Имитационное моделирование бизнес-процессов в системах массового обслуживания
Скачать 360.84 Kb.
|
Таблица 1. Классификация методов моделирования бизнес-процессов
Вторая часть иллюстрирует приведенную систему конкретными примерами работ, в которых описанные выше методы используются для моделирования бизнес-процессов. Описание стандарта функционального моделирования IDEF0 (ICAM Definition), принадлежащей к группе графических методов и исторически получившей наибольшее распространение в России, дается в третьем разделе, в котором сделан общий обзор методологии IDEF0 на основе рекомендаций, принятых и введенных в действие Госстандартом России 2 июля 2001 г. (ГОСТ Р 50.1.028-2001). Здесь же рассматриваются основные концептуальные принципы IDEF0, составляющие вкупе с рассмотренными понятиям единую методологию. В этом разделе также рассмотрены присущие методологии IDEF0 достоинства и недостатки. К числу первых следует отнести: невысокую стоимость разработки моделей; возможность построения модели, которая позволила бы в дальнейшем быстро и эффективно скорректировать систему в соответствии с новыми условиями и требованиями; наглядность визуального представления; возможность получения полной информации о каждой работе, процедуре, операции благодаря жестко регламентированной структуре; возможность агрегирования и детализации потоков данных и информации; соответствие подхода к описанию процессов стандартам ISO 9000:2000. Благодаря указанным факторам IDEF0 по-прежнему является одной из наиболее приемлемых методологий моделирования бизнес-процессов в России. Кроме своих преимуществ, методология IDEF0 обладает и рядом недостатков: являясь методологией функционального моделирования, IDEF0, вообще говоря, не предназначена для моделирования процессов; с ее помощью невозможно отразить работу процесса в динамике или работы, идущие параллельно друг другу; наличие всего лишь функционального и информационного типов моделей, остальные аспекты архитектуры если и могут быть отображены, то на недостаточном уровне; недостаточный уровень формализма и отсутствие возможности применения математических методов анализа моделей; наличие логико-лингвистических противоречий и неточностей в определении стандарта обуславливает необходимость создания различного рода интерпретаций и уточнений, специфичных для исследуемой области. На основании проведенного анализа делается вывод о привлекательности методологии IDEF0 на начальных стадиях реинжиниринга бизнес-процессов, с одной стороны, а с другой – о необходимости перехода к более сложным и мощным средствам в дальнейшем. Это подтверждает актуальность исследований в области разработки интегрированных систем моделирования, способных осуществлять переход от разработанных на начальных этапах реинжиниринга относительно простых моделей к более сложным, использующим в качестве описательного средства математический аппарат. Во второй главе рассматривается методика построения дискретно-событийной модели системы бизнес-процессов произвольной организации на основе их описания средствами методологии функционального моделирования IDEF0. В первом разделе рассмотрены основные этапы перехода от IDEF0 к дискретно-событийной модели и приведена их краткая характеристика. На первом этапе требуется избавиться от логико-лингвистических противоречий и неточностей, допускающих двусмысленность в интерпретации определений основных структурных элементов исходной модели На втором этапе необходимо проанализировать метамодели обеих методик и выработать систему правил, согласно которым структурным элементам одной модели будут сопоставляться элементы другой. На третьем этапе в соответствии с выбранными правилами осуществляется построение дискретно-событийной модели. Очевидно, что поскольку полученная модель должна быть более сложной, чем исходная, части информации будет недоставать, поэтому необходима выработка правил и методов получения этой недостающей информации. Для придания создаваемой модели большей функциональности и практической ценности на четвертом этапе необходимо внести дополнительные элементы, которые позволили бы учесть качество осуществления бизнес-процессов и управляющие воздействия на систему извне. Далее в этой главе эти этап рассматриваются подробнее. Во втором разделе описывается построение модели бизнес-процессов, описываемой в терминах теории СМО. Предложена методика перехода от функционального описания системы, обеспечиваемого IDEF0, к дискретно-событийному, лежащему в основе аппарата СМО, а также описаны правила перехода от абстракций стандарта IDEF0 к основным понятиям, используемым при описании системы как СМО, с целью построения адекватной имитационной модели бизнес-процессов и учета в ней системы показателей качества. Структура такой системы формализована в виде ориентированного графа:  - орграф, определяющий структуру сети СМО;  - множество вершин графа, т.е. множество узлов сети СМО;  - множество дуг графа, т.е. множество потоков, связывающих узлы сети;  - отношение инцидентности, задающее структуру связей между узлами и дугами;  ,  , где  - множество истинных вершин графа, соответствующих узлам рассматриваемой сети СМО;  - множество фиктивных вершин, которые вводятся для обозначения источников и приемников внешних потоков.  , где  - множество фиктивных вершин, соответствующих узлам, являющимся приемниками исходящих потоков системы, т.е.,  .  - множество истинных вершин, соответствующих узлам, являющимся источниками исходящих потоков системы, т.е.  .  - множество фиктивных вершин, соответствующих узлам, являющимся источниками внешних управлений,  - множество фиктивных вершин, соответствующих узлам, являющимся источниками внешних входов, так что  .  - множество истинных вершин, соответствующих узлам, являющимся приемниками внешних управлений;  - множество истинных вершин, соответствующих узлам, являющимся приемниками внешних входов, так что  . , где  - множество дуг, соответствующих внутренним потокам сети;  - множество дуг, соответствующих внешним потокам, т.е. входам, управлениям и выходам. Тогда  ;  .  - множество дуг, соответствующих внешним выходам сети;  - множество дуг, соответствующих внешним управлениям сети;  - множество дуг, соответствующих внешним входам сети. Здесь  ;  так, что  .Следует заметить, что каждому входящему потоку может соответствовать не один, а несколько исходящих потоков, как, впрочем, и наоборот. Аналогичные рассуждения применимы и к потокам управляющих воздействий. Матрица  с элементами задает соответствие входов и выходов рассматриваемой подсистемы. Здесь  ,  ,  . - множество всех потоков системы;  - входящие потоки требований всех узлов сети;  - исходящие потоки требований всех узлов сети;  - потоки событий поступления управляющих воздействий на все узлы сети;Величины  ,  ,  - имеют смысл интервалов времени между двумя последовательными  -м и  -м событиями, имеющие функции распределения  ,  и  соответственно.Соответствие потоков дугам задается отображением  .Если узел связан одним потоком только с одним узлом (рис.1)  Рис. 1. Связь узлов без разветвления потоков то  , где  - отображение, ставящее в соответствие вершине графа и номеру его дуги номер потока.Если исходящий поток разделяется (рис. 2-а), то рассматриваются две дуги (рис. 2-б), так что  ,  (а) (б) Рис. 2. Связь узлов с разделением потоков  , где  , если разделение потоков производится по правилу «И» («AND-split»), и  - в противном случае.В обратной ситуации, т.е. при слиянии потоков (рис. 3-а) рассматривается конструкция, изображенная на рис. 3-б, и  ,  , причем  .  (а) (б) Рис. 3. Связь узлов со слиянием потоков  - множество устройств обслуживания,  - число устройств.Каждое устройство имеет число каналов  , равное числу процессов, механизмом выполнения которых оно является.Соответствие устройств обслуживания узлам сети зададим на графе отображением  .Устройства имеют очереди длиной  , число которых  .Дисциплины очередей могут быть произвольными, в рамках данной работы рассматривается множество дисциплин  .Время обслуживания заявок определяется соотношением  где  - момент генерации исходящей заявки  -го дочернего процесса, входящего в цепочку, связывающую -й вход родительского процесса и его  -й выход;  - время генерации выхода вышеуказанного дочернего процесса в ответ на поступившие на входы заявки;  - момент поступления входящей заявки  -го потока;  - время ожидания заявки -го потока в очереди по причине занятости устройства;  - множество входящих потоков -го дочернего процесса, являющихся исходящими потоками других дочерних процессов;  - множество входящих потоков -го дочернего процесса, являющихся внешними по отношению к родительскому процессу, получаем выражение для момента  генерации выхода родительского процесса в ответ на его вход .Генерация выхода дочернего процесса начинается только после поступления заявок на все входы, связанные с ним. Это позволяет не детализировать модель при рассмотрении процесса уровня ниже уровня  , рассмотрев вместо этого величины  дочерних процессов уровня .Таким образом, получена сеть СМО с неординарными (поскольку заявки могут поступать и группами), вообще говоря, произвольными входящими потоками. Обслуживание поступивших в блок требований осуществляется общими устройствами, допускающими очередь неограниченной длины. Поток обслуживаний в общем случае также является произвольным, поскольку величины и случайны.С практической точки зрения построенная модель бизнес-процессов как СМО может быть полезна на этапе проектирования, позволяя оптимальным образом увязать во времени выполнение работ и процессов. В диссертации предлагается расширить СМО за счет введения дополнительных элементов: вектора характеристик поступающих на устройства обслуживания заявок и вектора состояния обслуживающих устройств для решения задачи оценки возможных последствий операционных или тактических управляющих воздействий. Этому посвящен третий раздел, в котором в полученную модель вносятся дополнительные элементы с целью учета управляющих воздействий и качества осуществления процессов. В работе предлагается рассмотрение классов заявок, вообще говоря, с бесконечным множеством представителей, различающихся между собой значениями вектора характеристик. В качестве элементов этого вектора предлагается рассматривать те характеристики заявок, которые влияют на время их обслуживания либо на характеристический вектор обслуживающих их устройств. Это позволяет учесть не только временные характеристики функционирования системы, но и качество осуществления процессов. Введем обозначение  ,где  - тип заявки;  - множество выделенных типов заявок;  - значение -й компоненты вектора характеристик  заявки  .В качестве компонент характеристического вектора обслуживающих устройств рассматриваются, в первую очередь, величины, определяющие степень занятости устройства, поскольку для построения модели, пригодной для адекватного предсказания функционирования организационной системы, зачастую недостаточно двух состояний («занято»/«свободно»). Пусть  - величина, характеризующая степень загруженности -го устройства. Здесь  - число заявок типа , которые находятся на обслуживании данного устройства;  - множество типов заявок, которые может обслуживать данное устройство; - множество всех типов заявок;  - функция, характеризующая загруженность устройства совокупностью заявок типа , число которых .При  устройство полностью свободно; при  - полностью занято. Новая заявка типа  принимается к обслуживанию, если .Кроме этого, в качестве компонент характеристического вектора рассматриваются управленческие воздействия на подсистемы, например, ресурсные, временные ограничения, либо же ограничения, определяющие дисциплину обслуживания. Обозначим эту группу характеристик  ,где  - значения отдельных характеристик, входящих в группу;  - размерность вектора  для -го устройства.В качестве третьей группы компонент рассматриваются показатели процесса  , которые позволяют оценивать функционирование системы с точки зрения системы менеджмента качества.Таким образом, каждое обслуживающее устройство характеризуется вектором  размерности  .Приведенные рассуждения иллюстрируются на примере упрощенной модели бизнес-процесса «Реализовать объект недвижимости», входящего в группу основных бизнес-процессов инвестиционно-строительной организации. В рамках примера выделено 7 входов, 6 выходов, 1 управление и 1 механизм. Граф модели в этом случае имеет вид, изображенный на рис. 4. Построенная таким способом модель является с точки зрения родительского процесса многоканальной СМО со сложным нерекуррентным входящим и исходящим потоками, а с точки зрения дочерних процессов – сетью одноканальных СМО с неограниченной очередью и бесконечным множеством состояний обслуживающих устройств. Она позволяет оценивать влияние управляющих воздействий на систему путем отслеживания как функциональных характеристик СМО, так и непосредственно показателей, связанных с обслуживающими устройствами.  |
Похожие:
 | Рабочая программа по курсу «Имитационное моделирование экономических... «Имитационное моделирование экономических процессов» составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта... | | Программа научного семинара " Моделирование и оптимизация бизнес процессов " Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 080500. 68 Бизнес-информатика... |
| Рабочая программа по курсу «Имитационное моделирование экономических... «Имитационное моделирование экономических процессов» составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта... | | Котляров И. Д. ст преп каф. Исэ спбгиэу, к э. н Рецензия на книгу: Брусакова И. А. Имитационное моделирование в информационных системах: Учеб пособие. – Спб.: Спбгиэу, 2004. – 151... |
| Правительство Российской Федерации Государственное образовательное... Моделирование бизнес-процессов. Управление бизнес-процессами (bpm). Интегрированное проектирование информационных систем |  | Реинжиниринг бизнес-процессов реализации заказов производства мебели... Целью работы является анализ и реинжиниринг бизнес-процессов (рбп) реализации заказов мебельного производства, направленный на упрощение... |
| Программа дисциплины «Математическое моделирование бизнес-процессов»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления | | Учебно-методический комплекс по дисциплине Имитационное моделирование экономических процессов Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки от 25 октября 2011г.№2267 на основе требований Государственного образовательного... |
| Методические рекомендации по курсу имитационное моделирование подготовки... Цели освоения дисциплины изучение методов и моделей имитационного моделирования и развитие практических навыков решения задач по... | | Рабочая программа дисциплины теория массового обслуживания «Теория массового обслуживания» студентам очной полной формы обучения по направлению (специальности) подготовки магистра «210700... |
| Программа дисциплины Анализ данных и прогнозирование для направления... Требования к студентам: Приступая к изучению данной дисциплины, студент должен обладать знаниями информатики в объеме общеобразовательной... | | Рабочая программа моделирование транспортных процессов направление... Моделирование транспортных процессов: рабочая программа / авт сост. В. Б. Вилков, спб.: Ивэсэп, 2013. – 21 с |
| Учебно-методический комплекс по дисциплине имитационное моделирование... «Прикладная информатика в экономике». Составитель: доцент к ф м н., доцент Кузьмин П. И. Барнаул, Алтайский государственный университет,... | | «виртуальная лаборатория газоснабжения» Бытовая плита, газоснабжение, имитационное моделирование, информационно-образовательная среда |
| Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация... Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных... | | Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 08 Моделирование и оптимизация Курс «Моделирование и оптимизация технологических процессов» является прикладной наукой, занимающейся вопросами моделирования рациональных... |
