Программные продукты и системы

Эффективность автоматизации бизнес-процес­сов и технологических процессов определяется уровнем их соответствия потребностям предприятия. С течением времени из-за изменений предприятия и внешней среды эффективность автоматизации таких процессов существенным образом изменяется, поэтому необходимо ее оценивание. Это особенно важно для бизнес-процессов с высоким уровнем автоматизации (так называемых информатизированных), для которых из-за высокой интенсивности системной динамики ИТ-компо­нентов требуется непрерывное совершенствование. Для этого необходимо непрерывное управление информатизированными бизнес-процессами с целью обеспечения соответствующего уровня качества предоставляемых услуг по автоматизации. Управление автоматизацией бизнес-процес­сов на всем жизненном цикле требует наличия моделей управляемых объектов, на основе которых осуществляется административное управление. Для управления информатизированными бизнес-про­цессами на различных стадиях их жизненного цикла используются различные виды технологических моделей. Применяемые модели описывают только ограниченный спектр свойств информатизированных бизнес-процессов, например, только мгновенные значения требований качества обслуживания, что не позволяет эффективно управлять автоматизацией на всем жизненном цикле. Необходимость повышения эффективности управления обосновывает актуальность совершенствования системы технологических моделей, предназначенных для применения в процессе управления на всем жизненном цикле информатизированных бизнес-процессов.

Анализ технологического моделирования, применяемого в процессе управления на всем жизненном цикле

Технологическая модель АСУ предприятием (ее выделенных компонентов) предназначена для поддержки принятия решений в процессе административного управления. В рамках работы рассматривается управление развитием АСУ предприятием в целом, что предполагает решение задач управления выделенными информатизированными бизнес-процессами (как компонентами АСУ) на всем их жизненном цикле. Такое управление требует наличия технологических моделей, применяемых для оценивания информатизированных бизнес-процессов на всем жизненном цикле. Основой для создания и поддержания техноло- гических моделей являются информационные модели объектов управления. Применительно к жизненному циклу информатизированных бизнес-процессов такие модели интегрируют всю информацию об объекте [1]. В литературе рассматривается базовая модель продукта (Core Product Model – CPM), создание которой связано с необходимостью наличия для успешного функционирования PLM-систем достоверных, полных и эффективных моделей данных [2]. Выделяются расширенные модели данных о продукте: Open Assemble Model (OAM), Product Semantic Representation Language (PSRL), Design-Analysis Integration, Product Family Evolution Model, Heterogeneous Material Model, Mechatronic Device Model, Embedded System Model [3].

Любое управление, в том числе и развитием АСУ предприятием, реализуется на основе моделей управляемого объекта. Развитие моделей в АСУ предприятием связано с конфигурационным управлением оборудованием, для реализации которого в рамках системы управления поддерживаются конфигурационные модели оборудования. Усложнение АСУ предприятием путем расширения сфер информатизации и автоматизации привело к необходимости спецификации таких сервисов, модели которых закладываются в системы управления предоставлением сервисов в виде технологических моделей. Технологические модели определяют требования к оцениванию эффективности предоставления сервисов автоматизации. Разработка таких требований является основой всех сервис-ориентированных подходов к проектированию АСУ. В частности, в рамках концепции ITSM определяются требования к ИТ-серви­сам (как составляющим системы автоматизации) на этапе функционирования. Такие требования задаются путем определения параметров качества обслуживания (QoS) и соглашений о качестве обслуживания (SLA).

Управление компонентами АСУ предприятием на всем их жизненном цикле усложняет предъявляемые требования к технологическим моделям, поскольку в этом случае они должны быть инвариантны процессам управления на различных стадиях жизненного цикла. Это определяет сложность создания и поддержания таких моделей, что на практике приводит только к частичной реализации требований к технологическим моделям. Так, для управления процессом сбора данных о предметной области автоматизированных систем в [4] предлагается применять рабочую технологическую модель, охватывающую весь жизненный цикл, которая, однако, описывает только один аспект информатизированных бизнес-процессов. Предполагается, что применение такой модели в рамках всего жизненного цикла позволит повысить эффективность взаимодействия между разработчиками и пользователями.

Технологические модели являются составным компонентом подсистемы оценивания состояния системы административного управления и наполняются подсистемой мониторинга. Информация, поступающая от средств мониторинга, заполняет информационные модели (БД и БЗ), а через них осуществляет наполнение первичных технологических моделей. Вариант организации такого подхода – интеллектуальный мониторинг с использованием информационных моделей состояний [5]. Технологические модели являются составной частью всей системы моделирования АСУ предприятием (наряду с функциональными и компонентными моделями) [6]. При этом в зависимости от уровня абстракции технологическая модель может объединять функциональную модель и модель данных.

Анализ известных [4–6] технологических моделей АСУ предприятием показывает необходимость их совершенствования с целью расширения сферы применения на весь жизненный цикл управляемых информатизированных бизнес-про­цессов. Это дает возможность сформулировать задачу исследования в виде разработки архитектуры системы технологических моделей, позволяющей оценивать эффективность компонентов АСУ предприятием на всем жизненном цикле в процессе управления развитием.

Интегрированная технологическая модель для управления жизненным циклом информатизированных бизнес-процессов

Необходимость постоянного непрерывного оценивания эффективности автоматизации бизнес-процессов предприятия определяет многоуровневую организацию технологической модели, компоненты которой интегрируются друг с другом. Интегрированная технологическая модель предназначена для оценивания состояния информатизированных бизнес-процессов в целом с требуемой степенью детализации (до уровня минимальных объектов управления), а также для прогнозирования состояния, в том числе с учетом реализации различных вариантов управленческих решений и изменения внешних условий. Поскольку аналитические модели расчета прогнозных оценок эффективности для всей АСУ предприятием в целом отсутствуют, практическим вариантом реализации технологической модели является использование комплексных аналитических и имитационных моделей. При этом полная модель представляет собой иерархическую агрегативную модель, компоненты которой описывают отдельные уровни автоматизации бизнес-процесса (функциональные подсистемы). В рамках интегрированной технологической модели предлагается поддерживать четыре частные модели, используемые в процессе административного управления (рис. 1):

–      модель функционирования информатизированного бизнес-процесса на уровне значений параметров, которая заполняется первичными данными из системы мониторинга и в которой осуществляется их прогнозирование;

–      модель оценивания технического состояния, в которой значения параметров функционирования средств автоматизации, в том числе качества обслуживания, соотносятся с требуемыми значениями, что позволяет оценивать их состояние с учетом перспективы;

–      модель оценивания эффективности функционирования информатизированного бизнес-про­цесса и его компонентов на основе мгновенных качественных оценок (соответствие технического состояния средств автоматизации потребностям реализации бизнес-процесса);

–      модель оценивания эффективности информатизированного бизнес-процесса с учетом всего его жизненного цикла, использование которой позволяет управлять эффективностью распределения ресурсов, выделяемых на развитие АСУ предприятием; технологическая модель информатизированного бизнес-процесса является подмоделью единой модели на всем жизненном цикле [1], описывающей только оцениваемые параметры эффективности, контролируемые и поддерживаемые в процессе административного управления.

Представленные частные модели интегрируются посредством предоставления результатов моделирования для моделей более высоких уровней. Интегрированная модель предназначена для предоставления текущих и прогнозных оценок состояния и эффективности информатизированного бизнес-процесса (по степени соответствия предприятию) в систему принятия решений системы административного управления.

Организация технологического моделирования в системе административного управления

Применение (наполнение, обработка и извлечение данных) технологической модели АСУ предприятием возможно только в рамках интегрированной информационной системы, позволяющей предоставлять требуемые оценки управляемых информатизированных бизнес-процессов на всем их жизненном цикле. Вариантом организации такой системы является гибридная система моделирования, осуществляющая поддержку гибридной (объединяющей информационные, имитационные и аналитические) модели АСУ предприятием в целом [7].

Возможность поддержки технологических моделей трех нижних уровней рассмотрена в лите- ратуре в достаточной степени. На уровне измеряемых параметров функционирования инфор- матизированных бизнес-процессов определяются перечень контролируемых параметров и механизмы их разомкнутого оценивания по результатам измерений. Второй уровень предполагает замкнутое оценивание состояний как на текущий момент, так и на перспективу (с применением методов прогнозирования). Третий уровень предполагает оценку эффективности на основе анализа качества предоставляемого сервиса автоматизации (уровень качества сервиса задается на этапе проектирования).

Четвертый уровень технологической модели предполагает оценивание эффективности применения информатизированного бизнес-процесса на основе анализа полноты удовлетворения потребностей предприятия в автоматизации. Применение технологических моделей этого уровня требует разработки методов непрерывного (в процессе предоставления сервиса), прогнозного (на стадиях жизненного цикла) и апостериорного (после утилизации бизнес-процесса) оценивания эффективности.

Поддержка такой технологической модели требует модификации архитектуры гибридной системы моделирования путем добавления компонентов, ответственных за оценивание эффективности на всем жизненном цикле [7] (рис. 2).

В состав системы гибридного моделирования добавляется модель технологического модели- рования, получающая информацию (проектную спецификацию ИБП, наборы параметров и требований качества обслуживания) от модуля спецификации [8], ответственного за формирование спецификаций информатизированного бизнес-про­цесса. С использованием входящих в состав системы гибридного моделирования технологических подсистем имитационного и аналитического моделирования (с применением методов оценивания и прогнозирования) реализуются технологические модели по оцениванию состояния и эффективности. Результатом функционирования модуля является поддержка технологических моделей четырех типов, применение которых позволяет получить требуемые для управления оценки. Для эффективной поддержки технологических моделей АСУ предприятием задаются два типа моделей: абстрактные и порождаемые. Абстрактные технологические модели представляют собой совокупность требуемых оценок типовых информатизированных бизнес-процессов на всех уровнях оценивания без реальных значений параметров. При создании нового информатизированного бизнес-процесса на основе абстрактной модели одновременно с этапом проектирования создается порождаемая технологическая модель, определяющая конкретные требования к качеству бизнес-процесса на всем жизненном цикле.

Применение технологических моделей в процессе управления

Для совершенствования процессов управления информатизированными бизнес-процессами на всем их жизненном цикле предлагается модифицировать систему административного управления путем добавления в контур управления технологических моделей (рис. 3).

Технологическая модель дополняет применяемые в рамках ИПИ-подхода (информационной поддержки жизненного цикла изделия) информационные модели [1, 7]. Для этого предлагается имеющиеся в системе административного управления разрозненные методики оценивания эффективности функционирования привести к виду унифицированных моделей оценивания состояния и эффективности, автоматически заполняемых данными из системы мониторинга, и включить их в состав единой системы гибридного моделирования. Для прогнозирования состояния и эффективности предлагается на базе существующих имитационных и аналитических моделей развернуть систему прогнозирования требуемых оценок.

Поскольку в рамках АСУ предприятием одновременно функционирует множество информатизированных бизнес-процессов, внедрение технологических моделей целесообразно осуществлять в несколько этапов. На первом этапе следует установить ограниченный перечень ИБП, имеющих критическое значение для функционирования предприятия. Для указанных ИБП определить оцениваемые параметры, состояние и качество предоставляемых сервисов и формализовать их в виде технологических моделей различных уровней. Реализация технологических моделей осуществляется в виде аналитических моделей оценивания эффективности, интегрируемых в единую систему гибридного моделирования, автоматически наполняемых данными из подсистемы мониторинга.

Анализ применения технологических моделей первой очереди (оценивания эффективности ИБП мгновенных и на всем жизненном цикле) в составе системы административного управления АСУ предприятием показывает следующее:

–      применение интегрированных моделей оценивания и включение их в единую систему гибридного моделирования позволяют автоматически получать оценки применения критически важных ИБП;

–      автоматизация части рутинных функций позволяет администратору снизить время оценивания состояния и эффективности компонентов АСУ предприятием;

–      применение технологических моделей позволяет упростить управление жизненным циклом информатизированных бизнес-процессов за счет подготовленных оценок и динамических формализаций объектов управления;

–      в процессе проектирования ИБП необходимо увеличить время на спецификацию и технологическое моделирование.

Таким образом, в работе обосновывается необходимость применения в процессе управления АСУ предприятием (на уровне выделенных информатизированных бизнес-процессов) технологических моделей, предназначенных для формирования текущих и прогнозных оценок состояния и эффективности в рамках всего жизненного цикла. Обоснованы типовая четырехуровневая ар- хитектура технологической модели, а также необходимость ее интеграции в состав подсистемы моделирования системы административного управления АСУ предприятием. Применение такой модели позволяет повысить эффективность оперативного оценивания информатизированных бизнес-процессов на всем их жизненном цикле. Направлением дальнейших исследований является совершенствование методов разработки технологических моделей в процессе проектирования информатизированных бизнес-процессов.

Литература

1.     Логинов И.В. Информационно-логическая модель жизненного цикла информатизированных бизнес-процессов // Информационные системы и технологии. 2012. № 6. С. 39–46.

2.     Fenves S.J., Foufou S., Bock C., Sriram R.D. CPM: A Core Model for Product Data. Journ. of Computing and Information Science in Engineering. October, 2005, pp. 238–246.

3.     Xuwei P., Lijun F., Yiming W. Product Family Lifecycle Information Interration Model and its Application. Applied Mechanics and Materials, 2011, vol. 58–60, pp. 624–629.

4.     Мисевич П.В. Применение рабочей технологической модели для проектирования и сопровождения автоматизированных систем // Системы управления и информационные технологии. 2007. № 1.2 (27). С. 248–253.

5.     Андрюшкевич С.К., Ковалев С.П. Интеллектуальный мониторинг распределенных технологических объектов с использованием информационных моделей состояния // Изв. Томского политех. ун-та. 2010. Т. 317. № 5. С. 35–39.

6.     Witsch M., Birgit Vogel-Heuser Formal MES Modeling Framework – Integration of Different Views. Preprints of the 18th IFAC World Congress. Milano (Italy), 2011, pp. 14109–14114.

7.     Гришаков В.Г. Система поддержки гибридной модели ИТ-инфраструктуры в условиях использования внешних сервисов // Информационные системы и технологии. 2012. № 2 (70). С. 39–47.

8.     Логинов И.В. Разработка интегрированной системы спецификации ИТ-сервисов // Информационные технологии моделирования и управления. 2012. Т. 77. № 5. С. 392–400.

References

1.     Loginov I.V. An information-logical model of lifecycle of informatizied business-processes. Informatsionnye sistemy i tekhno­logii [Information systems and technologies]. State Univ. ESPC Publ., 2012, no. 6, pp. 39–46 (in Russ.).

2.     Fenves S.J., Foufou S., Bock C., Sriram R.D. CPM: A Co­re Model for Product Data.  Journ. of Computing and Information Science in Engineering. 2005, pp. 238–246.

3.     Xuwei P., Lijun F., Yiming W. Product family lifecycle information interration model and its application. Applied Mechanics and Materials. 2011, vol. 58–60, pp. 624–629.

4.     Misevich P.V. Application of working technological model for automated systems design and support. Sistemy upravleniya i informatsionnye tekhnologii [Management systems and information technologies]. 2007, no 1.2 (27), pp. 248–253 (in Russ.).

5.     Andryushkevich S.K., Kovalev S.P. Intelligent monitoring of distributed technological objects using information state mo- dels. Izvestiya Tomskogo Politekhnich. Univ. [Bulletin of the Tomsk Polytechnic Univ.]. 2010, vol. 317, no. 5, pp. 35–39 (in Russ.).

6.     Witsch M., Vogel-Heuser B. Formal MES Modeling Framework – Integration of Different Views. Preprints of the 18th IFAC World Congress. Milano, Italy, 2011, pp. 14109–14114.

7.     Grishakov V.G. A support system for hybrid model of IT-infrastructure when using external services. Informatsionnye sis­temy i tekhnologii [Information systems and technologies]. State Univ. ESPC Publ., 2012, no. 2 (70), pp. 39–47.

8.     Loginov I.V. Developing integrated system of IT-services specification. Informatsionnye tekhnologii modelirovaniya i uprav­leniya [Information technologies for modeling and management]. 2012, vol. 77, no. 5, pp. 392–400.