Бизнес-архитектура

Глод О.Д.
Архитектура предприятия: учебное пособие

2. БИЗНЕС-АРХИТЕКТУРА

2.1. Направления развития ИАСУ
Существуют следующие направления развития ИАСУ по отдельным областям.
В области экономико-организационного обеспечения [36, 21]:
– расширение ИС за счет ввода новых систем и подсистем, а также решаемых задач;
– автоматизация всего жизненного цикла;
– автоматизация всех уровней иерархий управления.
В области программного обеспечения [27]:
– применение современных технологий программирования;
– применение современных средств автоматизации.
В области информационного обеспечения [9]:
– создание единых баз данных ИС, позволяющих сократить их объемы и возможность распределенного использования;
– создание СУБД, позволяющих совмещать различные БД, обеспечивая при этом логическую и физическую независимости;
– совмещение функций управления на всех уровнях.
В области технического обеспечения [2, 16]:
– совмещение АИС различных уровней;
– создание технологического оборудования и периферийных устройств для усовершенствования обмена информацией;
– создание локальных вычислительных сетей в рамках предприятия.
Одной из проблем при разработке ИАСУ является минимизация затрат на интерфейсы, так как они составляют до 50 % всех затрат.
Синонимами термина «многокомпонентная многоуровневая система» являются «мультиагентная система», «корпоративная информационная система», а также глобальная сеть [15].
Корпоративная информационная система (КИС), как правило, входит в интегрированную систему, так как она ориентирована на какой-то определенный вид деятельности предприятия [28].
КИС – система управления корпорацией или предприятием. Назначение – отражать состояние дел на предприятии и поддерживать заданную модель управления.

Системный подход
Необходимо рассматривать организационную структуру предприятия. Используют для этого системный подход [8]. Выделяют части системы (элементы или подсистемы) и пытаются определить связи или взаимодействия между этими частями. Внутренняя организация системы – структура.
В настоящее время существует 2 основных метода к формализации структуры системы [32]:
1) «сверху – вниз» – целенаправленный подход, или метод декомпозиции;
2) «снизу – вверх» – морфологический подход.

Виды организационных структур
Линейная структура – это древовидная иерархическая структура с сильными связями. Элемент нижележащего уровня подчинен только одному элементу вышестоящего уровня. Руководитель управляет всей структурой, принимает управленческие решения на высшем уровне, которые выполняются подчиненными на нижестоящих уровнях. Актуальна для небольших предприятий [38].
Функциональная структура – это древовидная иерархическая структура со слабыми связями. Каждый элемент нижележащего уровня получает управление от нескольких элементов вышестоящего уровня. Применяется для организаций с разделением труда по принципу функциональной организации [38].
Линейно-функциональная структура сочетает возможности линейной и функциональной структур [38].
Постепенная формализация принятия решения
Это методика системного анализа, сочетающая формальные методы анализа с малоформальными. При этом подходе у лица, принимающего решение, возникает последовательное, уточненное представление о проблеме, моделированием которой он занимается.
Основные этапы такого подхода [24]:

Выбирается или разрабатывается язык моделирования.
Определяют подход моделирования.
Определяют элементы системы и связи между ними.
Возможно получают новые компоненты системы и связи.
Строят новую модель и т.д.

Для оперативного управления фирмой используются системы обработки данных (СОД), основными функциями которых является сбор данных, хранение, обработка информации и выдача пользователю [9].
Сложность объектов управления позволяет разделить их на сферы или на так называемые страты. Как правило, выделяют следующие сферы [3]:
– сфера производства;
– сфера управления;
– информационная сфера.

Системно-целевой подход
Этот подход рекомендован как основной при формировании оргструктур. Состоит в том, что сначала формируется структура целей, а затем на ее основе определяются функции управления. Это позволяет учитывать особенности объекта управления, однако трудности заключаются в согласовании целей и функций на более низких уровнях системы [22].
Элементы, из которых состоит архитектура информационных технологий предприятия, представляют в виде пирамиды (рис. 2) [11].
Рис. 2. Модель для описания архитектуры информационных технологий предприятия

Руководящие принципы обязательно относятся ко всем элементам архитектуры.
Верхняя часть пирамиды описывается с помощью декларируемых принципов [41]. Средняя часть пирамиды, представляющая собой именно архитектуру, описывается с помощью моделей. Для описания нижней части пирамиды необходимы политики (правила), процедуры и стандарты.
Для того чтобы описывать архитектуру, необходимыми элементами являются принципы, модели и стандарты [30].
Стандарты основываются на принципах и реализуют их на практике.
Стандарты – это утверждения, определяющие минимум требований и обязательные к применению, связанные с использованием технологий, товаров и услуг [41].
Формализованным представлением принципов и стандартов являются модели. С точки зрения системного подхода модели дают упрощенное представление о системе, все внимание в них уделено наиболее важным аспектам описываемого предмета [21].
Политики представляют собой совокупный результат направлений развития и целей системы. Они носят обобщенный характер и гарантируют пошаговый процесс планирования, покупку подлинных технологий, успешное исследование концепций и результативное применение информационных технологий и других ресурсов.
Процедуры – это аннотации, описывающие, как выполняются политики и стандарты [41].
Руководства и советы – это описания применения и реализации политик и процедур, могут стать стандартами.
Стандарты постоянно должны находиться в связи с любыми сформулированными политиками, хотя сами политики могут и не обладать определенными стандартами "под собой". Аналогично процедуры постоянно должны иметь связь с конкретными стандартами (рис. 3).

Рис. 3.Политики, стандарты и процедуры
Существуют две точки зрения на процессы создания и использования архитектуры предприятия:

Основой архитектуры являются принципы, изложенные в [41].
Основой архитектуры является процесс создания моделей [21].

При описании существующей архитектуры "как есть" следует руководствоваться принципами, на основе которой она построена; будущие состояния архитектуры "как надо" должны описываться, опираясь на использование соответствующих моделей.
Эволюция контента архитектуры предприятия изображена на рис.4.
Смысл рисунка в том, что со временем по мере развития и совершенствования модели архитектуры влияние принципов становится все меньше.

Рис. 4.Эволюция контента архитектуры предприятия

2.2. Модели и моделирование

Модель содержит определенную информацию в виде данных, определяющих характеристики системы. Они применяются как представление действительной системы в целях ее концептуального осмысления.
Проектирование информационных систем опирается на использование CASE-средств для построения моделей. При этом обязательным является выполнение следующих действий – сбор информации о системе и построение бизнес-модели системы. Вторым шагом строят модель архитектуры системы [19].
Моделирование бизнес-процессов сопровождается рассмотрением трех аспектов [19]:
1) объектов, из которых состоит система;
2) процессов, происходящих в системе;
3) событий, влияющих на изменения в объектах и процессах.
Сбор информации осуществляется специалистами и предполагает различные методы и способы. При этом возникают проблемы [38]:

формирования групп экспертов. Здесь важно определить требования к экспертам, их компетентность и квалификацию в исследуемой проблеме. Размер группы экспертов также важен, он может определять форму экспертного опроса;
формирования экспертного опроса. Это могут быть различные формы анкетирования, опросы. Различают смешанные методики анкетирования, различные деловые игры, мозговую атаку и др.;
выбора подхода к оцениванию полученных результатов экспертных опросов. Здесь важным является упорядочение результатов нечеткой, качественной информации с тем, чтобы ее можно было подвергнуть обработке и оцениванию. Существуют такие подходы, как ранжирование экспертных оценок, их нормирование, упорядочение различными способами, среди которых методы парных сравнений, методы предпочтений и др.;
выбора метода обработки знаний экспертов. Метод обработки, как правило, определяется исходя из выбранного подхода к оцениванию результатов опроса, т.е. п. 3;
согласования мнений экспертов и достоверности их оценок. Этот этап является последним и показывает, насколько можно доверять проведенному опросу, насколько согласованы мнения экспертов и т.д. Инструментами для таких оценок являются статистические методы оценки дисперсии, оценки вероятности, ранговой корреляции, коэффициента конкордации и т.д.

Применение экспертных оценок для сбора информации при исследовании объекта объясняется тем, что в процессе сбора информации приходится иметь дело с качественными характеристиками. И предполагается, что группа экспертов даст информацию лучше, чем один эксперт [32].
Ранжирование – это упорядочение объектов согласно мнениям экспертов. Критерий упорядочения также задается экспертом. Объекты упорядочиваются в порядке предпочтения их экспертами, руководствуются определенными показателями сравнения. Варианты упорядочения могут быть разными, в зависимости от вида отношений между объектами. Часто между объектами невозможно сравнение по одинаковым показателям, тогда их располагают в порядке предпочтения. Наиболее предпочтительный элемент ставится первым, за ним второй, менее предпочтительный, чем первый, затем третий, менее предпочтительный, чем второй и т.д. Отношения порядка могут быть строгого, нестрогого, эквивалентности. Наиболее предпочтительному объекту присваивается ранг, равный единице, второму по счету объекту – ранг, равный двум и т.д. Для эквивалентных объектов ранги присваиваются одинаковые. Далее производят арифметические операции по упорядочению рангов, находя среднее арифметическое. И далее упорядочивают объекты в соответствии с рангами. Достоинство этого метода – простота процедуры как для экспертов, так и для организаторов опроса. Недостаток – практически невозможно осуществление этой процедуры при числе объектов более чем 15. Эксперту нужно сравнивать по трудноформализуемым признакам объекты, и это сравнение ограничивается возможностями человеческого восприятия. При большем числе объектов возможны ошибки экспертов [32].
Более простая задача – парное сравнение. В этом случае объекты расположены парами, где каждый элемент сравнивается с каждым. Отношения могут быть строгого порядка или эквивалентности. Затем строят матрицу парных сравнений, она квадратная, количество строк равно количеству столбцов, равно числу элементов. В главной диагонали – единицы. Элементы матрицы в зависимости от результата сравнения принимают значение 0,1 и 2. Оценка по парам также не дает полного упорядочения объектов, поэтому применяют ранжирование после парного сравнения, которое также не всегда можно получить [32].
При множественном сравнении эксперты сравнивают тройки или четверки или пятерки и т.д. объектов. И эксперт их сравнивает и упорядочивает. Достоинство этого метода в том, что он снижает объем поступающей к эксперту информации. Недостаток в том, что при большом количестве объектов затруднено ранжирование [32].
Непосредственная оценка – это метод, при котором объекту присваивается числовое значение из шкалы интервалов. Каждому объекту ставится точка на отрезке числовой оси. Одинаковым объектам ставятся одни и те же точки. Далее эксперт соединяет линией объекты и точки. На практике применяют балльную шкалу (5, 10, 100 баллов).
Метод Черчмена–Акоффа считается наиболее популярным для оценки альтернатив. Его называют методом последовательного сравнения. Происходит последовательная корректировка оценок экспертами. Метод состоит в том, что каждой альтернативе ставится в соответствие действительное неотрицательное число, при этом альтернативы ранжируются по предпочтительности. Далее сравниваются неотрицательное число при первой альтернативе и сумма неотрицательных чисел при остальных альтернативах. Неотрицательное число при первой альтернативе должно быть больше суммы остальных чисел, если первая альтернатива предпочтительнее. В противном случае это число должно быть меньше или равно сумме остальных чисел. После того как первая альтернатива оказалась предпочтительнее суммы альтернатив, ее исключают из рассмотрения и то же самое проделывают со второй альтернативой, и т.д. При большом количестве альтернатив их разбивают на группы и в каждую группу включают максимальную. Метод применим при измерении в шкале отношений. Наиболее предпочтительной альтернативе присваивается максимальная оценка, для всех остальных эксперт указывает, во сколько раз они менее предпочтительные. Применяют парное сравнение предпочтительности альтернатив [19].
Метод Неймана – Моргенштерна состоит в получении численных оценок альтернатив с помощью вероятностных смесей. Вероятностные смеси присваиваются каждой альтернативе, затем они сравниваются, и принимается решение о предпочтительности. Этим методом возможно получение функции полезности для смешанных альтернатив. Более предпочтительна та смешанная альтернатива, чья функция полезности больше [19].
Метод согласования оценок применяется при обработке оценок экспертов. На самом деле это не один метод, таких методов много, они предназначены для того, чтобы убедиться, что эксперты дали согласованные оценки, которым можно доверять. Методы согласования оценок могут быть следующими [32]:

Методы, основанные на вероятностных оценках, например, средняя вероятность, средневзвешенное значение вероятности.
Методы оценки измерений и повышения значений согласованности экспертных значений.
Методы, использующие экспертов с априори высокой степенью согласованности оценок.

Модель – это заменитель объекта оригинала, созданный таким образом, чтобы отобразить все интересующие исследователя характеристики оригинала.
Моделирование – это изучение свойств объекта оригинала с помощью созданной модели.
Моделирование используют в тех случаях, когда построение модели экономически оправдано [21].
К моделям применяются следующие требования. Модель объекта должна быть [38]:
- адекватной, т.е. как можно полно отражать интересующие свойства объекта оригинала;
- полной, т.е. предоставлять исследователю всю полноту информации об исследуемом объекте;
- гибкой, т.е. модель системы должна воспринимать весь диапазон изменения переменных, описывающих систему, работать при требуемых изменениях условий работы.
Важным при составлении модели является то, что трудоемкость разработки модели должна быть приемлемой и укладываться в заданные временные параметры. Соответственно программные средства создания модели должны отвечать уровню развития технологий.
Параметры, которым должна удовлетворять модель, приведены на рис. 5 [4].

Рис. 5. Параметры модели

Существуют различные методы моделирования и их различные классификации [21].
Модели можно разделить на два больших класса – количественные модели и качественные модели [21].
Количественные модели оперируют цифрами, результат моделирования также имеет цифровое значение. Это могут быть как статистические данные, так и величины, имеющие размерность. Качественные модели оперируют нечеткими, неточными определениями, однако в них также присутствуют цифровые значения. Это могут быть данные математической статистики и другие численные характеристики оценки экспертов.
Модели разделяют также на модели, использующие средства естественного языка, и модели, использующие специальные средства описания.
Модели разделяются на динамические и статические. Динамические модели описывают системы, изменяющиеся во времени. Статические модели описывают системы, не изменяющиеся во времени.
Модели разделяют на детерминированные и стохастические. Детерминированные модели работают с детерминированными переменными. Стохастические модели работают с вероятностными характеристиками.
При моделировании выделяют следующие этапы [32]:

Определение цели моделирования. В ходе этого этапа должно быть определено, модель чего хотят получить, и как эту модель дальше можно будет использовать.
Выбор аппарата моделирования. На этом этапе определяют, каким из известных методов моделирования можно построить интересующую модель. Определяются также с математическим аппаратом и программными продуктами, позволяющими построить модель. Этап очень важный, так как от выбора аппарата моделирования зависит репрезентативность модели и возможность ее дальнейшего использования.
Выбор переменных. Здесь выбираются переменные, которые будут описывать систему, параметры внешней среды, шкалы оценок. Важно определить, какие переменные будут описывать систему, а какие – внешнюю среду.
Выбор ограничений. На этом этапе определяют начальные условия, при которых моделируется система, т.е. начальные значения, а также ограничения, накладываемые на систему и внешнюю среду.
Определение связей между переменными модели и окружающей ее среды. Этот этап и является этапом построения модели. Проделав пп. 1–4, задавая связи в п. 5, осуществляют непосредственно построение модели.
Исследование модели. Полученную модель необходимо исследовать. На этом этапе модель проверяется в рабочем состоянии, вводятся начальные значения, переменные, использующиеся при моделировании, и получают результаты работы модели.
Изучение адекватности модели. Согласно полученным результатам в п. 6, оценивается соответствие модели заданным в п. 1 целям моделирования.

Для описания бизнес-архитектуры применяются модели, которые включают представления о бизнес-объектах и логике [14].
На уровне прикладных систем применяются диаграммы "сущность – отношения", карты иерархии управления.
Предметом анализа является архитектура предприятия, представляющая собой сложную систему взаимодействующих ИТ-ресурсов – их структурных компонентов и взаимодействий между ними.
Разработка архитектуры позволяет достигнуть две взаимосвязанные цели: обеспечивает взаимодействие структур, объектов и связей между ними. Поэтому и процесс создания моделей и моделирования можно рассматривать с двух точек зрения [22]:
- моделирование с целью обеспечить понимание;
- моделирование для внедрения.
Первый шаг построения архитектуры предприятия – создание моделей бизнес-процессов [17].
Разработка моделей для различных предметных областей архитектуры – итерационный процесс, который связан с рассмотрением различных перспектив (уровней абстракции), а также связей между моделями отдельных доменов архитектуры. Например, на самом верхнем уровне описания контекста архитектуры для описания архитектуры информации могут использоваться списки бизнес-сущностей, таких как "счет", "клиент" и т.д., для архитектуры прикладных систем будет достаточно иметь список основных бизнес-процессов, а для технологической архитектуры – информацию о местах расположения бизнеса.
По мере того как создаются более детальные описания доменов архитектуры, будут разрабатываться более детальные модели бизнес-процессов, вместо списка бизнес-сущностей будут создаваться семантические, логические и физические модели данных [20].
Эти модели описывают архитектуру предприятия на различных уровнях абстракции, которые соответствуют "взглядам" на предприятие различных категорий людей.
Чтобы описать предприятие, его структуру и процессы, которые происходят внутри, можно использовать динамические и статические модели [21].
Первые модели помогают описать процесс обмена информацией, перенаправление сообщений между некоторыми объектами, в свою очередь статические модели рассматривают только структуры и взаимодействие между объектами.
Бизнес-архитектура включает в себя следующие аспекты [28]:

Бизнес-стратегия, обязанности и организационные структуры – собрание целенаправленных установок, планируемых задумок и структур организации. Данная информация может быть представлена с изображением в самых различных форматах, но максимально необходимый нюанс состоит в создании контекста для описания бизнес-процессов.
Архитектура бизнес-процессов, дает определение основным функциональным областям организации.
Показатели эффективности [26]. Суть заключается в описании главных показателей эффективности (КПЭ) работы предприятия, их фактических уровней и предполагаемых.

Чтобы построить бизнес-архитектуру, нужно начать с общего обзора ситуации, после изучения которой можно ответь на представленные ниже вопросы [22]:

Каков внешний контекст деятельности организации?
В чем заключаются основные функции и добавочная стоимость, которая является итогом деятельности организации?
Какие планы развития бизнеса обязательно учитывать, и каков процент их реализации?
Какие информационные взаимосвязи и процессы обработки информации необходимо использовать?

2.3. Технологии автоматизированного проектирования информационных систем
CASE (Computer-Aided Software System) – компьютерные технологии, используемые для автоматизации процесса создания информационных систем. Подход при этом модельный, т.е. объект-оригинал заменяется его моделью, сохраняющей все основные свойства. Основные модельные подходы – это структурный анализ и проектирование, объектно-ориентированный анализ и проектирование, имитационное моделирование [17].
Структурный анализ и проектирование выполняются с применением методологии SADT (Structured Analysis and Design) – структурный анализ и проектирование. IDEF – компьютерная реализация этой методологии. Реализована как совокупность моделей бизнес-процессов и моделей данных. Сначала строится модель «как есть», затем она анализируется и разрабатываются способы ее улучшения, затем строится модель «как надо». На этой основе разрабатывается модель базы данных [26].
Объектно-ориентированный анализ и проектирование осуществляются с помощью специальных языков [9].
Концепция CPI (Continuous Process Improvement) рассматривает бизнес-процесс как единое целое и соответственно управляет им как единым целым.
Для этой цели применяются системы MRP (Material Requirements Planning) и ERP (Enterprise Resources Planning) [10].
Основой ERP является единое хранилище данных, которое содержит всю информацию о предприятии и его бизнес-процессах. ERP – это система для автоматизации задач, связанных с основными бизнес-процессами. Представляет собой набор интегрированных приложений. Ядро системы ERP базируется на стандарте MRPII. Система включает следующие модули [24]:
– управление логистическими цепочками SCM;
– планирование и составление производственных графиков APS;
– управление отношениями с клиентами CRM;
– электронная коммерция EC;
– управление данными об изделии PDM;
– надстройка на основе технологии OLAP и др.
Стандарт MRPII формализует внутреннюю организацию предприятия.
Более поздний стандарт CSRP дополнительно охватывает процессы, связанные с работой с клиентами, такие как [24]:
– оформление заказа;
– оформление технического задания;
– разработка проекта изделия;
– изготовление изделия;
– сервисное обслуживание.
Этот стандарт охватывает весь жизненный цикл изделия.

Вопросы для самопроверки

Какие существуют направления развития ИАСУ?
Поясните суть системного подхода при рассмотрении организационной структуры предприятия.
Какие существуют виды организационных структур?
Поясните суть постепенной формализации принятия решения.
В чем состоит системно-целевой подход при формировании оргструктур?
Поясните взаимосвязь политик, стандартов и процедур.
Какие существуют модели для описания архитектуры информационных технологий предприятия и стратегии?
Дайте определение модели.
По каким критериям можно классифицировать модели?
Назовите две точки зрения, с которых можно рассматривать процесс моделирования и модели.
Для чего создаются модели бизнес-процессов.
Опишите, как происходит процесс моделирования.
Назовите аспекты бизнес-архитектуры.
Назовите технологии автоматизированного проектирования информационных систем.
В чем заключается концепция CPI (Continuous Process Improvement) при моделировании архитектуры предприятия?
Рассмотрением каких аспектов сопровождается процесс моделирования бизнес-процессов?
Какие проблемы возникают при сборе информации?
В чем заключается метод ранжирования экспертных оценок?
В чем заключается метод парного сравнения экспертных оценок?
В чем заключается метод множественного сравнения экспертных оценок?
В чем заключается метод непосредственной оценки экспертных оценок?
В чем заключается метод Черчмена–Акоффа для экспертных оценок?
В чем заключается метод Неймана – Моргенштерна для экспертных оценок?
В чем заключается метод согласования оценок?
Дайте определение модели. Для чего нужна модель?
Какие требования предъявляются к моделям?
Каким параметрам должна удовлетворять модель?
Какие существуют классификации моделей? Приведите примеры.
Какие этапы выделяют при моделировании?

Оглавление