (прагматические) модели отражают объекты, которые должны быть осуществлены Градации нормативных моделей: от референтной (для целого класса объектов) до модели конкретного объекта модели материальные абстрактные модели статические динамические 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

5 Классификация моделей модели декларативные процедурные модели детерминированные стохастические модели формальные содержательные Декларативные модели отражают свойства, структуры, состояния объектов Тема 3.1. Классификация моделей 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

6 Языки описания моделей Языки описания моделей: аналитические, численные, логические, теоретико-множественные, лингвистические, графические Графические модели (схемы, диаграммы, графики, чертежи) – наглядны 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

7 Содержание модели бизнеса В модели бизнеса отражают: функции, которые бизнес-система должна выполнять - что она делает, для кого, с какой целью; 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

8 Методы моделирования бизнеса Тема 3.1. Классификация моделей Структурные методологии IDEF0IDEF1XIDEF3DFD 1. Структурные методы Наибольшее распространение получили методологии: IDEF0 – функциональные модели, основанные на методе SADT IDEF1X – диаграммы данных «сущность-связь» (ERD) IDEF3 диаграммы потоков работ (Work Flow Diagrams), DFD диаграммы потоков данных (Data Flow Diagrams). 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

9 Методы моделирования бизнеса Тема 3.1. Классификация моделей Объектно-ориентированные методы OMTBoochOOSEUML 2. Методы объектно-ориентированного моделирования Предназначены для создания моделей систем с целью их последующей реализации в виде объектно-ориентированных программ Наиболее известные методы: Booch93 Г. Буча, OMT Дж. Румбаха OOSE А. Джекобсона UML (Unified Modeling Language) – на основе Booch93, 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

10 Методы моделирования бизнеса Тема 3.1. Классификация моделей Имитационные методы GPSSСети ПетриSIMAN 3. Методы имитационного моделирования. сети Петри и раскрашенные сети Петри (CPN, Colored Petri Nets); GPSS (General Purpose Simulating System) – унифицированный язык имитационного моделирования; SIMAN (SIMulation ANalysis) – язык визуального моделирования. 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).

11 Методы моделирования бизнеса Тема 3.1. Классификация моделей Интегрированные методы ARISG2BRM 4. Интегрированные методы моделирования объединяют различные виды моделей – структурного анализа, объектно-ориентированные, имитационные и др. 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

12 Методология IDEF0 Тема 3.2. Структурные методологии Часть 3. Моделирование бизнеса Методология IDEF0 базируется на методе SADT (Structured Analysis and Design Technique) Росса, предназначенном для структурированного представления функций системы и анализа системных требований. IDEF0-модель состоит из диаграмм и фрагментов текста. На диаграммах все функции системы и их взаимодействия представлены как блоки (функции) и дуги (отношения). Механизм Управление Входы Выходы Функциональ- ный блок 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

13 Методология IDEF0 Часть 3. Моделирование бизнеса Диаграмма А-0 А0 А2 А1 А3 М1М1 Диаграмма А0 А12 А11 А13 М1М1 Диаграмма А1 I1 O1 С1 I1 O1 I2 ( ) Функциональный блок может быть декомпозирован - представлен в виде совокупности других взаимосвязанных блоков, которые детально описывают исходный блок. Таким образом, IDEF0-модель состоит из набора иерархически связанных диаграмм На диаграмме блоки соединяются дугами: выходные дуги одних блоков могут являться входами (управлением, механизмом) других. Дуги с одним свободным концом имеют источник или получатель вне диаграммы. Для обозначения внешних дуг используются буквы: I (Input), C (Control), O (Output) и M (Mechanism). Тема 3.2. Структурные методологии

14 Методология IDEF0 Часть 3. Моделирование бизнеса Типы связей между блоками: Выход-вход Выход-управление Выход-механизм Обратная связь по входу Обратная связь по управлению Тема 3.2. Структурные методологии

15 Методология IDEF3 Часть 3. Моделирование бизнеса IDEF3-модели используются для документирования технологических (информационных) процессов, где важна последовательность выполнения процесса Выделяют четыре элемента IDEF3-модели: 1. 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

16 Методология IDEF3 Часть 3. Моделирование бизнеса 3. Связи (Links), которые бывают двух типов: передают действия от одной единицы работ к другой 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-outперекрестки слияния – Fan-in Тема 3.2. Структурные методологии

17 Методология IDEF3 Типы перекрестков: 1. Асинхронное И (Asynchronous AND) выходной процесс запустится, если завершились все входные процессы после завершения входного процесса запустятся все выходные процессы Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.2. Структурные методологии

18 Методология IDEF3 2. Синхронное И (Synchronous AND) выходной процесс запустится, если завершились одновременно все входные процессы после завершения входного процесса запустятся все выходные процессы, причем запустятся одновременно Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.2. Структурные методологии

19 Методология IDEF3 Часть 3. Моделирование бизнеса 3. Асинхронное ИЛИ (Asynchronous OR) выходной процесс запустится, если завершится один или несколько входных процессов после завершения входного процесса запустятся один или несколько выходных процессов Тема 3.2. Структурные методологии

20 Методология IDEF3 Часть 3. Моделирование бизнеса 4. Синхронное ИЛИ (Synchronous OR) выходной процесс запустится, если завершились один или несколько входных процессов, причем завершились одновременно после завершения входного процесса запустится один или несколько выходных процессов, причем запустятся одновременно Тема 3.2. Структурные методологии

21 Методология IDEF3 Часть 3. Моделирование бизнеса 5. Исключающее ИЛИ (XOR, Exclusive OR) выходной процесс запустится, если завершился только один входной процесс после завершения входного процесса запустится только один выходной процесс Тема 3.2. Структурные методологии

22 Методология IDEF3 Разработать проект 1 Наклеить обои 3 Подготовить потолок 4 Подготовить стены 2 Побелить потолок 5 Покрасить потолок 6 J1 J2 J3 J4 Расставить мебель 7 выровненные стены выровненный потолок Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.2. Структурные методологии

23 Методология IDEF3 Правила создания перекрестков: 1. Каждому перекрестку слияния должен предшествовать перекресток ветвления. Часть 3. Моделирование бизнеса 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

24 Методология IDEF3 Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.2. Структурные методологии Правило относительно единиц работ: В блок может входить и из блока может выходить только одна связь последовательности. Для отображения множества входов и выходов используются перекрестки. Разрешается множественная декомпозиция работ: для одной и той же работы может быть создано несколько диаграмм декомпозиции (для описания разных вариантов реализации работы). Номер работы А означает: родительская работа имеет код А13, номер декомпозиции – 1 номер работы на текущей диаграмме – 2.

25 Методология DFD Часть 3. Моделирование бизнеса Диаграммы потоков данных DFD позволяют эффективно и наглядно описать процессы документооборота и обработки информации. Используются две нотации: Йордана и Гейна-Сарсона Типы структурных элементов (в нотации Гейна-Сарсона): 1. Процессы (функции, операции, действия), которые обрабатывают и изменяют информацию. Процессы показывают, каким образом входные потоки данных преобразуются в выходные 2. Потоки данных, которые обозначают взаимо- действие процессов с внешним миром и между собой. Поток данных соединяет выход процесса (объекта) с входом другого процесса (объекта). имя номер исполнитель Тема 3.2. Структурные методологии

26 Методология DFD Часть 3. Моделирование бизнеса 3. Хранилища данных - представляют собой собственно данные, к которым осуществляется доступ. Эти данные могут быть созданы или изменены процессами. имя 4. 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 имя Тема 3.2. Структурные методологии

27 Методология DFD Часть 3. Моделирование бизнеса Заказчик заявка счет заказ платеж стоимость Формирование заказа 1 Оплата заказа 3 Расчет стоимости заказа 2 БД Заказ 1 БД Прайс 2 цена Тема 3.2. Структурные методологии

28 Язык UML Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML Часть 3. Моделирование бизнеса В настоящее время язык UML применяется не только для создания ИС, но и для анализа и перепроектирования бизнес-процессов: вместо моделей процессов ИС строятся модели бизнес-процессов, вместо программных объектов в моделях отражаются объекты бизнес- процессов (исполнители, продукция, услуги и т.д.), вместо окружения ИС (пользователей ИС) моделируется окружение бизнеса (поставщики, партнеры, клиенты). 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.

29 Прецедентная модель бизнеса Часть 3. Моделирование бизнеса Отражает основные бизнес-процессы, их взаимодействие с окружением. Начинается с построения внешней диаграммы (вариантов использования - Use Case Diagram), показывающей, как бизнес виден извне Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML мебель на заказ Продажа мебели Покупатель мебели > продукт Продажа продукта Покупатель > Изготовление мебели Ремонт мебели мебель > ремонт >

30 Прецедентная модель бизнеса Прецедент (вариант использования, business use case) - относительно законченная последовательность действий в рамках некоторого бизнес- процесса, приносящая ощутимый результат конкретному актору. Примеры прецедентов: Производство продукта Продажа продукта, Сервисное обслуживание, Разработка продукта, Маркетинг и сбыт. 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. Customer Registration 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 покупатель Покупатель мебели Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

31 Прецедентная модель бизнеса Между прецедентами, как правило, устанавливаются только отношения зависимости а также отношения, структурирующие прецеденты – отношения обобщения, включения (зависимости со стереотипом include), расширения (зависимости со стереотипом extend). Между прецедентами и акторами устанавливаются отношения коммуникации (отношения ассоциации со стереотипом communicate). Они моделируют взаимосвязи прецедентов с окружением (информационные и материальные потоки) продукт Продажа продукта Покупатель > 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

32 Поток событий прецедента Поток событий - описание прецедентов последовательностью шагов Поток событий прецедента «Продажа продукта»: 1. Продавец получает заявку клиента 2. Если в заявке указан готовый продукт, то Продавец проверяет наличие продукта на складе. Если продукта нет в наличии, прецедент заканчивается. Если продукт есть на складе, то прецедент продолжается с шага Если в заявке указывается заказной продукт, то Продавец формирует заказ и передает его Изготовителю продукта. 4. Изготовитель изготавливает продукт в соответствии с требованиями клиента и сообщает о готовности Продавцу. 5. Изготовитель отправляет продукт на Склад. 6. Продавец сообщает Клиенту о готовности продукта и принимает от Клиента оплату. 7. Продавец сообщает Отправителю количество продукта и адрес клиента и заказывает транспорт. 8. Отправитель получает продукт со склада и доставляет его клиенту. Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

33 Диаграмма деятельности Часть 3. Моделирование бизнеса Диаграмма деятельности (Activity diagram) Прецедент «Продажа продукта»: Получить заявку Указан заказной продукт Передать заказ изготовителю Изготовить продукт Отправить на склад Заказать транспорт Доставить продукт Принять оплату Нет продукта имеется Указан готовый продукт Проверить наличие на складе 8. Отправитель получает продукт со склада и доставляет его клиенту. 7. Продавец сообщает Отправителю адрес клиента и заказывает транспорт. 6. Продавец сообщает Клиенту о готовности продукта и принимает от Клиента оплату. 5. Изготовитель отправляет продукт на Склад и сообщает о готовности Продавцу. 4. Изготовитель изготавливает продукт. 3. Если в заявке указывается заказной продукт, то Продавец формирует заказ и передает его Изготовителю продукта. 2. 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 Продавец получает заявку клиента Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

34 Элементы диаграммы деятельности начальное состояние конечное состояние действие переход ветвление синхронизация состояние Получить заявку Заявка получена Чередование событий и состояний Проверить заявку Отправить на склад Сообщить о готовности Распараллеливание потока Действие 2Действие 1 Разветвление потока условие 1 условие 2 Действие 3 Каждый шаг (действие) переводит прецедент в новое состояние. В свою очередь, новое состояние является стимулом для выполнения следующего шага. Т.о. прецедент –это машина состояний-событий Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

35 Элементы диаграммы деятельности Получить заявку заказной продукт Получить заказ Изготовить продукт Отправить на склад Заказать транспорт Доставить продукт Принять оплату Нет продукта имеется готовый продукт Проверить наличие на складе Дорожки: Если в выполнении прецедента участвуют несколько объектов, то действия, выполняемые каждым объектом, размещаются на соответствующей дорожке Продавец ИзготовительОтправитель Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

36 Структурирование прецедентов Чтобы упростить описание прецедента, необходимо его структурировать. Рассмотрим два способа структурирования. 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

37 Структурирование прецедентов выделением фрагментов Часть 3. Моделирование бизнеса Продажа продукта Клиент Диаграмма вариантов использования Исполнение заказа Передать заказ изготовителю Изготовить продукт Отправить на склад Указан заказной продукт Нет продукта имеется Указан готовый продукт Получить заявку Проверить заявку Проверить наличие на складе Принять оплату Заказать транспорт Доставить продукт Диаграмма деятельности прецедента «Продажа продукта» Диаграмма деятельности прецедента «Исполнение заказа» Выполнение прецедента «Исполнение Заказа» Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

38 Структурирование прецедентов обобщением Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML Диаграмма деятельности прецедента «Общий вид продаж» Продажа заказного продукта Диаграмма вариантов исполь- зования Продажа готового продукта Покупатель Заказчик Нет продукта имеется Диаграмма деятельности прецедента «Продажа готового продукта» Проверить наличие на складе Диаграмма деятельности прецедента «Продажа заказного продукта» Передать заказ изготовителю Изготовить продукт Отправить на склад Принять оплату Заказать транспорт Доставить продукт Получить заявку Принять оплату Заказать транспорт Доставить продукт Принять оплату Заказать транспорт Доставить продукт Получить заявку Клиент Общий вид продаж

39 Структурирование прецедентов обобщением Диаграмма деятельности прецедента «Общий вид продаж» Продажа заказного продукта Диаграмма вариантов исполь- зования Продажа готового продукта Покупатель Заказчик Нет продукта имеется Диаграмма деятельности прецедента «Продажа готового продукта» Получить заявку на готовый продукт Проверить наличие на складе Принять оплату Заказать транспорт Доставить продукт Диаграмма деятельности прецедента «Продажа заказного продукта» Передать заказ изготовителю Изготовить продукт Отправить на склад Получить заявку на заказной продукт Выполнение прецедента «Общий вид продаж» Принять оплату Заказать транспорт Доставить продукт Выполнение прецедента «Общий вид продаж» Клиент Общий вид продаж Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

40 Объектная модель бизнес-процесса Раскрывает внутреннее устройство бизнеса: какие виды ресурсов используются для реализации прецедентов и каким образом они взаимодействуют. Классы объектов модели бизнеса: активные - исполнители процессов (стереотип business worker), например, Продавец, Изготовитель, Разработчик; Клерк Счет 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

41 Классы и объекты У объектов одного класса состав атрибутов и операций одинаков. Они отличаются значениями атрибутов, т.к. экземпляры классов описывают характеристики конкретного объекта. Класс – некоторый тип объектов (множество похожих объектов), Экземпляр – конкретный объект (представитель класса). Объекты имеют: имя (через двоеточие может быть указано имя класса) Продавец 1: 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

42 Динамическая диаграмма взаимодействия Часть 3. Моделирование бизнеса Диаграмма последовательности (Sequence Diagram) Подача заявки Продавец Склад Клиент Отправитель Изготовитель Передача заказа Отправка продукта Сообщение о готовности Заказ транспорта Оплата Сообщение Запрос Доставка продукта Отгрузка Прецедент «Продажа заказного продукта»: 8. Отправитель получает продукт со склада и доставляет его клиенту. 7. Продавец сообщает Отправителю адрес клиента и заказывает транспорт. 6. Продавец сообщает Клиенту о готовности продукта и принимает от Клиента оплату. 5. Изготовитель отправляет продукт на Склад и сообщает о готовности Продавцу. 4. Изготовитель изготавливает продукт. 2. Продавец формирует заказ и передает его Изготовителю продукта. 1. Продавец получает заявку клиента Изготовление продукта Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

43 Элементы диаграммы последовательности В верхней части диаграммы – активные объекты (и акторы) в виде прямоугольника («человечка»), от которого вниз проведена «линия жизни». объект Сообщение (message) – отрезок горизонтальной линии со стрелкой, проведенный от линии жизни объекта (актора), посылающего сообщение, до линии жизни объекта (актора), получающего сообщение. актор объект 1 объект 2 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

44 Статическая диаграмма взаимодействия Часть 3. Моделирование бизнеса Продавец Изготовитель /у Склад /у Отправитель Клиент 1: подача заявки 2: передача заказа 4: отправка продукта 5: сообщение о готовности 6: сооб- щение 7: оплата 8: заказ транспорта 9 запрос 10 отгрузка 11 доставка - отношение сообщения (message) Диаграмма кооперации (Collaboration Diagram) 3: Изготовление продукта Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

45 Диаграмма классов Диаграмма классов (Class diagram) используется для отображения устойчивых связей между классами объектов Продавец ИзготовительОтправитель Склад Диаграмма классов для прецедента «Продажа продукта» Заказ > Продукт Служащий > коммуникации (ассоциации со стереотипом communicate) Типы отношений: > использования (ассоциации со стереотипом uses) > Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

46 Диаграмма классов Для структурирования классов используются отношения обобщения и включения Заказ Спецификация клиента: Class Спецификация продукта: Class Документ Номер: Integer Дата: String Спецификация клиента ФИО: String Адрес: String Спецификация продукта Наименование: String Количество: Integer Цвет: String Заказ Специфи- кация клиента Специфи- кация продукта документ Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.3. Объектно-ориентированный язык UML

47 Описание объектов Спецификация объекта состоит из описания свойств (атрибутов) и поведения (обязательств, операций). 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 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

48 Язык SIMAN Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN Часть 3. Моделирование бизнеса Основные элементы имитационной модели SIMAN (ПП «Arena»): 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.;

49 Графические модули SIMAN Часть 3. Моделирование бизнеса Модуль Create (Источник) создает сущности, обрабатываемые в системе (прибытие клиентов в банк или в магазин, поступление заказов и т.д.). Скорость создания сущностей обычно задается статистической функцией. 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

50 Графические модули SIMAN Модуль Decide позволяет проверять условия и в зависимости от результата проверки направлять сущности тому или иному процессу (если клиенту банка требуется операция снятия со счета, то он направляется в один отдел, если он хочет оформить кредит, то – в другой отдел). 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

51 Модель на языке SIMAN Create 1Assign 1 Decide 1 Decide 2 Process 1 Process 2 Dispose 1 Process 3 Decide 3 Process 4 Process 5 False True Oper = 1 Oper = 2 Имитационная модель системы обслуживания в банке имитирует приход клиентов в банк присваивает клиентам атрибут oper - номер кассовой операции (один из 3 х видов операций) распределяет клиентов по кассам в зависимости от операции распределяет клиентов между вторым и третьим кассиром имитирует работу 1-го кассира, выполняющего операцию 1 имитируют работу 2-го и 3-го кассиров, выполняющих операцию 2 имитируют работу 4-го и 5-го кассиров, выполняющих операцию 3 распределяет клиентов между четвертым и пятым кассиром имитирует уход клиентов из банка Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.4. Язык имитационного моделирования SIMAN

52 Задание свойств модулей Для каждого из модулей пользователь вводит в диалоговом окне конкретные значения параметров. Параметры модуля Create: Name – имя модуля, EntityType – тип создаваемых сущностей, Type – способ формирования потока, Expression – распределение (время между прибытиями сущностей) и др. P P1 MinMax Ед. равномерное распределение P P2P2 MinMax Ед.Most Likely P1 P3P3 треугольное распределение 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

53 Задание свойств модулей Параметры модуля Process: Name - имя модуля, Action - тип обработки сущностей, Resources - ресурсы, обрабатывающие сущности, Delay Type - тип распределения (время, затрачиваемое на обработку) и др. 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

54 Имитация 0 t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 t5t5 Время e0e0 e1e1 e2e2 e3e3 e4e4 e5e5 Режим продвижения модельного времени от события к событию: Сначала часы модельного времени - в 0. Затем определяется время возникновения будущих событий. Часы переходят на время возникновения ближайшего события (период бездействия пропускается) и обновляется состояние системы с учетом произошедшего события. Затем часы продвигаются ко времени следующего ближайшего события и т.д. пока не будет выполнено условие останова. 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

55 Отчеты После «проигрывания» модели автоматически генерируются отчеты. Построив несколько моделей системы, отражающих различные варианты выполнения бизнес-процессов, «проиграв» их и проанализировав отчеты, можно выбрать оптимальный вариант. 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.

56 Методология ARIS Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS Часть 3. Моделирование бизнеса Методология ARIS (Architecture of Integrated Information System) разработана в 1990-х годах профессором А.-В. Шеером Организационная модель Модель процессов/ управления Модель данных Модель функций 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)

57 Организационная схема Часть 3. Моделирование бизнеса Испол- нительная дирекция Производс тво Направление бизнеса Планиров ание продаж Складиро вание Главный отдел Начальник главного отдела Начальник отдела Кладовщик Андрей Петров Елена Иванова Виктор Федоров Модель строится иерархически от верхнего уровня структуры к нижнему. Низшим уровнем является описание подразделений на уровне должностей штатных единиц, занимаемых конкретными сотрудниками. Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS Орг. единица Должность Человек Тип орг. единицы К организационным моделям относится Организационная схема (Organizational chat). Основные типы объектов этой модели:

58 Дерево функций Часть 3. Моделирование бизнеса Произвести продукцию Закупать материалы Осуществлять производство Продавать продукцию Планировать потребности Выявлять поставщиков Планировать производство Управлять производство м Получать и обрабатывать заказ Принять к исполнению Оплачивать и получать материалы Отследить выполнение заказа Используется только один тип объекта функция (работа, действие, этап в рамках процесса). 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).

59 Заказ на производство получен Появилась необходимость во внешней детали Заказ клиента обработан Отследить заказ на производство Изделие создано Управлять производство м Внешняя деталь получена Закупить деталь Заказ клиента обработан Отгрузить деталь Сведения о поставщиках Сопроводительные документы Отдел ИТ К моделям процессов/управления относится Диаграмма eEPC (extended Event driven Process Chain) Событийная цепочка процесса Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS И ИЛИ Событие Исключающее ИЛИ функция Основные типы объектов: Логические операторы

60 Элементы диаграммы eEPC Часть 3. Моделирование бизнеса Логические операторы (И, ИЛИ, XOR) показывают разветвления в потоке процесса. Примеры: 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

61 Интеграция моделей Часть 3. Моделирование бизнеса 1. Механизм интеграции Благодаря хранению объектов в едином репозитории (специальной базе данных). При создании нового объекта в репозитарии появляется отдельная запись, задающая описание объекта. Объект можно скопировать из одной модели и вставить в другую с помощью команд Copy/Paste. Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS FB Модель данных Модель функций Модель процессов/управления Организационная модель Взаимосвязь моделей ARIS обеспечивается с помощью двух механизмов: интеграции и детализации

62 Детализация моделей Часть 3. Моделирование бизнеса 2. Механизм детализации: для объектов текущей модели можно задавать ссылки на другие модели, являющиеся подробным описанием этого объекта. Типы детализации, разрешенные к использованию, зависят от типа объекта Механизм детализации позволяет избегать перегрузки моделей информацией, делая их более наглядными. Поступила заявка Заявка сохранена Сохранить заявку Заявка обработана Обработать заявку Диаграмма eEPC Обработать заявку Отдел продаж SAP SD Диаграмма окружения функции Данные о продажах Заявки клиентов Тема 3.5. Интегрированная методология ARIS

63 Возможности инструментальных средств Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса автоматическое создание компонент информационных систем – например, автоматическая кодогенерация (создание компьютерных программ), генерация баз данных на основе введенных моделей и диаграмм. 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;

64 Классификация инструментальных средств Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса Средства моделирования бизнеса Средства разработки приложений Средства анализа и проектирования Средства анализа предметной области Средства управления проектами Средства статического моделирования бизнес-процессов Средства имитационного моделирования Средства интеллектуального моделирования CASE-средства

65 Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса Классификация по уровню проектирования в жизненном цикле создания ИС: средства верхнего уровня (Upper CASE) - анализ предметной области, определение места ИС в контуре бизнес-системы; средства среднего уровня (Middle CASE) - разработка архитектуры ИС, создание проектных спецификаций; средства нижнего уровня (Lower CASE) – поддержка разработки программного обеспечения. 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.).

66 CASE-средства Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса Средства анализа предметной области. Функции: формирование модели предметной области (диаграмм функциональной декомпозиции, диаграмм потоков данных и др.). используемые методологии – IDEF0, ABC, DFD, IDEF3. Примеры: Design/IDEF, BPwin, CASE Аналитик Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для построения моделей существующего, нового бизнеса. 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.

67 CASE-средства Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса Средства разработки приложений Функции: генерация программного кода на различных языках программирования (C++, Object Pascal, Java, Visual Basic) Примеры: RAD-средства - Power Builder, Delphi, 4GL, генераторы кодов Rational Rose Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для построения ИС поддержки нового бизнеса на основе модели ИС. 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.

68 Средства моделирования бизнеса Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса Это компьютерные средства изначально созданные для моделирования, анализа и реинжиниринга бизнеса CASE-средства хотя и предоставляют возможности для моделирования бизнеса, рассматривают модели бизнеса лишь как основу для проектирования ИС и, в связи с этим, не содержат развитых средств анализа и оптимизации бизнес-процессов. 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

69 Средства моделирования бизнеса Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса Средства имитационного моделирования. Функции: построение динамических моделей, копирующих реальные процессы, «проигрывание» моделей в сжатом времени или пошаговом режиме, получение статистики, проверка гипотез по принципу «что - если». Примеры: Arena, ServiceModel, ModSym, модуль ARIS Simulation среды ARIS. Применение: в проектах по оптимизации бизнес-процессов используются для анализа динамики процессов существующего и нового бизнеса. 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

70 Выбор инструментального средства Технические характеристики и архитектура. Необходимо учитывать, на какие вычислительные платформы и операционные среды ориентированы средства. Важную роль играют возможности многопользовательского доступа. 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 – дол. Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса

71 Инструментальное средство BPwin Поддерживает методологии IDEF0, DFD и IDEF3, экспорт/импорт с EasyABC, Arena, ERwin, MS Excel, MS Word. Имеет простой и понятный интерфейс пользователя Осуществляет проверку целостности и согласованности модели Предоставляет 2 инструмента для оценки бизнес-процессов: функционально-стоимостной анализ (ABC) оценка свойств, определяемых пользователем. Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса

72 CASE-средство Rational Rose Содержит все диаграммы UML, начиная от диаграмм вариантов использования и заканчивая диаграммами реализации. Одним из наиболее мощных свойств данного инструментария является возможность генерации программного кода (на языках C++, Java, Visual Basic, PowerBuilder и др.) на основе построенных моделей Тема 3.6. Инструментальные средства Часть 3. Моделирование бизнеса

73 Программный пакет Arena Часть 3. Моделирование бизнеса ПП Arena использует язык SIMAN Пользователь может: создать модель - разместить нужные графические модули, задать их свойства, соединить модули «проиграть» модель – задать время имитации и запустить процесс сформировать отчеты проанализировать результаты моделирования. Тема 3.6. Инструментальные средства

74 Программный пакет ARIS Часть 3. Моделирование бизнеса Тема 3.6. Инструментальные средства

75 Программный пакет ARIS Часть 3. Моделирование бизнеса ППП ARIS состоит из комплекса взаимосвязанных модулей: ARIS Designer конструктор моделей; ARIS Explorer проводник; ARIS Report генератор отчетов о элементах ARIS; ARIS Semantic Check инструмент для семантических проверок и др. 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