Содержание к диссертации
Введение
1. Методология моделирования и создания распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий 15
1.1. Применение процессного подхода к управлению предприятиями 15
1.2. Анализ систем управления бизнес-процессами предприятия 21
1.3. Методология моделирования и создания распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий 26
Выводы по главе 1 37
2. Метод тактического реинжиниринга бизнес-процессов макропредприятия на основе методологии системного моделирования 38
2.1. Реинжиниринг бизнес-процессов предприятий на основе методологии ЮЕРО 38
2.2. Развитие инструментальных возможностей методологии ЮЕР0 61
2.3. Метод тактического реинжиниринга бизнес-процессов организаций 68
Выводы по главе 2 73
3. Планирование потребности в ресурсах для обеспечения ими бизнес-процессов предприятия 74
3.1. Формализованное представление ресурсов во взаимосвязи с бизнес-процессами предприятия 74
3.2. Метод планирования потребности в ресурсах для обеспечения ими бизнес-процессов предприятия 85
3.3. Формальная модель системы бюджетов предприятия 92
3.4. Обработка нештатных ситуаций при обеспечении ресурсами бизнес-процессов предприятия 97
3.5. Оценка эффективности менеджмента ресурсов 102
Выводы по главе 3 108
4. Метод построения имитационных моделей бизнес-процессов предприятия 109
4.1. Моделирование бизнес-процессов и распределенных информационных систем 109
4.2. Анализ систем управления бизнес-процессами предприятия 120
4.3. Моделирование бизнес-процессов с использованием аппарата раскрашенных сетей Петри 128
4.4. Модели основных блоков для описания бизнес-процессов на сетях Петри 136
4.5. Метод построения имитационных моделей бизнес-процессов предприятия а основе раскрашенных сетей Петри 142
Выводы по главе 4 148
5. Метод описания предметных онтологий для реализации бизнес-процессов взаимодействующих предприятий на основе мультиагбитной платформы 149
5.1. Мультиагентный подход к созданию распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятия 149
5.2. Метод реализации предметных онтологий для построения МАСУБП Макропредприятия 161
Выводы по главе 5 166
6. Информационно-алгоритмическое обеспечение реализации мониторинга бизнес-процессов предприятия 167
6.1. Мониторинг бизнес-процессов предприятия 167
6.2. Бизнес-процесс выхода из нештатной ситуации в газотранспортной системе 174
6.3. Теоретико-множественная модель магистрального газопровода 178
6.4. Методы обнаружения места возникновения нештатной ситуации на линейном
участке многониточного магистрального газопровода и ее локализации 183
6.5. Прецедентная модель представления знаний как основа системы поддержки
принятия решений диспетчером в нештатных ситуациях 190
Выводы по главе 6 196
7. Применение разработанных инструментальных средств в целях реализации методологии моделирования РСУБП макропредприятий 197
7.1. Моделирование бизнес-процессов на примере производственного предприятия 197
7.2. Особенности описания знаний и методов онтологий предметной области 203
7.3. Описание бизнес-процессов и предметных онтологий МАС 206
7.4. Архитектура мультиагентной системы управления бизнес-процессами предприятия 211
7.5. Реализация компонентов мультиагентной системы 215
7.6. Применение метода моделирования предметных онтологий на примере предприятия ОАО “Завод «Автоприбор»” 222
Выводы по главе 7 228
Заключение 230
Список использованных источников 233
- Анализ систем управления бизнес-процессами предприятия
- Развитие инструментальных возможностей методологии ЮЕР0
- Метод планирования потребности в ресурсах для обеспечения ими бизнес-процессов предприятия
- Метод построения имитационных моделей бизнес-процессов предприятия а основе раскрашенных сетей Петри
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время предприятия находятся в постоянно меняющейся производственной и экономической обстановке, поэтому им необходимо иметь такую модель деятельности и такие средства управления, с помощью которых можно было бы достаточно эффективно и оперативно модернизировать общую схему бизнеса, корректируя структуру управления и деловые процессы с учетом внешних и внутренних условий. При этом в условиях динамичного рынка, глобализации и интеграции экономик разных стран в единую мировую экономическую систему возникают проблемы автоматизации управления объединяющимися хозяйствующими субъектами. Известные корпоративные информационные системы, представленные на рынке, не обеспечивают в полной мере потребностей макропредприятий (МрП), таких как крупные холдинги, производственные объединения, научно-производственные объединения, комбинаты, тресты, картели, синдикаты, концерны, государственные и транснациональные корпорации. Особенностью таких МрП является наличие следующих свойств:
значительного масштаба как по объемам капитальных вложений, так и по численности задействованных в них работников;
сложной распределенной (в том числе и территориально) структуры;
иерархической многоуровневой системы управления;
- совокупности взаимосвязанных внешних и внутренних бизнес-процессов.
Следует отметить, что в настоящее время имеет место фундаментальная проблема
управления МрП, и в нашей стране в связи с созданием инновационной экономики и ряда государственных корпораций решение этой проблемы приобретает особую актуальность. В диссертации предлагается методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами МрП.
В настоящее время выполнены достаточно многочисленные исследования в области развития методов совершенствования информационных систем (ИС), основанных на использовании новейших результатов в теории и практике управления. Среди авторов основополагающих работ зарубежные ученые Р. Баркер, Дж.-Д. Варнье, К. Гейн, Н. Гуарино, М. Джексон, Н. Дженнингс, Е. Йордан, Е. Кодд, К. Мак-Гоуэн, Д. Марка, Дж. Мартин, К. Орр, Д. Росс, Т. Сарсон, М. Хаммер, Дж. Чампи, П. Чен, М. Эриксон, И. Якобсон и др.; отечественные ученые Н.А. Абрамова, В.Н. Волкова, Т.А. Гаврилова, В.М. Глушков, Е.З. Зиндер, В.А. Ивлев, Б.Г. Ильясов, В.А. Ириков, Г.Н. Калянов, Ю.А. Кафтанюк, В.Н. Козлов, А.В. Костров, Г.Г. Куликов, О.В. Логиновский, А.Г. Ма-миконов, О.Б. Низамутдинов, Е.Г. Ойхман, Э.В. Попов, Д.А. Поспелов, С.А. Редкозубое, Б.Я. Советов, В.И. Скурихин, Ю.Ф. Тельнов, Э.А. Трахтенгерц, А.Н. Швецов, И.Ю. Юсупов, С.А. Яковлев и др.; их работы составляют теоретическую основу повышения эффективности управления предприятиями за счет автоматизации поддержки принятия решений, в том числе и на основе методов и средств искусственного интеллекта.
Однако в практике разработки реальных проектов автоматизации макропредприятий эти работы не всегда могут быть использованы непосредственно. Кроме того, за последние годы появились новые эффективные концепции кросс-платформенных, распределенных и интеллектуальных систем. Они могут быть реализованы в разных вариантах: это системы с интеллектуальным интерфейсом, самообучающиеся системы, адаптивные информационные системы, экспертные системы, мультиагентные системы (MAC), системы поддержки принятия решений, системы бизнес-аналитики {Business Intelligence - ВТ) и др.
Для выполнения бизнес-процессов (БП) основной деятельности предприятия необходимо обеспечить их требуемыми ресурсами: технологическими, кадровыми, финансовыми и организационными, а также эффективно управлять ими. Значимым элементом модели бизнеса, или БП, является описание организационной структуры (ОС) предприятия, т.е. его структурных подразделений: отделов, служб, цехов и т.д., и связей между ними. Между составляющими ОС управления предприятием существуют сложные взаимосвязи, поэтому изменение в каждой из них приводит к необходимости пересмотра всех остальных, что является сложным и трудоемким процессом. В связи с этим возникает необходимость формализации этого процесса, а также разработки методов и алгоритмов, позволяющих оперативно проверять идеи по изменению структуры, отрабатывать варианты и вносить изменения после проведения эксперимента на модели.
В настоящее время в условиях динамизма изменений, происходящих на отечественных предприятиях, теория управления промышленными предприятиями требует дальнейшего развития, прежде всего в отношении степени распределенности макроструктур и использования методов и средств моделирования и интеллектуализации, это обосновывает актуальность темы исследования.
В данной работе предлагается методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий для повышения эффективности управления бизнес-процессами разного рода организаций, входящих в состав макропредприятий, за счет применения подходов и методов, традиционно относящихся к направлению «искусственный интеллект».
Цель и задачи исследования. Целью диссертации является повышение эффективности распределенных информационных систем управления бизнес-процессами макропредприятий за счет интеллектуализации этих процессов.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи.
-
Развитие методологии системного анализа и проектирования для обеспечения процессов тактического реинжиниринга предприятий средствами инструментальной поддержки.
-
Разработка информационного обеспечения управления разного рода ресурсами, задействованными в технологических процессах и бизнес-процессах предприятий.
-
Разработка информационного обеспечения для функционального и имитационного моделирования бизнес-процессов предприятий для их последующей оптимизации.
-
Создание метода и средств описания онтологии предметной области (ПрО) для реализации бизнес-процессов в комплексе распределенных систем управления БП макропредприятий.
-
Разработка технологической инфраструктуры для управления бизнес-процессами макропредприятий на основе ИС с использованием мультиагентного подхода.
-
Разработка информационно-алгоритмического обеспечения мониторинга исполнения бизнес-процессов в условиях макропредприятия.
Методы исследования. Исследования, выполненные в работе, базируются на системном анализе, методах классификации, теории множеств, процессном подходе к управлению предприятием, теории проектирования систем, имитационном моделировании с использованием аппарата раскрашенных сетей Петри, методологии структурного анализа и проектирования IDEF0, онтологическом подходе к представлению знаний, объектно-ориентированном анализе и проектировании, мультиагентном подходе к созданию ИС, формальных логических моделях представления и обработки знаний.
В качестве инструментов создания моделей деятельности предприятий использовались пакеты Allfusion Process Modeller, ARIS Design Platform, Sybase PowerDesigner, Sparx Systems Enterprise Architect и др.
Научная новизна работы заключается в следующем.
Основным научным результатом является разработанная методология моделирования распределенных систем управления бизнес-процессами макропредприятий. При ее создании были получены следующие новые научные результаты:
1) метод тактического реинжиниринга бизнес-процессов макропредприятия на
основе расширенной формальной модели методологии IDEF0 и введенных в ее состав
новых технологических операций в целях повышения эффективности процессов, свя
занных со структурными преобразованиями организаций, входящих в состав МрП,
средствами инструментальной поддержки;
-
метод планирования потребности в разного рода ресурсах для обеспечения ими как технологических, так и бизнес-процессов предприятий, в основу которого положены разработанные формальные теоретико-множественные модели и алгоритмы, в частности, алгоритмы обнаружения нештатных ситуаций и их обработки на основе прецедентной модели представления знаний;
-
метод имитационного моделирования (ИМ) бизнес-процессов предприятий, в основу которого положены разработанные алгоритмы трансляции описания бизнес-процесса в C/W-модель с использованием шаблонов потоков работ и имитационного моделирования бизнес-процесса на базе полученных раскрашенных сетей Петри в целях повышения качества разрабатываемых моделей бизнес-процессов;
-
метод описания онтологии ПрО в графической нотации и текстовом виде на основе логики предикатов первого порядка с реализацией возможности описания поведения объектов, представляемых сущностями онтологии, для реализации бизнес-процессов организаций-партнеров в составе макропредприятий на основе мультиагент-ного подхода и управления ими в комплексе распределенных систем управления БП;
5) информационно-алгоритмическое обеспечение реализации мониторинга ис
полнения бизнес-процесса траспортировки газа газотранспортного предприятия: алго
ритмы мониторинга магистрального газопровода с целью обнаружения нештатных си
туаций, метод определения места разрыва магистрального газопровода с использовани
ем прецедентной модели представления знаний и алгоритмы формирования сценариев
локализации нештатных ситуаций в качестве информационной поддержки принятия
решений диспетчера.
Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследований легли в основу реальных алгоритмов, методов и средств автоматизации структурно-функционального и имитационного моделирования и управления сложными системами, при этом, в частности:
-
разработан инструментарий модификации IDEFO-модеяей бизнес-процессов для обеспечения информационной поддержки принятия решений при проведении тактического реинжиниринга макропредприятий;
-
разработан инструментарий трансляции моделей бизнес-процессов как совокупностей шаблонов потоков работ в модели на аппарате раскрашенных сетей Петри и их последующего имитационного моделирования;
-
практическим результатом диссертации является также реализованный на основе разработанного информационно-алгоритмического обеспечения инструментарий созда-
ния моделей бизнес-процессов и онтологии предметных областей, позволяющий ускорить процесс проектирования и реализации мультиагентных систем управления бизнес-процессами предприятий на основе онтологического подхода к созданию таких систем;
-
предложена архитектура FIPA-совместимой мультиагентной платформы (МАП) для управления бизнес-процессами предприятий, включающая структуру и основные информационные потоки между ее компонентами, а также прототип мультиагентной системы для реализации БП на основе онтологии ПрО;
-
реализован программный модуль мониторинга процесса транспортировки газа по магистральному газопроводу на предмет обнаружения и локализации нештатных ситуаций в части формирования сценариев их устранения, позволяющий на основании показаний датчиков системы телемеханики обнаруживать место аварии и в случае возникновения разрывов газопровода предлагать сценарий переключения запорной арматуры в целях минимизации потерь газа и ущерба экологии.
Предложенные методы, модели и алгоритмы могут использоваться для решения широкого круга задач в области структурно-функционального и имитационного моделирования и управления бизнес-процессами предприятия, поскольку при этом обеспечиваются корректность и обоснованность решений, возможность анализа вариантов организации бизнес-процесса, а также значительно сокращаются сроки реализации информационных систем.
Основные результаты диссертации получены автором при выполнении исследований, проводимых во Владимирском государственном университете (ВлГУ), в качестве ответственного исполнителя двенадцати научно-исследовательских работ, в том числе хоздоговорных НИР № 1861/97, 2064/98, 2271/00, 2687/02 по заказу ОАО «Завод "Автоприбор"» (г. Владимир); № 2127/99 по заказу ОАО "Труд" (г. Вача Нижегородской обл.); № 2657/02, 2811/02 по заказу ОАО «Омскагрегат»; № ГБ-434/04 по программе исследований Минвуза для Росатома «Информационно-аналитическая система мониторинга за образованием, перемещением и хранением радиоактивных веществ и радиоактивных отходов»; № 3166/05 по заказу ООО «Торгово-промышленная группа "ЛИГА"»; № 3279/05 по заказу ОАО «Владимирский завод "Электроприбор"; № 3411/06 по заказу Научно-исследовательского института измерительных систем им. Ю.Е. Седакова Росатома (Нижний Новгород); № 2701/02, 2881/03 по заказу Научно-исследовательского института приборов Росатома (г. Лыткарино Московской обл.), в результате выполнения работ, по которым получен патент на изобретение RU № 2249228 и создана программная система автоматизации процесса проведения испытаний изделий электронной техники на воздействие внешних факторов [33].
Результаты работы использованы также в инновационном проекте ИП 119/08 «Разработка образовательного комплекса для внедрения в рамках системы менеджмента качества университета системы управления стратегией его развития на основе инструментального средства ARIS BSC 7», выполняемом под руководством автора в рамках реализации инновационной образовательной программы «Региональная технопарковая зона / технопарк на базе Владимирского государственного университета как площадка для внедрения инновационных образовательных программ».
Результаты диссертации используются в учебном процессе кафедры информационных систем и информационного менеджмента (ИСИМ) ВлГУ в разработанных автором учебно-методических комплексах по дисциплинам «Распределенные информационные системы», «СЛЖ-технологии», «Представление знаний в информационных системах», «Консалтинг при информатизации менеджмента информационных систем»,
«Консалтинг при информатизации организаций», «Консалтинг при информатизации образования», «Инструментальные средства менеджмента информационных систем» и «Информационные технологии в науке и образовании».
По перечисленным выше дисциплинам опубликованы семь учебных пособий, в том числе с грифами учебно-методических объединений; за книгу «С4Ж-технологии» в конкурсе на лучшую научную книгу 2006 года авторский коллектив награжден дипломом лауреата Фонда развития отечественного образования (Сочи, 2007).
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на НТК «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении» (Владимир, 1998); Национальном симпозиуме с международным участием «Аэрокосмические приборные технологии» (Суздаль, 1999); МНК «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях» (Шуя, 2000); МНПК «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах» (Новочеркасск, 2000); НК «Предпринимательские инициативы в сфере реструктуризации и реформирования предприятий и организаций, находящихся в кризисном состоянии» (Владимир, 2000); IV МНТК «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (Владимир, 2000); II МНПК «Формирование и функционирование информационного пространства в условиях рынка» (Пенза, 2001); Diplomanden- und Doktoranden-seminar des Bereichs Wirtschaftsinformatik I (Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Nurnberg, Nurnberg, 2002); VI НПК «Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. «Системы управления знаниями (РБП-СУЗ-2002)» (Москва, 2002); VI Международном отраслевом конгрессе «Wirtschaftsinformatik 2003» в Техническом университете г. Дрездена (ФРГ, 2003); XVIII Всероссийской НК молодых ученых «Реформы в России и проблемы управления - 2003» (Москва, 2003); V Российской конференции по атмосферному электричеству (Владимир, 2003); МНТК «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» (Владимир, 2003, 2004); III Всероссийской НТК «Искусственный интеллект в XXI веке» (Пенза, 2005); I, II, III, IV МНТК «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2005, 2006, 2007, 2008); МНПК «Становление, развитие и функционирование регионального рынка в условиях социально-ориентированной экономики» (Владимир, 2006); Научно-практическом семинаре по проблемам системного анализа (Иваново, 2007); VI, VII, XII Всероссийской НТК по радиационной стойкости электронных систем (г. Лыткарино, Московской обл., НИИП Росатома, 2002, 2003, 2008); XVI, XX, XXI МНК «Математические методы в технике и технологиях- ММТТ» (Ростов на Дону, 2003; Ярославль, 2007; Саратов, 2008); II Всероссийском научно-методическом симпозиуме «Смешанное и корпоративное обучение - СКО-2008» (Анапа, 2008); IV International conference computer technologies of decision making support in dispatching management of gas transmission and producing systems - DISCOM-2009 (Москва, 2009); III МНПК «Смешанное и корпоративное обучение: проблемы и решения в сфере подготовки выпускников вузов для реального сектора экономики» - СКО-2009 (Москва, 2009); всероссийских и международных семинарах в г. Москве (в том числе в МЭСИ) и в г. Владимире (в том числе в ВлГУ).
Кроме того, были представлены экспонаты на межрегиональных выставках «Научно-техническое творчество молодых ученых», «Информационные технологии - 2003», «Информационные технологии - 2004», «Электронная Губерния 2005», «Электронная Губерния 2006» в г. Владимире, на Юбилейной выставке «Достижения НТД ВлГУ» в 2008 г., а также на конгрессе «Wirtschaftsinformatik 2003 (Дрезден, ФРГ).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, изложенных на 250 страницах; включает 50 рисунков, 15 таблиц, список использованных литературных источников (200 наименований) и 7 приложений.
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 82 работах, среди них 11 статей в изданиях из перечня ВАК.
Анализ систем управления бизнес-процессами предприятия
Под процессным подходом к организации и управлению деятельностью предприятия понимается ориентация: деятельности предприятия на бизнес- процессы; системы управления предприятия на управление как каждым бизнес- процессом в отдельности, так и всеми бизнес-процессами предприятия; системы качества предприятия на обеспечение качества технологии выполнения бизнес-процессов. Таким образом, в рамках процессного подхода любое предприятие рассматривается как бизнес-система, которая представляет собой связанное множество бизнес-процессов, конечными целями которых является выпуск продукции или услуги.
Под бизнес-процессом понимают совокупность различных видов деятельности, которые создают результат (продукт, услугу), имеющий ценность для потребителя, клиента или заказчика. В качестве клиента может быть другой бизнес-процесс. Бизнес-процесс в отличие от производственного процесса включает в себя движение информации и издержки на ее преобразование и передачу. Другими словами, бизнес-процесс - это цепь (поток) работ (операций, функций),- результатом которой является какой-либо продукт или услуга. В цепь обычно входят операции, которые выполняются структурными элементами, расположенными на различных уровнях организационной структуры предприятия.
Одним из первых этапов построения процессной организации и управления деятельностью предприятия является выделение и классификация бизнес- процессов. Для выделения бизнес-процессов целесообразно сформировать команду, в состав которой необходимо включить: собственников предприятия; топ-менеджеров; специалистов, знающих проблемы и технологии предприятия; претендентов в процессную команду; внешних консультантов. Основные требования к ключевым ролям, задействованным при применении процессного подхода, приведены в [АЗ].
В процессе жизнедеятельности бизнес-системы за счет выполнения БП осуществляется достижение определенной совокупности целей. В общем случае совокупность целей имеет иерархический вид («дерево целей») и каждая цель имеет свой вес и критерий (количественный или качественный) достижимости. В свою очередь БП реализуют бизнес-функции предприятия. Под бизнес-функцией понимают вид деятельности предприятия. Множество бизнес- функций представляют собой иерархическую декомпозицию функциональной деятельности предприятия — «дерево функций», которое представляет собой функциональное отражение реализации «дерева целей» предприятия.
Бизнес-функции связаны с показателями деятельности предприятия, из которых также можно построить «дерево показателей». Эти показатели затем образуют систему показателей оценки эффективности выполнения бизнес- процессов. Как правило, владельцы бизнес-процессов контролируют свои бизнес-процессы с помощью данной системы показателей. Наиболее общими показателями оценки эффективности бизнес-процессов являются: количество производимой продукции заданного качества, оплаченное за определенный интервал времени, и число ее потребителей; число типовых операций, которые необходимо выполнить при производстве продукции за определенный интервал времени; стоимость издержек производства продукции; длительность выполнения типовых операций и т.д.
Бизнес-процесс осуществляется для кого-то (для чего-то) - для того, кто потребляет его результат, - клиента процесса. В принципе целью процесса является удовлетворение требований его клиентов. Процессы могут быть внешними или внутренними. Внешним называется процесс, имеющий вход и/или выход вне фирмы, внутренним - процесс, находящийся целиком в рамках одной организации. Анализ процессов управления начинается с выявления процессов; в свою очередь, выявление процессов начинается с определения их границ. Границы процесса - его входы и выходы. При этом первичные входы образуют начальную границу процесса, вторичные входы — верхнюю границу, первичные выходы - конечную границу и вторичные выходы - нижнюю границу процесса.
Различают качественные и количественные параметры бизнес-процесса. Качественными параметрами процесса принято считать результативность, эффективность и адаптируемость. Результативность описывает соотношение полученного результата и того, чего хотят или ожидают заказчики. Эффективность показывает, как хорошо выполняются процессы. Адаптируемость свидетельствует о том, насколько хорошо процесс способен реагировать на изменения в окружающей среде.
К количественным параметрам бизнес-процесса относятся производительность, длительность (или продолжительность), стоимость, количество входов и выходов. Производительность - это отношение количества единиц на выходе к количеству единиц на входе. Длительность - это время, которое необходимо для выполнения процесса, или, другими словами, промежуток времени между началом процесса и его завершением. Стоимость процесса - это совокупность всех затрат в денежном исчислении, которые необходимо произвести для однократного выполнения; процесса.
Такие системы, как деятельность организации, система управления или производственный процесс, описать достаточно трудно, потому что они обладают сложной внутренней структурой и сложным характером взаимодействия между ее элементами. Для описания деятельности организации как совокупности БП необходимо применять интеллектуальные инструментальные средства моделирования и анализа.
Развитие инструментальных возможностей методологии ЮЕР0
Изменение структуры организации с учетом сложившихся условий — одна из важнейших задач управления. Значительные по масштабам организационные преобразования не осуществляют до тех пор, пока не появится уверенность в том, что для этого существуют серьезные причины. К их числу относят следующие [А6]: неудовлетворительное функционирование организации; перегрузка высшего руководства; отсутствие ориентации на перспективу; разногласия по организационным вопросам; рост масштаба деятельности; увеличение разнообразия; объединение хозяйственных субъектов; изменение, технологии управления; изменение внешней экономической обстановки.
Выработка решения об организационной структуре - сложный процесс. Частота необходимых изменений в ОС настолько велика, что существует потребность в создании формального метода и разработке автоматизированных алгоритмов их внесения, а также необходимость предварительного анализа результатов; моделирования, например по-ЮЕРО, с целью принятия корректного решения при корректировке проекта ОС.
Основными структурообразующими документами в ОС предприятия являются: структурная схема; штатное расписание; положения о структурных подразделениях; должностные инструкции; контракты работников.
Типовые ситуации, которые могут иметь место при реинжиниринге организаций [А6, А8] приведены в прил. 2. Для их отображения при реинжиниринге ОС на ЮЕЕО-моделях используются основные операции, описанные выше, а именно: добавление (удаление) блока;, декомпозиция блока; удаление декомпозиции; добавление (удаление) линии, соединяющей коннектор; с блоком; добавление (удаление) линии, соединяющей один: блок с другим- блоком; перенос блока с одной диаграммы на другую и др. [А8].
Метод: тактического реинжиниринга, организаций: на основе ШЕР9- моделей. Для обеспечения тактического реинжиниринга организации предварительно необходимо построить функциональную модель ее текущего состояния с применением развитых инструментальных возможностей методологии ЮЕЕО. Процесс построения модели сопровождается разбивкой ее на субмодели с целью обеспечения распределения доступа разработчиков к конкретным фрагментам модели для выполнения последующей детализации. При этом учитываются особенности коллективного проектирования функциональных моделей, заложенные в стандарте методологии /ТЖР0.
Рекомендуется использовать две модели организации ("как есть" и "как должно быть") в заданной системе моделей (бизнес-процессов) для моделирования ОС. Первоначально целевая модель должна быть копией текущей, и все изменения необходимо вносить именно в нее. Если предполагается выбор из нескольких проектов ОС, необходимо создать в системе моделей соответствующее количество целевых моделей (вариантов бизнес-процесса).
В качестве базового метода рекомендуется выполнять следующие действия (шаги) для обеспечения последовательного реинжиниринга организации на основе ДЖРО-моделей [А6, А8, А27].
Следует отметить, что с использованием развитых инструментальных возможностей методологии 1DEF0 процесс корректировки проекта ОС выполняется в 2 - 3 раза быстрее, чем при ручном проектировании, причем производительность определяется как быстродействием компьютера, так и временем отклика специалиста-аналитика, поскольку процесс моделирования организации с использованием ЛЖГО-моделей интерактивен.
Далее в качестве примера приведена ситуация 5.2 изменения ОС машиностроительного предприятия в части ОС его информационной службы - отдела СИО-АСУП (см. таблицу типовых ситуаций реинжиниринга организаций в прил. 2). В качестве инструмента для построения функциональной модели отдела по методологии IDEF0 использовался известный пакет Allfusion Process Modeler [79]. Функции бюро и групп, входная и выходная информация взяты из Положения о структурном подразделении. Функциональная модель СИО- АСУП без детализации до функций конкретного работника представлена на рис. Г12.1 -П2.8 прил. 2.
Задача состоит в следующем. Группа ведения БД и развития АСУП передает функцию Контролировать создание БД на ПЭВМ" другому подразделению - Бюро обработки информации на ЭВМ (рис, П2.9 - П2.14 прил. 2). Для этого необходимо перенести соответствующий блок с диаграммы А2 на диа грамму А12 и заменить его механизм на требуемый. Перенос блока осуществляется в соответствии с алгоритмом, блок-схема которого приведена в прил. 2.
В общем случае при поглощении одним структурным подразделением другого содержимое диаграммы-декомпозиции функционального блока, представляющего поглощаемое подразделение, переносится на диаграмму- декомпозицию блока, представляющего поглощающее структурное подразделение. Затем блок поглощенного подразделения удаляется.
Для анализа функциональных моделей, рассматриваемых в диссертации, применительно к условиям базового предприятия предлагается использование оценок уровня развития функций управления, в основу которых положены следующие критерии: комплексность, прогнозируемость и измеримость [А6].
Масштабность измерения функций управления может быть охарактеризована, например, коэффициентом отклонения действующей структуры аппарата управления по функции от типовой структуры: Кст = Е/Пп , где Е - число отклонений фактической структуры от типовой; Д, - число структурных подразделений по функции, предусмотренных типовой структурой.
В [43] предложено развитие представленных моделей и метода для реализации управления ИТ-подразделением предприятия на основе типовой модели деловых процессов и сервисного подхода к управлению.
В заключение следует отметить, что по мере углубления в выполняемый проект сначала возникают, а в дальнейшем множатся неудобства, связанные с формой реализации технологии реинжиниринга, которая требует заполнения структурообразующих документов и постоянной их актуализации, так сказать, вручную. Процесс внесения изменений становится все более трудоемким, что сильно усложняет одновременное и согласованное проведение преобразований в нескольких подразделениях. Поэтому возникает потребность в автоматизации процедуры, программных средствах, позволяющих быстро и с минимальными затратами проводить изменения в ОС. Предлагаемый метод реинжиниринга, опирающаяся на выполнение формальных алгоритмов, способна решить перечисленные
Метод планирования потребности в ресурсах для обеспечения ими бизнес-процессов предприятия
Опираясь на выводы, сделанные в работе [А55], для описания НС и процесса их обработки предложена формально логическая модель представления знаний. Главным преимуществом такого выбора является возможность логического вывода знаний на основе логики предикатов первого порядка. Запись знаний о принимаемых действиях в форме продукционных правил «ЕСЛИ ..., ТО ...» позволяет сформировать цепь обработки НС.
Для реализации модели может быть использован логический язык типа Пролог, который позволяет формально описать бизнес-правила и обладает встроенным механизмом логического вывода, что позволяет сделать алгоритмы более гибкими по сравнению с традиционными ООП-языками [А21].
Введенные множества (PS, D, V, С) описываются на Прологе в виде предикатов, арность которых равна количеству атрибутов плюс один для сгенерированного идентификатора. При этом предикаты образуются как шаблоны структуры базы данных Пролог-программы. Функции рассматриваются как методы определенного предиката и описываются как предикаты с префиксом «cm», термами которого являются ссылка на предикат, а также входные и выходные параметры метода. Предикаты функций генерируются «без правой части» - в правой части разработчик должен реализовать данную функцию либо с помощью логического вывода, либо с указанием особых предикатов, позволяющих вызвать «платформозависимые» функции, как это будет описано в главе 5.
Алгоритм обнаружения и обработки нештатных ситуаций. Процесс обнаружения НС и .принятия решения по ее устранению может быть представлен в общем виде на рис. 3.8.
1. При наличии в бизнес-процессе нештатной ситуации запускается алгоритм Выявления НС, который моделирует сложившуюся НС, классифицирует и определяет очередность ее решения. Результатом данного алгоритма является классифицированная НС со степенью важности ее решения. Данный алгоритм использует базу шаблонов (шаблон - это усеченный граф трубопровода, в котором отсутствуют вершины, не влияющие на НС; позволяет сократить количество прецедентов в БЗ).
2. Дальше запускается алгоритм Анализа НС, где происходит поиск похожих прецедентов. Результатом алгоритма является прецедент, аналогичный одному из представленных в.БЗ, или новый; Для этого используется база прецедентов.
3. Затем запускается алгоритм Решения НС, в котором происходит поиск решений прецедента, уточнение решений по прецеденту и выдача рекомендаций. Результатом данного алгоритма является набор сценариев по решению прецедента и их последствия (результаты). Здесь используется база сценариев, которая содержит возможные сценарии выхода из заданных прецедентов и результаты этих действий. Уточнение решения заключается в корректировке сценария и / или его последствия с учетом реальных значений параметров прецедента.
4. Далее запускается алгоритм выбора сценария. Здесь происходит количественная оценка сценариев (минимальное количество потерь при выходе из НС, время, затрачиваемое на выполнение сценария, его надежность), сравнение сценариев и ограничение числа сценариев для вывода на экран. Результатом данного алгоритма является список лучших сценариев с их оценками. Для этого используется база сценариев.
Для обнаружения и обработки НС разработан алгоритм, который представлен в прил. 6 (рис. П.б.З).
Для проведения мониторинга БП Капланом Р. и Нортоном Д. была предложена идея применения пультов, которые отражают состояние системы. Индикаторы, которые были введены в формализованное представление БП, позволяют описать ход его выполнения. По-их значениям определяется наличие или отсутствие НС. В случае, если проблема есть, по принципу «светофора» на пульте управления отражается БП; в котором она возникла, а также значения этих индикаторов.
Рассмотренный подход к управлению ресурсами предприятия и учет потребности БП в ресурсах позволяет повысить эффективность выполнения БП и сократить затраты, связанные с простоем или отклонением от графиков выполнения БП по причине недостаточного информационного обеспечения деятельности или предоставления информации не вовремя; Например, влияние менеджмента информационных ресурсов на эффективность работы предприятия в целом представлено на рис. 3.9. Рис. 3.9. Влияние менеджмента ир на эффективность деятельности предприятия Более точное определение потребности БП в ресурсах позволяет сформировать графики их предоставления. На графиках можно определить даты окончания формирования требуемых ресурсов, а, следовательно, более точно определить начало и длительность их подготовки.
Таким образом, из-за планирования потребностей в ресурсах и соблюдения графиков их предоставления сокращается число БП, которые начинаются с опозданием по причине 1гх не достаточного обеспечения ресурсами, в т.ч. информационными.
Если БП начинается вовремя, увеличивается вероятность его завершения по графику. Соблюдение планов выполнения БП повышает эффективность деятельности предприятия и сокращает затраты, связанные с перепланированием, выработкой управляющего решения по устранению отклонений в планах и его реализацией. Сокращение этих затрат приводит к тому, что повышается прибыль предприятия и растет финансовый результат.
Оценка эффективности менеджмента ресурсов
Ввод штрафных функций. Для определения экономической эффективности использования менеджмента ресурсов при выполнении БП ОД введем штрафные функции, отражающие затраты на выполнение БП за единицу времени. Идея данного подхода заключается в том, что в случае отклонения исполняемого БП от запланированного графика по причине недостаточного информационного обеспечения, данному экземпляру БП назначаются штрафные баллы.
Чтобы оценить эффективность менеджмента ресурсов, необходимо рассмотреть выполнение БП без использования предложенного- в работе метода обеспечения БП ресурсами и-выполнение того же процесса с его применением. Тогда эффективность метода можно рассчитать как процентное отношение суммы штрафов при применении метода Рщ к сумме штрафов без его применения
Метод построения имитационных моделей бизнес-процессов предприятия а основе раскрашенных сетей Петри
Реализация необходимых механизмов возможна с помощью Пролог- сервера, который выполняется в отдельном потоке и способен выполнять программы и обрабатывать запросы от внешних клиентов, написанных например, на Java. Чтобы в процессе логического вывода, используя Пролог-сервер, выполнить метод, выполняемый на платформе, агенту необходимо получить сообщение от Пролог-сервера, посланное, например, в выходной поток сервера. За работу данных механизмов отвечает конкретная реализация мультиагентной платформы.
Из входящего ЛСХ-сообщения агент извлекает его содержание на iSL-языке (либо на любом другом стандартном FIPA-ягыке, в этом случае сообщение необходимо перевести на L-язык) и конвертирует его в запрос на Прологе в виде цели. Затем происходит поиск решений, во время которого машина вывода при истинности расширенных стандартных предикатов может запросить агента выполнить определенную функцию. После окончания логического вывода решение конвертируется в правильное выражение на SL-языке и оборачивается в выходящее АСЬ-сообщение, после чего отправляется адресатам.
Реализация языка FIPA SL Language на расширенном прологе. Ff РА SL-язык используется для описания содержания А СХ-сообщений, передаваемых агентами. FIPA выделяет 3 класса содержимого сообщений: высказывание {proposition), которое может быть принято в. текущем контексте. Высказывания являются «правильно построенными формулами» (well-formed formula - Wff), использующими правила в Wff- продукции. Высказывания используются в коммуникативных актах (КА) уведомления {inform) и других КЛ, производных от inform; действие {action), которое может быть выполнено агентами. Действие может быть как одиночным, так и составным. Действия могут строиться с помощью оператора последовательности и оператора выбора из альтернатив ( ). Действия используются в КА типа запрос {request) или других КА, производных от request; идентифицирующее справочное выражение (IRE), идентифицирующее объект в области знаний. Используются в КА типа «уведомления о выдаче справки» {inform-ref) или других КА, производных от него.
Выражение Wff может быть высказыванием в области знаний (истинным, либо ложным) или предикатом, имеющий набор аргументов, являющихся гермами. FIPA определяет следующие «правильно построенные формулы» (табл. 5.3).
Табл. 5.3. «Правильно построенные формулы» SL-языка FIFA Wff Описание Пролог (not Wff ) Отрицание. Это выражение истинно, если Wff ложно и наоборот. - not(Wff) (and WffO Wffl ) Конъюнкция. Истинно, если WfflO и Wffl оба истинны. - WffO, Wffl (or WffO Wffl ) Дизъюнкция. Выражение ложно, если WffO и Wffl оба ложны. - WffO; Wffl (implies WffO Wffl ) Импликация. Выражение истинно, если WffO ложно, либо WffO истинно и Wffl истинно. - not(WffO); WffO, Wffl (equiv WffO Wffl ) Эквивалентность. Истинно, если WffO истинно и Wffl истинно, либо WffO ложно и Wffl ложно. - WffO, Wffl; not(WffO), not(Wffl) (forall variable Wff ) Условие всеобщности. Истинно, если WffO истинно для любого значения переменной variable. (exists vanable Wff ) Условие существования. Истинно, если хотя бы одно значение переменной обращает Wff в true -once(Wff(Variable))
(B agent expres- sion ) Доверие. Истинно, если агент верит, что expression истинно. Реализуется с помощью базы данных фактов. Данная формула означает, что данный агент обладает достаточной БД фактов, чтобы обратить выражение expression в true.
(U agent expres- sion ) Неуверенность. Эта формула истинна, если агент не уверен в истинности expression. Причем здесь агент ни верит в истинность выражения, ни отрицает её, но верит, что оно скорее истинно, чем ложно. Возможно реализация с помощью нечеткого Пролога. Здесь для определения критериев неуверенности можно - использовать степень достоверности выражения expression. Так, например, за критерий неуверенности можно взять значение степени достоверности [0,75; 1]
Намерение. Истинно, если агент планирует сделать expression истинным. (PG agent expres- sxon ) Существование цели. Истинно, если агент имеет цель сделать expression истинным (однако не обязательно планирует это осуществить). (feasible Action Wff ) Осуществимость. Истинно, если действие Action может иметь место, причем только после того как Wff станет истинным. (feasible Actmn ) Тоже что и(feasible Action true) (done Action Wff ) Истинно, если действие Action имело место до того как Wff стало истинным. (done Action ) Тоже что и (done Action true)
Ключевые слова в Д формулах являются операторами, они могут быть как логическими (and, not, or), так и модальными (В, U, PG, Г). Логические операторы, в отличие от модальных, легко реализуются на Прологе. Для реализации же модальных операторов необходимо дальнейшее расширение Пролога, аспекты которого в данной работе не рассмотрены.
Таким образом, применяя для описания онтологий расширенные Пролог- программы можно реализовать интеллектуальность и реактивность агентов, а также использовать стандартные языки коммуникации, что делает систему открытой и совместимой-с другими FIPA мультиагентными системами.
Однако в данном подходе остается открытым вопрос о создании конкретных онтологий: создавать онтологии на ненаглядном языке Прологе является довольно трудной задачей для разработчика. В связи с этим особенности описания знаний и трансляции методов конкретных онтологий ПрО также заслуживают особого внимания, они рассмотрены в главе 7.
В диссертации разработана формальная теоретико-множественная модель расширения онтологий ПрО для описания поведения ее сущностей при выпол- нении БП организаций в составе макропредприятия. В условиях реальных предприятий она довольно масштабна, поэтому приводится лишь ее фрагмент. Формально каждая і-я онтология может быть представлена кортежем: где 0,Л- множество отношений между концептами /-й онтологии, например, «часть - целое» и т.д.; О— множество операций, связанных с объектами, которые представлены этими концептами г -й онтологии; оР = г,1у = 1, уг - множество концептов /-й онтологии, причем Jc = (Э,С. Кроме того, о“ с О, с О)- где О - множество концептов-ресурсов /-й онтологии; О - множество концептов- исполнителей процессов предприятия в /-Й онтологии. Всякий объект, представленный концептом онтологии, может обладать набором операций, которые могут им выполняться.
