Краткий путеводитель по методологиям и нотациям описания и моделирования бизнес-процессов. Часть 1

• Путеводитель хороший не посоветуете?
• Пожалуй вот... возьмите Данте.

ВСТУПЛЕНИЕ

В своей самой первой статье (//infostart.ru/1c/articles/1305386/) я уже упоминала какие бывают методологии и нотации для описания бизнес-процессов. А также мы уже рассмотрели одну из нотаций - IDEF0 (//infostart.ru/1c/articles/1408200/). Но все больше и больше погружаясь в эту тему, я прихожу к выводу, что информации много, она плохо структурирована и существуют некоторые неточности. И выбрать для себя подходящий, удобный, понятный способ – достаточно трудно.

Аналитики скорее всего не раз задавались вопросами – почему нотаций и методологий так много, какую из них выбрать, какая из них будет правильной…?

Самая главная причина такого разнообразия (на мой взгляд), что одна нотация (или методология) не может сразу решить все задачи, которые поставлены для описания бизнес-процессов. И исходя из этого минимум три нотации должны быть в арсенале аналитика. Ну а остальные опционально.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ТЕРМИНЫ

Начнем с простого – есть описание бизнес-процесса, а есть моделирование. Есть ли между ними разница? Разница есть, но, возможно в какие-то моменты ей можно пренебрегать и использовать эти слова как синонимы. Если все же разграничивать эти понятия, то определения будут следующими.

Описание бизнес-процессов – это документирование процесса в свободной форме, например, простое текстовое описание пользовательских сценариев (Use Case).

Важные моменты:

• Это в любом случае задокументированный процесс (представленный на бумаге).
• Он может быть представлен в любом виде: текстовом, табличном, графическом.
• Без формальной логики и специальных обозначений и ограничений.

Таким образом, описав не формально бизнес-процесс, мы все равно получим его документированное выражение.

Преимуществом этого способа является то, что любой новичок может описать простой процесс, а бывают случаи, когда процесс настолько прост, что нет необходимости использования тяжеловесной нотации.

Недостаток такого подхода тоже есть: если углубляться и оставаться на этом уровне, то может быть «изобретение собственного велосипеда» – т.е. в какой-то момент потребуется стандартизация и унификация действий в описании бизнес-процессов. В этом случае нужно уже задумываться об моделировании бизнес-процессов, т.е. выборе формальных методов их отображения. Таким образом, мы переходим уже к определению, что же такое моделирование бизнес-процессов.

Моделирование бизнес-процессов – это формализованная процедура, подразумевающая создание некоторой формальной модели процесса, описанной на математическом или любом другом формализованном языке.

Основное отличие моделирования от описания в этом случае, что моделирование – это формальное представление бизнес-процесса с помощью общеизвестных методологий, методов и нотаций.

Методология моделирования определяет системные основы исследования или проектирования, а также совокупность методов и принципов построения моделей бизнес-процессов.

Моделирование осуществляется с помощью графических элементов (совокупности нотаций) и правил их использования.

Метод – это систематическая процедура, применяемая для генерации описания системы с использованием соответствующих нотаций.

Или если более кратко – это способ достижения какой-либо цели, а способом будет нотация моделирования процессов.

Нотация – это система условных знаков и правил их использования для описания различных категорий моделируемой системы, таких как объектов, процессов, взаимосвязей и т.п.

Нотации – это формализованные графические модели, которые используются, чтобы фиксировать бизнес-процессы, анализировать их и оптимизировать.

ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

В методологии моделирования выделяют различные подходы к построению и отображению моделей бизнес-процессов или виды моделирования, основными среди которых считаются структурное, объектно-ориентированное и интегрированное.

Как я уже писала выше, единого верного способа моделирования нет, поэтому нужно правильно ставить цель моделирования и исходя из нее выбирать нужный способ реализации. Т.е. выбор того или иного подхода к моделированию бизнес-процессов зависит от многих факторов, например, уровень моделирования, детальность моделирования, цель моделирования и т.п. А также следует учитывать, что на практике методы и нотации могут комбинироваться для достижения оптимального результата.

1.        СТРУКТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Структурное моделирование – это область системного анализа и вид моделирования, который используется как средство исследования систем и может служить для их разработки. Оно изучает структуру системы с точки зрения состава элементов и подсистем и отношений между ними (структура), а также с точки зрения свойств системы, которые позволяют достигать заданной цели (функции). У него есть свои подвиды.

1.1.        ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Функциональное моделирование – это вид моделирования, который подразумевает описание процессов в виде взаимосвязанных, четко структурированных функций. Т.е. главный элемент – это функция (операция), а бизнес-процесс представляется в виде последовательности функций, преобразующих входы процесса в выходы с использованием определенных ресурсов.

1.2.        ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Имитационное моделирование (или моделирование проведения) – представление поведения системы во времени, описание поведения бизнес-процессов при различных внешних и внутренних условиях с анализом как динамических характеристик процессов, так и с распределением ресурсов.

1.3.        ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Информационное моделирование дает представление объектов предметной области, их свойств и отношений между ними.

2.      ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Объектно-ориентированное моделирование подразумевает описание процессов, как набора взаимодействующих объектов без детализации выполняемых операций, но с описанием условий и событий. Объект – это какой-либо предмет, который преобразуется при выполнении процессов. В основе – объектная модель, которая базируется на таких принципах, как инкапсуляция, абстрагирование, полиморфизм, наследование, параллелизм, устойчивость и т.д. При этом статическую структуру модели описывают объекты, а поведение модели – сообщения, которыми эти объекты обмениваются.

3.      ИНТЕГРИРОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Интегрированное моделирование объединяют различные виды моделей – структурного анализа, объектно-ориентированные, имитационные и др., т.е. это совокупность нескольких различных моделей каждая из которых описывает отдельные перспективы его структуры, а все вместе они образуют полное и комплексное представление о моделируемом объекте.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ МЕТОДОЛОГИЙ И МЕТОДОВ

SADT

Методология структурного анализа и проектирования SADT (Structured analysis and design technique) – представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта (производимые им действия и связи между этими действиями) какой-либо предметной области. Разработана Дугласом Россом в 1969-1973 годах. Эта методология возникла под сильным влиянием PLEX, концепции клеточной модели человек-ориентированных функций Хори, общей теории систем технологии программирования и кибернетики. Она изначально создавалась для проектирования систем более общего назначения по сравнению с другими структурными методами, выросшими из проектирования программного обеспечения.

Основным рабочим элементом методологии является диаграмма. Модель SADT объединяет и организует диаграммы в иерархические древовидные структуры, при этом чем выше уровень диаграммы, тем она менее детализирована. В состав диаграммы входят блоки, изображающие активности моделируемой системы, и дуги, связывающие блоки вместе и изображающие взаимодействия, и взаимосвязи между блоками.

Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга систем и определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются.

Элементы методологии SADT (синтаксис):

• Функциональный блок (Activities) – совокупность действий;
• Управление (Control) – определенные правила для выполнения действий;
• Механизм (Mechanism) – потребляемые информационные, человеческие и производственные ресурсы;
• Вход (Input) – четко определенный вход;
• Выход (Output) – четко определенный выход.

Самая распространенная нотация методологии SADT: IDEF0 (для функционального моделирования бизнес-процессов).

DFD

Диаграмма потоков данных DFD (Data Flow Diagrams) – это методология (стандарт) описания бизнес-процессов верхнего уровня или макропроцессов. На диаграммах потоков данных показываются работы, которые входят в состав описываемого бизнес-процесса, а также показываются входы и выходы каждой из работ. Данные входы и выходы представляют из себя информационные, либо материальные потоки. При этом выходы одной работы могут являться входами для других.

При построении DFD-схемы бизнес-процесса нужно помнить, что данная схема показывает материальные и информационные потоки, и не показывает временную последовательность этих потоков, так как они могут выполняться одновременно или может существовать несколько вариантов различных последовательностей их выполнения, которые в свою очередь могут зависеть от разных точек зрения на этот процесс.

При построении DFD-схемы бизнес-процесса нужно показывать подразделения и должности участников. Рекомендуется использовать правила при формулировке названий:

• Названия формулировать по следующее формуле:
  Название потока = Объект, представляющий поток + Статус объекта
• Использование краткой и лаконичной формулировки для повышения эффективности дальнейшей работы по оптимизации бизнес-процесса. 2-3 определяющих слова.

Основными элементами диаграмм потоков данных являются:

• Внешние сущности (External Entity). Понимается материальный объект, являющийся источником или приемником информации. Пример: заказчики, поставщики, клиенты, склад, банк и др.
• Процессы (Process). Представляют собой преобразование входных потоков данных в выходные в соответствии с определенным алгоритмом.
• Накопители (хранилище) данных (Data store). Предназначены для изображения неких абстрактных устройств для хранения информации, которую можно туда в любой момент времени поместить или извлечь, безотносительно к их конкретной физической реализации. Являются неким прообразом базы данных информационной системы организации.
• Потоки данных (Data flow). Определяют информацию, передаваемую через некоторое соединение (кабель, почтовая связь, курьер) от источника к приемнику. Изображаются линиями со стрелками, показывающими их направление. Каждому потоку данных присваивается имя, отражающее его содержание.

Нотации данной методологии DFD:

• Нотация Гайна -Сарсона (Gane / Sarson),
• Нотация Йордана - Де Марко (Yourdon / DeMarko).

WFD

Диаграмма потоков работ WFD (Work Flow Diagram) – представляет собой диаграмму потоков работ, которая используется для описания бизнес-процессов нижнего уровня, где возникает необходимость показывать временную последовательность выполнения работ в зависимости от получающихся результатов и событий, возникающих в ходе выполнения процесса. Здесь главным объектом описания становятся действия (работы), а не потоки данных (как в методологии DFD).

Для этого используются следующие графические объекты, с помощью которых описывается процесс: логические операторы, события начала и окончания процесса, а также элементы, показывающие временные задержки.

С помощью логических операторов (блоки принятия решений) показывают альтернативы, которые происходят в процессе: в каких случаях процесс протекает по одной технологии, а в каких случаях по другой.

С помощью событий начала и окончания процесса показывается, когда процесса начинается и когда заканчивается.

Нотация, разработанная в данной методологии: IDEF3 (PFDD – Process Flow Description Diagrams), т.е. диаграмма описания последовательности этапов процесса, с помощью которой моделируется последовательность действий, реализуемых в рамках бизнес-процесса.

ARIS

Архитектура интегрированных информационных систем ARIS (Architecture of Integrated Information Systems) — это архитектура, концепция, методология, инструментальная среда (тиражируемый программный продукт), нотация, а также это система взглядов на деятельность организации, которая позволяет проектировать, проводить анализ, оптимизацию и внедрение бизнес-процессов.

Методология ARIS был разработана Августом-Вильгельмом Шеером в 1990х, сегодня права принадлежат немецкой компании Software AG.

В основе методологии лежит представление деятельности организации в виде различных моделей и сведение этих моделей в единую систему. Модели составляют здание ARIS – пять типов представлений, связанных между собой и отражающих основные аспекты деятельности организации:

• Организационной,
• Функциональной,
• Обрабатываемых данных,
• Структуры бизнес-процессов,
• Продуктов и услуг.

При этом каждая из этих точек зрения разделяется ещё на три подуровня:

• Описание требований,
• Описание спецификации,
• Описание внедрения.

Для описания бизнес-процессов предлагается использовать около 80 типов моделей, каждая из которых принадлежит тому или иному аспекту. ARIS предоставляет визуальный инструментарий для обеспечения наглядности моделей.

Продукты линейки ARIS Design Platform включают в себя программы различной направленности, например, для моделирования архитектуры предприятия ARIS Business Architect и ARIS IT Architect или для имитационного моделирования и анализа бизнес-процессов – ARIS Business Simulator. Кроме того, доступна бесплатная программа ARIS Express с несколько урезанной функциональностью.

Серьезное преимущество ARIS перед другими инструментами моделирования заключается в том, что в нем хорошо развиты графические средства представления сформированных моделей.

К числу наиболее значимых и практически используемых нотаций ARIS можно отнести:

• eEPC (extended Event-driven Process Chain) – расширенная нотация цепочки процесса, управляемого событиями;
• PDC (Process Chain Diagramme) – диаграмма цепочки процесса;
• ERM (Entity-Relationship Model) – модель «сущность-связь» для описания структуры данных;
• UML (Unified Modeling Language) – унифицированный объектно-ориентированный язык моделирования;
• Нотация Value-added Chain Diagram – диаграмма цепочки процесса, добавляющего стоимость;
• Нотации Organizational Chart (организационная диаграмма), Functional Tree (дерево функций), Product Tree (дерево продуктов).

STD

Диаграмма перехода состояний для проектирования систем реального времени STD (State Transition Diagram) – демонстрируют поведение разрабатываемой программной системы при получении управляющих воздействий (извне). Такие диаграммы позволяют осуществить декомпозицию управляющих процессов, происходящих в системе, и описать отношение между управляющими потоками.

С помощью STD можно моделировать последующее функционирование системы исходя из предыдущих и текущих состояний. Моделируемая система в текущий момент времени находится только в одном состоянии из всего множества состояний. В течение времени она может изменить свое состояние и тем самым перейти в следующее состояние из заданного множества состояний. Для перехода в состояние нужно какое-либо особое условие – условие перехода. Оно может быть информационным (условие появления информации) или временным.

STD состоит из следующих объектов:

• Состояние – моделируемая система в любой заданный момент времени должна находится точно в одном из конечного множества состояний. Начальное состояние является стартовой точкой для начального системного перехода, соответствующего состоянию системы после ее инсталляции. STD должна иметь только одно начальное состояние, а также любое (конечное) число завершающих состояний.
• Переход определяет перемещение моделируемой системы из одного состояния в другое. При этом имя перехода идентифицирует событие, являющееся причиной перехода и управляющее им. Это событие обычно состоит из управляющего потока (сигнала), возникающего как во внешнем мире, так: и внутри системы при выполнении некоторого условия.
• Действие – это операция, которая может быть связана с переходом, и выполняющаяся при выполнении перехода.

К самым распространенным нотациям и языкам моделирования STD можно отнести:

• Цветные сети Петри (CPN, Colored Petri Nets),
• IDEF3 (Object State Transition Description,OSTD) – описание переходов состояний объектов, с указанием того, какие существуют промежуточные состояния,
• Унифицированный язык имитационного моделирования (General Purpose Simulating System, GPSS),
• Язык визуального моделирования (SIMAN, SIMulation ANalysis).

ERM

Модель «сущность-связь» (ERM, Entity-Relationship Model или ER-модель) – модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы предметной области.

ER-модель используется при высокоуровневом (концептуальном) проектировании баз данных. С ее помощью можно выделить ключевые сущности и обозначить связи, которые могут устанавливаться между этими сущностями.

В основе ER-модели лежат понятия:

• Сущность (Entity) – это объект, который может быть идентифицирован неким способом, отличающим его от других объектов. Примеры: конкретный человек, предприятие, событие и т.д.
• Связь (Relationship) – это ассоциация, установленная между несколькими сущностями.
• Атрибут (Attribute) описывают свойства всех членов данного набора сущностей.

ER-модель представляет собой формальную конструкцию, которая сама по себе не предписывает никаких графических средств ее визуализации. В качестве стандартной графической нотации, с помощью которой можно визуализировать ER-модель, была предложена диаграмма «сущность-связь» (ERD, Entity-Relationship Diagram, ER-диаграмма).

Понятия ER-модель и ER-диаграмма часто ошибочно не различают, хотя для визуализации ER-моделей могут быть использованы и другие графические нотации, либо визуализация может вообще не применяться (например, использоваться текстовое описание).

Используемые нотации (графические модели):

• Нотация Питера Чена. Модель была предложена в 1976 году Питером Ченом, им же предложена и самая популярная графическая нотация для модели.
• Crow's Foot. Нотация предложена Гордоном Эверестом (Gordon Everest) под названием Inverted Arrow («Перевернутая стрелка»), однако сейчас чаще называемая Crow's Foot («Воронья лапка») или Fork («Вилка»).
• И другие нотации.

Подведем итог

Рассмотрены самые известные и максимально используемые методы и методологии описания бизнес-процессов. В части 2 данной статьи рассмотрим уже нотации. И попробуем построить в каждой из нотаций интересный пример.