CC BY
25
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аксенов К.А. Развитие аппарата прерываний процессов преобразования ресурсов // На передовых рубежах науки и инженерного творчества: Тр. третьей междунар. науч.-практ. конф. Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук им. A.M. Прохорова. Вестник Vi "1'У - УПИ / ГОУ ВПО УГГУ - УПИ. Екатеринбург, 2004. № 15 (45). Ч. 1. С. 187-190.
2. Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 400 е.: ил.
3. Андренчнков A.B., Акдрейчикова О.Н. Интеллектуальные информационные системы: Учебник. М.: Финансы и статистика, 2004. 424 е.: ил.
4. Аксенов К.А., Клебанов Б.И. Принципы построения системы имитационного моделирования процессов преобразования ресурсов BPsim2 // Матер, первой Всерос. науч.-практ. конф. "Опыт практического применения языков и программных систем имитационного моделирования в промышленности и прикладных разработках": Сб. докл. / ФГУП ЦНИИ технологии судостроения. СПб., 2003. Т. I.C. 36-40.
5. Аксенов К.А., Гончарова II.В. Динамическое моделирование мультиагентных процессов преобразования ресурсов: Монография / ГОУ ВПО УГТУ -УПИ. Екатеринбург, 2006. 311 с.
6. Аксёнов КА., Зраенко A.C. Разработка языка коммуникации агентов для мультиагентной системы моделирования процессов преобразования ресурсов // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. Курск: ООО "Редакция журнала научных публикаций аспирантов и докторантов", 2008. № 5. С. 134—136.
7. Зраенко A.C., Аксенов К.А. Конфликтные ситуации в интеллектуальных мультиагентных процессах преобразования ресурсов // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: Сб. тр. второй междунар. науч.-практ. конф. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2006. № 5. С. 24-26.
8. Зраенко A.C., Коновалова С.А. Применение мультиагентного подхода в системах поддержки принятия решений // Науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. "СВЯЗЬ-ПРОМ 2007" в рамках 4-го Евро-Азиатского форума "СВЯЗЬ-ПРОМЭКСПО 2007". Екатеринбург: ЗАО "Компания Реал-Ме-диа", 2007. С. 214-217.
УДК 33:681.324
М.Ю. Арзуманян
МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ И ИХ МОНИТОРИРУЕМЫЕ СВОЙСТВА
Главный структурный компонент нового информационного общества — сетевая информационная экономика, представляющая глобальную сеть рынков, основанных на информационных технологиях. Сегодня трудно говорить об экономике в отрыве от сетевой инфраструктуры, телекоммуникаций и информационных технологий. Основным субъектом экономики является предприятие. По тенденции функционирования и развития предприятий во времени можно судить о том, что предприятия и организации различных секторов экономики в своей деятельности все больше используют инфокоммуникационные системы. Многие предоставляют информацию о себе посредством электронных ресурсов, другие поддерживают значительную часть своей деятельности за счет телекоммуникационных систем и
информационных технологий, а иные имеют уже целый ряд технологических и бизнес-процессов в области "электронного бизнеса", протекающих частично или полностью в электронном виде. Существует несколько общепризнанных причин, заставляющих компании развивать электронный бизнес. Прежде всего это возможность предоставления таких новых услуг, которые в традиционном бизнесе организовать технологически невозможно или нецелесообразно из-за высокой стоимости. Вторая причина — желание расширить рынок и привлечь новых клиентов. Третья причина — возможность динамичного оперативного контроля реакции потребителей на предоставленные ему товары и услуги.
В настоящее время опубликовано большое количество работ, в которых предпринимаются
Г
попытки сформулировать главные особенности влияния сетевых интернет-технологий на экономику [1].
В отчете Европейской комиссии по телеработе дается следующее определение сетевой экономики [1]: "Сетевая экономика представляет собой сетевую системно организованную пространственную структуру взаимоотношений между экономическими субъектами, включающую в себя индустрию создания и использования новых информационных технологий и продуктов, телекоммуникационные услуги, электронный бизнес, электронную коммерцию, электронные рынки и другие составляющие компоненты".
Объект исследования данной работы — модели преимущественно электронного предприятия, функционирующего в сетевой среде и использующего инфокоммуникационные технологии.
Предприятие относится к разряду сложных (больших) систем, которые можно рассматривать под различными углами зрения. Такие системы не поддаются полному, исчерпывающему описанию и проявляют свойства, не вытекающие непосредственно из свойств, составляющих систему элементов. Кроме того, предприятия относятся к классу целенаправленных систем, стремящихся к целесообразному поведению и достижению наиболее предпочтительных состояний. Существуют разные подходы и методики для исследования предприятий. Их можно условно разделить на классы по объекту, на кото-
а)
ром они фокусируются. Такими объектами внутри предприятия традиционно являются организационная структура предприятия, функциональная структура предприятия и протекающие в нем бизнес-процессы (рис. 1, 2). Каждому из вариантов описания и представления предприятия присущи свои особенности и свойства.
Структурный подход. Описание организационной структуры предприятия — это полностью статическое представление, ограниченное описанием ее элементов, таких, как отделы предприятия, и указанием вида их взаимодействия. В основе подобного представления лежит принцип Адама Смита, изложенный им в работе "Достояние народа" еще в конце XVIII века. Такое описание не дает возможности проследить взаимодействия, происходящие как внутри предприятия, так и с внешними системами.
Функциональный подход. Другой подход к описанию предприятия связан с его функциональностью. Функция системы проявляется в ее поведении, при функциональном подходе изучается не то, из чего состоит система, а то, как она себя ведет. Описание предприятия через его функциональную структуру предполагает разделение предприятия на функциональные составляющие. Долгое время модель, основанная на этом описании, использоваласьдля управления предприятием. Подобный подход позволяет декомпозировать деятельность по функциональному принципу и, обеспечив соответствующими стандартами согласование между функциями, осуществлять осознанное управле-
Рис. 1. Структурный (а) и функциональный (б) подходы
Работа с клиентами
Бухгалтерия
Юридический
Канцелярия
Договорный
Поступление заявки
Определение рентабельности
\3аказ
/рентабелен?
Нет
Уведомление об отказе
Рис. 2. Процессный подход
ние. Десятки лет назад, когда вычислительные средства поддержки информационной деятельности не были доступны, существование функционально-ориентированного подхода к управлению было не только оправданным, но и единственным возможным решением в управлении сложными системами. Эффективная реализация фунционально-ориентированного подхода требует постоянного и усиленного контроля и управления персоналом, поскольку реальные рабочие процессы предприятия состоят из множества функций и выходят за рамки отдельных подразделений. Рост межфункционального, технологически не обоснованного информационного обмена приводит к неоправданному увеличению сроков выработки управленческих решений и в конечном итоге к большим накладным расходам.
Бизнес-процессы. Реальная деятельность предприятия не осуществляется в рамках линейно-функционального описания, она связывает реализации функций в целостный бизнес-про-цесс. Подход, основанный на описании бизнес-процессов, приобретает все большую актуальность. Одна из основных причин, диктующая необходимость перехода на процессную ориентацию управления и описания предприятия, заключается в изменившихся способах и методах поддержки принятия решения и доступности информационных средств поддержки деятельности. При использовании информационных средств возникает возможность охватить всю систему целиком, со всеми процессами, и посмотреть на нее как на единое целое, введя контур исполнительного управления на передний план. Переход на процессную ориентацию, по
мнению профессора A.B. Шера [2], это та неизбежность, с которой придется столкнуться практически каждому среднему или крупному предприятию, если оно хочет выжить и успешно развиваться. Именно этот подход позволяет оптимизировать деятельность предприятия при помощи современных инфокоммуникационных средств и технологий. Процессный подход позволяет осуществлять анализ, реинжиниринг, оптимизацию и автоматизацию бизнес-процессов, ведущую к увеличению эффективности деятельности предприятия (рис. 2).
Межфункциональные ключевые процессы определяют конкурентоспособность предприятия и взаимодействуют как с клиентами, так и с поставщиками. Организация бизнес-процессов предполагает тщательный анализ синергетичес-ких взаимодействий функций в рамках единой процедуры. Процессы можно условно делить на продуктивные (основные) и вспомогательные. Продуктивные бизнес-процессы направлены на изготовление продукции (услуги), имеющей ценность и представляющей интерес для покупателя (потребителя).
Анализ процессов предприятия позволяет глубже познать механизмы производства товара/услуги, выявить зависимости параметров на выходе от внутренних характеристик. Знание структуры процессов обеспечивает возможность управления путем воздействия на параметры процессов в соответствии с целевой функцией либо иной тактической задачей. Такие возможности недоступны в модели организационно-функционального представления.
Изменение моделей происходило вследствие появления новых требований, диктуемых ситуацией
в обществе, экономике, на рынке и в конкурентной борьбе. На эволюцию моделей описания и представления предприятий влияли следующие факторы:
масштаб предприятия. С увеличением масштаба появлялась все большая потребность в процессном подходе;
информационные средства и технологии. Именно этот фактор сделал возможным и, как следствие, привлекательным для конкурентной борьбы переход на процессный подход;
необходимость четкого контроля и управления временными характеристиками;
требование отображения динамических характеристик, вызванное необходимостью адаптации к быстрым изменениям внешней среды путем перестройки, пересмотра и реорганизации деятельности предприятия.
Каждая последующая из приведенных моделей становится все более адаптивной для наилучшего отображения именно динамических свойств и характеристик предприятий, продиктованных внешней ситуацией. При описании БП предприятие рассматривается не как статическая конструкция, а как процесс.
Еще одна важная особенность бизнес-про-цессов — это то, что они есть по сути наборы взаимодействий. Понятие взаимодействия - одно из ключевых, именно оно будет рассматриваться далее более подробно.
Описание и представление предприятия через бизнес-процессы - не отдельный, самостоятельный, ракурс. Этот вариант описания включает в себя предыдущий опыт организационно-структурного и функционального пред-сташтения. Перечисленные типы описания отражают три различных взгляда на одно целое, они взаимосвязаны, так как элементы организационной структуры взаимодействуют в рамках бизнес-процессов с целью реализации определенных функций и общего назначения предприятия. Такое взаимодействие, потенциально отражающее все происходящее на предприятии, предлагается выразить и описать при помощи понятия "сервис", что открывает новые возможности для анализа процессов информатизации через систему мониторинга сервисов.
Сервисное описание
Сервис в ИС. Понятие сервиса пришло из области проектирования и построения информа-
ционных систем, где оно наиболее четко отображено в концепции сервис-ориентированной архитектуры (Service-Oriented Architecture, SOA). Идеи SOA не новы и не революционны, они отражают и вмещают парадигмы объектно-ориентированного программирования и проектирования на ином уровне абстракции.
Подход, основанный на представлении процессов, протекающих в бизнес-системах, в виде сервисов используется в IT-отрасли для построения информационной архитектуры, ориентированной на сервисы. SOA [6] связывает различные функциональные модули приложений, называемые сервисами, посредством четко определенных интерфейсов и соглашений между ними. Наблюдается устойчивый рост интереса к концепции сервис-ориентированной архитектуры.
Понятие сервиса. Сервис не строго техническое понятие. Под сервисом следует понимать любое результативное взаимодействие, обладающее определенной полезностью. Предприятие -структура, где зарождаются, предоставляются и потребляются сервисы.
Через понятие сервиса выражаются все функциональные и информационные взаимодействия предприятия. Следует отметить, что именно понятие "сервис" наиболее близко к понятию "взаимодействие", т. е. к наиболее точному его отражению, что важно для обоснования актуальности существования данной теории в условиях движения к информационной сетевой экономике, основанной на информационных взаимодействиях.
Сервис предприятия. Сервисный подход позволяет более детально и тщательно рассмотреть структурные элементы самого бизнес-процесса и дать новое описание предприятия как совокупности сервисов, отражающее взаимодействия внутри бизнес-процессов. Сервисная модель — это более углубленное описание, которое не отвергает процессный подход, а напротив, основываясь на нем, продвигает и расширяет его.
Предлагается использовать SOA подход на ином уровне абстракции, для описания предприятия со стороны его информационно-функционального взаимодействия, как внутреннего, так и внешнего. В этих целях под сервисом можно понимать как услуги сторонних организаций, так и взаимодействие между различными подразделениями внутри предприятия или любое результативное взаимодействие между сотрудниками.
Актуальной задачей видится разработка обшей методологии и конкретных методик анализа состояния бизнес-систем, включая количественные оценки сервисов предприятий, а также способов описания структур на основе сервис-ориентированной модели. Описав предприятия при помощи сервисов, т. е. составив "сервисную модель" или сервисный портрет предприятия, получаешь возможность анализировать и сопоставлять модели различных предприятий. Это достигается благодаря предлагаемой классификации сервисов.
У каждой модели описания есть свои характеристики и свойства. Характеристики модели описания зависят и определяются свойствами того элемента или сущности, которые лежат в основе каждой модели:
Структурная модель —> Организационная единица Функциональная модель —> Функция предприятия (внутренняя или внешняя) Процессная модель —> Бизнес-процесс Сервисная модель -> Сервис
Исходя из общих целей — оценки эффективности электронного предприятия как элемента сетевой экономики в период перехода к И О, следует использовать модель, которая обладает наибольшим количеством актуальных мониторируе-мых свойств, — сервисную модель. Сегодня для общества и экономики особенно важны вопросы эффективного перехода, т. е. наиболее быстрого и устойчивого [3]. Как известно из теории упраате-ния, оценка эффективности нормальной деятельности в стабильной системе методологически отличается от оценки эффективности в переходный период.
При расчетах эффективности необходимо иметь аппарат для сравнения различных состояний, т. е. количественные оценки для измерения динамических характеристик, которые в свою очередь определяются той или иной моделью. Следовательно, необходима модель, позволяющая выделить наибольшее число количественных параметров для оценки динамических показателей современного предприятия.
Выделим следующие параметры и группы параметров, представляющие возможный интерес. • Группа временных параметров: среднее время выполнения каждой операции; суммарное время выполнения процесса;
максимальное/минимальное время выполнения процесса.
• Группа стоимостных параметров: средняя стоимость выполнения каждой операции;
суммарная стоимость выполнения процесса; максимальное/минимальное время выполнения процесса.
• Группа ресурсных параметров: количество ресурсов, соотнесенное с процессом; общее количество ресурсов, задействованных в процессе;
степень возможного дробления ресурсов.
• Характер взаимодействия между объектами в процессах предприятия.
• Ответственные роли.
• Параметры структурной сложности: степень связанности элементов; максимальное/минимальное количество элементов.
Группа временных параметров присуща только процессной и сервисной моделям. В структурных и функциональных моделях временные характеристики не являются основными и естественными и порой отсутствуют. Стоимостные параметры есть у процессной и сервисной моделей, могут добавляться к функциональной как временные, но будут носить менее детальный, описательный, характер. Зато параметры структурной сложности - вполне универсальны. Их можно выделить в любой модели, но смысловое, содержательное, наполнение параметров в разных моделях будет отличаться. Это объясняется тем, что способы их вычисления будут неодинаковы в разных моделях.
Ресурсные параметры присутствуют в полном объеме у процессной и сервисной моделей. У структурной и функциональной они могут косвенно присутствовать, т. е. при развитии модели появляться в некоторой форме. В процессной и сервисной моделях они все же более естественны, осязаемы и поддаются количественной оценке. Таким образом, с точки зрения ресурсных параметров эти модели отличаются по степени четкости и очевидности их отражения.
Другой актуальный и важный параметр — "характер взаимодействия" между объектами в процессах предприятия. Этот параметр особенно актуален для мониторинга переходного состояния. С его помощью можно определять процент "физических", "нематериальных", "информационных",
"когнитивных" и "комбинированных" сервисов в общей совокупности на предприятии. Такой показатель определяет место предприятия и позволяет отслеживать его движение в переходный период. Данный параметр доступен для сервисной модели, точнее, для такого ее представления, когда она наиболее близка к процессному.
Рассмотрим более подробно сервисную модель и ее представления. Рис. 3 иллюстрирует сущностное отличие сервисной модели от процессной. Обе модели могут отражать одни и те же явления, но иметь различное представление. В модели БГТ все представляется в естественной последовательности. Если процесс включает задачу А, содержащую действия X и г, и задачу В, содержащую действия X и У, то процессная и сервисная модели будут выглядеть, как представлено на рис. 3.
Суть сервисной модели заключается в выделении объектов (сервисов разного уровня) для повторного использования. Методики выделения сервисов в данном случае могут соответствовать методикам выделения объектов при объектно-
ориентированном проектировании информационных систем. Одна из таких методик — выделение глаголов и существительных в вербальном описании прецедентов [4].
Сервисная модель может иметь разные представления, что позволяет использовать ее для выявления множества разных параметров, не доступных для других описаний. Приведенный пример описания через сервисную модель — это лишь один из возможных вариантов описания. Различные представления сервисной модели, статические и динамические, можно выразить при помощи логики и семантики построения диаграмм UML (Unified Modeling Language). UML —открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы. UML применяют для моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур [4].
Другие примеры сервисной модели представлены на рис. 4.
В
б)
Рис. 3. Сервисная модель: процессное (о); и сервисное (б) представление
Отметим, что диаграмма классов можетбыть разной степени описательной детализации.
Могут быть и другие описания, иллюстрирующие, например, "включения" одних сервисов в другие, подразделения их на группы и пр. Это можно использовать как раз для классификации сервисов на "физические", "нематериальные" и "комбинированные".
Параметры, исключительные для сервисной модели:
• Количество сервисов в соотношении с количеством задач. Данный параметр выявляется во всех представлениях. В предельном случае одна задача равна одному взаимодействию, в другой крайности — все наоборот. За счет этого параметра можно определять соответствие построенной системы процесса выбранному критерию.
• Структурная сложность (для некоторых представлений). Данный показатель перекликается с предыдущим, тут проявляется и добавляется параметр структурной сложности, который вычисляется на основе графовой модели [5]. В случае, когда одна задача равна одному взаимодействию (сервису), он минимален. Таким образом вычисляется загруженность одной задачи сервисами.
• Количество одинаковых методов и атрибутов в разных сервисах. Здесь определяется степень похожести сервисов, что позволит их структурировать, создавать классы, делить на родовые, последователи и пр.
• Взаимодействие объектов. Сервисная модель позволяет отследить все взаимосвязи междуобъектами путем простого выделения всех "соединений". Показатели взаимодействия объектов можно использовать при построении матрицы инцидентности для определения струк-гурной сложности, что впоследствии можно сравнивать с параметром структурной сложности графа БП. Также этот параметр помогает уяснить структуру функционирования процессов и возможное построение ИСдля автоматизации процесса.
Вычисляя данные показатели, можно сравнивать их как с самими собой для определения динамики (мониторинг), так и с другими объектами (анализ-сравнение).
Таким образом, сравнение различных моделей описания электронных предприятий позволяет сделать выводы о практической целесообразности применения всех моделей в различных задачах исследования. Для задач, связанных с анализом динамических характеристик и свойств, более предпочтительны модели, основанные на сервисном подходе. Укрупненные количественные параметры и характеристики дают представление о поведенческих свойствах объектов, описываемых сервисной моделью — целесообразной и продуктивной для описания деятельности предприятий как основных экономических субъектов, особенно в период перехода к информационному обществу и информационной экономике.
б)
X 1 1 X
Атрибуты Атрибуты
Методы Методы
1 1
X
Атрибуты
Методы
Рис. 4. Сервисное представление: а — диаграмма взаимодействия; б — диаграмма классов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Status Report on European Telework. (Telework маиионной экономике // Вестник ИНЖЭКОНа.
1997, European Commission Report).
2. Шеер A.-B. Бизнес-процессы. Основные понятия. Теория. Методы. М.: Весть-МетаТехнол огия, 1999.
3. Арзуманян М.Ю. Мониторинг "информатизации" предприятий в процессе перехода к инфор-
2008. № 6. С. 262.
4. Ларман К. Применение иМЬ 2.0 и шаблонов проектирования. М.: ИД "Вильяме", 2009.
5. Кристофидес Н. Теория графов: алгоритмический подход. М.: Мир, 1978.
УДК 004.032.34
А.П. Тейхриб, Л.Г. Доросинский
СРАВНИТЕЛЬНЫМ ОБЗОР МОДЕЛЕЙ ЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ
Одним из методов, применяемых в асинхронных распределенных системах для синхронизации процессов, является упорядочивание событий по логическим временным отметкам. Существует большое количество моделей логических часов, которые были разработаны на протяжении последних тридцати лет, начиная с фундаментальной работы Лампорта [1], определившей отношения между событиями в распределенной системе, и заканчивая, например, [2]. В русскоязычной литературе практически отсутствуют работы на данную тему, за исключением статьи [3], в которой вводится русская терминология для логического времени, приводится соответствующий формализм (близкий к [4]), а также описываются несколько моделей логических часов и способы их оптимизации. Однако многим моделям не было уделено внимания. Цель данной статьи—обзор различных моделей логических часов, не вошедших в [3] (за исключением векторныхлогических часов, которые приведены тут для общности). Рассматриваются следующие модели: векторные логические часы [5,6]; адаптивные правдоподобные часы [2]; разностные часы [7]; часы на основе динамических цепочек. Статья содержит следующие разделы. Формализм логических часов. Приводится краткое описание математической модели ([3)), которая будет использована в качестве "общего знаменателя" для рассматриваемых логических часов. Использование общей модели необходимо, так как позволяет взглянуть на все модели с единой точки зрения.
Модели логических часов. Приводится описание перечисленных моделей логических часов. Строится оно по принципу: модель, свойства, область применения.
Результаты сравнения. В этом разделе производится сравнение по возможностям масштабирования, а также наличию свойства изоморф-ности. Последнее — важный показатель качества модели часов (свойство описано ниже). Сравниваются также области применения.
ФОРМАЛИЗМ ЛОГИЧЕСКИХ ЧАСОВ
В публикациях на тему логических часов используются различные формализмы для описания модели логического времени, что приводит к определенным трудностям. Как упоминалось выше, в русскоязычной литературе имеет место только одна работа [3], поэтому для формирования традиции в данной статье будет использоваться тот же формализм (особен но с учетом того, что он близок к предложенному в [4]). Введем несколько определений.
Модель распределенной системы — направленный граф D = < Р, С >, где Р — множество вершин графа, представляющих собой процессы системы, С - множество ребер, соответствующих каналам связи. Также предполагаем определенный алфавит сообщений Л/, и используем nullаля задания отсутствия сообщения в канале. Для каждого процесса у будем обозначать ом/,- — множество исходящих ребер и in, — множество входящих ребер.
Процесс Р/ е Р— совокупность Р{ = < Sh 5,и, Msgh Trans; >, где 5, - множество состояний,
