Интеллектуальные информационные системы управления предприятием

1.2.1 Уровни управления

Процесс управления производственным предприятием может быть условно разбит на три уровня управления, характеризующиеся собственным набором задач, различными периодами планирования и разным уровнем детализации (таблица 1.1).

На стратегическом уровне [31] происходит разработка и реализация действий, ведущих к долгосрочному превышению уровня результативности деятельности предприятия над уровнем конкурентов. На данном уровне решаются такие задачи, как анализ внешней среды и внутренней обстановки, выбор и разработка стратегии на уровне стратегической зоны хозяйствования, проектирование организационной структуры, выбор степени интеграции и систем управления, определение нормативов поведения и политики в отдельных сферах ее деятельности, обеспечение обратной связи результатов и стратегии. Стратегическое управление обычно охватывает период времени 1…5 лет, минимальный шаг планирования – 1 месяц.

На уровне тактического управления осуществляется среднесрочное планирование хозяйственной деятельности предприятия, формируются портфели заказов на продукцию, разрабатываются планы закупок, планы продаж, планы производства и т. д. Горизонт планирования 1…6 месяцев (в зависимости от длины производственного цикла предприятия). Детализация плана производится по дням.

Уровень оперативного управления – уровень выполнения конкретных действий и учета фактической деятельности, на основе планов, полученных с более высоких уровней управления.

Таблица 1.1. Предлагаемая классификация уровней управления

1.2.2 Бизнес-процессы

Одним из базовых подходов к описанию и формализации системы управления является декомпозиция системы управления по бизнес-процессам [32].

Бизнес-процесс – это совокупность взаимосвязанных мероприятий или работ, направленных на создание определённого продукта или услуги для потребителей. В литературе выделяют три вида бизнес-процессов [33]:

1. Управляющие – бизнес-процессы, которые управляют функционированием системы. Примерами управляющего процесса могут служить Корпоративное управление и Стратегический менеджмент.

2. Операционные – бизнес-процессы, которые составляют основную деятельность компании и создают основной поток доходов. Примерами операционных бизнес-процессов являются Закупки, Производство, Маркетинг, Продажи и Логистика.

3. Поддерживающие (обеспечение) – бизнес-процессы, которые обслуживают основной бизнес. Например, Бухгалтерский учет, Подбор персонала, Техническая поддержка, административно-хозяйственный отдел.

Практически на каждом предприятии схема бизнес-процессов будет отличаться [34], однако, безусловно то, что несмотря на различия, системы бизнес-процессов будут подобны. Рассмотрим один из множества возможных способов декомпозиции системы управления производственного предприятия по бизнес-процессам (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Система бизнес-процессов производственного предприятия

Особенность данной декомпозиции заключается в том, что процессы отнесены к одной из двух категорий: основная деятельность, обеспечение. Бизнес-процессы основной деятельности предприятия – это бизнес-процессы, создающие добавленную стоимость, или же (экономика и финансы) являющиеся управляющими процессами, влияющими на деятельность предприятия в целом. Обеспечивающие бизнес-процессы не участвуют напрямую в процессе создания добавленной стоимости, однако, от качества работы обеспечивающих бизнес-процессов будет зависеть способность предприятия осуществлять основную деятельность. При этом способ декомпозиции бизнес-процессов и разделение на категории являются условными и могут быть классифицированы в другом виде. Рассмотрим далее бизнес-процессы, отнесенные к основной деятельности предприятия.

Для каждого бизнес-процесса можно выделить ряд характерных задач управления, которые в свою очередь будут разделены по уровням управления и будут иметь между собой систему взаимосвязей. Исходя из определения процесса управления, будем рассматривать задачи управления как совокупность следующих задач: планирование, выполнение (учет), анализ, управляющее воздействие.

Для каждого типа задач управления необходимо сформулировать общую форму результата решения задачи:

1. Для задачи планирования результатом решения будет «план действий», рассчитанный с необходимой степенью детализации и удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к результатам планирования.

2. Для задачи учета выполнения плана результатом будет организованная система учета информации о выполнении плана с необходимой степенью детализации, достоверности и оперативности формирования данных.

3. В результате анализа выявляются отклонения фактического состояния системы от планируемого, выявляются различные факторы возникновения ситуации, прогнозируются последующие состояния системы.

4. В результате управляющего воздействия должен быть сформулирован набор заданий с установленными сроками, ответственными (должностные лица или подразделения организационной структуры) и лимитами передаваемых полномочий для реализации управляющих воздействий.

На рисунок 1.2 представлены наиболее характерные на взгляд авторов задачи управления, непосредственно связанные с производством продукции.

Рисунок 1.2 – Задачи по уровням управления и бизнес-процессам

Следует отметить, что, как видно из рисунка 1.2, все задачи управления удобно разбить по уровням управления: стратегическое, тактическое и оперативное, а также на задачи, направленные на обеспечение и организацию производства.

1.2.3 Описание бизнес-процессов

Подходя к теме построения интеллектуальных предприятий, следует сказать о наиболее общем инструменте, который, с одной стороны, максимально универсален по сфере применения, а, с другой стороны, является основой и первым шагом к построению интеллектуального предприятия. Речь пойдет об автоматизации бизнес-процессов предприятия. Автоматизация – одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкости выполняемых операций. Автоматизация применяется практически во всех областях деятельности человека. Автоматизации подлежат:

1. производственные процессы;

2. проектирование;

3. организация, планирование и управление;

4. научные исследования;

5. обучение;

6. бизнес-процессы;

7. другие сферы человеческой деятельности.

Автоматизация позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, оптимизировать процессы управления, отстранить человека от производств, опасных для здоровья. Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи.

Бизнес-процесс рассматривается как логически завершенная цепочка взаимосвязанных и повторяющихся видов деятельности, в результате которых ресурсы предприятия используются для переработки объекта с целью достижения определенных измеримых результатов или создания продукции для удовлетворения внутренних или внешних потребителей. В качестве клиента бизнес-процесса может выступать другой бизнес-процесс. В цепочку обычно входят операции, которые выполняются по определенным бизнес-правилам. Под бизнес-правилами понимают способы реализации бизнес-функций в рамках бизнес-процесса, а также характеристики и условия выполнения бизнес-процесса. Составляющие бизнес-процесс действия, могут выполняться людьми (вручную, или с применением компьютерных средств, или механизмов) или быть полностью автоматизированы. Порядок выполнения действий и эффективность работы того, кто выполняет действие, определяют общую эффективность бизнес-процесса. Задачей каждого предприятия, стремящегося к совершенствованию своей деятельности, является построение таких бизнес-процессов, которые были бы эффективны и включали только действительно необходимые действия.

Важнейшей частью автоматизации бизнес-процессов является этап построения моделей бизнес-процессов [35]. Термин моделирование имеет два основных значения. Во-первых, под моделированием понимают процесс построения модели как некоего представления (образа) оригинала, отражающего наиболее важные его черты и свойства. Если же модель уже построена, то моделирование – это процесс исследования (анализа) функционирования системы, вернее, ее модели. Базовой целью моделирования бизнес-процессов является описание реального хода бизнес-процессов компании [36]. При этом необходимо определить, что является результатом выполнения процесса, кем и какие действия выполняются, каков их порядок, каково движение документов в ходе выполнения процесса, а также насколько процесс надежен (вероятность неудачного выполнения) и как он может быть расширен/модифицирован в будущем.

Обеспечить прозрачность хода бизнес-процессов важно потому, что это способ составить ясное представление о том, как организована работа. Понимание хода существующих бизнес-процессов дает возможность судить об их эффективности и качестве, а также создает структурированное описание бизнеса компании, которое в дальнейшем может быть использовано для автоматизации бизнес-процессов, а также для встраивания в систему интеллектуальных элементов, заменяющих собой работу лиц, принимающих решение. Успешная разработка прикладных систем, обеспечивающих поддержку выполнения бизнес-процессов от начала до конца, возможна лишь тогда, когда сами процессы детально ясны [37].

Моделью бизнес-процесса называется его формализованное (графическое, табличное, текстовое, символьное) описание, отражающее реально существующую или предполагаемую деятельность предприятия. Модель, как правило, содержит следующие сведения о бизнес-процессе [38]:

1. набор составляющих процесс шагов – бизнес-функций;

2. порядок выполнения бизнес-функций;

3. механизмы контроля и управления в рамках бизнес-процесса;

4. исполнителей каждой бизнес-функции;

5. входящие документы/информацию, исходящие документы/информацию;

6. ресурсы, необходимые для выполнения каждой бизнес-функции;

7. документацию/условия, регламентирующие выполнение каждой бизнес-функции;

8. параметры, характеризующие выполнение бизнес-функций и процесса в целом.

Для моделирования бизнес-процессов можно использовать различные методы. Метод или методология моделирования включают в себя последовательность действий, которые необходимо выполнить для построения модели, т. е. процедуру моделирования и применяемую нотацию (язык). Наиболее популярной методологией бизнес-моделирования является ARIS, но также известны другие: Catalyst компании CSC, Business Genetics, SCOR (Supply\Chain Operations Reference), POEM (Process Oriented Enterprise Modeling) и др. Язык моделирования имеет свой синтаксис (условные обозначения различных элементов и правила их сочетания) и семантику (правила толкования моделей и их элементов).

В теории и на практике существуют различные подходы к построению и отображению моделей бизнес-процессов, основными из которых являются функциональный и объектно-ориентированный. В функциональном подходе главным структурообразующим элементом является функция (бизнес-функция, действие, операция), а моделируемая система представляется в виде иерархии взаимосвязанных функций. При объектно-ориентированном подходе система разбивается на набор объектов, соответствующих объектам реального мира и взаимодействующих между собой посредством посылки сообщений.

Бизнес-функция представляет собой специфический тип работы (операций, действий), выполняемой над продуктами или услугами по мере их продвижения в бизнес-процессе. Как правило, бизнес-функции определяются самой организационной структурой компании, начиная с функций высшего руководства через функции управления среднего и нижнего уровня и заканчивая функциями, возложенными на производственный персонал.

Функциональный подход в моделировании бизнес-процессов сводится к построению схемы бизнес-процесса в виде последовательности бизнес-функций, с которыми связаны материальные и информационные объекты, используемые ресурсы, организационные единицы и т. п. Преимуществом функционального подхода является наглядность последовательности и логики операций в бизнес-процессах компании, а недостатком – некоторая субъективность в детализации операций.

В роли объектов при моделировании бизнес-процессов компании могут выступать конкретные предметы или реальные сущности, например, клиент, заказ, услуга и т. п. Каждый объект характеризуется набором атрибутов, значения которых определяют его состояние, а также набором операций для проверки и изменения этого состояния.

Объектно-ориентированный подход предполагает вначале выделение объектов, а затем определение тех действий, в которых они участвуют. При этом различают пассивные объекты (материалы, документы, оборудование), над которыми выполняются действия, и активные объекты (организационные единицы, конкретные исполнители, программное обеспечение), которые осуществляют действия. Такой подход позволяет более объективно выделить операции над объектами и решить задачу о целесообразности использования этих объектов. Недостаток объектно-ориентированного подхода состоит в меньшей наглядности конкретных бизнес-процессов.

Важным понятием любого метода моделирования бизнес-процессов являются связи (как правило, в графических нотациях их изображают в виде стрелок). Связи служат для описания взаимоотношений объектов и/или бизнес-функций друг с другом. К числу таких взаимоотношений могут относиться: последовательность выполнения во времени, связь с помощью потока информации, использование другим объектом и т. д.

Модели бизнес-процессов применяются предприятиями для различных целей, что определяет тип разрабатываемой модели. Графическая модель бизнес-процесса в виде наглядной, общепонятной диаграммы может служить для обучения новых сотрудников их должностным обязанностям, согласования действий между структурными единицами компании, подбора или разработки компонентов информационной системы и т. д. Описание с помощью моделей такого типа существующих и целевых бизнес-процессов используется для оптимизации и совершенствования деятельности компании путем устранения узких мест, дублирования функций и проч. Имитационные модели бизнес-процессов позволяют оценить их эффективность и посмотреть, как будет выполняться процесс с входными данными, не встречавшимися до сих пор в реальной работе предприятия. Исполняемые модели бизнес-процессов могут быть запущены на специальном программном обеспечении для автоматизации процесса непосредственно по модели.

Поскольку модели бизнес-процессов предназначены для широкого круга пользователей (бизнес-аналитиков, рядовых сотрудников и руководства компании), а их построением часто занимаются неспециалисты в области информационных технологий, наиболее широко используются модели графического типа, в которых, в соответствии с определенной методологией, бизнес-процесс представляется в виде наглядного графического изображения – диаграммы, состоящей в основном из прямоугольников и стрелок. Такое представление обладает высокой, многомерной информативностью, которая выражается в различных свойствах (цвет, фон, начертание и т. д.) и атрибутах (вес, размер, стоимость, время и т. д.) каждого объекта и связи. В последние годы разработчики программных средств моделирования бизнес-процессов уделяют большое внимание преобразованию графических моделей в модели других видов, в частности в исполняемые, назначением которых является обеспечение автоматизации бизнес-процесса и интеграция работы задействованных в его исполнении информационных систем.

Согласно еще одной классификации, пришедшей из моделирования сложных систем, выделяют следующие виды моделей бизнес-процессов:

1. функциональные, описывающие совокупность выполняемых системой функций и их входы и выходы;

2. поведенческие, показывающие, когда и/или при каких условиях выполняются бизнес-функции с помощью таких категорий, как состояние системы, событие, переход из одного состояния в другое, условия перехода, последовательность событий;

3. структурные, характеризующие морфологию системы – состав подсистем, их взаимосвязи;

4. информационные, отражающие структуры данных – их состав и взаимосвязи.

1.2.4 История развития описания бизнес-процессов

История описания бизнес-процессов насчитывает уже почти столетие, хотя вплоть до начала 1990-х гг., когда термин «бизнес-процесс» вошел в широкое употребление, говорили об описании того, каким образом организация осуществляет свои функции и выполняет те или иные задачи. Развитие методов графического представления и автоматизации бизнес-процессов принято разделять на три этапа, или три «волны». Началом каждой из них явился очередной всплеск интереса к повышению эффективности деятельности предприятий и процессному управлению, происходивший каждый раз на новом качественном уровне. Начало первого этапа относят к 1920-м гг. XX в. и связывают с именем Фредерика Тейлора и его книгой «Принципы научного управления». В этот период впервые была осознана необходимость исследовать бизнес-процессы, описывать их в различных документах и действовать в соответствии с этими описаниями. Описание бизнес-процессов производится в текстовом, табличном и графическом виде, причем последний все более формализуется.

В период «первой волны» для графического представления бизнес-процессов используются блок-схемы, ориентированные графы, сети Петри, методологии SADT, IDEF, DFD. Блок-схемы на основе, определенной в ГОСТ 19.701-90 нотации схем алгоритмов, программ, данных и систем (в англоязычной литературе – ANSI flowcharts), остаются и сегодня простейшим, но практически важным формальным графическим языком описания бизнес-процессов. Пример описания процесса с помощью блок-схемы приведен на рис. 1.3. Блок-схемы позволяют быстро и наглядно показать шаги бизнес-процесса в понятной каждому форме, однако их нотация не предусматривает формализованного описания многих деталей процесса, в частности исполнителей бизнес-функций.

Рисунок 1.3 – Пример простой блок-схемы

Следует отметить возможность использования для описания бизнес-процессов сетей Петри. Использование этого аппарата непосредственно для описания бизнес-процессов, хотя и имеет своих сторонников, не завоевало широкой популярности, так как его графическая нотация не является интуитивно понятной (с ней сложно работать бизнес-аналитикам и менеджерам). Кроме того, есть процессы, которые невозможно описать с его помощью. Однако, забегая вперед, отметим, что сети Петри лягут в основу ряда языков, специально разработанных для моделирования бизнес-процессов в рамках «третьей волны».

В 1980-х гг. предпринимаются первые попытки автоматизации бизнес-процессов (уточним, не отдельных шагов, а хода процесса в целом) путем реализации в программном обеспечении для управления документами (системы электронного документооборота) функций по отслеживанию последовательности выполняемых действий для автоматизации процедур утверждения и выпуска документов. Успех таких систем вдохновляет разработчиков ПО на распространение аналогичного подхода на автоматизацию других функциональных областей бизнеса.

Бизнес-моделирование выделяется в самостоятельное научно-прикладное направление только к началу 1990-х гг. Большинство созданных и применяемых до этого момента методологий не предназначались специально для описания бизнес-процессов, а разрабатывались для моделирования сложных систем и проектирования ПО. Они зачастую лишены строго определенной семантики.

Модели, полученные с помощью таких методологий, как правило, воспринимаются интуитивно, и их интерпретация может меняться в зависимости от пользователя или области приложений модели. Эти модели хорошо подходят для обсуждения бизнес-процессов между сотрудниками компании и руководством, для чего они, собственно, и применялись, но не могут быть основой для работы информационной системы, так как неполны и допускают различные интерпретации.

Начало второго этапа ознаменовал выход книги М. Хаммера и Д. Чампи «Реинжиниринг корпорации: манифест революции в бизнесе», которая возродила в управленческой среде интерес к описанию и анализу бизнес-процессов с целью их радикальной перестройки – реинжиниринга. Реинжиниринг бизнес-процессов предполагает построение двух моделей бизнес-процесса: как есть (англ. as is) и как должно быть (англ. to be), а затем внедрение последней на предприятии.

Как следующий шаг в автоматизации бизнес-процессов в 1990-х гг. появляются системы управления потоками работ WfMS (Workflow Management System) второго поколения, предназначенные для маршрутизации потоков работ любого типа в рамках бизнес-процессов компании. Современные ERP-системы, речь о которых пойдет далее, также содержат внутри себя средства автоматизации бизнес-процессов на основании разработанных моделей, таким образом на завершающей стадии модель бизнес-процесса становится основой автоматизации бизнес-процессов. В качестве примера методологии и средства автоматизации бизнес-процессов второго поколения можно назвать соответственно методологию ARIS и распространенную ERP-систему SAP R/3. Однако существующие на тот момент ERP-системы, имели крайне ограниченные возможности по настройке и изменению процессов, предоставляли только поддерживающие управление потоками работ системы планирования ресурсов предприятия. Поэтому внесение любых существенных изменений в бизнес- процесс превращалось в весьма дорогостоящий и долгосрочный проект по проектированию и разработке программного обеспечения, а модели бизнес-процессов, построенные аналитиками, использовались для более четкой формулировки требований, которые затем передавались программистам.

Негибкость моделей и средств автоматизации, их неспособность обеспечить оперативное реагирование на постоянные изменения в бизнес-среде стали основными недостатками систем «второй волны», стимулировавшими разработку в начале 2000-х гг. методологий следующего – третьего поколения. Манифестом «третьей волны» в моделировании бизнес-процессов можно по праву назвать книгу Г. Смита и П. Фингара «Управление бизнес-процессами: третья волна». На смену радикальному реинжинирингу приходит системное и «плавное» управление. Изменчивость бизнес-процессов, возможность их корректировки в ответ на изменения в бизнесе становятся главным критерием использования информационных технологий как средства, позволяющего получить преимущества на рынке.

Идея методологий и инструментов моделирования третьего поколения состоит в том, чтобы позволить руководству и сотрудникам компании создавать и самим внедрять новые процессы «на лету». Автоматизация процессов производится посредством так называемых систем управления бизнес-процессами BPMS (Business Process Management System), которые дают возможность непосредственно реализовывать бизнес-процессы в соответствии с построенной формальной моделью и не требуют разработки дополнительного программного обеспечения.

Для разработки понятных машине «исполняемых» моделей требуются более точные методы моделирования. К таким методам относятся языки моделирования на базе XML: BPML, BPEL, XPDL. Однако, построение моделей непосредственно на этих языках неудобно для бизнес-пользователей. В этой связи большое внимание разработчики программного обеспечения уделяют средствам конвертирования графических моделей бизнес-процессов в исполняемые. Это позволяет бизнес-аналитику или менеджеру строить модели бизнес-процессов с использованием графической нотации, а затем преобразовывать построенную модель (пока нередко с помощью технического специалиста) в исполняемый вид.

Следует понимать, что графические модели, предназначенные для преобразования в исполняемые, должны быть гораздо более строгими и формальными по сравнению с моделями, создаваемыми в аналитических целях. Например, графическую модель, построенную в виде блок-схемы с обширными текстовыми комментариями, автоматически конвертировать в исполняемый формат не удастся. В качестве языка, позволяющего построить наглядную, понятную неподготовленному пользователю модель, которую затем можно однозначно преобразовать в исполняемый язык (изначально это был 3PML), выступила нотация BPMN. Она поддерживает описание таких «программистских» функций, как обработка событий и ошибок, откат транзакций и т. п.