CC BY
67
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
УДК 334:004 (045)
Ю.М. Сметанин, А.В. Бусоргин
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-СИСТЕМ: ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ПРОЦЕССЫ
Проанализированы возможности моделирования бизнес-систем с точки зрения теории управления.
Ключевые слова: бизнес-система, бизнес-процесс, моделирование, концептуальная модель, сложная система, управление, полная функция управления, К-сценарий, автоматная модель.
В настоящее время практически в любых научных дисциплинах модель стала осознаваться как нечто универсальное, хотя и реализуемое различными способами. Моделирование широко распространено во всех инженерных дисциплинах, в значительной степени посредством него реализуются принципы декомпозиции, абстракции и иерархии, то есть основные приемы творческой деятельности. Все признают ценность накопленного исследователем опыта. Многие исследователи испытывали эффект дежавю, понимая, что когда-то уже решали сходную задачу. Как было бы хорошо восстановить ход решения, детали и условия, в которых решали старую задачу. Однако до сих пор у многих нет привычки фиксировать свой опыт на благо себе и другим. Кроме того, как будет показано ниже, это совсем не так просто сделать.
Цель цикла предыдущих работ [1-5], данной работы и следующих разработать способы, приемы и модели для фиксации и передачи опыта творческой деятельности в нормативной ее части применительно к бизнес-системам (БС). В данной работе сделана попытка осмыслить возможности моделирования с точки зрения теории управления.
Каждая модель описывает оригинал под определенным углом зрения и использует для своего построения определенные средства. Неудача моделирования приводит к построению новых моделей на базе старых, в которых более или менее уверены. Модели позволяют нам контролировать наши неудачи. Мы оцениваем поведение каждой модели в обычных и необычных ситуациях, а затем проводим соответствующие доработки, если нас что-то не удовлетворяет.
Важность построения модели. Моделирование в менеджменте служит способом конструирования нового, ранее не существовавшего в практике. Исследователь, изучив характерные черты реальных процессов и их тенденции, ищет на основе ведущей идеи их новые сочетания, делает их мысленное переконструирование, то есть моделирует потребное состояние изучаемой системы. При этом чаще всего результаты получаются за счет особого метода, который включает в себя все остальные и называется рефлексией. Рефлексия существенно использует модель окружающего мира, содержащуюся в психике человека-исследователя. Любое моделирование производится с целью улучшить объект, либо оптимизировать деятельность по его созданию, либо улучшить его функционирование, либо управление объектом.
Социальная среда и мир артефактов, окружающие человека, подразумевают прежде всего целенаправленность процессов и явлений, а следовательно, наличие управления, которое невозможно без специально организованных процессов сбора, передачи, хранения, обработки и защиты информации. Поэтому мы рассмотрим основные понятия теории управления сложными системами. Мы предлагаем рассматривать бизнес-системы как искусственные системы, созданные человеком, как управляемые процессы получения и использования нового, практически полезного знания.
Большинство сложноорганизованных процессов в Мироздании может быть интерпретировано (представлено, рассмотрено) в качестве процессов управления или самоуправления. Именно понятийный и терминологический аппарат теории управления является обобщающим, что позволяет единообразно описывать процессы: общеприродные, биологические, технические и, тем более, все социальные и процессы психической деятельности.
Единообразное описание разнородных процессов с привлечением терминологии теории управления позволяет стоять на фундаменте всех частных наук; легко входить в любую из них и при необходимости найти общий язык со специалистами в них: то есть понятийный и терминологический аппарат теории управления - средство междисциплинарного общения специалистов разных частных отраслей знания и деятельности; средство объединения разрозненных научных знаний и прикладных навыков в
целостную картину, необходимую для безопасной жизни и деятельности отдельных людей и коллективов, слагающих общество.
Д.М. Мехонцева, изучая, к каким целям направлено взаимодействие систем материального мира, показала в монографии [6] на основе принципов диалектики, что первопричиной организации и существования систем являются две объективные цели системы: главная - самосохранение и функциональная - сохранение вышестоящей системы, в которую она входит как часть. Поэтому она считает управление и самоуправление общефилософскими категориями, а отправными точками теории управления и самоуправления и теории систем, по ее мнению, с которым мы полностью согласны, являются философские категории «главная цель» и «функциональная цель».
Целостность - единство управляющих и управляемых частей системы, обеспечиваемое информационными, энергетическими, транспортными (пространственно-временными, причинноследственными) связями, необходимое для реализации ее главной и функциональной целей.
Упорядоченность - структура (строение, организованность, целесообразное размещение частей системы и их качественное своеобразие).
Устойчивость - стабильность, динамическое равновесие в статистическом смысле (в определенных пределах), сопротивляемость, живучесть.
Самоуправление - взаимодействие частей системы, направленное на достижение главной цели системы - самосохранение.
Управление - взаимодействие системы как части (подсистемы) и вышестоящей системы в направлении достижения главной цели вышестоящей системы - самосохранения.
Часть и целое - любая система одновременно существует как часть и как целое. Как целое система самоуправляема, как часть управляема.
Таким образом, система есть упорядоченно-устойчивая самоуправляемая и управляемая целостность. Целостность системы определяется управляющими, управляемыми частями и связями и механизмами приема и переработки сигналов (кодов) (внешних и внутренних).
Управление представляет собой сочетание адресного и циркулярного (безадресного) распределения информации в управляемой системе в форме сигналов, влекущее за собой заранее предсказуемые последствия (как результаты, так и им сопутствующие эффекты).
Задачи управления и самоуправления. Рассмотрим управление, то есть сочетание адресного и циркулярного (безадресного) распределения, в процессе информационных взаимодействий в управляющей и управляемой системах, влекущих за собой заранее предсказуемые последствия (как результаты, так и им сопутствующие эффекты). Для любых систем возможна постановка всего двух задач. Первая задача: мы хотим управлять объектом (системой) в процессе его функционирования сами непосредственно. Это задача управления. В рамках данной задачи мы являемся субъектом, который обеспечивает требуемые воздействия на объект управления для обеспечения его надлежащего функционирования. Вторая задача: мы не хотим (не можем) управлять объектом в процессе его функционирования, но хотим, чтобы объект без нашего непосредственного вмешательства в процесс само-управлялся в приемлемом для нас режиме. Это задача самоуправления. Здесь объект управления и его субъект являются единым целым. Для осознанной постановки и решения каждой из них и обеих задач совместно (когда одна сопутствует другой) необходимы три набора информации.
Первый набор. Вектор целей управления (самоуправления), когда не оговорено отличие, представляющий собой описание идеального режима функционирования (поведения) объекта. Вектор целей состоит из трех блоков целей: организации (самоорганизации), адаптации (самоадаптации) и регулирования (саморегулирования). Это обусловлено тем, что понятие организации как устойчивого упорядочения определенной деятельности [6. С. 61] рассчитано на то, что ее существенные условия будут воспроизводиться на протяжении обозримого периода времени. Если существенные условия, в которых протекает деятельность объекта (системы) существенно не стационарны, то для достижения главной и функциональной целей необходимо изменение деятельности, которое есть не что иное, как адаптация объекта к изменению условий деятельности.
Второй набор. Вектор (текущего) состояния контрольных параметров, описывающий реальное поведение объекта по параметрам, входящим в вектор целей. Эти два вектора образуют взаимосвязанную пару, в которой каждый из них представляет собой упорядоченное множество информационных модулей, описывающих те или иные параметры объекта, определённо соответствующие частным
целям управления. Упорядоченность информационных модулей в векторе состояния повторяет иерархию вектора целей. Образно говоря, вектор состояния - это список, как и первый, но того, что воспринимается в качестве состояния объекта управления, реально имеющего место в действительности. Поскольку восприятие состояния объекта не идеально, носит субъективно обусловленный характер, то вектор состояния всегда содержит в себе некоторую ошибку в определении истинного состояния, которой соответствует некоторая объективная неопределенность для субъекта управленца, которая может быть как допустимой, так и недопустимой для осуществления целей конкретного процесса управления.
Третий набор. Вектор ошибки управления, представляющий собой «разность» (в кавычках потому, что разность не обязательно привычная алгебраическая): «вектор целей» - «вектор состояния». Он описывает отклонение реального процесса от предписанного вектором целей идеального режима и также несет в себе некоторую неопределенность, унаследованную им от вектора состояния. Образно говоря, вектор ошибки управления - это перечень неудовлетворенности желаний субъекта, в чьих интересах осуществляется управление, соответственно перечню вектора целей с какими-то оценками степени неудовлетворенности каждого из них; оценками либо соизмеримых друг с другом численно уровней, либо численно несоизмеримых уровней, но упорядоченных ступенчато дискретными целочисленными индексами предпочтительности каждого из уровней по сравнению его со всеми прочими уровнями.
Вектор ошибки - основа для формирования оценки качества управления субъектом-управленцем. Оценка качества управления не является самостоятельной категорией, поскольку на основе одного и того же вектора ошибки возможно построение множества оценок качества управления, далеко не всегда взаимозаменяемых. Вектором ошибки в школьной педагогической системе может служить среднестатистическая успеваемость по наиболее важным предметам (математике, географии, истории...).
Ключевым понятием теории управления является понятие устойчивости объекта в смысле предсказуемости поведения в определенной мере под воздействием внешней среды, внутренних изменений и управления, или коротко - устойчивость по предсказуемости, хотя и в полном названии термина нет лишних слов. Управление в принципе невозможно, если поведение объекта непредсказуемо в достаточной для того мере. Основанием для такого предсказания (прогноза) является модель объекта (системы), используемая субъектом управления, то есть модель объекта является необходимым элементом системы управления. С помощью этого элемента можно осуществлять прогноз реакции управляемого объекта на управление и воздействие внешней среды.
Рассмотрим три составных части процесса управления: адаптацию, организацию и регулирование.
Функция (цель) организации - обеспечение упорядоченности (нормативности) деятельности. Поскольку любая система функционирует в соответствии с целями, механизмом функционирования и воздействующими на нее внешними факторами, то характеристика этих факторов и способы их взаимодействия с системой весьма важны для управления.
Все внешние события (возмущения) могут характеризоваться большей или меньшей устойчивостью и регулярностью, а также большей или меньшей степенью воздействия на систему. Для сложных систем, функционирующих в нестационарной среде, например педагогических системах, устойчивость и регулярность возмущений мала, их воздействие носит случайный характер, то есть они имеют вероятностно организованный порядок, за которым стоит вероятностно организованная регулярность [6. С. 58].
Механизмом адаптации системы к случайным событиям является алгоритм, который позволяет системе выработать реакцию на известное ей случайное событие, которое выводит ее из устойчивого состояния, для приведения системы в целесообразный устойчивый режим функционирования. Для статистически определенных событий и ситуаций система может иметь множество сформированных ранее стандартных программ (алгоритмов, шаблонов) поведения. Задача управляющей части системы в этом случае заключается в том, чтобы на основании еще одной программы оценить эффективность (целесообразность) применения для выработки реакции одной из стандартных программ. Однако статистическая нестационарность внешней среды в конечном итоге приводит к ситуации, когда система не может распознать внешнее событие (нет соответствующих описаний - моделей этих событий) и соответственно нет готовых, стандартных программ их отработки. Естественно, что в этих случаях возникает потребность формирования моделей этих событий и новых программ их отработки. Эта
ситуация характеризуется временной потерей структурного способа управления и перехода к так называемому бесструктурному. В процессе бесструктурного управления система либо разрушается, либо переходит в неприемлемые режимы работы, либо «выживает» и формирует программы целесообразного поведения, то есть возвращается к структурному способу управления. Описанные выше процессы, по-видимому, и составляют сущность адаптации, которую справедливо можно отождествить с программированием деятельности, или просто с программированием. Сложность адаптации для бизнес-систем можно оценить, рассматривая статистику времени их жизненного цикла: через пять лет после возникновения в «живых» остается лишь пять процентов.
Программирование состоит из двух этапов: 1) решения возникших задач и фиксации решения на некотором языке; 2) трансляции записанного решения в систему команд исполнителя.
Средством осуществления программирования являются механизмы сбора, хранения, переработки, передачи и защиты информации.
Под интеллектом можно понимать способность объекта (мышления объекта) предвидеть содержание и структуру поступающей информации (смысл событий), результаты собственных действий, анализировать и оценивать свое состояние и окружающую обстановку и принимать решения, сообразуясь со своими представлениями об окружающей среде. С точки зрения теории управления, интеллект - это способность формировать новые, нестандартные алгоритмы самоуправления, то есть это механизм адаптации. Интеллект как повсеместно распространенный механизм, наличествующий в каждой системе, является мерой степени ее организованности. Следствием отсутствия интеллекта или его недостаточности являются стереотипные, автоматические реакции системы, основанные лишь на стандартных, сформированных в процессе эволюции программах. Информация является объектом и предметом программирования. В результате получается программа-информация, представленная в терминах команд исполнителя, при интерпретации которой «исполнителем» мы получаем новую информацию, соответствующую поставленным целям. Получаемая в результате выполнения программы информация используется как средство управления, а следовательно, как средство осуществления организации и адаптации. Современные научные достижения с определенностью позволяют сделать вывод о том, что сознание и мышление человека - это высшая из известных науке форма программирования (организации, адаптации), в основе которой лежат общие законы природы.
Регулирование - поддержание гомеостазиса (упорядоченности и устойчивости), то есть постоянства или же изменения по некоторому требуемому закону некоторых показателей, характеризующих управляемый процесс. Оно осуществляется приложением управляющих воздействий, приходящих извне системы, к ее механизмам, непосредственно определяющим ход процесса. Регулирование
- это третья составная часть процесса управления, направленная на реализацию программ, выработанных механизмом адаптации и организации. Саморегулирование осуществляется за счет воздействий, формируемых внутри системы. Таким образом, в принятой терминологии организация и адаптация - суть программирование. Причем организация (самоорганизация) - это программирование (самопрограммирование) в стационарных условиях. Адаптация - программирование в нестационарных условиях. Управляющая подсистема, осуществляющая функции организации с помощью программ, есть программоноситель (программы + исполнитель), управляющая подсистема, осуществляющая функции адаптации, - интеллектоноситель, а подсистема, осуществляющая функции регулирования,
- энергоноситель. Таким образом, три составные части управляющей структуры системы - программоноситель, интеллектоноситель и энергоноситель - позволяют осуществлять процессы достижения главной и функциональной целей системы в процессе реализации полной функции управления.
Программ, направленных на достижение главной и функциональной целей системы, может быть достаточно много. Как правило, в природе осуществляется такая программа из множества возможных, которая реализует цели наиболее экономным (оптимальным), с точки зрения окружающей среды, образом. Если принять, что такая программа существует, то существует и алгоритм, на основе которого она составляется. Этот алгоритм Д.М. Мехонцева называет законом целесообразного и оптимального самоуправления и управления систем. Конкретные подфункции, реализуемые каждой из частей управляющей структуры, обеспечивают достижение целей организации (самоорганизации), адаптации (самоадаптации) регулирования (саморегулирования) упорядоченных в векторе целей. Порядок следования этих частных целей в векторе целей - обратный порядку последовательного вынужденного отказа от каждой из них в случае невозможности осуществления полной совокупности целей. Соответственно на высших приоритетах вектора целей
лей. Соответственно на высших приоритетах вектора целей стоят упорядоченные цели, реализуемые в блоке адаптации, на низших - цели, достигаемые во втором, третьем блоках.
Итак, суммируем: главная цель системы - самосохранение - состоит из трех подцелей: самосохранения системной упорядоченности в стандартных условиях, самосохранения упорядоченности в нестандартных изменяющихся условиях - саморазвития, самосохранения устойчивости. Соответственно функциональная цель системы включает в себя: сохранение упорядоченности вышестоящей системы, в которую данная входит как часть, в стандартных условиях, сохранение упорядоченности и стационарности надсистемы в нестандартных условиях - развитие, сохранение устойчивости.
Функция управления и самоуправления должна определяться исходя из этих двух классов подцелей, которые определяют число составляющих процессов самоуправления и управления.
Таким образом, самоуправление - это совокупность трех слабозависимых процессов: самоорганизации, самоадаптации и саморегулирования, а управление - соответственно процесс, состоящий из организации, адаптации и регулирования.
А.А. Богданов впервые утверждал, что организация - понятие универсальное, и выделил принципы универсализации (стандартизации) дифференциации (специализации) и интеграции (объединения) [8].
Полная функция управления описывает циркуляцию и преобразования информации в процессе управления, начиная с момента формирования субъектом-управленцем (надсистемой) вектора целей управления и включительно до осуществления целей в процессе управления. Полная функция управления - это система стереотипов отношений и стереотипов преобразований информационных модулей, составляющих информационную базу управляющего субъекта, которая включает модель самого объекта и модель окружающей среды. Функция управления моделирует (предсказывает) и реализует поведение (функционирование) объекта управления (или моделирует и реализует процесс самоуправления) в той среде, с которой взаимодействует объект (а через объект - и субъект управления).
Полная функция управления - это своего рода многовариантная матрица-сценарий объективно возможного управления (иначе говоря, пустая и прозрачная форма, наполняемая содержанием в процессе управления). Она включает в себя преемственные этапы циркуляции и преобразования информации в процессе управления. Применительно к социальным системам, полная функция управления общественного в целом уровня значимости предполагает осуществление следующей совокупности действий:
1) выявление и опознавание существенных факторов окружающей среды, с которыми сталкивается субъект-управленец. Выявление объектов среды и связей между ними, в том числе и причинно-следственных;
2) формирование навыков (алгоритмов) распознавания существенных факторов на будущее;
3) формирование вектора целей управления в отношении каждого из данных факторов и внесение этого вектора целей в общий вектор целей своего поведения (самоуправления);
4) формирование концепции управления на основе решения задачи об устойчивости объекта управления в смысле предсказуемости поведения объекта в среде (предсказуемости в той мере, какой требует управление с заданным уровнем качества);
5) организация целенаправленной управляющей структуры, несущей концепцию управления:
5.1) формирование (воспроизводство) целесообразной структуры (целостности), то есть формирование трех неравнозначных частей: доминанты - интллекто-программо-
энергоносителя, управляемых частей и связей, а также их универсализация, дифференциация, интеграция;
5.2) целесообразное размещение этих структур (подсистем) в системе (координация);
5.3) наделение всех подсистем стандартными перспективными программами и распределение между ними функций (стандартизации, перспективного и текущего планирования);
5.4) обеспечение возможности выбора оптимальных из всех стандартных и нестандартных программ (контроль, диагностика, оперативное планирование, коррекция);
6) проведение концепции в жизнь, опираясь на систему структурного и бесструктурного управления. Контроль (наблюдение) за деятельностью структуры в процессе управления, осуществляемого ею;
7) ликвидация структуры в случае ненадобности или поддержание её в работоспособном состоянии до следующего использования.
В общепринятых во всем мире терминах осуществлению полной функции управления соответствует схема управления «предиктор-корректор» (предуказатель - поправщик). В схеме управления предиктор-корректор управленческое решение вырабатывается не только с учётом прошлого опыта и на основе текущего состояния объекта управления, но и, прежде всего, на основе многовариантных прогнозов его дальнейшего поведения. Соответственно система управления в этой схеме представляет собой всегда: собственно предиктор-корректор (программо-, интеллектоноситель), формирующий и пересматривающий многовариантный прогноз развития системы и программу (концепцию, «многовариантный сценарий») использования ресурсов, доступных системе, в целях осуществления выбранного варианта и являющийся началом и завершением, по крайней мере, основных контуров циркуляции информации, то есть контуров прямых и обратных связей; программный модуль (энергоноситель), на который ложится функция воплощения в жизнь программы (концепции), получаемой им от предиктора-корректора, но которую программный модуль только использует в своей деятельности, не изменяя её, то есть осуществляя регулирование.
Как отмечено выше и в работе [6], содержание управленческой деятельности отражено в полной функции управления.
Бизнес-систему (БС) принято определять как систему, производящую востребованную потребителем продукцию - товары, услуги, информацию и потребляющую необходимые для этого ресурсы (финансовые, материальные, кадровые, информационные, энергетические и т.д.)- Такое определение, как нетрудно убедиться, является чересчур общим. Согласно нему и технологическая линия, выпускающая детали для сборочного производства, и медицинский центр, предоставляющий услуги населению, и парламент, «производящий» законы, являются бизнес-системами. Существуют ли организационные, технологические и иные созданные человеком системы, не являющиеся БС?
Для ответа на этот вопрос уточним определение БС:
• продукция, выпускаемая БС, поступает потребителю через рынок, то есть потребитель может выбрать нужный ему продукт из множества возможных;
• ресурсы, потребляемые БС, приобретаются через рынок;
• поведение БС определяется материальными, информационными и иными потоками (потоками объектов), поступающими на вход, циркулирующими в системе и снимаемыми с ее выхода. В БС может одновременно находиться множество объектов;
• поведение БС направлено на достижение определенных поставленных перед ней целей;
• влияние среды, в которой функционирует БС, характеризуется определенным набором факторов (экономических, социальных и т.д.), влияющих на достижимость целей;
• БС является сложной системой в силу наличия управляемых субъектов деятельности (людей, коллективов).
С учетом введенных уточнений технологическая линия «внутри» предприятия, непосредственно не взаимодействующая с рынком, не является БС. Из-за отсутствия связи с рынком не принадлежат классу БС и политические системы, в том числе и парламент. Медицинский центр относится к БС лишь с большой натяжкой, если считать входным поток больных, а выходным - поток «излеченных» людей. С другой стороны, любая действующая на рынке компания - производственная, торговая, транспортная и т.д. - является БС.
Будем различать ресурсы и объекты, поступающие на вход БС. Ресурсы - это то, что поддерживает жизнедеятельность БС, а входные объекты (объекты деятельности БС) - то, что преобразуется системой в выходные объекты, то есть в продукцию БС.
Любая БС действует в окружающей среде и формирует окружающую среду. Назовем эту среду предметной областью деятельности БС (коротко предметной областью). Создание модели БС невозможно без описания - моделирования предметной области. Модель предметной области по современным представлениям включает в себя следующие компоненты:
• объекты деятельности (то, на что деятельность направлена);
• связи и отношения между объектами и их частями;
• операции над объектами и технологические цепочки (бизнес-процессы), составленные для достижения вектора целей БС;
• ресурсы БС - средства, обеспечивающие деятельность и ее инструменты;
• внешние факторы, влияющие на поведение БС;
• внутренние факторы, влияющие на поведение БС;
• векторы целей текущего состояния и ошибки;
• субъект деятельности;
• организация БС в виде взаимодействующих бизнес-процессов;
• система управления и концепция управления;
• полная функция управления БС.
На основе моделирования поведения БС становится возможным определить характеристики действующих в ней объектных потоков и оценить степень достижения целей данной БС с точки зрения оптимального использования ресурсов.
Г лавным способом действий при моделировании БС, как и в любом творческом процессе, является спиралевидный целесообразный процесс накопления и верификации знаний в цикле перехода от оригинала к модели, исследования модели и получения новых знаний, переноса полученных знаний на оригинал, постановки новой цели и повторения цикла.
При моделировании БС ее описание и описание составляющих ее бизнес-процессов (ВР) можно вести на трех уровнях:
— «черный ящик» описывается реакциями «вход - выход» и спецификацией внешних событий и диалоговых состояний, вызываемых внешними событиями;
— «серый ящик» БС (ВР) описывается как система управляющего и операционного автоматов [4;
5] и их функциональная декомпозиция. Здесь также необходима спецификация внутренних событий и соответствующая их наступлению схема переключения режимов функционирования;
— «белый ящик». Осуществляется наполнение функциональных структур исполнителями предметных и интерфейсных библиотек стандартизованных процедур целостных (единиц) деятельности, составление управляющих спецификаций - таблиц управления для управляющих автоматов, описывающих процессы функционирования БС. Второй и третий уровни названы ниже К- и А- сценариями.
Описание в виде черного ящика представляет функции БС (ВР) как упорядоченные входы/выходы, причем входы - это поставленные задачи (цели), а выходы - это полученные результаты.
Сценарий - это способ достижения поставленных целей с учетом ограничений окружающей среды и внутренних и внешних факторов влияния. Существуют два взаимодополняющих подхода к моделированию: процессно-ориентированный и объектно-ориентированный. Более того, эффективное моделирование БС может быть осуществлено на основе их интеграции. Сначала строится процессно-ориентированная концептуальная модель. При этом модель поведения БС строится путем конструирования и анализа сценария работы БС на двух уровнях. Сценарий первого уровня является рамочным, он дает лишь общее (не загроможденное деталями) представление о БС. Он удобен по форме представления и терминологии для специалистов предметной области. С другой стороны, он должен нести достаточно информации для проведения предварительной формальной проверки корректности исходных знаний о поведении БС. Он назван нами концептуальным (К-сценарием). Можно назвать К-сценарий также концептуальной моделью БС. Такой сценарий не исходит из архитектуры системы, а является ее прообразом. Таким образом, К-сценарий - это процессно-ориентированная концептуальная модель деятельности (функционирования) БС. Другими словами, К-сценарий - это описание взаимодействующих последовательных процессов. Вторичным (уточняющим) по отношению к нему является сценарий создания (сборки, инжиниринга) либо перестройки (реинжиниринга). Он основан на выделении внешних и внутренних единиц деятельности и по необходимости является формализованным, объектно-ориентированным, автоматным (формально-алгоритмическим). Этот сценарий будем называть А-сценарием. Состояния и переходы конечного автомата можно разметить различными показателями операций БС. Имитация работы автомата в форме бесконечного цикла (переходов/состояний) [3; 4] позволяет «вычислить» интегральные показатели эффективности функций и провести ФСА БС. Описанные подходы опробованы на содержательных примерах и доказали свою эффективность [1; 5].
Сценарии характеризуются четырьмя главными составляющими: целями, факторами влияния и заданными ограничениями, операциями и межоперационными связями. Получаемый список целей и факторов влияния, как правило, структурированный обычно в начале моделирования, оказывается чрезмерно большим. В силу неравнозначности элементы этого списка по-разному влияют на поведение БС. Поэтому весьма важной является задача экспертного ранжирования вектора целей и факторов с целью отобрать наиболее существенные. Факторный анализ применяется для К-сценариев и для А-
сценариев (инжиниринга, реинжиниринга). Для А-сценария может эффективно использоваться и ситуационный анализ. Он основывается на том, что в ходе реализации либо перестройки БС может возникать множество ситуаций (стадий) развития системы. Среди них фиксируются начальная и заключительная ситуации. Движение от ситуации к ситуации инициирует постановку внутренних целей. Переходы происходят с учетом внутренних факторов. Таким образом, определяется набор внутренних целей (факторов), дополняющих набор внешних показателей. Факторы, цели и характеризующие степень их достижения показатели, в совокупности образуют «память», состояние которой характеризует состояние моделируемой системы. Фундаментальное разделение любого автомата на управляющий и операционный отражено в работе [1] следующим образом. В качестве памяти операционного автомата, на основе состояния которой формируется состояние автомата в целом, выбраны подмножества гибкого универсума алгебры кортежей (АК), а в качестве операций, из которых формируются операторы преобразования памяти, - операции АК. Взаимодействие операционного автомата с управляющим и сам управляющий автомат представлены в форме таблиц решений [8], которые соответствуют одному конкретному состоянию автомата и полностью характеризуют процессы перехода из него в другие состояния.
Прообразом любого из автоматов являются процессы К-сценария, взаимодействие между процессами обеспечивается путем передачи сигналов о событиях, происходящих в автоматах. Операции процессов являются прообразами состояний автомата.
Если подойти к комплексу взаимодействующих автоматов как уточненному (формализованному) комплексу взаимодействующих процессов, необходимость формального (формализованного) описания комплекса автоматов обусловливает вполне определенные требования к языку описания комплекса процессов, этот комплекс накладывает определенные требования на описание «черного ящика» (входы/выходы). Теперь дадим краткие пояснения к методологии моделирования БС. Укрупненная схема методологии показана на рисунке.
Рис. Методология процессного моделирования поведения БС
На первом шаге выполняется факторно-целевой и, если проводится инжиниринг/реинжиниринг БС, ситуационный анализ. В результате устанавливаются, взвешиваются и корректируются цели и факторы влияния. Далее формируется графическое описание К-сценария БС и описание составляющих ее процессов и их взаимодействия на основе обмена сигналами, содержащими информацию о происходящих в этих процессах событиях и состояниях процессов.
На втором шаге К-сценарий трансформируется в сеть автоматов и проводится аналитическое или/и имитационное моделирование этой сети. Если в ходе моделирования выявляются некорректности сети (ошибки в К-сценарии), то возвращаемся к первому шагу и повторяем цикл до тех пор, пока К-сценарий не будет удовлетворять экспертов. Улавливание ошибок на уровне К-сценария (рамочного описания) позволяет не пропустить их в А-сценарий, представляющий собой детальное и, следовательно, существенно более сложное описание поведения БС.
Это очень важное обстоятельство, так как «цена ошибок», обнаруженных на поздних стадиях проектирования, может на несколько порядков превышать цену ошибок, устраненных на ранних стадиях. При преобразовании К-сценария в А-сценарий:
• структурируются объекты и ресурсы;
• вводятся классы объектов и переходы между ними, формируются описания жизненных циклов объектов внутри классов и т.д.;
• определяется набор интегральных показателей функционирования БС (значения этих показателей устанавливаются в ходе имитационного моделирования А-сценария);
• задаются выражения зависимостей степени достижимости целей БС от интегральных показателей и факторов влияния.
На третьем шаге проводится имитационное моделирование А-сценария с варьированием начальных условий. Результатом имитации являются оценка достижимости поставленных целей, интегральные характеристики работы БС, временные графики для атрибутов объектов и ресурсов. По результатам имитационного моделирования решают вопрос о приемлемости А-сценария. При отрицательном решении возвращаются к третьему шагу и повторяют итерацию (на уровне А-сценария) необходимое число раз.
Пример разработки К-сценария, который определяет способ действий (концепцию управления) рассмотрен в работе [1].
Мы уже отметили, что БС есть сложная система. В теории управления интуитивное понятие о сложном объекте подразумевает наличие следующих признаков сложной системы, которые подчеркивают трудности анализа ее и синтеза:
1) отсутствие математического описания и необходимость в нем. Под математическим описанием подразумевается наличие конструктивного способа определения состояния У объекта по наблюдениям его входов (наблюдаемого X, который разбивается на управляемую и неуправляемую части);
2) стохастичность поведения;
3) «нетерпимость» к управлению, например у объектов управления могут быть собственные
цели;
4) нестационарность структуры сложного объекта управления;
5) невоспроизводимость экспериментов с объектом (системой);
6) слабая структурированность теоретических и фактических знаний о системе;
7) многокритериальность оценок процессов, протекающих в системе [3. С. 18].
Очевидно, что указанные признаки значительно затрудняют изучение и моделирование сложных систем. Однако существуют и другие признаки и свойства сложных объектов, наличие которых позволяет человеку справляться с их сложностью. В подтверждение правильности предлагаемого подхода к моделированию перечислим особенности большинства реально существующих сложных систем, которые облегчают их познаваемость и проектирование. Они отмечаются в работах по объектно-ориентированному проектированию (ООП) и объектно-ориентированному анализу (ООА) [7].
Иерархичность. Сложные системы часто являются иерархическими и состоят из взаимозависимых подсистем, которые в свою очередь также могут быть разделены на подсистемы и т. д., вплоть до самого низкого уровням. Саймон отмечает: «тот факт, что многие сложные системы имеют почти разложимую иерархическую структуру, является главным фактором, позволяющим нам понять, описать и даже «увидеть» такие системы и их части (см.: [7]).
Разложимость [7]. Г. Буч называет иерархические системы разложимыми, если они могут быть разделены на четко идентифицируемые части, и почти разложимыми, если их составляющие не являются абсолютно независимыми. Это подводит нас к следующему общему свойству всех сложных систем: внутрикомпонентная связь обычно сильнее, чем связь между компонентами. Это обстоятельство позволяет отделять высокочастотные взаимодействия внутри компонентов от низкочастотной динамики взаимодействия между компонентами. Это различие внутри компонентных и межкомпонентных взаимодействий обусловливает разделение функций между частями системы и дает возможность относительно изолированно изучать каждую часть.
Универсализация. Иерархические системы обычно состоят из немногих типов подсистем, по-разному скомбинированных и организованных. Это следствие использования приема универсализации (унификации), который уже упоминался выше. Иными словами, разные сложные системы содержат одинаковые структурные части.
Наследственность. Любая работающая сложная система является результатом развития работающей более простой системы. Сложная система, спроектированная «с нуля», никогда не заработает. Следует начинать с работающей простой системы.
Инвариантность структур подсистем различных сложных систем и подсистем одной сложной системы и гомоморфизм их позволяет выделить паттерны проектирования, использование которых позволяет упростить разработку и использование (управления ) сложной системы. Любой паттерн описывает задачу, которая снова и снова возникает в деятельности, а также принцип ее решения, причем таким образом, что это решение можно потом использовать много раз, ничего не изобретая заново. Паттерны широко используются для проектирования объектно-ориентированных программ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сметанин Ю.М., Сметанина Е.Ю., Бусоргин А.В. Таблицы решений и автоматное моделирование бизнес-процессов // Вестн. Удм. ун-та. Сер. Экономика и право. 2009. Вып. 2. С. 126- 142.
2. Сметанин Ю.М., Сметанина Е.Ю., Мелехов Д.Г., Котегов Д.Ю. Автоматные модели бизнес-процессов и нормативный подход к BPR // Вестн. Удм. ун-та. 2007. №1.
3. Мелехов Д.Г., Сметанин Ю.М. Новые информационные технологии в реинжиниринге // Вестн. Удм. ун-та. 1998. №8.
4. Сметанин Ю.М., Сметанина Е.Ю., Мелехов Д.Г., Котегов Д.Ю. Проектирование бизнес-процессов в рамках автоматного подхода к BPR // Менеджмент: теория и практика: межрегион. науч.-практ. журн. Ижевск, 2008. № 3-4. С.211-220.
5. Сметанин Ю.М. Таблицы решений как частный случай продукционных систем и их применение для фиксации принципа действия и ООД при обучении экономистов // Вестн. Удм. ун-та. Сер. Экономика и право. 2009. Вып. 1. С. 85-96.
6. Мехонцева Д.М. Самоуправление и управление: Вопросы общей теории систем: монография. Красноярск, Изд-во Краснояр. ун-та, 1991. 248 с.
7. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++. М.: Бином, 1997. 560 с.
8. Богданов А. А. Тектология как всеобщая наука. М., 1989. Т 1, 2.
Поступила в редакцию 01.03.10
Yu.M. Smetanin, candidate of physics and mathematics, associate professor
A. V. Busorgin, adviser to the Federal service for defense orders
Features of formation and modeling of business systems: patterns and processes
Possibilities of modeling business systems from the viewpoint of control theory are discussed.
Keywords: business systems, business process modeling, the conceptual model, a complex system, control, full function control, K-script, automatic model.
Сметанин Юрий Михайлович, кандидат физико-математических наук, доцент Институт экономики и управления ГОУВПО «Удмуртский государственный университет»
426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1 (корп. 4)
Бусоргин Александр Владимирович, консультант Федеральной службы по оборонному заказу Россия, г. Москва, пер. Уланский, д.16, корп. 1
