Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Математическое моделирование деятельности производственно-сбытового предприятия (ПСП) 22
1.1 Общие экономические закономерности функционирования предприятия 22
1.2 Основное балансовое уравнение (БУ). Вычисление переменных и постоянных затрат ПСП 27
1.3 Однопродуктовые динамические модели 31
1.4 Канонический вид БУ для однопродуктового производства 40
1.5 Многопродуктовые статические модели 42
1.6 Многопродуктовые динамические модели 45
1.7 Обобщение формулы расчета выручки ПСП 49
1.8 Канонический вид БУ для динамической многопродуктовой модели 55
1.9 Условия существования канонического вида БУ 57
1.10 Применение формул вычисления выручки и канонического вида БУ 62
1.10.1 Частные случаи использования общей формулы вычисления выручки и канонического вида БУ 62
1.10.2 Примеры применения канонической формы БУ при рассмотрении производственно-сбытовой деятельности предприятия 64
Глава 2 Методики эффективного построения ARIS-диаграмм 70
2.1 Методика построения организационных диаграмм 70
2.2 Методика построения диаграмм процессов 74
2.3 Методика построения модели технических терминов 84
2.4 Методика построения функциональных деревьев 87
2.5 Требования к построению моделей 92
Глава 3 Методика сбора информации для построения базы данных математического моделирования 96
3.1 Общие рекомендации по сбору информации о моделируемом предприятии и по выбору перечня ARIS-моделей 96
3.2 Общие рекомендации по применению формы и шаблонов ARIS-моделирования 103
3.3 Шаблоны моделей организационного вида 110
3.4 Шаблоны моделей вида данных 116
3.5 Шаблоны моделей функционального вида 119
3.6 Шаблоны моделей процессного вида 122
Глава 4 XML-технологии в моделировании систем и процессов 139
4.1 Особенности XML-технологий 139
4.2 XML-технологии в моделировании финансовой сбалансированности деятельности предприятия 141
4.3 XML-разметка организационных диаграмм 148
4.4 XML-разметка функциональных деревьев 155
4.5 XML-разметка процессов верхнего уровня 156
4.6 Методика преобразования ARIS-моделей в XML-документ 158
4.7 Четырехуровневая разработка XML-ориентированной программной системы. 160
Заключение 164
Литература 166
Приложение 175
- Основное балансовое уравнение (БУ). Вычисление переменных и постоянных затрат ПСП
- Методика построения модели технических терминов
- Общие рекомендации по применению формы и шаблонов ARIS-моделирования
- XML-технологии в моделировании финансовой сбалансированности деятельности предприятия
Введение к работе
Существуют различные представления математических моделей (ММ), отражающих основные аспекты деятельности производственно-сбытового предприятия (ПСП): объем производства, объем реализации, затраты на производство и сбыт, себестоимость и цену продукции, выручку, прибыль и ее распределение, привлекаемые и собственные средства, удельный вес реализации и т.д. При этом записываются уравнения, задаются соответствующие параметры, выводятся формулы определения требуемых величин и разрабатываются методики их расчета. Чаще всего целью разработки ММ является исследование и анализ экономических факторов или их отдельных аспектов, например:
определение точки безубыточности [19, 20, 21, 22,42];
определение рентабельности (продукции, предприятия в целом или его различных подразделений) [1,3, 9, 18, 19, 20, 21, 22,40,42, 63, 69];
рассмотрение тенденций изменения цены продукции [17, 18, 19, 20, 21, 22,24,40];
выявление критериев устойчивости экономической системы, состоящей из множества взаимосвязанных предприятий [1, 16, 18, 19, 21, 40,42];
расчет влияния различных факторов производства на цену, объемы выпуска и реализации, величины прибыли и т.д. [1, 3, 7, 9, 17, 18, 19, 20, 21,22, 24, 25, 35, 36, 37, 40, 42, 44, 45, 47, 58].
В моделировании экономических систем и процессов, на наш взгляд, имеется ряд недостатков. Часть из них касается ММ, часть - использования имеющихся средств моделирования и анализа.
Первый недостаток связан с частным характером расчетных формул, справедливых только для отдельных процессов и систем (макро- или
микроэкономики). В основном используются отдельные модели (статические или динамические) — модель «затраты-выпуск» Леонтьева, модель Солоу, модели поведения производителей, модели поведения потребителей, модели спроса и предложения, модели распределения оборудования и персонала по видам работ и др. Поэтому для улучшения этого положения необходима более общая модель или базовая модель (БМ), которую можно расширять (наполнять) для более широкого охвата существующих и вновь возникающих проблем и уточнения методов и способов их решения. Поскольку состояние финансовых средств ПСП о многом говорят специалисту, БМ может представлять собой уравнение баланса средств предприятия в текущий период времени с отражением взаимозависимости различных экономических параметров.
В работах [1, 3, 7, 8, 9, 10, 19, 20, 21, 40, 44, 45, 47] рассматриваются соотношения специального вида между хозяйствующими субъектами, называемые балансовыми уравнениями (БУ), или уравнениями балансами. При такой трактовке БУ могут определять соотношение между произведенным товаром (оказанными услугами, выполненными работами) или полученными из внешней среды товаром за некоторый период и потребленными за это же время средствами на текущие производственные и/или капитальные затраты. БУ могут представляться в виде равенства, где в левой части стоит величина, обозначающая изменение запасов товаров, а в правой — потоки товаров [1]. Или БУ могут соизмерять доходы и расходы с прибылью [40].
В статье [40] рассматривается система взаимосвязанных предприятий, которые имеют производственные связи через поставки своей продукции как друг с другом, так и самостоятельные прямые связи с рынком. Балансовым здесь называется уравнение, увязывающее прибыль отдельного предприятия (из системы) с разностью между полученными за определенный интервал времени доходами и произведенными затратами. В статье сделан упор на вывод формул стоимости всей выпускаемой продукции предприятия (в рамках динамического однопродуктового производства для отдельного предприятия системы) и на рассмотрение динамики цен в системе взаимосвязанных
предприятий для обеспечения требуемого уровня рентабельности. При рассмотрении открытой динамической системы «затраты-выпуск» авторы опираются на В.Леонтьева, но в отличие от проведенных им конкретных количественных расчетов при фиксированных значениях параметров системы «чистых отраслей», авторы работы [40] в большей степени заинтересованы в анализе свойств системы предприятий с выявлением зависимости устойчивости системы от степени взаимозависимости предприятий, выраженной в долях продукции, идущей на взаимный обмен, и уровня рентабельности, к которому эти предприятия стремятся. Таким образом, в статье обобщается динамика цен в системе произвольного числа предприятий, и здесь в БУ входят величины, отражающие цены выпускаемой предприятиями продукции, идущей на свободный рынок, цены на эту же продукцию, по которым предприятия продают свою продукцию друг другу, и получаемую каждым предприятием прибыль. Остальные параметры, как то физические объемы как закупаемых материалов, так и поставляемых продуктов фиксированы. Меняться в БУ могут только цены, затраты и связанные с ними величины денежных потоков. Данный подход позволил рассмотреть задачу по поиску необходимых и достаточных условий устойчивости системы произвольного числа связанных предприятий в смысле прекращения роста цен на свою продукцию при достижении всеми предприятиями желаемой рентабельности. При этом за рамками работы остался механизм формирования цены в зависимости от затрат на производство и реализацию и от условий внешней среды, типа рыночной структуры: совершенной конкуренции и монополии и т.д., а также влияния на цену факторов времени.
В статье [1] строится БУ и рассматривается ее приложение на примере деятельности хозяйствующего субъекта — металлургического предприятия. В ММ моделируемое предприятие технологически разбито на подразделения и выпускает продукцию, которая разбивается на 3 группы: 1) продукция для внутрипроизводственного потребления; 2) товарная продукция; 3) смешанная продукция. Все три группы условно называют основными продуктами, как
производимые самим предприятием. Также выделяют добавочные продукты (материалы со стороны — сырье и технологическое топливо). Таким образом, имеет место условно-многопродуктовое производство. Для построения балансовых соотношений авторы используют материальные и стоимостные потоки основных и добавочных продуктов по подразделениям. Здесь в первую очередь ставится вопрос о стоимости основного продукта путем суммирования затрат основных и добавочных продуктов, идущих на его производство и выводится цена рассматриваемого основного продукта за некоторый период времени без учета динамики. В качестве факторов, влияющих на цену выпускаемой продукции, а, значит, на величину получаемой выручки, авторами используются коэффициенты эластичности цены основного продукта по цене добавочного продукта, по объему потребления добавочного продукта и по прямым затратам основных продуктов. Данный подход показывает увязку изменение цены основного продукта в зависимости от изменения цены на добавочные продукты, от потребления добавочных продуктов, от технологического использования основных продуктов. При этом за меру чувствительности цены взяты коэффициенты эластичности. Нагляден пример построения балансовой модели подразделений ОАО «Северсталь», в котором найдены цены на производимые продукты в целом и составляющие аддитивных разложений каждой цены (по вкладам подразделений предприятия, по группам добавочных продуктов). Рассмотренная балансовая модель не учитывает временные факторы, влияющие на динамику производства, на изменения цен на основные и добавочные продукты и на объемы этих продуктов с течением времени, т.е. присутствует структурный подход в статической форме при анализе деятельности предприятия без рассмотрения и анализа динамики.
В работах [18, 19] при рассмотрении общих закономерностей экономического функционирования ПСП подчеркивается важность правильной оценки финансовых возможностей предприятия обеспечить выпуск и сбыт производимой продукции за фиксированное вре.мя, т.е. увязать затраты на выпуск продукции и поступление средств от ее реализации. Автор предлагает
экономический инструментарий на основе графических моделей анализа экономической эффективности, позволяющих оценивать ситуацию и принимать рациональное управленческое решение. При этом упор делается на построение моделей (в том числе и динамических) для предприятия, производящего один вид продукции. Механизм экономического поведения предприятия рассматривается на основе построения количественных моделей механизма его функционирования, отображения его состояния в стоимостной форме в виде переменных и постоянных затрат, оптовой цены реализации продукции, объема получаемой выручки, прибыли (или убытка), зависящей от объема выпуска продукции и темпов ее реализации. Классификация затрат по отношению к объемам производимой продукции, т.е. выделение переменных затрат на единицу продукции и постоянных затрат, удобно для проведения математического моделирования. К сожалению, на основной хмассе российских предприятий такой учет не проводится, т.е. реально отсутствует база данных для описания процессов предприятия с целью моделирования его деятельности. Это искажает общую картину финансового положения предприятия. То же можно отнести и к вопросу периодичности составления учетных данных. За продолжительность периода при динамическом моделировании следует считать промежуток времени, в течение которого остаются неизменными значения искомых или динамически меняющихся параметров, например, отпускная цена единицы продукции.
В работе [19] предложен прикладной аналитический и графический инструментарий для предприятий с устойчивым функционированием и небольшим запаздыванием в реализации продукции. Рассмотренный графический метод предлагается дополнить интегрированным диаграммно-математическим методом описания, анализа и оптимизацией деятельности предприятия на основе построения и анализа моделей бизнес-процессов (БП) ПСП и ММ, разработанных на их основе. Приведенные в работе [19] математические модели опираются на общие закономерности экономического функционирования предприятия (закон массового производства, закон
самофинансирования, закон снижения себестоимости продукции с увеличением объема выпуска и другие законы) и предложенные формулы определения объемов производства продукции, постоянных и переменных затрат, прибыли с учетом налогообложения, общей величины затрат, объемов собственных и привлекаемых финансовых средств.
В настоящей работе кроме БУ, выведенных для различных условий, начиная от статического однопродуктового и до динамического многопродуктового производства, дается максимально обобщенная формула выручки и описываются влияющие на ее величину факторы. БУ прежде всего увязывает произведенные за некоторый период затраты с имеющимися на этот момент времени средствами (поступлениями), т.е. выявляет зависимость между производством, финансовым менеджментом, управлением сбытом и маркетингом. Таким образом, в данной работе решаются задачи обобщения математического описания экономических систем и процессов путем создания БМ, ее функционального наполнения и разработки методики информационного описания конкретных ПСП и их БП.
Формулы, предложенные в работах [7, 8, 9, 10, 18, 19, 20], в настоящей работе усовершенствованы (улучшены) с учетом рассмотрения в динамике многопродуктового производства; формулам придан общий вид; рассмотрены ситуации с производством и реализацией продукции в течение большого числа периодов и разобраны случаи как запаздывания периода реализации от периода производства, так и опережения поступления средств (сбыта продукции, оформленного документально) за еще не произведенную продукцию; выведен канонический вид балансового уравнения, описывающего деятельность финансово-обеспеченного производства, т.е. баланса поступления средств и затрат на производство и реализацию продукции; рассмотрены условия существования канонического вида БУ; обосновано использование коэффициента влияния времени на цену продукции, доли реализуемой продукции и динамики производства при расчете выручки рассматриваемого периода. Введенные авторами работ [8, 9, 10, 18, 19, 20] в обращение
коэффициент влияния времени на цену продукции, коэффициент динамики производства и доли реализуемой продукции в настоящей работе пояснены более детально, обосновано их совместное влияние на получаемый ПСП финансовый результат от производства и реализации продукции. Через связь с введенными коэффициентами можно функционально наполнять модель с целью учета (описания) деятельности маркетинговых служб, служб сбыта, перспектив расширения производства и т.д. Это позволяет в процессах моделирования деятельности ПСП реализовывать объектно-ориентированный подход.
Второй недостаток существующих методов моделирования связан с ограниченным использованием ММ из-за проблем сбора исходной информации, с отсутствием методик проведения этого процесса. Кроме того, в качестве информационной среды ММ использовались базы данных (БД), слабо отражающие специфику предприятия и виды его деятельности. Поэтому сбор информации для таких БД был не только громоздким, но и не имел другого использования и применения (многократного назначения). Выгода от использования информации не покрывала издержки на ее сбор. В этой связи в качестве информационной базы ММ нами предлагается использовать ARIS-модели и XML-документы, которые создаются с учетом структуры и процессов конкретного предприятия.
Причина этих проблем заключается в непонимании того, что сбор информации — это отдельная и важная задача. К сожалению, применительно к экономическому моделированию существующие подходы в решении этой проблемы нуждаются в улучшении, в том числе с учетом новых информационных технологий. Учитывая, что на предприятии существуют бухгалтерский и может быть внедрен управленческий учет, то для создания аналитической информационной базы нужно разработать методику выборки соответствующих данных из имеющихся баз бухучета и управленческого учета,
а также удобного способа наглядного (визуального) предоставления этих данных. При математическом моделировании требует внимания также и разделение учета по функциям (операциям, действиям), подразделениям (исполнителям, ответственным) и местам возникновения затрат. В работах [7, 26, 30, 31, 38, 46, 49, 51, 57, 58, 59, 68, 75, 93, 94, 99, 101] рассмотрены случаи использования имеющейся на предприятиях информации, предоставленной различными службами (отделами сбыта, снабжения, бухучета, планово-экономических отделов), при сборе информации для описания деятельности предприятия, построения моделей деятельности предприятия, проведения функционально-стоимостного анализа и других целей. Хотя в работах приводятся конкретные примеры, дается перечень документов, необходимых для сбора информации, но этот подход прежде всего удобен для удовлетворения запросов узкого круга потребителей этой информации, чаще всего, сторонних участников рынка - налоговых служб, кредитных учреждений, фондов, акционеров предприятия. Руководство же предприятия может интересовать дополнительная информация, связанная с определением механизма формирования структуры затрат, выручки, прибыли, ресурсов и т.д. Таким образом, информация для руководства и информация для сторонних клиентов может различаться. И, чаще всего, заниматься сбором информации для математического моделирования на предприятии просто некому и некогда, хотя именно результаты ММ дополняют необходимыми данными процесс принятия управленческого решения, описывая возможности управляющего воздействия на деятельность ПСП, и помогают обосновать все происходящие на предприятии процессы.
Для формального описания деятельности предприятия в качестве одного из возможных вариантов нами предлагается использовать методологию ARIS (ARchitecture of Integrated information Systems) [7, 8, 13, 26, 31, 49, 51, 57, 58, 59, 60, 63, 64, 65, 80, 81, 91, 92, 93, 94, 95, 99, 101], которая позволяет не только формализовать в диаграммном виде предприятие как экономическую систему со всеми имеющимися центрами ответственности, видам и местам
возникновения затрат и выполняемыми на нем бизнес-процессами, но и в увязке с уже применяемыми на данном предприятии информационными системами реализовать необходимые для управления ПСП механизмы, основанные, в том числе, и на уже существующих и специально разрабатываемых математических методах и моделях. Таким способом можно сформировать процессную систему управления, включающую налаженный управленческий учет и систему контроллинга, а также оптимизировать систему документооборота, улучшить оперативность получения информации и точность ее данных и т.д. К достоинствам ARIS-методологии, во-первых, можно отнести то, что ее разработчики объединили (интегрировали) известные и хорошо зарекомендовавшие себя методологии, установив между ними связь. Во-вторых, ARIS-модели позволяют описывать сложные экономические системы и процессы, протекающие в них, с разных точек зрения с помощью взаимосвязанных диаграмм. В третьих, многим ARIS-моделям присуще достаточная простота, наглядность и понятность даже для неспециалиста. В четвертых, 20% диаграммных возможностей достаточно для *моделирования систем и процессов примерно с 80%-ой точностью (адекватностью), при этом широко используется механизм детализации и агрегации (построения моделей «сверху вниз» и «снизу вверх»). ARIS-методология и ПС ARIS успешно применяется в проектах по реорганизации БП крупных предприятий, среди которых ЮКОС, ОАО «Альфа-банк» и другие.
Вместе с рядом положительных характеристик ARIS как возможной базы для ММ следует отметить и ряд недостатков этой методологии и соответствующего программного продукта, которые могут играть негативную роль при выборе ARIS. Во-первых, это достаточно высокие (по российским меркам) цены на программный продукт и его техническую поддержку, что является тем фактором, который останавливает руководство предприятий (чаще всего, средних и малых) при выборе этой программной системы (ПС). Например, стоимость одной лицензии последней версии ARIS Toolset 6.1 составляет порядка 7440 без учета технической поддержки и последующего
ее обновления [93, 99, 101, 102]. Во-вторых, сложность освоения всех функциональных возможностей ПС ARIS и его дополнительных модулей приводит к дополнительным финансовым и временным нагрузкам при обучении руководства и персонала предприятий или усложняет выбор необходимых для нужд конкретного предприятия возможностей (модулей) ПС при большой функциональной избыточности. В-третьих, так как ARIS является продуктом, ориентированным на западного потребителя, возникают сложности с адаптацией этой ПС на российском рынке.
В том случае, когда недостатки ARIS для конкретного пользователя перекрывают достоинства этой ПС, может быть предложен альтернативный вариант, который, не обладая всеми преимуществами мощной и разработанной ARIS-методологии, позволяет решать значительный круг практических задач описания и моделирования деятельности предприятия. В этом случае внимание ИТ-специалистов, аналитиков, экономистов и менеджеров может быть обращено на возможности XML-технологии (extensible Markup Language -Расширяемого языка разметки) [23, 52, 67, 72, 76, 88, 97, 102, 103]. XML - это язык разметки, описывающий целый класс объектов данных, называемых XML-документами. Одним из очевидных достоинств является возможность использования XML-ориентированных языков программирования в качестве универсальных средств запроса к хранилищам информации, ее обработки и визуализации в различных видах и на различных устройствах. XML-документы сами могут выступать в качестве уникального способа хранения и обмена данными, т.е. представлять собой базу данных любого, необходимого пользователю наполнения (таким образом, в XML заложен механизм создания XML-базы для ММ). Преимуществами XML-технологии являются: во-первых, независимость от платформы и свободное распространение [97, 102, 103]; во-вторых, предоставляемая пользователю возможность создавать новые языки для решения проблем (задач) своей предметной области, при этом разделяя структурированную информацию и способы ее представления; в-третьих, стандарт XML позволяет создавать открытые модульные системы
моделирования (математического, имитационного) систем и процессов; в-четвертых, документы XML легко и быстро создаются и являются интуитивно-понятными. Известно, что на сегодняшний день планируется связь моделирования в среде ARIS Toolset с применением XML-технологий (стандартный XML-обмен и специализированные интерфейсы) для увязки процедурных моделей с системами workflow (управление потоками работ) [39].
Отмечая третий недостаток в современных ММ и методах моделирования экономических систем и процессов следует признать, что в РФ до сих пор ММ применяется, в основном, в научных исследованиях, а не в системах подготовки и принятия управленческих решений. Чтобы иметь возможность руководству предприятия по своим запросам получать определенную, точную, полную и своевременную информацию, механизм ее сбора должен быть отработан и налажен, в чем могут помочь формализованные (диаграммные) описания предприятия и его бизнес-процессов, то есть хМодели с последующим их мониторингом и информационным наполнением. В зависимости от целей, которые ставит руководство предприятия (наладить управленческий учет, провести математическое и имитационное моделирование), необходимо определить и обеспечить порядок работы с информацией и ее дальнейшее использование для построения моделей. Следует отметить, что на сегодняшний момент нет специально разработанных методик построения ARIS-моделей БП предприятий на основе собранной информации. К решению этого вопроса, на наш взгляд, наиболее близко подошел В.Репин [57, 94] и авторы статьи [93], предложившие методологии описания технологических и бизнес-процессов. Но, тем не менее, таких методик очень мало, кроме того, в них отсутствуют положения о последующем наполнении построенных моделей необходимой информацией, а именно, о заполнении значений атрибутов объектов, моделей, баз и других элементов ПС ARIS. Кроме того, требования к внешнему виду моделей, порядку работы с объектами и атрибутами элементов у разных
авторов отличаются, а то и просто отсутствуют, что приводит к разночтению информации, представленной в тех или иных типах моделей.
Для решения этих проблем в настоящей работе при использовании в качестве базы данных ARIS-модели мы предлагаем следующее:
Применять определенные наборы используемых ARIS-диаграмм в зависимости от поставленных перед руководством задач.
Использовать разработанные нами методики построения моделей:
организационной диаграммы с вариациями построения моделей на основе одного выбранного объекта и создание сводной модели на базе ранее построенных организационных диаграмм,
модели технических терминов с предложением логической увязки объектов данных в модели,
дерева функций со способами классификации функций, построения их иерахрии и правилам формирования названий функций,
процессных моделей, при построении которых рекомендовано использовать магистральную теорию выбора оптимального пути процесса с последующей итеративной доработкой модели -построением ветвей процесса с менее рациональными направлениями развития процесса.
На основе собранной информации определить требования к моделям (их построению, внешнему виду), и способы дальнейшей работы с построенными моделями. В ARIS-системе существуют встроенные скрипты (программы), которые позволяют конвертировать БД ARIS в EXCEL и обратно, что позволяет работать с ARIS-данными и по традиционной технологии.
Использовать механизм и методики сбора информации о деятельности предприятия на основе разработанных для этих целей ARIS-шаблонов, представляющих собой предварительные образцы (примеры, формы) будущих моделей, а также опросных листов и других форм сбора
информации, увязанных друг с другом. В этом случае при конкретном применении предложенных шаблонов можно уточнять, видоизменять и дополнять их как объектами, так и данными, связанными с этими объектами для того, чтобььв итоге получить максимально необходимый объем требуемых данных и на их основе построить комплексную модель конкретного предприятия.
Полученная с использованием всех рекомендаций комплексная модель может поддерживаться ARIS-специалистами предприятия в актуальном состоянии, увязывая модели БП с другими БД и программными средствами, используемыми на данном предприятии. Также на основе построенных моделей по запросам администрации, специалистов предприятия и других заинтересованных в его работе лиц (например, акционеров) можно делать информационные срезы (запуская разработанную в рамках ARIS программу), например, по затратным центрам одного или нескольких БП, по должностным обязанностям одного или нескольких сотрудников в рамках одного или нескольких БП, проводить сравнительный анализ и выводить в удобном для работы виде данные о стоимости или длительности схожих функций разных БП, генерировать должностные инструкции при любом изменении условий или введении новых штатных единиц и т.д.
В четвертых, при использовании методологий и программных средств моделирования систем, таких как ARIS-методология с семейством ПС ARIS, SADT-методология структурного- моделирования (Structured Analysis and Design Technique) со средством функционального моделирования BPvvin, нотация UML (Unified Modeling Language) с семейством средств объектно-ориентированного моделирования Rational Rose и других, специалист также сталкивается с рядом проблем, прежде всего в плане выбора, освоения и использования того или иного средства, которые в общем случае объединены в, так называемые, CASE-средства (Computer Aided Software Engineering) [11]. CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС, а
также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме
моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах
разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с
информационными потребностями пользователей. Большинство
существующих CASE-средств основано на методологиях структурного или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств. Таким образом, современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки многочисленных технологий проектирования ИС: от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации, покрывающих весь жизненный цикл ПО. Так, современный рынок программных средств насчитывает около 300 различных CASE-средств, наиболее мощные из которых так или иначе используются практически всеми ведущими западными фирмами. Обычно к CASE-средствам относят любое программное средство, автоматизирующее ту или иную совокупность процессов жизненного цикла ПО и обладающее следующими основными характерными особенностями:
мощные графические средства для описания и документирования ИС, обеспечивающие удобный интерфейс с разработчиком и развивающие его творческие возможности;
интеграция отдельных компонент CASE-средств, обеспечивающая управляемость процессом разработки ИС;
использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитария).
Конечно, существуют проблемы при выборе, внедрении и использовании CASE-средства, а также их экономической эффективности. Но порой значительные усилия, необходимость долгосрочных затрат, трудности использования выбранного CASE-средства с другими подобными средствами и другие сложности не должны отпугивать потенциального пользователя такого
вида технологий, так как при грамотном и разуїчном подходе CASE-средства позволят преодолеть все перечисленные трудности и реально решить стоящие перед руководителями, аналитиками, ИТ-специалистами и работниками предприятий управленческий, экономические и другие задачи.
Большинство современных работ и публикаций по ARIS-методологии и по разработанном на ее основе программному комплексу ARIS [7, 8, 13, 26, 31, 49, 51, 57, 58, 59, 60, 63, 64, 65, 80, 81, 82, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 98, 99, 101], включая автора методологии профессора Августа-Вильгельма Шеера, описывают использование архитектуры распределенных информационных систем (ARIS) для формального описания экономических систем (предприятий) и имеющихся на них БП. Как CASE-средство наряду с BPwin и ERwin (Logic Works) и другими ARIS (IDS Prof. Scheer AG) является средством реинжиниринга, обеспечивающим создание и анализ программных кодов и схем баз данных и формирующим на их основе различные модели и проектные спецификации, а также средством анализа, предназначенным для построения и анализа моделей предметной области (в частности, экономических систем и процессов). Выбор ARIS обусловлен тем набором задач, которые стоят перед руководителями и специалистами предприятий в рамках формализованного описания, анализа и оптимизации БП и предприятия как экономической системы в целом, и его преимуществами. Кроме того, выбор ARIS определен также его возможностями именно при описании экономической системы с различных точек зрения при наличии единого репозитария, при анализе стоимости и временных характеристик БП, при проведении долгосрочных проектов по реинжинирингу (re-engineering) БП предприятия.
Выбор XML обусловлен ранее изложенными позитивными характеристиками этой технологии, которая, как и ARIS-методология, может быть применена для решения практических задач моделирования, анализа и оптимизации деятельности предприятий, а также относительной простотой использования, и тем, что XML позволяет использовать дополнительные технологии и средства: формат SVG (Scalable Vector Graphics -
масштабируемая векторная графика) для представления графических диаграмм моделей; XSLT (Extensible Style Language for Transformation - расширяемый язык стилей для преобразований) для обеспечения единого способа обработки XML-описаний моделей; язык программирования Java для создания в интеграции с XML-технологией машинно-независимых приложений, использующих универсальный формат данных при обмене информации.
Таким образом, информационное описание ПСП и его БП на основе построенных ARIS-моделей и XML-документов будет являться БД алгоритмов ММ, предназначенных для целей принятия управленческих решений. В настоящей работе предложены конкретные методики использования диаграмм ARIS как БД для ЭММ, а также создания и обработки XML-документов. Даны более обобщенные формулы вычисления выручки предприятия, предложенные в работах [1, 3, 7, 8, 9, 17, 18, 19, 20, 21, 40] с учетом ряда экономических факторов. Расширена имеющаяся сфера их применения, в том числе с учетом не только механизма запаздывания реализации продукции от периода ее изготовления, но и с учетом опережения реализации по сравнению с периодом ее производства, что не рассмотрено авторами многих работ [1, 17, 18, 19, 20, 21, 40]. Мы предлагаем использовать ARIS и XML как БД для ММ деятельности ПСП, поскольку это позволяют сделать функциональные возможности модулей ПС ARIS — ARIS Toolset, ARIS Easy Design, ARIS ABC, ARIS Simulation, ARIS BSC и механизм создания и использования документов XML. Для этого можно использовать атрибуты объектов, моделей, БД и других элементов ПС как базы, хранящей данные о стоимостных и временных характеристиках экономических объектов и процессов. В метод ARIS заложен механизм использования данных единого репозитария для проведения функционально-стоимостного анализа и имитационного моделирования деятельности предприятия на основе построенных моделей и данных, занесенных в атрибуты и свойства объектов и моделей. В настоящей работе предложены методики построения моделей БП и методики работы с диаграммами для обеспечения процесса математического моделирования
экономических систем и процессов на основе разработанных формул статического и динамического моделирования одно- и многопродуктового производства. А технология XML позволяет не только моделировать, но и обеспечивать эффективный процесс поиска нужной информации, автоматизировать процесс ее обработки, осуществлять контроль над корректностью данных и обмен документами по сетям (корпоративным, Internet/Intranet).
Основное балансовое уравнение (БУ). Вычисление переменных и постоянных затрат ПСП
Для учета всех внутренних и внешних факторов, связанных с обеспечением (снабжением), производством и реализацией продукции необходимо выбрать основное (базовое) уравнение, которое включает величины, описывающие основные аспекты производственной, сбытовой, финансовой и другой деятельности предприятия.
При финансово-обеспеченном производстве должно выполняться следующее соотношение: Затраты = Поступления.
По отношению к объемам производства затраты делятся на постоянные и переменные, а основными источниками получения финансовых средств является выручка от произведенной и реализованной продукции, а также собственные (резервные) средства предприятия и заемные средства, например, кредиты банков. Таким образом, имеет место следующее более детальное базовое уравнение: переменные затраты + постоянные затраты + налоги и платежи = = выручка + собственные средства + заемные средств. Это базовое уравнение в левой части содержит затраты, а в правой — поступления, их компенсирующие. В правой части базового уравнения содержатся слагаемые, которые описывают средства, привлекаемые для производства продукции в расчетный период. Если сумма поступившей выручки обеспечивает необходимый уровень производства и уплату всех определенных законодательством налогов для данного предприятия в рассматриваемый период, то собственные и заемные средства не привлекаются (равны нулю). Знак равенства между левой и правой частью указывает на то, что поступления компенсируют затраты, т.е. мы моделируем финансово-обеспеченное производство. Если обе части этого уравнения измерять в денежном выражении, то с учетом его структуры можно сказать, что это уравнение является балансовым (БУ). Первым слагаемым в правой части являются собственные (резервные) средства существующего предприятия или средства организаторов и акционеров нового (организуемого) предприятия. Если предприятие в рассматриваемый период работало с убытком, т. е. р 0, то основное балансовое уравнение для этого периода примет вид:где Н — общая сумма налогов и платежей (не входящих в затраты на производство и реализацию), которую следует уплатить в рассматриваемом периоде. В случае убыточного производства в эту сумму не входит налог на прибыль в виду отсутствия базы для налогообложения; Сг — объём резервных финансовых средств, привлекаемых в рассматриваемый период для покрытия затрат; С — объём заёмных финансовых средств (кредиты банков), используемых предприятием в рассматриваемый период для покрытия затрат. Если предприятие работает с прибылью (р 0), то полученной выручки достаточно для покрытия всех затрат и всей суммы налогов (включая налог на прибыль), что отражено в формуле (4). Если же за счет получаемой выручки покрываются затраты на производство и реализацию, но для погашения части налогов выручки не хватает, то как частный случай при прибыльном производстве используется формула (11).
В формуле вычисления затрат используются постоянные и переменные затраты. Приведем их общий вид для статического моделирования.
Переменные затраты на выпуск единицы продукции можно вычислять по следующей формуле
Методика построения модели технических терминов
При помощи модели технических терминов (МТТ) (Technical Term Model) в ARIS 5.0 с Easy Filter осуществляется информационное моделирование экономических систем и их процессов. Разработчики ARIS оставили в этом типе моделей минимально возможное количество объектов и связей между ними, используя которые еще можно осуществлять моделирование данных. В частности, описывать модели всех известных типов моделей данных (реляционные, иерархические, сетевые, ассоциативные, распределенные).
Для упрощения построения МТТ рекомендуется придерживаться следующего порядка: 1. Выписать все понятия, термины, названия и т.п., имеющие отношение к рассматриваемой предметной области; 2. Установить отношения между этими понятиями, используя для этого сначала механизм кластеризации (агрегирования, объединения, симплектации), т.е. объединить понятия, близкие в том или ином смысле друг к другу, в кластер — набор объектов, объединенных по общим признакам, свойствам, атрибутам; 3. Для установления отношений между оставшимися понятиями необходимо найти менее очевидные связи между ними. Для этого, например, можно дать определения этим объектам. Тогда
Если объект А определяется через объект В и С, то устанавливается связь от В к А и от С к А.
Если объект А определяется через В, а В, в свою очередь, через С, тогда связь идет от С к В и от В к А.
Если А определяется через В и С, и В через С, то устанавливается связь АсВиС, иВсС.
Если после этого остались еще не связанные друг с другом понятия, то необходимо найти ассоциации между ними, и осуществлять процедуру поиска ассоциаций между объектами до тех пор, пока не останется не связанных («висячих») понятий. Пример группировки понятий приведен на рис. 2.3.1 приведена модель технических терминов, представляющая описание понятия «Процесс» согласно различным критериям группировки и увязки терминов, которые связаны с понятием «Процесс». Технические термины в модели, описывающие различные характеристики понятия «Процесс» сгруппированы по определенным критериям (признакам) и соединены с объектом «Кластер», который и характеризует этот признак.
ДиаграМхМа Function tree (Дерево функций) относится к типу диаграмм функционального вида методологии ARIS и представляет собой описание иерархии функций системы. Поскольку в ней используется только один объект типа Function (Функция) и три типа связи is process-oriented superior (процессно-ориентированный вышестоящий), is object-oriented superior (объектно-ориентированный вышестоящий) и is operation-oriented superior (операционно-ориентированный вышестоящий), то больших сложностей в построении диаграмм такого типа не возникает. Однако при дальнейшем применении этих моделей для детализации других типов диаграмм, при использовании данных атрибутов объекта типа Function для составления отчетов, проведения анализа и имитационного моделирования, следует учитывать все возможные проблемы, которые могут возникнуть при некорректном построении модели. Речь идет, прежде всего, не о семантических ошибках моделирования, так как для целей устранения таковых в ПС ARIS имеется встроенный Мастер семантического контроля (Semantic Check). Основной вопрос — в методике построения, а именно, рекомендациях по выбору функций, их классификации и определению уровней иерархии, по расположению объектов на поле моделирования, и, конечно, в последующей увязке моделей функциональных деревьев с моделями процессного вида (еЕРС, Value Added Chain Diagram, Process Chain Diagram, Office Process, Industrial Process и других).
Одним из вопросов методики моделирования стоит вопрос об определении объекта Function и о правилах формирования его названия. Точность формулировки, выделение в ней той или иной стороны, акцент на то или иное существенное свойство прежде всего обусловлено целями и задачами, стоящими перед авторами. Вообще Функция (от лат. functio — исполнение, осуществление) — повторяющиеся, постоянно присутствующие виды деятельности объекта. У автора работы [12] для целей функционально стоимостного анализа под функцией понимается «внешнее проявление свойств объекта (ответ на вопрос: «Что должен делать объект?») в определенных условиях» [12, стр.28]. В работе [58] при рассмотрении основных направлений реструктуризации предприятия и использовании ЛВС-метода (метод учета и анализа стоимости продукции, работ, услуг на основе функций или процессов и ресурсов, задействованных в функциях или процессах) даны определения функций и функциональных центров. «Функции — все операции, составляющие в совокупности деятельность организации. Связанные между собой функции объединяются в функциональные центры» [58,стр.443]. «Функциональный центр — это совокупность функций, объединенных в общий процесс. Благодаря функциональным центрам строится иерархическая функциональная структура, обеспечивающая как представление обобщенной картины деятельности организации на верхнем уровне иерархии, так и доступ к детализированным данным на нижних уровнях» [58, там же]. Для целей моделирования главное в определении отразить ту сторону явления, сущности или связи, которая наиболее полно сможет отразить моделируемый объект, систему или процесс. Так, в методологии моделирования ARIS под «Функцией» понимают предметно-ориентированное задание или действие, выполняемое над объектом, в результате которого достигается одна или несколько целей, стоящих перед компанией [60, стр.4-1]. В работах [26, 49] выделяют бизнес-функцию как вид деятельности предприятия, и множество бизнес-функций представляют собой иерархическую декомпозицию функциональной деятельности предприятия [26, стр. 40]. Соответственно, «дерево функций» представляет собой функциональное отражение реализации «дерева целей» предприятия. В работе [31] для аналогичных ситуаций по моделированию БП с целью их дальнейшей реорганизации также выделяют бизнес-функции как детализирующие элементы БП. Здесь под бизнес-функцией понимают деятельность одного исполнителя по решению задачи БП, например, выписка счета или контроль платежа [31, стр. 68].
Общие рекомендации по применению формы и шаблонов ARIS-моделирования
При сборе информации практически для любого предприятия, занимающегося производством и реализацией своей продукции, необходимо определить тот набор документов, которые могут быть применены как исходная информация для построения моделей. С учетом рекомендаций, предложенных в работах [7, 26, 49, 51, 57, 59, 60, 63, 64, 65, 84, 75, 80, 81, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 99, 101], в которых важным является, прежде всего, практическая часть, отражающая конкретные примеры описания и моделирования деятельности предприятий различных отраслей, в настоящей работе предложен механизм сбора информации и вербального описания деятельности предприятия не только с применением известных методов (анкетирования, интервьюирования, метода групповых обсуждений и т.д.), но и новые способы и приемы. Часть этой информации уже было отражено в монографии [7]. Новым подходом является порядок и методика сбора информации на основе специально разработанных форм опросных листов, документов для обследования и ARIS-шаблонов, увязанных друг с другом. Последние являются унифицированными формами фиксирования информации и, по сути, представляют собой предварительные модели, которые могут быть дополнены и видоизменены в условиях конкретного предприятия.
Для обеспечения целостности и увязки всех предложенных ARIS-шаблонов с вербальным описанием БП предприятия, данные шаблоны можно заполнять как при непосредственном опросе работников моделируемого предприятия (при интервью), когда ARIS-специалист достаточно опытен в вопросе преобразования словесной информации сразу в формализованный вид, так и использовать после обработки опросных листов (анкет), которые работники предприятия могут предварительно заполнить самостоятельно. Так можно делать, если информации о предприятии много, она достаточно сложная, не увязанная, не структурированная (что, кстати, реально бывает на российских предприятиях). То есть, если для ARIS-специалиста сразу выстроить модели с таких данных не представляется возможным, здесь как раз и могут помочь шаблоны. Кроме преодоления через шаблонную форму трудностей по преобразованию сложной информации в модели, решается проблема уточнения, детализации или даже изменения ранее полученной информации, которую легче изначально уточнить и изменить в шаблонах, а потом достроить ARIS-моделях. Перечень предлагаемых шаблонов отражен в структурной модели на рис. 3.2.1. Таким образом, если информация легко формализуется, можно ее сразу разносить по шаблонам моделей, если возникают сложности, то данные можно вначале разносить по опросным листам (Формы 1-4, рис.3.2.2-3.2.5). Шаблоны носят названия типов моделей ПС ARIS, содержат объекты этих моделей и пронумерованные типы связей между объектами. В названии шаблона, кроме того, присутствует сокращенное (кодовое) название вида представления моделей в AR1S (О — организационный вид, Д — вид данных, Ф — функциональный вид и П — процессный вид), а также нумерация шаблонов (согласно виду на структурной диаграмме рис. 3.2.1) и буквенное обозначение варианта шаблона, если к выбранному типу модели построено несколько вариантов шаблонов. Например, название шаблона и его дополнительное обозначение может выглядеть следующим образом: Технические ресурсы № 07а, что означает принадлежность модели к организационному виду (О), тип Technical resources (Модель технических ресурсов), буква а — один из вариантов шаблона (другие варианты - б, в, г, и т.д. пользователь может придумывать самостоятельно). Незаполненный шаблон может быть использован в виде распечатанного бланка для занесения требуемой информации в объекты модели. При необходимости на шаблонах можно дорисовать недостающие объекты.
На рис. 3.2.2-3.2.5 предложены разработанные для сбора информации опросные листы и формы, в которых кроме всего прочего, указаны формы шаблонов, с которыми эти опросные листы увязаны в единое информационное хранилище собранной информации.
XML-технологии в моделировании финансовой сбалансированности деятельности предприятия
Для создания XML-документов достаточно простого текстового редактора. XML - это текстовый формат обмена данными. Технология XML -простой, стандартный способ взаимообмена структурированными текстовыми данными между приложениями и пользователями. XML-технологии позволяют отделить данные от их представления. XML-документ имеет древовидную структуру, где многие элементы могут содержать вложенные элементы. В итоге перед нами предстает иерархическая структура данных. Текстовых форматов много, но XML позволяет удобно размечать структурированную информацию. Приложения нового поколения могут работать с XML-данными. Такие приложения используют словарь XML-тегов.
Очень важно отделить информацию от способа ее визуализации (отображения) на конкретном устройстве, так как множество устройств растет, и меняются требования к качеству, дизайну и отображению информации. Вкладывая немалые средства в создание полезных источников информации, необходимо иметь возможность представлять эту информацию на разных устройствах и в разных видах, а также передавать эту информацию в приложения или брать из приложений для пополнения информационной базы. XML объединяет мир документов с миром данных, обеспечивая единый способ структурирования информации, независимо от того, предназначена ли информация для человека или для компьютера. Дело в том, что XML-данные перед использованием (и людьми, и компьютерами), как правило, преобразуется в тот или иной вид (в другой вид и форму). Для человека это может быть HTML-файл, PDF-файл, звуковой файл, ТХТ-файл. Для приложения - это файл с другой моделью данных, например, реляционной или объектно-ориентированной.
XSLT (eXensible Stylesheet Language for Transformation) - расширяемый язык таблиц стилей для преобразования. XSLT конвертирует (переводит) XML-документ в требуемый формат условно в два этапа. На первом этапе структура данных исходного XML-документа конвертируется в структуру, отражающую желаемый вывод. На втором - новая структура выводится в желаемом (автоматически размеченном) формате, например, HTML или PDF.
XSLT-преобразование позволяет конвертировать данные исходного XML-документа, например, в SVG-документ (Scalable Vector Grafics -масштабируемая векторная графика), который содержит разметку для представления этих данных в виде гистограммы. Специальное приложение, например, SVG-viewer позволит просмотреть эту гистограмму в браузере.
Связь между XML и ARJS существовала давно. Для обмена данными между приложениями ARIS с одной стороны и другими приложениями с другой используется модуль, который позволяет сохранить ARIS-диаграммы в виде XML-документов. Кроме того, для публикации диаграмм на Web-страницах можно использовать модуль ARIS Web Publisher (который позволяет преобразовывать объекты и модели ARIS в формат HTML и отображать их в браузере). Используя предложенные нами методики, упрощающие построение ARIS-диаграмм, мы предлагаем ряд языков разметки для моделей данных, хранящих информацию об этих диаграммах. Достоинство этих языков в наглядности, простоте, возможности использования русского языка. Даже те, кто не занимается программированием и не знаком с языками разхметки, может легко прочитать и понять XML-документ.
Следует обратить внимание, что предложенная нами разметка отражает структуру БУ, все ключевые слова из предметной области: затраты -постоянные и переменные, выручка, собственные и заемные средства. Такие языки разработаны для организационного моделирования, моделирования БП верхнего уровня, а также математического и имитационного моделирования финансово-сбалансированной деятельности ПСП. Кроме того, предложены ряд
XML-словарей для разметки результата, промежуточной информации перед ее визуализацией, т.е. представлением на стороне пользователя.
В настоящей работе последовательно применен паттерн (образец) проектирования MVC (model - view - control), т.е. задача описания и хранения моделей, задача обработки этих данных и задача представления результатов обработки для пользователя полностью разделены. Это позволяет заниматься каждой из этих задач разным специалистам последовательно или параллельно, что значительно упрощает разработку и повышает ее эффективность -сокращаются сроки, уменьшается сложность и повышается качество разработки.
Таким образом, модели описываются авторскими языками разметки, управление ими осуществляется на стандартном декларативном (описательном) языке XSLT, а визуализация на языках SVG, XSL-FO и других XML-языках.
Нами предложены разметки моделей простейших диаграмм и их объединений, что позволяет представлять такие диаграммы, например, на дисплеях карманных компьютерах, на экранах сотовых телефонов и т.п. Это позволяет эффективно организовать информационную поддержку e-business (электронного бизнеса) и m-business (мобильного бизнеса).
Рассмотрим XML-язык разметки, который можно расширить от разметки моделей для однопродуктового динамического производства с простейшей формулой вычисления выручки до многопродуктового производства в динамике и общей формулы вычисления выручки. Рассматриваемые здесь XML-языки позволяют описать имитационную модель деятельности ПСП.
Для создания исходного XML-документа (ИД) предлагается XML-словарь, содержащий минимально необходимый набор тегов с определённым набором атрибутов. В него входят тег Период с атрибутом «номер», значением которого может быть натуральное число. В элемент Период вложены теги 3атраты и Выручка , что описывает левую и правую части БУ. В свою очередь, элемент 3атраты содержит теги Переменные и Постоянные , атрибутами которых являются, соответственно, «U» и «Z» с соответствующими значениями. В элемент Выручка вложены элементы Цена и Объем с атрибутами «С» и «X» соответственно. Причем, если значение одного из перечисленных атрибутов равно «пробел», то эта величина для текущего периода является искомой. Этот XML-словарь и соответствующий пользовательский язык уже позволяет решать задачи вычисления любой величины (U, Z, С, X), а также осуществлять преобразования исходного XML-документа, содержащего данные для математического и имитационного моделирования. Например, в следующем листинге 4.2.1 приведен экземпляр XML-документа, содержащего разметку информации о балансе средств ПСП за три периода для случая однопродуктового производств в динамике (листинг 4.2.1).
