Разработка методов и средств символьного моделирования развития бизнес-системы на основе использования диаграмм UML тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Зайцев, Ярослав Владиславович

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ БИЗНЕС-СИСТЕМЫ.

1.1. Основные понятия.

1.1.1. Понятие цели.

1.1.2. Понятие деятельности, потока и ресурса.

1.1.3. Понятие бизнес-процесса.

1.1.4. Понятие бизнес-системы.

1.2. Развитие бизнес-системы.

1.3. Моделирование бизнес-системы.

1.3.1. Имитационное моделирование.

1.3.2. Символьное моделирование.

1.3.3. Объектно-ориентированный подход.

1.3.4. Интегрированные подходы к разработке моделей бизнес-системы.

1.4. Выводы к первой главе.

2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ РАЗВИТИЯ'И

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БИЗНЕС-СИСТЕМЫ.

2.1. Требования к методологическому подходу в развитии бизнес-системы.

2.2. Задачи развития бизнес-системы.

2.2.1. Стратегия развития бизнеса.

2.2.2. Форма бизнес-системы.

2.2.3. Система управления бизнесом.

2.2.4. Технология сбора, обработки и принятия управленческих решений.

2.2.5. Управление переменами.

2.3. Комплекс поддерживающего аппарата моделирования и технология его использования.

2.3.1. Целевое моделирование.

2.3.2. Внешнее моделирование.

2.3.3. Внутреннее моделирование бизнес-процессов.

2.3.4. Имитационное моделирование.

2.3.5. Проектирование информационной системы поддержки бизнес-системы.

Программное моделирование.

2.4. Выводы ко второй главе.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕАЛИЗАЦИИ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ

ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ.

3.1. Требования к механизму формирования имитационной программы.

3 .2. Содержание программной реализации понятий объектно-ориентированной имитационной модели.

3.3. Выводы к третьей главе.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-СИСТЕМ.

4.1. Проектирование системы управления ОАО «Самарский инструментальный завод».

4.2. Практическая реализация компонент системы управления на базе участка » * режущего инструмента ОАО «СамИЗ».

4.3. Выводы к четвертой главе.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Разработка методов и средств символьного моделирования развития бизнес-системы на основе использования диаграмм UML"

Вопросы эффективного управления российскими предприятиями требуют новых методов исследования и анализа функций, структуры, внутренних и внешних процессов хозяйственной деятельности экономических субъектов. Конкурентная экономическая среда, в которой действует предприятие, делает жизненно необходимой ускоренную адаптацию его целей и функционально-структурной организации к условиям и требованиям рыночных отношений.

Создание эффективной системы управления предприятием опирается на решение ряда задач, важнейшими из которых являются:

Во-первых, создание и обеспечение деятельности предприятия в виде согласованной и непротиворечивой бизнес-системы. t Во-вторых, проектирование организационной структуры и системы управления предприятием, направленных на достижение стратегических целей, решение тактических задач и выполнение разработанных планов.

В-третьих, повышение эффективности бизнес-процессов по ключевым направлениям, связанным с преобразованием стратегий работы предприятия в планы действий структурных подразделений, и такой организацией работ, при которой предприятие работает с максимальной отдачей и своевременно реагирует на изменение внешних условий.

В-четвертых, обеспечение информационной поддержки бизнес-процессов и управления работой компании, т.е. создание корпоративной информационно-управляющей системы.

В настоящее время широко используются различные подходы к созданию эффективной системы управления предприятием: от «мягких», как, например, всеобщее управление качеством (Total Quality Management)[l9,20,55,87], до «жестких», таких, как реинжиниринг бизнес-процессов[7,38,42-44,62,76].

Экономическая ситуация, сложившаяся в России, вынуждает многие предприятия использовать преимущественно методы реинжиниринга бизнеспроцессов (РБП) для радикального преобразования сложившейся системы управления. Так, по имеющимся данным, уже в 1998 г. потенциал для начала активной деятельности по реинжинирингу бизнес-процессов достигал 45% заинтересованных предприятий от общего числа действующих[7]. По данным отчета[2], составленного на основе мнения руководителей информационных служб, директоров предприятий, ведущих аналитиков и руководителей крупных проектов (итого 45 представителей различных отраслей, регионов и предприятий разных размеров) РБП входит в первую тройку приоритетных направлений развития информационных систем.

Одним из главных недостатков применявшихся ранее методик являлась их функциональная ориентация, строгая регламентация процессов управления.

Однако в современных условиях состав и содержание функций управления ме-• ♦ няется[46,105,113]. Поэтому корректно поставленные цели и взаимосвязи различных звеньев системы управления приобретают, зачастую, более важное значение, чем строгое установление их функциональной специализации[95]. Таких новых проблем в области организации управления, требующих комплексного решения, возникает все больше в условиях ускорения развития экономики страны[31,48,73,94].

Решающим образом на эффективность современной системы управления предприятием влияет использование единого комплекса информационных тех нологий, поддерживающих процессы исследования, моделирования и совершенствования бизнес-систем.

Изменяется роль информационных технологий (ИТ) в хозяйственной деятельности большинства предприятий. Во внутрифирменных процессах функция ИТ перестала быть вспомогательной, превратившись в важнейшую составную часть продукта, производственных мощностей и системы управления предприятием.

Одной из главных задач информационной системы предприятия становится эффективный анализ тенденций развития, формирование кратко-, среднеи долгосрочных прогнозов, на основании которых руководство предприятия может принимать решения о финансово-экономических, организационно-структурных или производственных изменениях. Это невозможно осуществить без создания модели предприятия, в которой определяются конкретные критерии функционирования предприятия и влияющие на него факторы. Программные продукты для таких систем не являются, как правило, готовыми решениями, а представляют собой адаптивные для конкретного объекта информационные системы [86,111].

Перечисленные выше соображения позволяют сделать вывод об актуальности тематики исследований бизнес-систем, очертить круг проблем наиболее важных с экономической и практической точки зрения, а также сформулировать дополнительные требования к методам анализа и моделирования бизнес-систем в задачах их развития и совершенствования.

В качестве главной задачи настоящего исследования можно выделить обоснование методологии совершенствования управления предприятием и разработку адекватного программно-модельного информационного обеспечения, поддерживающего процессы исследования, развития и функционирования бизнес-системы.

Вопросы разработки методологического подхода к созданию эффективного механизма управления функционирующим предприятием рассматриваются в настоящее время, во-первых, как обоснование единого подхода к реорганизации и совершенствованию деятельности предприятия[ 10,46,48,50]; во-вторых, как применение единого комплекса существующих методов системного, функционально-информационного, стоимостного и имитационного анализа^,14,45,47,54]; в-третьих, как разработка программных средств поддержки процессов описания, анализа и функционирования бизнес-системы[16,22,28,49,75].

Очевидная необходимость решения перечисленных выше задач требует разработки: методологии, позволяющей сформулировать идеологию развития бизнес-системы; аппарата программно-модельного обеспечения исследования и совершенствования бизнес-системы; технологии проектирования и разработки поддерживающей информационно-управляющей системы предприятия.

Применение технологий имитационного моделирования (ИМ) и построения соответствующих информационных систем (ИС) является важнейшей информационной составляющей всего процесса исследования, при этом, имитационное моделирование рассматривается как аппарат качественного и количественного анализа, информационная система - как инструмент поддержки структуры и технологии управления бизнес-системой.

• »

В моделировании сложных бизнес-систем (административных, производственных, транспортных и т.д.) все более прослеживается тенденция интеграции структурно-функциональных и имитационных моделей, ориентированных, соответственно, на визуализацию и компьютерно-экспериментальное исследование динамики системы. Такая интеграция обусловлена стремлением привлечь к активному участию в моделировании экспертов в предметных областях, превратить их из «источников знаний» в полноправных участников творческого процесса[ 115].

Использование комплекса методов моделирования и соответствующих программных средств поддержки процесса исследования бизнес-системы тесно связано с решением вопросов технологии их применения, что выдвигает требования к обеспечению формализации использования и преобразования комплекса получаемых моделей.

Основными научно-прикладными задачами настоящего исследования являются обоснование и разработка методов комплексного моделирования бизнес-системы, позволяющих на основе изучения особенностей функционирования и свойств отдельных элементов производственного объекта решать задачи совершенствования процессов управления предприятием.

Ключевое значение имеет технология применения методов и моделей на различных этапах исследования и моделирования бизнес-системы и бизнес-процессов, особенно, в части построения имитационных моделей на основе функциональных и динамических моделей бизнес-системы.

Основной проблемой формализации рассматриваемой технологии является разный уровень абстракции и различное толкование моделей разного класса, а также сложность формализации универсальной методологии описания динамики бизнес-системы.

Актуальна проблема поиска общего языка, которая стоит на пути интеграции современных технологий моделирования и разработки сложных систем: объектно-ориентированные методы, CASE-технологии, инженерия знаний, имитационное моделирование процессов и методы быстрой разработки бизнес-приложений 16,23,44-46,55,81,139].

Объектно-ориентированный подход к созданию сложных программных систем показал свою эффективность при реализации проектов разработки информационных систем предприятий[13,14,75,127]. Данный подход является единственным подходом, позволяющим описывать как данные о сущностях предметной области, так и их поведение. Кроме того, он обеспечивает создание легко модифицируемых моделей информационных систем, допускающих повторное использование их отдельных компонентов.

Разработан ряд широко известных методов объектно-ориентированного моделирования (включающих символьную нотацию и описание процесса моделирования). Они освещены в работах Г. Буча [13,14], А. Якобсона [128-130], Д. Рэмбо [14,144], С. Шлеера [145]. В качестве стандартного символьного языка объектно-ориентированного моделирования был предложен и развивается в настоящее время Унифицированный язык моделирования - UML (Unified Modeling Language). Указанные методы достаточно успешно применяются на этапе информационного анализа предметной области предприятия и создания поддерживающей информационной системы.

В тоже время, большинство применяемых средств и методов функционального и имитационного моделирования в задачах исследования и совершенствования бизнес-системы основываются на отличных от объектно-ориентированного методологических подходах: SADT[54,66,70,94],

Щ IDEF0,IDEF3[111,143], Сети Петри[54,72,79], RAD[137,138,142], методы "системной динамики" и др.

Возникает естественная задача разработки единого метода объектно-ориентированного моделирования в задаче исследования бизнес-системы, включающая в себя формализацию: а) процесса моделирования; б) языка моделирования.

В данной диссертационной работе представлены исследования, связанные с единым объектно-ориентированным методом символьного моделирования бизнес-системы и включающие в себя обоснование графического языка моделирования, процесса моделирования и механизма формирования объектно-ориентированных имитационных моделей бизнес-процессов.

Объектом исследования являются процессы развития бизнес-системы.

Предметом исследования является комплекс взаимосвязанных методов моделирования в задачах развития бизнес-системы.

При работе над диссертацией проанализированы научные труды по вопросам моделирования производственных систем, анализа систем управления и организационного развития предприятий, монографическая специальная литература отечественных и зарубежных авторов, а также статьи и материалы научных конференций, опубликованные в периодической печати и сети Internet. Кроме того, использованы собранная информация и результаты собственных исследований автора на ряде предприятий Самарской области.

Научная новизна работы

Диссертационная работа содержит новое решение актуальной научной задачи разработки метода интеграции комплекса символьных и имитационных моделей, позволяющего обеспечить адекватное управление развитием бизнес-систем с использованием диаграмм UML.

В работе показано возрастающее значение новых методов моделирования в условиях ориентации предприятий на современные подходы к управлению бизнес-процессами и развитию корпоративных информационно-управляющих систем.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в ней исследованы и предложены решения следующих вопросов, недостаточно изученных и освещенных в отечественной литературе: анализ понятий бизнес-процесс, бизнес-система, развитие бизнес-системы, классификация методов символьного моделирования как инструментария моделирования бизнес-процессов и бизнес-систем; обоснование методологии поэтапного совершенствования управления предприятием в задачах развития бизнес-системы; формирование подхода и технологии использования комплекса объектно-ориентированных моделей на основе использования диаграмм UML как аппарата исследования бизнес-систем; разработка рекомендаций для формирования объектно-ориентированных имитационных моделей бизнес-систем.

В результате проведенного исследования в диссертации сформулированы и обоснованы следующие положения, выносимые на защиту:

1. Определение как объекта исследования сущности категории «развитие бизнес-системы», представляющей собой комплекс взаимосвязанных исследовательских и прикладных задач, направленных на создание или изменение текущей структуры бизнес-системы и предназначенных для согласования входящих в нее элементов: целей, субъектов, информационных и материальных потоков, ресурсов и бизнес-процессов.

2. Объектно-ориентированный подход к символьному моделированию в задачах развития бизнес-системы в качестве инструмента поддержки выделенных этапов исследования.

3. Методика формирования имитационных моделей бизнес-процессов на основе диаграмм UML с использованием символьных моделей бизнес-процессов и информационных объектов предметной области исследования.

4. Методика реализации средств объектно-ориентированного имитационного моделирования бизнес-системы для разработки программ развития предприятий.

Элементы новизны характерны также для рекомендаций, полученных в результате интерпретации результатов исследования.

Практическая значимость работы заключается в том, что в ней содержатся предложения по решению актуальной для предприятий задачи, состоящей в повышении эффективности управления развитием бизнес-систем.

Предложенные в диссертационной работе решения некоторых методологических вопросов позволяют расширить арсенал современных математико-экономических методов и соответствующих программных моделей, используемых при реализации проектов развития и совершенствования систем управления на предприятиях.

Отдельные результаты диссертационной работы могут быть использованы при реализации программного обеспечения имитационного моделирования организационных систем.

Реализация и апробация работы

Основные положения диссертации доложены и одобрены на следующих конференциях: Международная молодежная научная конференция «XXV Гага-ринские чтения» (Москва, 1999); Международная электронная научно-техническая конференция «Перспективные технологии автоматизации» (Вологда, 1999); Межвузовская научно-техническая конференция «Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии» (Вологда, 2000); V Международная электронная научная конференция «Современные проблемы информатизации в непромышленной сфере и экономике» (Воронеж, 2000); Международная молодежная научная конференция «XXVI Гагаринские чтения» (Москва, 2000); Первая международная электронная научно-техническая конференция «Автоматизация и информатизация в машиностроении» (Тула, 2000).

Результаты исследования обсуждались и были приняты к внедрению на ряде предприятий, в частности, компаниях: «Самарский инструментальный завод» и «Самарский стройфарфор».

Публикации

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 печатных работах, в том числе в 5 статьях и 7 тезисах докладов.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 144 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 34 рисунка.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Зайцев, Ярослав Владиславович

4.3. Выводы к четвертой главе

1. Рассмотрен подход к моделированию бизнес-системы применительно к компании ОАО «Самарский инструментальный завод».

2. Представлены этапы целевого, внешнего, внутреннего, имитационного и программного моделирования применительно к специфике конкретного предприятия.

3. Рассмотрены особенности основного бизнес-процесса «реализация заказа на инструментальное производство» ОАО «СамИЗ».

4. Определены компоненты информационной системы управления ОАО «СамИЗ» и технология их реализации.

5. Апробирована технология реализации моделирования применительно к участку режущего инструмента ОАО «СамИЗ».

6. Проведены имитационные эксперименты с моделью основного бизнес-процесса ОАО «СамИЗ», направленные на анализ изменения приоритетности в производственном планировании, оценку адекватности используемых имитационных средств для информационной системы управления ОАО «СамИЗ».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные автором исследования позволяют сформулировать ряд выводов и предложений, направленных на теоретическое обоснование и практическую разработку комплекса рекомендаций для исследования бизнес-системы с использованием методов и средств символьного моделирования на основе диаграмм UML.

1. В отечественной научной литературе большое внимание уделяется вопросам разработки современных подходов к созданию эффективной системы управления предприятием. В тоже время, недостаточно полно исследованы вопросы применения единого комплекса методов на различных этапах исследования и моделирования бизнес-системы, особенно в части построения имитационных моделей на основе концептуальных моделей бизнес-системы. В работе обосновано, что необходимым элементом технологии организационного развития и совершенствования системы управления предприятием является применение концептуальных моделей бизнес-систем с использованием методов и средств символьного моделирования на основе диаграмм UML.

2. Применительно к задачам символьного моделирования раскрыты понятия «бизнес-процесс» под которым понимается множество внутренних деятельно-стей, подчиненных единой цели, начинающихся.с одного или более входов и заканчивающихся созданием продукции или услуги, необходимой клиенту, «бизнес-система» как совокупность бизнес-процессов, направленных на реализацию поставленных целей, «развитие бизнес-системы» - комплекс взаимосвязанных исследовательских и прикладных задач, направленных на создание или изменение текущей структуры бизнес-системы и предназначенных для согласования входящих в нее элементов: целей, субъектов, информационных и материальных потоков, ресурсов и бизнес-процессов, «исследование бизнес-системы»-процесс решения исследовательских частей в задачах развития бизнес-системы, основанный на построении и изучении моделей элементов конкретной бизнессистемы. Анализ указанных понятий позволяет расширить и углубить современный языково-понятийный аппарат научных исследований, более обоснованно и корректно исследовать бизнес-системы.

3. Обосновано, что наиболее адекватным направлением моделирования бизнес-систем является объектно-ориентированное моделирование, требующее своего развития в части разработки единых подходов к описанию бизнес задач и их доступности для экспертов в прикладных областях и ИТ профессионалов.

4. Показана необходимость комплексного подхода к проектированию бизнес-системы, включающего определение смыслового содержания ключевых задач развития бизнес-системы и технологию применения соответствующего программно-модельного аппарата. В диссертационной работе обоснованы следующие ключевые этапы в задаче развития бизнес-системы, требующие последовательного решения: разработка стратегии развития бизнеса; определение формы (форм) развития бизнеса; формирование системы управления бизнесом; разработка технологии сбора, обработки и принятия управленческих решений; разработка технологии организационных изменений.

Выделенные этапы позволяют эффективно исследовать и совершенствовать иерархически зависимые элементы в структуре сложной производственно-экономической системы предприятия.

5. В работе обоснован подход к проектированию системы управления предприятием, основанный на выделении и моделировании бизнес-процессов. Выделены основные и вспомогательные бизнес-процессы с дальнейшей их детализацией до видов деятельности. Такой подход устанавливает шаги, направленные на создание и совершенствование эффективной системы бизнес-процессов, а также позволяет от сформулированных целей и стратегий перейти к обоснованию структуры элементов предприятия.

6. Использование объектно-ориентированного подхода, основанного на диаграммах UML, диаграммах процессов и технологии создания объектно-ориентированных имитационных моделей, устраняет, как показано в диссертации, разрыв в аппарате символьного моделирования между задачами проектирования информационно-компьютерной системы и совершенствованием системы управления предприятием. В диссертационной работе представлена технология использования диаграмм UML для моделирования в задачах развития бизнес-системы. Диаграммы UML рассмотрены как адекватный инструмент поэтапной поддержки исследования бизнес-системы. Каждому этапу исследования бизнес-системы ставится в соответствие символьная нотация UML, позволяющая наглядно и адекватно отображать понятия предметной области каждого этапа исследования бизнес-системы.

7. В диссертации разработана нотация символьного описания бизнес-процессов в виде диаграмм процессов. Разработанный инструмент позволяет как экспертам в предметных областях, так и разработчикам ИС использовать диаграммы процессов в качестве универсального средства описания взаимодействий внутри бизнес-системы и языка обмена моделями в рабочих группах. Соответствующие нотации позволяют обеспечить интерфейс с моделями, полу

• ► ченными на предыдущих этапах исследования бизнес-системы, формализовать переход от диаграмм процессов к имитационной и программной моделям бизнес-системы.

8. Разработанная методика формирования имитационных моделей бизнес-системы на основе символьных моделей бизнес-процессов и информационных объектов предметной области позволяет в рамках единого подхода создавать прототип объектно-ориентированной имитационной программы - аппарата качественного и количественного анализа динамических особенностей функционирования конкретной бизнес-системы.

9. Разработаны и представлены: структура объектно-ориентированной имитационной программы; программные понятия имитационного алгоритма, соответствующие элементам диаграммы процессов; содержание программной реализации выделенных понятий имитационного алгоритма. В качестве рекомендуемого программного аппарата имитационного моделирования бизнес-процессов представлена система MicroSaint, с описанием применения рассмотренных механизмов подготовки имитационных моделей.

10. Полученные результаты диссертационного исследования апробированы в открытом акционерном обществе «Самарский инструментальный завод» и могут использоваться как при разработке программного обеспечения имитационного моделирования бизнес-процессов, так и при включении аппарата имитационного моделирования в качестве элемента в информационную систему управления предприятием.

Практическая реализация основных положений и идей диссертации ока» * жет, по мнению автора, положительное влияние на развитие и совершенствование методов символьного и имитационного моделирования деятельности российских предприятий, обеспечит стандартизацию методов и средств анализа и совершенствования бизнес-систем, а также позволит обосновать соответствующие структурные изменения и содействовать повышению общего уровня управления предприятиями.