CC BY
10Вестник Сыктывкарского университета.
Серия 1: Математика. Механика. Информатика. 2022.
Выпуск 4 (45)
Bulletin of Syktyvkar University.
Series 1: Mathematics. Mechanics. Informatics. 2022; 4 (45)
ИНФОРМАТИКА
INFORMATICS
Научная статья УДК 519.83
https://doi.org/10.34130/1992-2752_2022_4_33
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ИТ-УСЛУГ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ПОСТЕПЕННОЙ ФОРМАЛИЗАЦИИ
Лавреш Иван Иванович1, Кузнецов Владислав Дмитриевич2
1 Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина, e-mail: ilavresh@mail.ru
2 ГАУ РК «Центр информационных технологий», e-mail: hirufu96@yandex.ru
Аннотация. В статье c помощью метода постепенной формализации описана возможность построения процессов предоставления ИТ-услуг с применением имитационного моделирования для обеспечения принятия управленческих решений по результативной и эффективной нагрузке подразделений и организации в целом для достижения бизнес-целей организации. Это позволяет проводить оптимизацию работы организаций, где организовано управление ИТ-услугами, путем разработки цифровых двойников процессов предоставления ИТ-услуг. Приводится пример эксперимента с моделью для проверки работоспособности сервисной организации при различных значениях параметров модели.
Ключевые слова: ИТ-услуги, имитационное моделирование, постепенная формализация, служба Service-desk
© Лавреш И. И., Кузнецов В. Д., 2022.
Для цитирования: Лавреш И. И., Кузнецов В. Д. Имитационное моделирование процессов предоставления ИТ-услуг с помощью метода постепенной формализации // Вестник Сыктывкарского университета. Сер. 1: Математика. Механика. Информатика. 2022. Вып. 4 (45). C. 33-45. https://doi.org/10.34130/1992-2752_2022_4_33
Article
Simulation modeling of the processes of providing IT-services using the method of gradual formalization
Ivan I. Lavresh1, Vladislav D. Kuznetsov2
1 Pitirim Sorokin Syktyvkar State University, e-mail: ilavresh@mail.ru
2 Information technology center, e-mail: hirufu96@yandex.ru
Annotation. In the article c using the gradual formalization method described by the ability to build processes for providing IT services using simulation modeling to ensure management decisions are made on the effective and efficient workload of departments and the organization as a whole in order to achieve the organization's business goals. This allows you to optimize the work of organizations where it is organized IT service management, by development of digital twins of IT service delivery processes. An example of an experiment with a model to test the service organization's performance for different values of model parameters is given.
Keywords: IT-services, simulation modeling, gradual formalization, service Service-desk
For citation: Lavresh I. I., Kuznetsov V. D. Simulation modeling of the processes of providing IT-services using the method of gradual formalization. Vestnik Syktyvkarskogo universiteta. Seriya 1: Matematika. Mekhanika. Informatika [Bulletin of Syktyvkar University, Series 1: Mathematics. Mechanics. Informatics], 2022, No 4 (45), pp. 33-45. https://doi.org/10.34130/1992-2752_2022_4_33
Введение
В статье описывается метод постепенной формализации имитационного моделирования процессов предоставления ИТ-услуг при составлении имитационных моделей. Это предоставляет определённые возможности для оптимизации работы организаций, где организованы
ITSM-системы (IT Service Management, управление ИТ-услугами), путем разработки цифровых двойников процессов предоставления ИТ-услуг. Цель статьи: оценить возможность построения процессов предоставления ИТ-услуг с помощью имитационного моделирования для обеспечения принятия управленческих решений по результативной и эффективной нагрузке подразделений и организации в целом для достижения бизнес-целей организации.
Моделирование ИТ-инфраструктуры ИТ-организации помогает оценивать такие важные параметры, как отдача от ИТ-инфраструктуры, влияние изменений в ИТ-инфраструктуре, эффективность ИТ-инфраструктуры и так далее. Кроме того, для обеспечения общей гибкости организации ИТ-инфраструктура должна быстро реагировать на любые изменения в бизнес-процессах, и имитационное моделирование очень помогает в достижении этой цели, позволяя оценить эффективность ИТ-инфраструктуры, попробовать различные сценарии, оценить влияние изменений в бизнес-процессах и сократить время реакции на изменения. Все это особенно важно, когда необходимо оценить организацию, предоставляющую ИТ-услуги [1; 2].
В системном моделировании выделяют два типа [3] моделирования — аналитическое и имитационное. С точки зрения применения к ИТ-организации, аналитическое моделирование [3-5] представляет собой набор уравнений, описывающих (математическое представление) бизнес-процессы, потоки и ИТ-инфраструктуру организации. Обычно невозможно или очень сложно выразить аналитически различные зависимости, которые описывают процессы организации, особенно когда говорится о сложных процессах. На самом деле аналитическое моделирование не может точно моделировать сложные среды. Имитационное моделирование [3; 6-8] — это способность создавать модель среды предоставления услуг в комплекте с бизнес-процессами, потоками и ИТ-инфраструктурой, а также выполнять моделирование взаимодействий между всеми этими компонентами. Имитационное моделирование эффективно для любой организации, но уникально подходит для сложной среды электронного бизнеса.
1. Постепенная формализация имитационной модели предоставления ИТ-услуг
Предметной областью построения технологии моделирования методом постепенной формализации является процессы службы Service
desk, отражаемые в системе «Итилиум» сервисной организации. Также используется информация подхода ITSM [9-11], направленного на удовлетворение потребностей пользователей.
В данной статье приводится технология построения имитационной модели предоставления ИТ-услуг в государственном автономном учреждении Республики Коми «Центр информационных технологий». Основой для моделирования является описание деятельности оператора и исполнителя ИТ-услуг при регистрации, обработке и закрытии обращений [13]. Второй отправной точкой стала модель «Центра поддержки клиентов (рис. 1), предоставляемой пакетом AnyLogic. На рисунке видно, что заявки на обслуживание проходят по нескольким уровням, которые распределяются по двум направлениям: аппаратура и программы.
Рис. 1. Модель центра поддержки клиентов. Окно структуры
Модель строилась в программной среде AnyLogic [3], имеющей как развитую систему статистики, так и необходимый уровнем визуализации. Хотя данная технология может быть реализована и в других пакетах AnyLogic (изготовитель XJ Technologies). Этот пакет был выбран из-за его гибкости и масштабируемости. AnyLogic — это универсальная среда моделирования для дискретных, непрерывных и гибридных си-
стем. Он использует структурные диаграммы UML-RT для построения иерархических объектно-ориентированных моделей и гибридных диаграмм состояния для спецификации поведения. Сгенерированной моделью является Java, и она может быть расширена с помощью пользовательского Java-кода [6; 14].
Сама технология постепенной формализации построения имитационной модели — процесс итерационный, и состоит из следующих этапов:
1) извлечение информации об объекте моделирования и нескольких возможных методах моделирования;
2) составление набора критериев оценки (объем, структура, типы заявок, распределение по подразделениям и т. п.);
3) моделирование возможных проблемных ситуаций;
4) осуществление оценки результатов работы организации по выбранным критериям;
5) возврат к первому пункту, то есть новые представления об объекте.
2. Разработка имитационной модели процессов предоставления ИТ-услуг
Далее описаны этапы работ постепенной формализации имитационной модели предоставления ИТ-услуг.
1 этап
Работа сервисной организации гораздо сложнее, чем описано в предоставляемой модели. Была сделана попытка привязать модель центра поддержки клиентов к действующей структуре сервисной организации. Использовались сама структура организации и описание работы предоставления ИТ-услуг. Однако количественные оценки параметров работы модели оказались не вполне отражающими работы подразделений.
2 этап
Привлечение экспертов. Была создана группа экспертов в составе руководителей и ведущих специалистов подразделений. Ими была сделана оценка параметров работы с обращениями пользователей, нарядами, временем закрытия заявок, возможными потерями и другими значениями. Вариант модели удалось запустить во времени. Работоспособность модели оказалась ограниченной.
3 этап
Продолжение работы экспертной группы. Экспертам удалось установить, что модель должна отражать организационное аспекты работы организации. Например, работники уходят в отпуск, болеют, работают по сменам. Внесение дополнительных параметров помогло запускать модель в режиме демонстрации для руководителей. Вид модели показан на рис. 2.
Рис. 2. Вид структуры организации в модели по результатам работы группы
экспертов
На рисунке показаны элементы организационной структуры: УВ-РИС — управление внедрения и развития информационных систем, УБ — управление по безопасности ИС, Продажи — отдел продаж, Имущества — отдел управления имуществом, Техпод — управление технической поддержки, СМ — сервис менеджер.
Для построения модели использованы следующие источники информации: система «Итилиум» ГАУ РК «ЦИТ», регламенты предоставления ИТ-услуг, положения о подразделениях ГАУ РК «ЦИТ», информация отдела по управлению персоналом и др. Все описывается в процессах 1Т1Ь [11; 12]. Использована методика имитационного моделирования [6; 7].
4 этап
Применение модели. Работа модели позволяет проверять работы сервисной организации при различных значениях параметров, вводить новые подразделения, изменять временные и количественные характеристики. Метриками эффективности процесса управления запросами на обслуживание могут быть:
• общее количество запросов на обслуживание;
• количество запросов, находящихся на разных стадиях жизненного цикла - закрыт, в работе, назначен в команду и т. п.;
• количество запросов, ждущих исполнения;
• среднее время исполнения запросов определенных типов;
• количество запросов, исполненных в согласованное время исполнения запросов;
• средние затраты на исполнение запросов определенных типов;
• уровень удовлетворенности пользователей.
5 этап
Работа с руководителями. При демонстрации работы модели руководителям неизбежно возникают вопросы управления организацией. Что будет, если изменяются параметры или изменяется характер заявок (например, по одним направлениям больше, по другим меньше и т. п., или поступает групповая одноразовая заявка (установка и настройка 1000 компьютеров). Пример такой вариативной работы модели показан на рис. 3-7. Запуск модели происходит при различных значениях параметров. Видно, что часть подразделений чрезмерно загружены работой, другие или свободны, или имеют резервы (рис. 4 и 6). На экранах статистики показаны различные характеристики работы организации (рис. 5 и 7).
Рис. 3. Параметры модели для вариативной работы
-Чш
Рис. 4. Вид работы организации в первом варианте вариативной работы
Рис. 5. Статистика работы организации в первом варианте вариативной работы
акс Сетевая Защита
ц* „ Обращения: д. ЭнкАвпонноЯ Л Овр«щц ф Сво&».о0 |- '"Л О С.ЙШ.О0 1__1 ^
Дают 21 Д*л»та 0 Дают >1
Ремонт, КПТ тзи __Разработка прикладных ИС Продажи
1__1 Вст:7 г £ 1__1
д.юто
Сектор Мониторинга Сопровождение ИС Веб и мультимедийные '-Приложения Сотрудн»о, Имущества
Г*""-] ^ 1__1 """""„„^ дел„т*о Дели»« 1__1
Удостоверяющий Центр Внедрение и развитие реестровых ИС сшцуднии Внедрение и развитие систем электронного документообороггаСотРУДмит
Й- =1_ 1__1 ^ Ш*
Рис. 6. Вид работы организации во втором варианте вариативной работы
Над моделью был проведён ряд экспериментов, при которых менялась нагрузка (количество и сложность поступающих обращений) на некоторые из отделов организации. В ходе этих экспериментов оценивалась средняя загруженность этих отделов, среднее время ожидания обращений в очереди и срок выполнения обращений, взятых в качестве дополнительных сверх основных обязанностей. Полученные результаты моделирования использовались руководством ГАУ РК «ЦИТ» при принятии решений по взятию дополнительных обязательств на организацию или отказу от них.
Рис. 7. Статистика работы организации во втором варианте вариативной работы
3. Заключение
Таким образом, применяемый метод постепенной формализации имитационного моделирования процессов предоставления ИТ-услуг позволил строить модели, которые будут использованы в управлении организацией, предоставляющей ИТ-услуги и имеющей достаточно сложную структуру. С помощью моделей руководитель может правильно выстроить нагрузку организации и подразделений с целью выполнения тех или иных бизнес-целей. Применение группы экспертов позволило не только выявлять «внешне» видимые параметры, но выявлять связи с другими параметрами, казавшимися не столь очевидными. Изменение параметров и структур может привести и к использованию подобного метода в других сервисных организациях.
Список источников
1. Учебник 4CIO : учебник. URL: https://4cio.ru/content/uchebnik_ all_2.pdf (дата обращения: 15.10.2022).
2. Арсеньев Ю. Н., Давыдова Т. Ю. Информационный менеджмент: теория и практика : учебник / под общ. ред. Ю. Н. Арсеньева. М.: КНОГУС, 2022. 438 с.
3. Петухов О. А., Морозов Е. О., Петухова Е. О. Моделирование: системное, имитационное, аналитическое : учеб. пособие. 2-е изд., испр. и доп. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008. 288 с.
4. Каштаева С. В. Математическое моделирование : учеб. пособие / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, ФГБОУ ВО «Пермский аграрно-технологический университет имени академика Д. Н. Прянишникова». Пермь: ИПЦ «Прок-ростъ», 2020. 112 с.
5. Звонарев С. В. Основы математического моделирования : учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. 112 с.
6. Лимановская О. В. Имитационное моделирование в AnyLogic 7 : в 2 ч. : учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. Ч. 1. 152 с.
7. Марголис Н. Ю. Имитационное моделирование : учеб. пособие. Томск: Издательский дом Томского государственного университета, 2015. 130 с.
8. Акопов А. С. Компьютерное моделирование : учебник и практикум для СПО. М.: Юрайт, 2019. 389 с.
9. Журавлёв Р. Иллюстрированный ITSM. М.: Лайвбук, 2013. 125 с.
10. Ингланд Р. Введение в реальный ITSM : пер. с англ. М.: Лайвбук, 2011. 132 с.
11. ITIL и ITSM: определение методологий, сравнение, преимущества и недостатки. URL: https://mysmartservice.com/blog/itil-i-itsm (дата обращения: 15.10.2022).
12. Библиотека ИТ-инфраструктуры (ITIL). URL: https://www.ibm.com/ru-ru/cloud/learn/it-infrastructure-library (дата обращения: 23.03.2022).
13. Лавреш И. И., Кузнецов В. Д. Разработка технологии имитационного моделирования предоставления ИТ-услуг в процессах цифро-визации Республики Коми // ИТ-Арктика. 2021. № 4. С. 3-16.
14. Anylogic. URL: https://www.anylogic.ru/ (дата обращения: 13.02.2022).
44
iïaBpem H. H., Ky3Hen^OB B. fl.
References
1. Uchebnik 4CIO [4CIO : Textbook]. Available at: https://4cio.ru/content/uchebnik_all_2.pdf (accessed: 10.15.2022) (In Russ.)
2. Arsenyev Yu. N. Davydova T. Y. Informacionnyj menedzhment: teoriya i praktika : uchebnik [Information management: theory and practice : textbook] / under the general editorship of Yu. N. Arsenyev. Moscow: KNOGUS. 2022. 438 p. (In Russ.)
3. Petukhov O. A., Morozov A. V., Petukhova E. O. Modelirovanie: sistemnoe, imitacionnoe, analiticheskoe : ucheb. posobie [Modeling: system, simulation, analytical : textbook. manual]. 2nd ed., ispr. and add. St. Petersburg: Publishing House of NWTU, 2008. 288 p. (In Russ.)
4. Kashtaeva S. V. Matematicheskoe modelirovanie : uchebnoe posobie [Mathematical modeling : textbook] / Ministry of Agriculture of the Russian Federation, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Perm Agrarian and Technological University named after Academician D.N. Pryanishnikov". Perm: CPI Prokrost, 2020. 112 p. (In Russ.)
5. Zvonarev S. V. Osnovy matematicheskogo modelirovaniya : uchebnoe posobie [Fundamentals of mathematical modeling : a textbook]. Yekaterinburg: Ural Publishing House. un-ta, 2019. 112 p. (In Russ.)
6. Limanovskaya O. V. Imitacionnoe modelirovanie v AnyLogic 7: 2 Volumes. Ch. 1 : uchebnoe posobie [Simulation modeling in AnyLogic from 7. Part 1 : textbook]. Yekaterinburg: Ural Publishing House. un-ta, 2017. 152 p. (In Russ.)
7. Margolis N. Y. Imitacionnoe modelirovanie : ucheb. posobie [Simulation modeling : textbook. manual]. Tomsk: Publishing House of Tomsk State University, 2015. 130 p. (In Russ.)
8. Akopov A. S. Kompyuternoe modelirovanie : uchebnik i praktikum dlya SPO [Computer modeling: textbook and workshop for SPO]. Moscow: Yurayt Publishing House, 2019. 389 p. (In Russ.)
9. Zhuravlev R. Illyustrirovanniy ITSM [Illustrated by ITSM]. Moscow: Live Book, 2013. 125 p. (In Russ.)
10. England R. Vvedenie v realniy ITSM [Introduction to real ITSM]. Moscow: Live Book, 2011. 132 p.
11. ITIL i ITSM: opredelenie metodologij, sravnenie, preimushhestva i nedostatki [ITIL and ITSM: definition of methodologies, comparison, advantages and disadvantages]. Available at: https://mysmartservice.com/blog/itil-i-itsm (accessed: 10.15.2022). (In Russ.)
12. Biblioteka IT-infrastruktury (ITIL) [IT Infrastructure Library (ITIL).] Available at: https://www.ibm.com/ru-ru/cloud/learn/it-infrastructure-library (accessed: 03.23.2022). (In Russ.)
13. Lavresh I. I., Kuznetsov V. D. Development of technology of simulation modeling of IT services in the processes of digitalization of the Komi Republic / IT-Arktika [IT-Arctic]. 2021. No 4, pp. 3-16. (In Russ.)
14. Anylogic. Available at: https://www.anylogic.ru / (accessed: 10.10.2022).
Сведения об авторах / Information about authors Иван Иванович Лавреш / Ivan I. Lavresh
к.т.н, доцент кафедры информационной безопасности / Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Information Security Department Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина / Pitirim Sorokin Syktyvkar State University
167001, Россия, г. Сыктывкар, Октябрьский пр., д. 55 / 167001, Russia, Syktyvkar, Oktyabrsky Ave., 55
Владислав Дмитриевич Кузнецов / Vladislav D. Kuznetsov главный специалист / chief specialist
ГАУ РК «Центр информационных технологий» / Information technology center
167000, Сыктывкар, Интернациональная ул., д.108а / 167000, Syktyvkar, 108a Internatsionalnaya St.
Статья поступила в редакцию / The article was submitted 15.10.2022 Одобрено после рецензирования / Approved after reviewing 20.10.2022 Принято к публикации / Accepted for publication 21.10.2022
