Курсовая работа на тему Инструментарий для моделирования и реинжиниринга бизнес-процессов

ВВЕДЕНИЕ

 

Появление информационных систем и технологий во второй половине 20-го века является информационной революцией. По своей информационной насыщенности, по темпу, по глобальности в истории человечества нет аналогов этому процессу.

Информационные системы – это взаимосвязанные совокупности средств, методов и персонала, используемые для сбора, хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, служат технической базой и инструментом для информационных систем.

Информационные технологии – это процессы, использующие совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества (информационного продукта).

Как и любые технологии, информационные технологии не нейтральны. Последствия их применения зависят от ценностных установок и политических решений. Например, многие приложения информационных технологий основаны на идее повышения производительности труда на отдельных рабочих местах. Такой подход является причиной частых неудач, т.к. он не учитывает, что проблемы применения информационных технологий имеют социальную, а не техническую природу. Дело заключается в том, что для развития материального производства необходимо применять новые информационные технологии, обеспечивающие прирост знаний, эффективное их приращение, распространение новых образцов научно-технической информации. Раньше все это достигалось с помощью речи, письма, телефона, телевидения и т.д.

Появление информационных систем и технологий приводит не только к тому, что человек начинает овладевать новыми колоссальными объемами информации, но и к тому, что новые информационные системы и технологии коренным образом меняют социальный, культурный порядок развития. Современные технологии, биотехнологии, атомные технологии, технологии безотходного производства и т.д. невозможно применять без компьютеризированных информационных систем, они являются как бы осевым принципом, вокруг которого формируется новая научно-технологическая рациональность, общество, основанное на знании.

Тенденции развития современных информационных технологий влекут постоянный рост сложности информационных систем, создаваемых в различных областях человеческой деятельности. Современные предприятия вынуждены постоянно заниматься улучшением своей деятельности. Это требует разработки новых технологий и приемов ведения бизнеса, повышения качества конечных результатов деятельности и, конечно, внедрения новых, более эффективных методов управления и организации деятельности предприятий. Для улучшения деятельности предприятия существует необходимость создания его модели. Модель позволяет провести всесторонний анализ, взглянуть со всех точек зрения, увидеть то, что, возможно, не видят все работники предприятия, в том числе и руководство

Целью данной практической работы является изучение методологий моделирования процессов предприятия при помощи различных инструментов, моделирования данных в нотации IDEF1X, оценка реинжиниринга процесса.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: создать модели процесса в BPwin, Aris Express, MS Visio, IBM Rational Rose и в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90, а также создать модель данных в Erwin и сгенерировать базу данных в MS Access.

 

Раздел 1. Моделирование процесса в нотациях IDEF, DFD, EPC, BPMN и в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90

Требуется смоделировать процессы предприятия в соответствии со следующими данными (Рисунок 1.1.):

Рисунок 1.1. — Исходное задание

1. Модель IDEF0, IDEF3, DFD
   

IDEF0 – методология функционального моделирования и графическая нотация, предназначенная для формализации и описания бизнес-процессов.

Модель процесса «Ведение табеля успеваемости» в нотации IDEF0 представлена на рисунке 1.2.

Взаимодействие процесса с окружающим миром описывается как вход (нечто, что перерабатывается), выход (результат деятельности), управление (стратегии и процедуры, под управлением которых производится работа) и механизм (ресурсы, необходимые для проведения работы).

На рисунке 1.2. видно, что находясь под управлением руководства пользователя и нормативных документов деканата, процесс «Ведение табеля успеваемости» преобразует входные потоки (список дисциплин, значения баллов, значения коэффициентов) в выходные потоки (рейтинг), при этом используются такие механизмы, как преподаватели, деканат, студенты и ИС БРС .

Рисунок 1.2. — Модель IDEF0

Модель IDEF0 можно декомпозировать. На рисунке 1.3. представлена декомпозиция процесса «Ведение табеля успеваемости», теперь процесс состоит из трех фрагментов: ввод исходных данных, ввод баллов для каждого студента и формирование рейтинга.

Рисунок 1.3. — Декомпозированная модель IDEF0

Модели в нотациях IDEF3 (Рисунок 1.4.) и DFD (Рисунок 1.5.) дополняют моделирование с использованием стандарта IDEF0. IDEF3 является методологией моделирования и стандартом документирования процессов, происходящих в системе. IDEF3 показывает причинно-следственные связи между ситуациями и событиями в понятной эксперту форме, используя структурный метод выражения знаний о том, как функционирует система, процесс или предприятие. DFD или диаграмма потоков данных представляет собой иерархию функциональных процессов, связанных потоками данных. Цель такого представления — продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

Рисунок 1.4. — Модель IDEF3

Рисунок 1.5. — Модель DFD

1.2. Модель в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90

Формальное описание алгоритмов осуществляют с использованием схем алгоритмов. Для изображения схем алгоритмов существует ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения». ГОСТ 19.701-90 распространяется на условные обозначения (символы) в схемах алгоритмов, программ, данных и систем и устанавливает правила выполнения схем, используемых для отображения различных видов задач обработки данных и средств их решения. Программа Microsoft Visio позволяет изображать схемы алгоритмов.

Схема алгоритма «Ведение табеля успеваемости» представлена на рисунках 1.6., 1.7.,1.8.

Рисунок 1.6. — Модель в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90

 

 

Рисунок 1.7. — Модель в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90

Рисунок 1.8. — Модель в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90

 

 

 

1.3. Модель EPC, BPMN

Диаграмма, описанная в нотации EPC, представляет собой упорядоченную комбинацию событий и функций. Для каждой функции могут быть определены начальное и конечное события, ответственные исполнители, материальные и документальные потоки, сопровождающие её, а также проведена декомпозиция на более низкие уровни.

На рисунках 1.9., 1.10. показана диаграмма процесса «Ведение табеля успеваемости» в нотации ЕРС.

BPMN — система условных обозначений (нотация) для моделирования бизнес-процессов.

Спецификация BPMN описывает условные обозначения для отображения бизнес-процессов в виде диаграмм бизнес-процессов. BPMN ориентирована как на технических специалистов, так и на бизнес-пользователей.

На рисунках 1.11., 1.12. . показана диаграмма процесса «Ведение табеля успеваемости» в нотации BPMN.

Нотации EPC и BPMN выполнены в ARIS —программный продукт для моделирования бизнес-процессов организаций.

 

Рисунок 1.9. — Модель EPC

Рисунок 1.10. — Модель EPC (продолжение)

 

Рисунок 1.11. — Модель BPMN

 

Рисунок 1.12. — Модель BPMN (продолжение)

Раздел 2. Моделирование процесса в нотации UML

2.1. Описание предметной области

Предметной областью данной курсовой работы является вуз, который использует ИС БРС для ведения табеля успеваемости:

Для БД ставятся следующие задачи:

1. Ввод исходных данных;
2. Ввод баллов для каждого студента;
3. Формирование рейтинга.

Данная база данных спроектирована на основе типовой и первичной документации, имеет большое практическое значение, т.к. могла бы избавить от множественной бумажной волокиты.

2.2. Диаграмма Use CASE

Use CASE диаграмма или диаграмма вариантов использования в основном используется для описания функциональных требований к системе, для описания предметной области с целью лучшего понимания функционирования системы.

Основными элементами диаграммы Use CASE процесса «Ведение табеля успеваемости» являются собственно варианты использования (ввод весовых коэффициентов в раздел лекций, ввод весовых коэффициентов в раздел лабораторных работ, ввод весовых коэффициентов в раздел итоговых мероприятий, ввод коэффициентов промежуточной и текущей аттестации, ввод баллов для каждого студента, команда на суммирование в разделе лекций, команда на суммирование в разделе лабораторных работ, команда на суммирование в разделе итоговых оценок), актеры (преподаватели, студенты, деканат), связи и отношения между актерами и вариантами использования (Рисунок 2.1.).

Рисунок 2.1. — Диаграмма Use CASE

2.3. Диаграмма Class diagram

Диаграмма классов по праву занимает одно из центральных мест не только в UML, но и в объектно-ориентированном подходе вообще. Данная диаграмма включает в себя большой набор понятий моделирования. Диаграмма классов описывает типы объектов системы и различные статические отношения, которые существуют между ними. На диаграммах классов также изображаются атрибуты классов, операции классов и ограничения, которые накладываются на связи между объектами.

На рисунке 2.2. изображена диаграмма классов процесса «Ведение табеля успеваемости». Диаграмма состоит из следующих классов: преподаватели, студенты, деканат, ИС БРС. Классы имеют атрибуты и операции, например, класс студенты имеет атрибуты: ФИО, № студенческого билета, группа, специальность и операции: посещение занятий и сдача экзаменов.

Рисунок 2.2. — Class diagram

2.4. Диаграмма Diagram collaboration

Главная особенность диаграммы кооперации (diagram collaboration) заключается в возможности графически представить не только последовательность взаимодействия, но и все структурные отношения между объектами, участвующими в этом взаимодействии.

В диаграмме коопераций процесса «Ведение табеля успеваемости» следующая последовательность взаимодействия (Рисунок 2.3.):

1. ввод списка дисциплин на полусеместр
2. назначение преподавателей на дисциплины
3. ввод весовых коэффициентов в раздел лекций
4. ввод весовых коэффициентов в раздел лабораторных работ
5. ввод весовых коэффициентов в раздел итоговых мероприятий
6. ввод коэффициентов промежуточной и текущей аттестации
7. посещение занятий
8. сдача экзаменов
9. ввод баллов для каждого студента
10. команда на суммирование в раздел лекций
11. команда на суммирование в раздел лабораторных работ
12. команда на суммирование в раздел итоговых оценок
13. печать
14. обеспечение общего доступа к результатам

Рисунок 2.3.- Diagram collaboration

2.5. Диаграмма Sequence Diagram

На диаграмме последовательности (Sequence Diagram) изображено упорядоченное во времени взаимодействие объектов, участвующие во взаимодействии объекты и последовательность сообщений, которыми они обмениваются. Одно из основных назначений данной диаграммы – отобразить последовательность действий для части или целого варианта использования (use case). Как правило, по вертикали отображена временная ось, а по горизонтали указаны объекты, участвующие в данном процессе (Рисунок 2.4.).

Рисунок 2.4. — Sequence Diagram

2.6. Диаграмма Statechart Diagram

Для описания реакции объекта на подобные внешние воздействия и используются диаграммы состояний (Statechart Diagram). Главное предназначение этой диаграммы — описать возможные последовательности состояний и переходов, которые в совокупности характеризуют поведение элемента модели в течение его жизненного цикла. Диаграмма состояний представляет динамическое поведение сущностей, на основе спецификации их реакции на восприятие некоторых конкретных событий. Диаграмма состояний по существу является графом специального вида. Вершинами этого графа являются состояния и некоторые другие типы элементов (псевдосостояния), которые изображаются соответствующими графическими символами. Дуги графа служат для обозначения переходов из состояния в состояние (Рисунок 2.5.).

Рисунок 2.5. — Statechart Diagram

2.7. Диаграмма Activity Diagram с дорожками Swimlane

Диаграммы деятельности могут быть использованы не только для спецификации алгоритмов вычислений или потоков управления в программных системах. Не менее важная область их применения связана с моделированием бизнес-процессов. Действительно, деятельность любой компании (фирмы) также представляет собой не что иное, как совокупность отдельных действий, направленных на достижение требуемого результата. Однако применительно к бизнес-процессам желательно выполнение каждого действия ассоциировать с конкретным подразделением компании. В этом случае подразделение несет ответственность за реализацию отдельных действий, а сам бизнес-процесс представляется в виде переходов действий из одного подразделения к другому. Для моделирования этих особенностей в языке UML используется специальная конструкция, получившее название дорожки (swimlanes). Имеется в виду визуальная аналогия с плавательными дорожками в бассейне, если смотреть на соответствующую диаграмму. При этом все состояния действия на диаграмме деятельности делятся на отдельные группы, которые отделяются друг от друга вертикальными линиями. Две соседние линии и образуют дорожку, а группа состояний между этими линиями выполняется отдельным подразделением (отделом, группой, отделением, филиалом) компании.

Рассмотрим диаграмму деятельности с дорожками процесса «Ведение табеля успеваемости» (Рисунок 2.6.) Группами компании являются транспортный отдел, логисты и менеджеры. Этим подразделениям будут соответствовать три дорожки на диаграмме деятельности, каждая из которых специфицирует зону ответственности группы. В данном случае диаграмма деятельности заключает в себе не только информацию о последовательности выполнения рабочих действий, но и о том, какое из подразделений должно выполнять то или иное действие.

Рисунок 2.6. — Диаграмма Activity Diagram с дорожками Swimlane

 

Раздел 3. Моделирование данных в нотации IDEF1X

 

 

3.1. Модель IDEF1X

 

IDEF1X является методом для разработки реляционных баз данных и использует условный синтаксис, специально разработанный для удобного построения концептуальной схемы. Концептуальной схемой называется универсальное представление структуры данных в рамках коммерческого предприятия, независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы. Использование метода IDEF1X наиболее целесообразно для построения логической структуры базы данных после того, как все информационные ресурсы исследованы и решение о внедрении реляционной базы данных, как части корпоративной информационной системы, было принято.

На рисунке 3.1., 3.2. представлены модели IDEF1X, созданные в программе ERWin, для процесса «Ведение табеля успеваемости» в моделях physical и logical. Атрибуты моделей physical и logical представлены в таблицах 1, 2. Из рисунков видно, что база данных в дальнейшем будет состоять из таблиц: Prepodavatel, Student, Rashet, Disciplina.

Рисунок 3.1. — Модель IDEF1X (physical)

 

Рисунок 3.2. — Модель IDEF1X (logical)

Таблица 1 – Атрибуты модели Physical

 

Продолжение таблицы 1 – Атрибуты модели Physical

 

Таблица 2 – Атрибуты модели Logical

3.2. База данных

Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции, согласно которой данные должны быть организованы в базы данных с целью адекватного отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей. Эти базы данных создаются и функционируют под управлением специальных программных комплексов, называемых системами управления базами данных.

Создадим базу данных для процесса «Ведение табеля успеваемости» (Рисунок 3.3.) в Microsoft Access. База данных будет состоять из следующих таблиц: Disciplina (Рисунок 3.4., Рисунок 3.5.), Rachet (Рисунок 3.6., Рисунок 3.7.), Student (Рисунок 3.8., Рисунок 3.9.), Prepodavatel (Рисунок 3.10., Рисунок 3.11.).

Рисунок 3.3. — База данных

 

Рисунок 3.4. — Столбцы таблицы Disciplina

Рисунок 3.5. — Таблица Disciplina

Рисунок 3.6. — Столбцы таблицы Rachet

Рисунок 3.7. — Таблица Rachet

Рисунок 3.8. — Столбцы таблицы Student

Рисунок 3.9. — Таблица Student

Рисунок 3.10. — Столбцы таблицы Prepodavatel

Рисунок 3.11. — Таблица Prepodavatel

Раздел 4. Эффективность реинжиниринга процесса

Оценка эффективности реинжиниринга бизнес-процесса производится на основании комплекса документов по обоснованию экономической целесообразности, объема и сроков осуществления капитальных вложений, в том числе необходимой проектно-сметной документации, разработанной в соответствии с законодательством Российской Федерации, а также утвержденными в установленном порядке стандартами (нормами и правилами). Результатом проведенной оценки становится описание практических действий по осуществлению инвестиций (составление бизнес-плана). Для значительного улучшения показателей финансово-хозяйственной деятельности предприятий необходимо проведение комплекса организационно-технических мероприятий по совершенствованию технологической и инвестиционной политики и моделей управления бизнесом.

В связи с этим возрастает значение разработки научно обоснованной методической базы реинжиниринга бизнес-процессов предприятия, которая должна быть основана на применении математических и инструментальных методов моделирования финансово-хозяйственной деятельности. Для этого необходимо рассмотреть оценочные аспекты моделирования бизнес-процессов.

Указанные аспекты связаны с показателями эффективности системы, к которым относятся такие, как время выполнения процессов, величина стоимостных затрат, надежность процессов. К косвенным показателям эффективности относятся объем производства, производительность труда, скорость оборота капитала, рентабельность и т.д.

Для расчета показателей эффективности системы, реализующей модель бизнес-процессов, как правило, используются статические методы стоимостного анализа процессов (ABC — activity-based costing) и динамические методы имитационного моделирования. Набор средств моделирования процессов в настоящее время поддерживается с помощью CASE-средств или средств моделирования компонентных технологий, центральным элементом которого является репозиторий (словарь данных). Он представляет собой специализированную базу данных, предназначенную для отображения состояния проектируемой системы в каждый момент времени. Объекты всех моделей синхронизированы на основе общей информации репозитория, которая используется при выработке проектных решений.

При разработке методической базы эффективного реинжиниринга бизнес-процессов необходимо использовать системный подход, основанный на системном анализе и воплощающий диалектический способ исследования естественных и общественных процессов. Системный подход требует по возможности наиболее полного, всестороннего познания и учета связей, влияний, взаимодействий, изменений. Его содержание применительно к проблеме реструктуризации бизнеса состоит в системном представлении производственной деятельности; определении, структуризации и выделении главных целей и задач системы бизнес-процессов; разработке методики достижения поставленных целей и ее реализации с применением различных методов.

Применение системного подхода реализуется посредством представления бизнес-процесса по принципу `черного ящика`, имеющего вход, процессы в системе, выход, обратную связь. На входе системы находятся ресурсы, на выходе — цель функционирования, а процессы представляют собой рациональное сочетание управленческих функций, решений, методов и приемов, направленных на достижение поставленной цели наиболее эффективными путями с использованием ресурсов определенного количества и качества.

На рисунке 4.1. приведен результат стоимостного анализа процесса «Ведение табеля успеваемости», где отображается общая стоимость данного процесса, и составлен отчет (Рисунок 4.2.).

 

 

Рисунок 4.2.-Отчет

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

При реинжиниринге необходимо понять, как работает организация. Никто в организации не знает, как она работает в той мере подробности, которая необходима для реинжиниринга. Руководитель хорошо знает работу в целом, но не в состоянии вникнуть в детали работы каждого рядового сотрудника. Рядовой сотрудник хорошо знает, что творится на его рабочем месте, но плохо знает, как работают коллеги. Поэтому для описания работы предприятия необходимо построить модель. Такая модель должна быть адекватна предметной области, следовательно, она должна содержать в себе знания всех участников бизнес-процессов организации.

Наиболее удобным языком моделирования бизнес-процессов является IDEF0. Наличие в диаграммах DFD элементов для описания источников, приемников и хранилищ данных позволяет более эффективно и наглядно описать процесс документооборота. Однако для описания логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3. Для описания и моделирования отдельных процессов компании или процессов нижнего уровня модели компании, созданной в нотации IDEF0, применяют нотации EPC и BPMN.

На основании диаграмм в нотациях IDEF, DFD, EPC, BPMN и алгоритмом, созданным в соответствии с требованиями ГОСТ 19.701-90 создаются UML диаграммы. Язык UML предназначен не только для описания абстрактных моделей приложений, но и для создания таких моделей, для которых возможна автоматическая генерация программного кода (или фрагментов кода) соответствующих приложений. Более того, природа моделей UML такова, что возможен и обратный процесс: автоматическое построение модели по коду готового приложения. Для проектирования логической структуры БД создается модель в нотации IDEF1X. Сама база данных создается в Microsoft Access.

Результатом проекта реинжиниринга будет новое позиционирование компании согласно ранее выставленной коммерческой цели проекта, а именно оптимизация затрат ресурсов и увеличение генерации дохода. Алгоритмы достижения цели различны и вырабатываются на первых стадиях планирования и это совместный с Заказчиком креативный процесс.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Вендров А.М. CASE – технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998.- 176 с.
2. ГОСТ 19.701-90 Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения, 1992.
3. Ефимова О.А. Технология проектирования и внедрения информационных систем интегрированная технология ARIS. – В кн.: «Реинжиниринг бизнес-процессов предприятий на основе современных информационных технологий». Сб. научных трудов 3-й Российской научно-практической конференции. – М.: МЭСИ, 1999. – с. 215 – 218.
4. Иванов Д., Новиков Ф. Моделирование на UML – Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2010.
5. Козодоев А.А. Введение в UML с помощью AllFusion Component Modeler. – URL: http://www.interface.ru/fset.asp?Url=/ca/vvu.htm (дата обращения 28.04.2014).
6. Леоненков А. Самоучитель UML – Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2007.
7. Маклаков С. В. BPwin и Erwin. CASE-средства для разработки информационных
8. Методология UML. — URL: http://www.intuit.ru/
9. Моделирование бизнес-процессов с BPwin 4.0 (fb2). URL: — http://coollib.com/b/157463/read
10. Проектирование методология UML. — URL: http://www.business-process.ru/designing/methodology/uml/theory/theory.html
11. Тебайкина Н.И. «Case-средства» учебное пособие. – Екатеринбург : УрФУ, 2010.

---