Лабораторная работа «Информационные технологии моделирования бизнес-процессов (WorkFlow) и потоков данных (DataFlow)»
Моделирование бизнес-процессов позволяет документировать последовательность операций, провести анализ для выявления недостатков и причин снижения эффективности бизнес-процессов компании, построить идеальную модель деятельности предприятия.
Для моделирования разработаны различные методологии, к числу наиболее популярных для моделей бизнес-процессов и структур данных относятся оформленные в виде стандартов международного уровня нотации:
- IDEF0 - методология функционального моделирования. С помощью наглядного графического языка IDEF0, изучаемая система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков - в терминах IDEF0). Моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы.
- IDEF1 – методология моделирования информационных потоков внутри системы, позволяющая отображать и анализировать их структуру и взаимосвязи.
- IDEF1X (IDEF1 Extended) – методология построения реляционных структур. IDEF1X относится к типу методологий «Сущность-взаимосвязь» (ER – Entity-Relationship). Используется для моделирования реляционных баз данных, имеющих отношение к рассматриваемой системе.
- IDEF2 – методология динамического моделирования развития систем, позволяющая превращать набор статических диаграмм IDEF0 в динамические модели, построенные на базе «раскрашенных сетей Петри» (CPN – Color Petri Nets), в настоящее время практически не используется.
- IDEF3 – методология документирования процессов, происходящих в системе, используется при исследовании технологических процессов на предприятиях, при сценарном подходе к последовательности операций. IDEF3 взаимосвязан с методологией IDEF0, функциональный блок которого может быть представлена в виде отдельного процесса средствами IDEF3.
- IDEF4 – методология построения объектно-ориентированных систем, наглядного отображения структуры объектов и их взаимодействия, предназначен для анализа и оптимизации сложных объектно-ориентированных систем.
- IDEF5 – методология онтологического исследования сложных систем. Онтология системы может быть описана при помощи определенного слооваря терминов и правил, на основании которых могут быть сформированы достоверные утверждения о состоянии рассматриваемой системы в некоторый момент времени. На основе этих утверждений формируются выводы о дальнейшем развитии системы и производится её оптимизация.
Типичным представителем инструментальных средств функционального моделирования является пакет AllFusion Process Modeler (BPWin), который обеспечивает создание моделей в нотациях IDEF0, IDEF3 и DFD (Data Flow Diagrams).
Стандарт IDEF0
IDEF0, как стандарт был разработан в 1981 году в рамках программы автоматизации промышленных предприятий ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing), предложен департаментом Военно-Воздушных Сил США.
IDEF=I CAM DEF inition
Последняя редакция была выпущена в декабре 1993 года Национальным Институтом по Стандарам и Технологиям США (NIST).
Методом функциональнойдекомпозиции система, представляющая собой совокупность взаимодействующих функций или работ и имеющая определенные границы, разбивается на части. В результате создается иерархия диаграмм декомпозиции, каждая полученная диаграмма подвергается экспертизе, эксперт предметной области устанавливает соответствие реальных бизнес-процессов и модели в виде диаграммы. Модель бизнес-процесса – текстовое и графическое описание системы, может содержать 4 типа иерархически упорядоченных и логически связанных диаграмм:
§ контекстная;
§ декомпозиции;
§ дерево узлов;
§ только для экспозиции.
Контекстная диаграмма – общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой; описывает основное назначение моделируемого бизнес-процесса.
На рис. 1 представлен внешний вид контекстной диаграммы.
Рисунок 1. Контекстная диаграмма
Диаграмма декомпозиции - содержат родственные (дочерние) работы, имеющие общую родительскую работу (рис.2). Работы нумеруются автоматически слева направо. Номер работы показывается в правом нижнем углу. В левом верхнем углу изображается небольшая диагональная черта, которая показывает, что данная работа не была декомпозирована.
Рисунок 2 Диаграмма декомпозиции
Диаграмма дерева узлов (Node Diagram) - иерархическая структура работ, представленных на диаграммах декомпозиции. Диаграммы деревьев узлов можно строить произвольной глубины, не обязательно с корня.
Диаграммы для экспозиций (FEO) – иллюстрация фрагментов модели.
Организационная диаграмма (Organization Chart) – организационная структура, показывает взаимосвязь Role Group (ролевые группы, структурные подразделения), Role (функциональные роли) и Resources (ресурсы: исполнители, материальные ресурсы, основные средства, финансовые ресурсы и т.п.).
Каркас диаграммы содержит – оформление листа диаграммы, содержит заголовок (верхняя часть рамки) и подвал (нижняя часть). Заголовок каркаса используется для отслеживания состояния диаграммы в процессе создания модели. Нижняя часть используется для идентификации и позиционирования в иерархии диаграмм. В табл. 1 приведено значение элементов каркаса (см. рис. 1).
Таблица 1 Поля каркаса
| Поле | Значение |
| Used At | Указание на родительскую работу, если на текущую диаграмму ссылаются посредством стрелки вызова. |
| Author, Date, Rev, Project | Имя автора диаграммы, дата ее создания и имя проекта, в рамках которого была создана диаграмма. REV - дата последнего редактирования диаграммы. |
| Notes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | Число замечаний к модели, высказанных экспертом (вычеркивается очередная цифра из списка при внесении нового замечания). |
| Status | Статус диаграммы (стадия создания: диаграммы, отображая все этапы публикации. Working -новая иди кардинально обновленная диаграмма, новый автор диаграммы; Draft – диаграмма после экспертизы, готова к дальнейшему обсуждению; Recommended -диаграмма прошла экспертизу, новых изменений не ожидается; Publication –диаграмма готова к окончательной печати и публикации. |
| Reader | Имя читателя (эксперта). |
| Date | Дата прочтения (экспертизы). |
| Context | Схема расположения работ в диаграмме верхнего уровня. Работа, являющаяся родительской, показана темным прямоугольником, остальные - светлым. На контекстной диаграмме (А-0) показывается надпись TOP. В левом нижнем углу показывается номер по узлу родительской диаграммы. |
| Node | Номер узла диаграммы (номер родительской работы) |
| Title | Имя диаграммы. По умолчанию – имя родительской работы |
| Number | C-Number, уникальный номер версии диаграммы |
| Page | Номер страницы, может использоваться как номер страницы при формировании папки |
Схема построения модели бизнес-процесса в IDEF0
Контекст – наиболее абстрактный уровень описания системы в целом. В контекст входит:
§ Определение СУБЪЕКТА моделирования – самой системы, ее области (Scope), уровня глубины и ширины области моделирования;
§ Определение состояния системы: AS IS («КАК ЕСТЬ»), TO BE («ДОЛЖНА БЫТЬ»);
§ Определение цели моделирования (Purpose) – для фокусирования усилий аналитиков (например, установление функциональности предметной области, изучение бизнес-процессов и др.).
§ Точка зрения (Viewpoint) – соответствует цели моделирования, отражает определенное мнение, взгляд.
§ Статус модели (Status) – различают следующие типы статуса модели.
Работы (Activity)
Бизнес-процесс понимается как последовательность работ – WorkFlow. Работыобозначают поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты, они изображаются в виде прямоугольников (блоков). Все работы должны быть названы и определены, имя работы должно быть глаголом (например, «Изготовить деталь», «Принять заказ» и т.д.).
Работы на диаграммах декомпозиции располагаются по диагонали от левого верхнего угла к правому нижнему в порядке доминирования:
· в левом верхнем углу располагается самая важная работа или работа, выполняемая по времени первой,
· вправо вниз располагаются менее важные или выполняемые позже работы.
Стрелки (Arrows)
Взаимодействие работ с внешним миром описывается в виде стрелок. Стрелки представляют собой некую информацию или материальные объекты, именуются существительными.
В IDEF0 различают пять типов стрелок.
§ Вход (Input) - материальный или информационный вход, он используется или преобразуется работой для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь стрелки входа.
§ Управление (Control) - правила, стратегии, процедуры или стандарты, которыми руководствуется работа. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку управления.
§ Выход (Output) - материальный или информационный, создается работой. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода.
§ Механизм (Mechanism) - ресурсы, которые выполняют работу, например персонал предприятия, станки, устройства и т.д.
§ Вызов (Call) - специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Рисуется как исходящая из нижней грани работы. Стрелка вызова используется для указания того, что некоторая работа выполняется за пределами моделируемой системы (используются в механизме слияния и разделения моделей).
Каждый тип стрелок подходит к определенной стороне блока, или выходит из нее. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы. Стрелка управления рисуется как входящая в верхнюю грань. Выход рисуется как исходящая стрелка из правой грани. Механизм - входит в нижнюю грань.
Граничные стрелки
Стрелки на контекстной диаграмме служат для описания взаимодействия системы с окружающим миром, они могут начинаться у границы диаграммы и заканчиваться у работы, или наоборот. Такие стрелки называются граничными.
Для внесения граничной стрелки:
§ щелкнуть по кнопке с символом стрелки 
в палитре инструментов;
§ перенести курсор к левой стороне экрана, пока не появится начальная штриховая полоска;
§ щелкнуть один раз по полоске (откуда выходит стрелка) и еще раз в левой части работы со стороны входа (где заканчивается стрелка).
Стрелки управления, входа, механизма и выхода изображаются аналогично.
Для рисования стрелки выхода, например, следует щелкнуть по кнопке с символом стрелки в палитре инструментов, щелкнуть в правой части работы со стороны выхода (где начинается стрелка), перенести курсор к правой стороне экрана, пока не появится штриховая полоска, и щелкнуть один раз по ней. Стрелки именуются, а их имена автоматически заносятся в словарь (Arrow Dictionary).
Внутренние стрелки
Для связи работ между собой используются внутренние стрелки, которые не касаются границ диаграммы, а начинаются у одной и кончаются у другой работы.
Для рисования внутренней стрелки необходимо в режиме рисования стрелок щелкнуть по сегменту (например, выхода) одной работы и затем по сегменту (например, входа) другой. В IDEF0 различают пять типов связей работ:
§ связь по входу (output-input), когда стрелка выхода вышестоящей работы (далее - просто выход) направляется на вход нижестоящей;
§ связь по управлению (output-control), когда выход вышестоящей работы направляется на управление нижестоящей. Связь по входу показывает доминирование вышестоящей работы. Данные или объекты выхода вышестоящей работы не меняются в вышестоящей;
§ обратная связь по входу (output-input feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на вход вышестоящей. Такая связь, как правило, используется для описания циклов;
§ обратная связь по управлению (output-control feedback), когда выход нижестоящей работы направляется на управление вышестоящей. Обратная связь по управлению часто свидетельствует об эффективности бизнес-процесса;
§ связь выход-механизм (output-mechanism), когда выход одной работы направляется на механизм другой. Эта взаимосвязь используется реже остальных и показывает, что одна работа подготавливает ресурсы, необходимые для проведения другой работы.
Явная стрелка имеет источником одну-единственную работу и назначением тоже одну-единственную работу. Можно также использовать разветвляющиеся и сливающиеся стрелки. Внесенные граничные стрелки на диаграмме декомпозиции нижнего уровня изображаются в квадратных скобках и автоматически не появляются на диаграмме верхнего уровня. Их можно туннелировать или «поднимать» до ранга граничных стрелок. Туннельная стрелка изображается с круглыми скобками на конце.