CC BY
66МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
А. В. Тебекин
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ТАМОЖЕННЫХ ОРГАНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ IDEF
В статье рассматриваются методологические аспекты системного анализа, управления и обработки информации при моделировании процессов управления деятельностью таможенных органов с помощью методологии моделирования сложных систем IDEF.
Ключевые слова: методология; метод; системный анализ; обработка информации; моделирование; процессы управления; деятельность; таможенные органы.
В условиях глобализации и интеграции мировой экономики непрерывно развивается деятельность таможенных органов. При этом она направлена на реализацию таможенной политики, проводимой государством в отношении установления порядка и условий перемещения через границу товаров и транспортных средств, порядка и размеров взимания таможенных платежей, вопросов организации таможенного оформления и таможенного контроля [1].
В основе деятельности таможенных органов лежит таможенное регулирование как совокупность методов и средств обеспечения соблюдения мер таможенно-тарифного регулирования, запретов и ограничений, связанных с перемещением товаров и транспортных средств через таможенную границу [2].
Моделирование процессов управления деятельностью таможенных органов в рамках соответствующей системы (системы управления деятельностью таможенных органов - СУДТО) может быть осуществлено с помощью методологии моделирования IDEF семейства 1САМ, предназначенной для решения задач моделирования сложных систем [3].
Состав основных моделей, определяющих методологию моделирования IDEF, представлен в табл. 1.
Таблица 1
Методологии моделирования сложных систем IDEF
№ п/п Аббревиатура методологии Название
1 IDEF (Icam DEFinition, Integrated DEFinition) Методологии моделирования семейства ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing) предназначены для решения задач моделирования сложных систем
2 IDEF0 Методология функционального моделирования (Function Modeling)
Окончание табл. 1
№ п/п Аббревиатура методологии Название
3 IDEF1 Методология моделирования информационных потоков внутри системы (Information Modeling)
4 IDEF2 Методология динамического моделирования развития систем (Simulation Model Design)
5 IDEF3 Методология документирования технологических процессов (Process Description Capture)
6 IDEF4 Методология построения объектно-ориентированных систем (Object-Oriented Design)
7 IDEF5 Методология, отражающая стандарт онтологического исследования сложных систем (Ontology Description Capture)
8 IDEF6 Методология, отражающая обоснование проектных действий (Design Rationale Capture)
9 IDEF7 Методология, направленная на аудит информационных систем (пользовательских интерфейсов) (Information System Auditing)
10 IDEF8 Методология разработки интерфейсов взаимодействия оператора и системы (User Interface Modeling)
11 IDEF9 Методология исследования бизнес-ограничений, применяется для определения и анализа ограничений в условиях, в которых действует предприятие (Scenario-Driven IS Design (Business Constraint Discovery method))
12 IDEF10 Методология моделирования архитектуры систем (Implementation Architecture Modeling)
13 IDEF11 Методология информационного моделирования систем (артефактов) (Information Artifact Modeling)
14 IDEF12 Методология организационного моделирования (Organization Modeling)
15 IDEF13 Методология трехсхемного проектирования преобразования данных (Three Schema Mapping Design)
16 IDEF14 Методология проектирования компьютерных (вычислительных) сетей (Network Design)
Говоря о достоинствах методологии IDEF в целом, необходимо отметить, что широта и глубина обследования процессов в системе определяются самим разработчиком. Это позволяет не перегружать создаваемую модель, например модель системы управления таможенной деятельностью, излишними данными [4].
В связи с этим для исследования процессов управления деятельностью таможенных органов значительный интерес представляет методология функционального моделирования IDEF0, которая позволяет отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных аспектах.
Моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы. В методологии функционального моделирования IDEF0 используется графический язык описания процессов функционирования сложных систем SADT (Structured Analysis and Design Technique) - технологии структурного анализа и технического конструирования [3], с чего и начинается построение СУДТО.
В среде IDEF0 диаграммы потоков данных, связей, состояний и др. строятся с помощью программ BPWin (ERwin, OOwin и др.), предназначенных для графического моделирования бизнес-процессов (win - отражает ориентацию на графические операционные системы, BP - business process).
Указанные программные средства предназначены для проектирования, документирования и сопровождения баз данных. Они помогают визуализировать структуру данных, обеспечивая при этом возможность эффективного решения задач организации процессов управления и администрирования 1Т-деятельности организации с учетом уровня сложности данных, технологий формирования и использования баз данных, среды развертывания и др.
Программы семейства ERwin позволяют управлять данными как в процессе корпоративных изменений (например, изменения системы таможенного администрирования), так и в условиях изменения технологий функционирования организаций (например, технологий таможенного контроля). Программы семейства ERwin предназначены для:
• разработчиков и пользователей баз данных;
• администраторов баз данных;
• системных аналитиков;
• проектировщиков баз данных;
• руководителей проектов.
В целом моделирование средствами IDEF0 дает возможность наглядно отображать сложные структуры данных. Удобная в использовании графическая среда программ ERwin:
• упрощает разработку базы данных;
• автоматизирует множество трудоемких задач;
• уменьшает сроки создания высококачественных и высокопроизводительных транзакционных баз данных и хранилищ данных.
Решения, выполненные по методологии IDEF0, улучшают обмен данными в организации, обеспечивая совместную работу администраторов и разработчиков баз данных, позволяя многократно использовать сформированные модели, а также наглядно представлять комплексные массивы данных в удобном для понимания и обслуживания формате.
Методология IDEF0 нашла широ- Управление
кое применение благодаря простой ^
и понятной графической нотации. При этом главное место при визуализации процесса отводится диаграммам, в которых геометрические фи- ^ Т"
гуры (как правило, прямоугольники) Механизм Вызов
отображают функциональные бло-
Вход Функциональный блок Выход
управляемой системы
ки системы, а стрелки демонстриру- Рис. Пример диаграммы связи между
ют связи между функциями управ- функциональным блоком управляемой
ляемой системы и внешней средой систежы и внешней средой
(рис.).
Характеристика условных обозначений связей диаграммы (см. рис.) представлена в табл. 2.
Методология моделирования информационных потоков внутри системы IDEF1 предназначена для отображения и анализа структуры и взаимосвязи информационных потоков. По сути, это методология построения реляционных структур, относящаяся к типу методологий «сущность - взаимосвязь» (ER -Entity - Relationship) [5]. Как правило, она используется для моделирования
реляционных баз данных, имеющих отношение к рассматриваемой системе. Эта методология может быть использована для построения информационной модели СУДТО, которая представляет структуру информации, необходимой для поддержки деятельности таможенных органов или среды ее осуществления.
Таблица 2
Условные обозначения диаграммы связи между функциональным блоком управляемой системы и внешней средой
№ п/п Условное обозначение Характеристика связи
1 Вход Входные материальные и информационные потоки (потоки товаров, транспортных средств и лиц, перемещаемых через таможенную границу, и информация о них), поступающие в таможенный орган, результат обработки которых будет представлен в виде сигнала (решения) на выходе
2 Управление Нормативные, регламентирующие и управляющие данные таможенного администрирования, которыми руководствуются таможенные органы в процессе осуществления своей деятельности
3 Выход Выходные материальные и информационные потоки, которые являются результатом работы таможенного органа и по которым осуществляется оценка эффективности функционального блока управляемой системы
4 Механизм Средства и методы таможенного контроля, необходимые для выполнения функций по таможенному контролю и приводящие в действие функциональный блок управляемой системы (таможенный орган), а также формы их применения
5 Вызов Часть необходимых работ, которая выносится для выполнения за пределы функционального блока управляемой системы
Методология динамического моделирования развития систем IDEF2 базируется на сетях Петри и предназначена для моделирования системы с параллельными взаимодействующими компонентами - асинхронными компонентами вычислительной системы. Как правило, эта методология связана с применением компьютерной реализации алгоритмов, позволяющих превращать набор статических диаграмм IDEF0 в динамические модели СУДТО, построенных на базе «раскрашенных сетей Петри» (CPN - Color Petri Nets) [6].
Методология документирования технологических процессов IDEF3 предназначена для документирования процессов, происходящих в системе, описания сценариев и последовательности операций для каждого осуществляемого процесса. Эта методология имеет прямую взаимосвязь с методологией IDEF0, поскольку каждая функция (функциональный блок) исследуемой (управляемой) СУДТО может быть представлена средствами IDEF3 в виде отдельного процесса (например, сценарием реализации функции или последовательностью операций исследуемого процесса) [7].
Инструментарий построения объектно-ориентированных систем IDEF4 ориентирован на исследование структуры объектов управления и заложенных в них принципов и процессов взаимодействия. Такая методология обеспечивает оптимизацию структуры сложных объектно-ориентированных систем, к которым в полной мере относятся СУДТО [8].
Методология IDEF5, отражающая стандарт онтологического исследования сложных систем, обеспечивает формализованное описание процессов и результаты
функционирования сложных систем с помощью унифицированных терминов и правил. На основании этих терминов и правил могут быть сформированы достоверные утверждения о состоянии рассматриваемой системы в некоторый момент времени (в определенных условиях). Под онтологическими исследованиями понимаются исследования, основанные на использовании фундаментальных принципов бытия, наиболее общих понятиях его сущности (категорий, структуры и закономерностей). Методология IDEF5, базирующаяся на онтологических исследованиях состояния исследуемой системы [9], дает возможность сформировать выводы о дальнейшем развитии этой системы и произвести ее оптимизацию.
Методология обоснования проектных действий IDEF6 позволяет получить «знания о способе» моделирования, его представлении и использовании при разработке систем управления предприятиями. При этом под «знаниями о способе» понимаются причины, обстоятельства, скрытые мотивы, которые определяют выбор метода моделирования.
Методология IDEF6 акцентирует внимание не на исследовании модели, а на самом процессе ее создания [8] и дает ответ на вопрос: почему получилась именно такая модель СУДТО.
Методология аудита информационных систем IDEF7 [5] решает задачу предоставления заказчику актуальной информации о текущем уровне функционирования СУДТО и выработке рекомендаций по повышению эффективности ее функционирования, обеспечивая тем самым:
• снижение затрат на эксплуатацию информационных систем;
• повышение производительности информационных систем;
• повышение надежности информационных систем;
• повышение через контроль безопасности информационных систем;
• повышение эффективности взаимодействия удаленных офисов и снижение затрат на обеспечение связи между ними.
Методология разработки интерфейсов взаимодействия оператора и системы (пользовательских интерфейсов) IDEF8 призвана сфокусировать внимание разработчиков интерфейса на программировании желаемого взаимного поведения интерфейса и пользователя [8] СУДТО на трех уровнях:
• уровень выполняемой операции (что это за операция);
• уровень взаимодействия, сценарий которого определяется специфической ролью пользователя (по какому сценарию она должна выполняться тем или иным пользователем);
• уровень составляющих (деталей) интерфейса (какие элементы управления предлагает интерфейс для выполнения операции).
Методология исследования бизнес-ограничений IDEF9 предназначена для определения и анализа ограничений в условиях, в которых действует предприятие. Эта методология позволяет устранить традиционную проблему обоснования и описания ограничений при построении моделей, оказывающих влияние на деятельность организации. Знания об основных ограничениях и характере их влияния, закладываемых в модель, как правило, остаются неполными, несогласованными, распределенными нерационально, а иногда такие ограничения в модели вовсе не формализованы.
Методология исследования бизнес-ограничений IDEF9 может быть использована в случаях, когда речь идет о совершенствовании структур СУДТО или их
адаптации к предсказываемым изменениям. При этом знания о существующих ограничениях имеют критическое значение [10].
Методология моделирования архитектуры системы IDEF10 аккумулирует знания о процессах, происходящих в системе, о ее поведении, информационных и материальных потоках, ресурсах и организационных единицах, инфраструктуре и архитектуре системы. При этом главной целью моделирования должно являться не только повышение интегрированности системы, но и поддержка анализа ее функционирования в самых различных аспектах (экономических, организационных, качественных, количественных и т. д.) для совершенствования деятельности по принятию решений, контролю, координации и мониторингу различных элементов системы (подсистем).
Методология моделирования архитектуры системы IDEF10 регламентирует последовательность этапов и шагов моделирования, правила перехода от этапа к этапу, набор и правила построения моделей на каждом из них.
В среду моделирования IDEF10 включены [5]:
• блок элементарных объектов системы;
• блок моделей архитектуры системы;
• блок языков и методологий моделирования;
• блок языков метамоделирования и метаметодологий для описания концепции, синтаксиса и семантики языков моделирования, а также комплекс методических рекомендаций по их применению для описания архитектуры исследуемых систем, процессов и явлений.
При этом этапы моделирования архитектуры СУДТО обеспечивают нисходящее проектирование основных архитектурных слоев в соответствии с общей схемой архитектуры системы.
Методология информационного моделирования систем (артефактов) IDEF11 обеспечивает получение результата, предусмотренного в процессе выполнения исследовательского проекта методологией ведения проекта (например, документ, чертеж, макет, сигнал и т. д.).
Инструментарий IDEF11 обеспечивает построение модели системы и ее исследование в различных условиях [9], а также демонстрацию в создаваемой модели СУДТО тех закономерностей, которые отсутствуют в исходной информации, характеризующей исследуемую систему.
Методология организационного моделирования IDEF12 предполагает использование широкого спектра моделей, включая: организационные, кибернетические, экономико-математические, модели аналогий и др. Методы организационного моделирования используются для функционального и организационного исследования управляемых систем (структур), а также для решения прикладных задач рационализации распределения функций и обязанностей между работниками, организационными структурами и службами управляемой системы. Основу функционального и организационного исследования систем составляет параметрический анализ.
Параметрический анализ, осуществляемый с использованием методологии IDEF12, может применяться для оценки уровня выполнения функций СУДТО путем сравнения фактических (Ф) и желаемых (Ж) значений характеристик и параметров выполняемых функций:
если Ф < Ж, то уровень считается недостаточным;
если Ф > Ж - избыточным;
если Ф =Ж - адекватным.
Функциональное моделирование позволяет выявить пределы развития СУДТО, обнаружить проблемы и определить перспективные направления ее совершенствования.
Методология трехсхемного проектирования преобразования данных IDEF13 обеспечивает проектирование структуры данных в форме, независимой от характера, физического хранения и внешнего формата представления данных. Трех-схемная архитектура IDEF13 идентифицирует три типа модели данных [4]:
• внешнюю, в которой структура данных соответствует представлению их для конкретной цели, включающей в том числе правила формирования таких данных;
• концептуальную, представляющую собой нейтральную модель, которая обеспечивает любое представление данных, подпадающее под конкретную область деятельности. Такие модели включают правила для данных, которые распространяются на всю область деятельности СУДТО в течение предусмотренного срока жизни модели данных;
• физическую, определяющую способ хранения данных. Типы данных отражают предметы СУДТО, которые важны для хранения и доступа.
Методология проектирования компьютерных (вычислительных) сетей IDEF14 основана на анализе требований, специфических сетевых компонентов, существующих конфигураций сетей [8]. Она предназначена для представления и анализа данных при проектировании вычислительных сетей СУДТО на графическом языке с описанием конфигурации сети, очередей, сетевых компонентов, требований к надежности. Инструментарий IDEF14 также обеспечивает поддержку решений, связанных с рациональным управлением материальными ресурсами, что позволяет достичь существенной экономии при использовании СУДТО.
Проведенный анализ методологий IDEF позволяет определить их соответствие этапам моделирования системы управления деятельностью таможенных органов (табл. 3).
Таблица 3
Соответствие методологий IDEFэтапам моделирования СУДТО
№ п/п Этап моделирования СУДТО Методологии ЮЕР
1 Постановка задачи и разработка технического задания ЮЕР0 - методология функционального моделирования
2 Анализ исходных данных и определение возможностей разработки моделей ЮЕР5 - методология, отражающая стандарт онтологического исследования сложных систем
3 Формализация показателей СУДТО и построение архитектуры процессов ее функционирования ЮЕР10 - методология моделирования архитектуры
4 Прототипирование и визуализация интерфейса ЮЕР8 - методология разработки интерфейсов взаимодействия оператора и системы
5 Подготовка функциональной спецификации ЮЕР11 - методология информационного моделирования систем (артефактов)
6 Выбор технологий разработки процессов управления деятельностью таможенных органов по конкретным функциям ЮЕР1 - методология моделирования информационных потоков внутри системы
Окончание табл. 3
№ п/п Этап моделирования СУДТО Методологии ЮЕР
7 Определение структуры данных СУДТО ЮЕР4 - методология построения объектно-ориентированных систем
8 Проработка концепции СУДТО ЮЕР9 - методология исследования ограничений, предназначенная для определения и анализа ограничений в условиях, в которых действует система
9 Создание на основе прототипа и графической концепции шаблонов модели СУДТО ЮЕР3 - методология документирования технологических процессов
10 Разработка альтернативных вариантов технологии преобразования данных в модели СУДТО и выбор рационального варианта ЮЕР13 - методология трехсхемного проектирования преобразования данных
11 Разработка информационно-технической структуры СУДТО ЮЕР14 - методология проектирования компьютерных (вычислительных) сетей
12 Планирование и экспериментальная проверка функционирования модели СУДТО ЮЕРб - методология обоснования проектных действий
13 Построение структурной модели СУДТО ЮЕР12 - методология организационного моделирования
14 Построение модели функционирования СУДТО ЮЕР2 - методология динамического моделирования развития систем
15 Тестирование и оценка модели СУДТО ЮЕР7 - методология аудита информационных систем
Таким образом, методологии моделирования сложных систем IDEF (IDEF0 -IDEF14) в полной мере обеспечивают моделирование системы управления деятельностью таможенных органов, начиная с постановки задач моделирования и заканчивая оценками модели и результатов моделирования.
Использованные источники
1. Таможенный кодекс Таможенного союза (приложение к Договору о Таможенном кодексе Таможенного союза, принятому Решением Межгосударственного совета ЕврАзЭС от 27.11.2009 № 17) [Электронный ресурс]. Доступ из СПС «КонсультантПлюс».
2. Маховикова Г. А., Павлова Е. Е. Таможенное дело. М.: Юрайт, 2014. 408 с.
3. Марка Дэвид А., Макгоуэн Кл. Методология структурного анализа и проектирования SADT (Structured Analysis & Design Technique). М.: SofTecb и МТИ, 1986. С. 240.
4. Методология функционального моделирования IDEF0: руководящий документ. Издание официальное. М.: ГОССТАНДАРТ РОССИИ, 2000.
5. Верников Г. Описание стандарта IDEF0 [Электронный ресурс]. URL: http://www.insapov. ru/idef0-standard-description.htm.
6. Зайцев Д. А. Универсальная сеть Петри // Кибернетика и системный анализ. 2012. № 4. С. 24-39.
7. Ковалев С. М, Ковалев В. М. Современные методологии описания бизнес-процессов - просто о сложном // Консультант директора. 2004. № 12.
8. Цуканова О. А. Методология и инструментарий моделирования бизнес-процессов. СПб.: Университет ИТМО, 2015. 100 с.
9. Верников Г. Стандарт онтологического исследования IDEF5 [Электронный ресурс]. URL: http://vernikov.ru/1999.
10. Кулябов Д. С., Королькова А. В. Введение в формальные методы описания бизнес-процессов: учеб. пособие. М.: РУДН, 2008. 173 с.
