CC BY
111
Фёдоров И.Г.
Российский Экономический Университет им. Г.И. Плеханова, кт.н., доцент кафедры экономических информационных систем и информационной безопасности, [email protected]
СИНТАКСИС И СЕМАНТИКА ИСПОЛНЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ БИЗНЕС-
ПРОЦЕССОВ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Синтаксис, семантика и прагматика Онтология Бунге-Ванда-Вебера, нотации моделирования бизнес-процессов, онтологическая выразительность языков моделирования бизнес-процессов..
АННОТАЦИЯ
Большую популярность приобрели языки и нотации визуального моделирования бизнес-процессов, в том числе BPMN и UML Авторы нотаций и вендоры, создающие средства разработки, озабоченные вопросом стандартизации, активно работают над тем, чтобы дать научное обоснование синтаксиса, семантики и прагматики моделей, без которых аналитики не смогут их правильно применять. Для исполняемых моделей остро стоит вопрос формализации поведения, реализуемого моделью. В предлагаемой работе синтаксис, семантика и прагматика языков визуального моделирования бизнес-процессов объясняются с использованием онтологии Бунге-Ванда-Вебера.
Введение
Сегодня руководства по языкам UML и ВРМЫ связывают стандартизацию синтаксиса, семантики и прагматики модели с метамоделью, которая описывает требуемые свойства при помощи языка обмена метаданными ХМ1 [1], хотя известно, что метамодель не является ни синтаксисом ни семантикой языка моделирования [1]. Практики ВРМЫ предлагают эмпирические правила стиля и метода моделирования [3], при этом остается не ясно, что они описывают -синтаксис или семантику, могут ли эти рекомендации быть теоретически обоснованы? Можно добавить, что до сих пор не решен вопрос, какой математический формализм следует использовать для описания поведения исполняемых моделей бизнес-процессов, так что часть специалистов считают, что в основе исполняемых моделей лежит формализм машины состояний, тогда как другие уверены, что в основе моделей лежит формализм сетей Петри [5]. Таким образом, вопрос теоретического обоснования синтаксиса, семантики и прагматики визуальных исполняемых моделей является актуальным. Целью данной работы является теоретическое обоснование синтаксиса, семантики и прагматики визуальных исполняемых моделей.
Синтаксис и семантика в исследованиях Д. Харела и Б. Румпе
По мнению Д. Харела и Б, Румпе синтаксис определяет правила, связывающие отельные знаки, принадлежащие к алфавиту языка, в лексически правильные конструкции и выражения, тогда как семантика определяет смысл высказывания [7], [2]. Они различают текстовые и иконические языки. Алфавит первых состоит из букв, которые соединяются в слова, передающие смысл, тогда как в иконических языках каждый знак обозначает отдельное понятие, так что синтаксис определяет правила, связывающие знаки в законченную, правильно структурированную модель. Семантика, по определению Д. Харел и Б. Румпе, включает семантический домен и семантическое отображение (см. рис.1). Семантический домен перечисляет все концепты, которые лежат в основе формализма представления модели бизнес процесса. Авторы делают очень интересное замечание о том, что семантический домен, образованный концептами, может быть использован для сравнения языков и нотаций моделирования, но дальше эту мысль не развивают. К сожалению, они не объясняют, как можно описать семантический домен, поэтому его практическое применение остается неясно. Семантическое отображение связывает домен с соответствующей предметной областью моделирования, которую иначе называют универсум дискурса. Правила построения семантического отображения авторы не приводят. Они отмечают, что большинство компьютерных средств разработки приложений позволяют проверять синтаксис соответствующего языка, тогда как смысл модели проверить автоматически невозможно.
Рисунок 1. Синтаксис и семантика языка моделирования в исследованиях Д. Харела и Б. Румпе
Харел и Б. Румпе рекомендуют различать семантику, метамодель и поведение. Они считают, что семантику языка нельзя отождествлять с:
1)метамоделью, поскольку последняя является средством описания синтаксиса;
2)семантическим доменом, поскольку семантика описывает отображение на этот домен, но не совпадает с доменом;
3)контекстным условием, поскольку в этом утверждении не упоминаются ни семантический домен, ни семантическое отображение;
4)поведением исследуемого объекта, поскольку некоторые модели, например структурные, имеют семантику, но не описывают поведение;
5)исполняемостью, поскольку не все языки позволяют создавать исполняемые модели;
6)«математической нотацией», поскольку последняя, по их мнению, не имеет никакого отношения к семантике;
7)пониманием индивидуальных конструкций, поскольку семантика отдельной модели не есть семантика языка.
Подводя итог можно отметить - модель предлагаемая авторами является абсолютно правильной, однако она не дает четкого формализованного объяснения понятиям семантический домен и семантическое отображение, что ограничивает её практическое применение.
Семиотический подход к определению семантики языка
Модель бизнес-процессов можно рассматривать как средство коммуникации между аналитиком, который наблюдает окружающий мир, описывает его и кодирует свои наблюдения в виде модели, используя некоторый язык моделирования, и интерпретантом, который декодирует полученную модель и пытается понять, что хотел передать ему аналитик. Если интерпретантом является человек, то он может, переспросить непонятные ему места, понять из контекста, додумать и, таким образом, восстановить смысл модели. Если же интерпретант машина, то модель должна быть такой, чтобы исключить возможность неоднозначного толкования. Сегодня появились исполняемые модели бизнес-процессов, которые позволяют превратить модель в исполняемый машинный код без дополнительного программирования. Семантика таких моделей должна быть ясной и понятной как аналитику так и интерпретанту, чтобы исключить любую двусмысленность.
Рассмотрим треугольник Г. Фреге (см рис.2), который иллюстрирует принцип восприятия человеком окружающей реальности и связывает объект реального мира, соответствующий знак языка и. концепт, абстрагирующий понятие связанное со знаком Объект - есть предмет, вещь иначе денотант предметной области - то что мы собираемся моделировать. Совокупность всех денотантов образует предметную область моделирования, иначе называемую универсум дискурса. Концепт, иначе десигнант, это некоторое представление, которое связанно с моделируемой вещью. Совокупность всех десигнантов образует семантический домен. Знак, иначе экспонент, это логическое имя, присвоенное соответствующему концепту. Совокупность всех допустимых знаков образует алфавит языка. Таким образом, знак языка моделирования отображает сущность реального мира в том случае, если он способны отобразить концепт соответствующей предметной области, который, в свою очередь, абстрагирует некую сущность реального мира [7].
Теперь мы можем утверждать, что смысловое значение модели передается через систему понятий, называемых концептами. Поэтому нам необходимо восстановить смысл каждого из них.
Семантический домен натурального языка содержит счетное, и, по-видимому, бесконечное число концептов. Учитывая их синонимию и омонимию, построить семантический домен и отобразить все слова на соответствующие понятия затруднительно. Однако, как установили Я. Ванд и Р. Вебер, для графических языков визуального моделирования число концептов конечно.
Рисунок 2. Отображение объектов реального мира
Модель представления Бунге-Ванда-Вебера
Модель представлений Бунге-Ванда-Вебера основывается на философских работах М. Бунге, который является приверженцем диалектического материализма. В основе его рассмотрения находится материальный мир [30], который образован вещами, последние принято трактовать как «отдельный объект материального мира, обладающий относительной независимостью, объективностью и устойчивостью существования» [195], поэтому далее мы будем пользоваться термином объект. Здесь и далее будем использовать термин объект, как синоним понятия вещь.
Свойством называют один из атрибутов объекта, оно не может иметь свойств. Свойство обусловливает различие или общность объекта с другими предметами, оно может быть частными, присущими отдельному объекту, например, габариты и вес характеризуют каждый предмет в отдельности, обобщающими, характеризующими совокупность объектов, например, должность характеризует группу сотрудников или общими, присущими сразу нескольким объектам, например, заказ и договор имеют общие атрибуты: клиент, адрес доставки, номенклатура заказа и т.д. [28].
Состояние объекта определяется как совокупность значений всех его атрибутов в определенный момент времени. При этом, не все состояния рассматриваются как допустимые и не все переходы между состояниями считаются разрешенными. Изменение состояния объекта в результате его взаимодействия с другими объектами называют трансформацией, она осуществляется всегда по заранее определенному закону, называемому правилом преобразования. Трансформацию можно интерпретировать как работу изменяющую объект или как операцию, выполняемую над объектом.
Рисунок 3. Основные концепты модели процесса Событием Я. Ванда и Р. Вебера называют факт изменения состояния объекта, независимо
от причины возникновения. Событие предполагаются дискретными, его длительностью принято пренебрегать. Можно говорить, что объект переходит из одного разрешенного состояния в другое разрешенное состояние в результате срабатывания события, которое инициирует трансформацию этого объекта, выполняемую по определенному правилу (см. рис.3). Процессом они называют упорядоченную во времени последовательность смены состояний одного объекта.
Один объект может взаимодействовать с другим объектом, назовем его объектом окружения. Объект наблюдения может узнать об изменение состояния объекта окружения через оповещения. Механизм этих оповещений онтологией не определяется. Изменение состояния объекта окружения, о котором система узнает через оповещение, называется внешним событием. Говорят, что два объекта взаимодействуют, если история состояний одного из них зависит от присутствия другого объекта. Рисунок 4 показывает взаимодействие 2-х объектов. Изменение состояние объекта 1 может рассматривать как внешнее событие для объекта 2, которое инициирует трансформацию этого объекта.
Рисунок 4. Взаимодействие 2-х объектов
Адаптация онтологии Бунге-Ванда-Вебера к описанию исполняемых моделей бизнес-процессов
Можно указать на следующие особенности онтологии Бунге-Ванда-Вебера. Во-первых, онтология не использует категорию время, хотя очевидно, что временные параметры исполнения процесса очень важны при моделировании. Во-вторых, онтология не включает концептов, отображающих участников процесса. Это, на первый взгляд, кажется странным и противоречит устоявшейся практике начинать моделирование с выявления участников процесса [19]. В третьих, остается непонятным, как классифицировать логические операторы, которые маршрутизируют объект, но не трансформирую. Адаптируем онтологию таким образом, чтобы её можно было использовать для моделирования бизнес-процессов.
Время в онтологии Бунге-Ванда-Вебера
М. Бунге определил событие как факт смены состояния объекта [8]. При этом возникают вопрос: чем событие отличается от состояния? В существующей трактовке событие объясняется как смена состояния, несет смысл «по причине этого» и отражает причинно-следственную связь. Как результат, термины состояние и событие оказываются трудноразличимы. Предложим следующую интерпретацию. Определим внутреннее событие как момент времени, когда произошла смена состояния, добавив ему смысл «после этого» - позже в хронологическом порядке. Таким образом, внутреннее событие фиксирует факт и момент времени, когда, система перешла в очередное состояние и готова к исполнению следующей операции. Однако наступления внутреннего события недостаточно для начала исполнения очередной трансформации. Если это интерактивная операция, то исполнение начнется после вмешательства оператора, последний рассматривается как внешний объект по отношению к системе, а если операция автоматическая, то после сигнала от внешнего управляющего устройства. Внешнее событие отражает факт изменения состояния объекта окружения, которое инициирует исполнение операции, оно фиксирует момент времени, когда начнется трансформация. Таким образом, промежуток времени между внутренним событием, означающим готовность к началу обработки и внешним событием, инициирующим трансформацию, определяет длительность ожидания начала исполнения операции, а интервал времени между внешним событием и внутренним событием означающим завершение трансформации, означает длительность выполнения операции. Рисунок 5 иллюстрирует соотношение между внутренним и внешним событием на диаграмме Ганта.
Тем самым в онтологию добавляется понятия темпоральной логики: момент времени и интервал времени между двумя последовательными событиями. Такая точка зрения хорошо соответствует современным представлениям об онтологии времени, используемой для описания темпоральных взаимоотношений между работами, составляющими процесс, которая использует
два базовых понятия: событие и интервал [20]. Под событием понимается точка на шкале времени, а интервалом называется отрезок на шкале времени, заключенный между начальным и конечным событиями.
Т1
V V
И \М-ч——►
\ч Длительность исполнения Т1
\ Заде ржка, В ремя ажижа н ия
Длительность исполнения ТО Рисунок 5 Внутренние и внешние события на диаграмме Ганта
Трансформация и маршрутизация в онтологии Бунге-Ванда-Вебера
«Классическая» онтология Бунге-Ванда-Вебера предполагает, что трансформация изменяет свойства объекта. Однако существуют операции процесса, которые объект не трансформируют, а маршрутизируют, они не могут быть отображены в концепты онтологии. Например, логические операторы ветвления и слияния, объект не изменяют, но переключают возможные сценарии исполнения. Мы будем рассматривать трансформацию не только как преобразование, но и как маршрутизацию. Таким образом, логический оператор на модели процесса отображается на трансформацию в онтологии Бунге-Ванда-Вебера.
Семантика визуальных языков моделирования
Проведенный анализ позволил выделить шесть концептов онтологической модели бизнес-процесса, образующих семантический домен. К их числу относятся: объект, который имеет набор свойств, его состояние, которое характеризуется значением свойств в определенный момент времени, трансформации, которые изменяют свойства объекта, что приводит к изменению его состояния и работы, которые свойств объекта не изменяют, но маршрутизируют по нужным направлениям, события, (внутренние и внешние), которые инициируют трансформацию. Теперь необходимо определить семантическое отображение множества знаков языка моделирования на семантический домен.
Я. Ванд и Р. Вебер предположили, что главным фактором успеха использования языка является его способность предоставить пользователям набор знаков, которые могут непосредственно выражать соответствующие концепты предметной области [190]. Они выделили следующие варианты соответствия между множествами знаков языка моделирования и концептов модели процесса (см. рис.6):
1. Каждому знаку языка можно сопоставить ровно один концепт онтологии - можно говорить о взимнооднозначном соответствии двух множеств или об их эквивалентности;
2. Один концепт может быть отображен сразу на несколько знаков нотации - имеет место омонимия или неразличимость соответствующих знаков языка моделирования;
3. Отдельные концепты онтологии не имеют соответствующего им знака - существует дефицит выразительной способности соответствующего языка, он не способен отобразить отдельные аспекты окружающей реальности;
4. Ни один концепт не может быть отображен в примитив нотации - имеется избыточность языка, он содержит знаки, которые не соответствуют объектам реальности;
5. Одному знаку соответствует несколько концептов - в наличии синонимия знаков или неоднозначность нотации.
Семантическое отображение
Концепты ОНТОЛОГ ии
римитивы нотации
1 0 Дефицит
11 Эквивалентностью—К
f- / Избыточность
1 п Неоднозначность^™^
Рисунок 6. Соотношение примитивов языка моделирования и концептов модели бизнес-процесса
Конкретный и абстрактный синтаксис языка моделирования
Назовем идеальным язык моделирования, для которого между множеством знаков его алфавита и соответствующим семантическим доменом существует взаимно однозначное соответствие или биекция. Конкретный синтаксис языка описывает правила соединения знаков языка в лексически правильные выражения. Для существующих языков визуального моделирования правила синтаксиса постулируются, но не доказываются. Мы постараемся найти объяснение правилам синтаксиса.
Давайте внимательно рассмотрим фрагмент треугольника Фреге, изображенный на рис.7. Мы установили, что каждому знаку нотации соответствует ровно один концепт онтологии. Обратим внимание, что отношение знак-знак образует конкретный синтаксис данной нотации. Поскольку отображение занак-концепт является гомоморфным, мы можем утверждать, что конкретный синтаксис определяется связями концептов друг с другом. Будем называть связи между концептами абстрактным синтаксисом. Постараемся теоретически обосновать полученные правила синтаксиса.
Синтаксис (конкретный)
Синтаксис
й)
Семантическое отображение
Рисунок 7 Абстрактный синтаксис языков визуального моделирования
Чтобы обосновать связи между концептами модели бизнес-процесса, рассмотрим, какие формальные модели позволяют описать выделенные нами концепты. Поскольку визуальные языки моделирования бизнес-процессов являются графовыми, будем искать формализмы среди графов. Мы рассмотрим пять типов формализмов, которые в совокупности описывают взаимосвязи между концептами семантического домена. Будем рассматривать только базовые формализмы, которые не имеют расширений. При этом мы будем обращать внимание, что соответствующая диаграмма может моделировать, а что она изображает для ссылки, связывающей её с другой формальной моделью. Поясним на примере, рассмотрим инфологическую модель, которая позволяет описать набор свойств некоторого объекта и, таким образом, установить, тот набор свойств, который соответствует каждому разрешенному состоянию этого объекта. Далее рассмотрим диаграмму состояний (STD), она моделирует переходы состояния объекта, кроме того она изображает (но не моделирует) работы (трансформации), в результате которых происходит изменение состояния. Используя имя работы как ссылку, мы сможем построить связь диаграммы состояний с диаграммой потоков данных (DFD), которая моделирует работы, трансформирующие объект. Диаграмма потоков данных не
позволяет отобразить моменты времени, когда начинается или заканчивается соответствующая операция. Используя имя трансформации как ссылку, можно перейти к диаграмме Ганта, которая моделирует интервалы между соответствующими событиями. Поскольку диаграмма потоков данных моделирует только те трансформации, которые изменяет состояние объекта, она не позволяет отобразить логические операторов. Поэтому добавим в рассмотрение обычные сети Петри. Очень важно точно определить отображение концептуальной модели на соответствующий формализм. Для рассмотренных выше формализмов отображения были тривиальными, но для сетей Петри отображение имеет решающее значение, поскольку одна модель при разных отображениях дает различные результаты. В случае моделирования бизнес-процессов, позиции сети Петри соответствует состояние объекта, а её переход - трансформации или операции процесса. Обратим внимание, что ни позиция, ни операция не позволяют смоделировать состояние или трансформацию, т.е. они используются для ссылки на другие модели. Однако смоделировать работу логического оператора сети Петри позволяют. Теперь рассмотрим, что означает маркер? Его можно представить себе как движущийся информационный объект, его прибытие инициирует выполнение операции. Однако свойства объекта смоделировать в обычных сетях Петри нельзя. Таким образом, модель сетей Петри, при соответствующем отображении, позволяет смоделировать логические операторы бизнес-процесса. Рисунок 8 иллюстрирует связи между соответствующими формализмами (инфологическая модель опущена). Те параметры, которые не моделируются и используются для ссылки, изображены с подчеркиванием.
STD <S1.T2,S2>
Атрибуты объекта
DF D <T1 $1Д2>
1>е1п№1 <S1TI ,T2>
то in Е1 Ожидание Т' S4 Gsrt<UElin1E2«1T2>
ЕС ex I I/ ■J Длительность Т1
1
Рисунок 8 Формальные модели для описания концептов онтологии БВВ
Предлагаемый в работе подход, в целом, соответствует предложениям Э. Йордана, который в рамках структурного метода моделирования предлагал моделировать последовательно в нескольких моделях DFD, STD и ER [148]. Йордан не ставил целью проектировать системы реального времени, поэтому структурный метод опускает временной аспект, в нем не используется диаграмма Ганта, не моделируется бизнес логика, поэтому отсутствуют сети Петри. Поскольку мы рассматриваем наиболее общий случай, мы дополнили нашу модель таким образом, чтобы учесть все связи между концептами. Мы назовем отображение концептуальной онтологической модели на соответствующий формализм - дефиниционным.
Сделаем следующие выводы. Нами рассмотрен идеальный язык моделирования, в котором между множествами знаков алфавита языка и множеством концептов онтологической модели существует взаимно однозначное соответствие, таким образом, абстрактный синтаксис языка однозначно определяется отношениями между отдельными концептами. Нами выделено шесть концептов и построено шесть дефиниционных отображений, которые позволяют связать соответствующие концепты с формальными моделями. Каждый из рассмотренных формализмов позволяет определить некоторый набор правил. Совокупность всех правил всех формальных моделей образует конкретный синтаксис языка моделирования.
На практике ни один из известных языков моделирования не является идеальным. Используя онтологию как базис сравнения, была проверена выразительная способность ряда
популярных языков (нотаций) моделирования [11]. Исследование показало, что ни один из языков: STD, DFD, WFD, PERT, Petri Net, EPC, BPMN не способен без потерь передать все свойства окружающей реальности, только часть из них. А некоторые нотации даже не обеспечивают однозначного отображения отдельных знаков ровно на один концепт, имеет место неразличимость соответствующих знаков языка моделирования. Таким образом, можно сделать вывод о дефиците выразительности этих моделей.
Покажем, что дефицит изобразительной возможности преодолеваем, тогда как неразличимость недопустима. Введем понятие «хорошей» модели, в которой каждому знаку соответствует ровно один концепт, но не все концепты могут быть отображены на знаки этой нотации, т.е. множества знаков и концептов не являются равномощными. Можно утверждать, что в этом случае имеет место инъекция — такое отображение множества знаков в множество концептов, при котором каждому знаку соответствует свой концепт. При этом, конкретный синтаксис языка определяется не всеми дефинитивными отображениями, а только теми, для которых существует концепт.
Прагматика модели бизнес-процесса
В контексте языков моделирования бизнес-процессов прагматика понимается как практические способы достижения цели моделирования. Мы будем различать аналитические модели бизнес-процессов, предназначенные, чтобы понять, как работает организация и исполняемые модели, предназначенные для управления процессом достижения этого результата. Разные цели моделирования определяют различие требований, предъявляемые к моделям. Аналитические модели должны быть когнитивно понятны, тогда как исполняемые модели должны интерпретироваться соответствующим исполняющим устройством. Соответственно мы будем разделять два компонента прагматики модели бизнес-процесса. Экспрессивность есть характеристика, определяющая насколько модель является когнитивно понятной, так что она сможет визуально передать, заложенный в неё смыл. Этот аспект прагматики модели бизнес-процесса является объектом ряда исследований [8], мы не будем рассматривать его в данной работе. Второй аспект характеризует интерпретируемость - способность осуществить предписанную последовательность действий, заложенную в модель бизнес-процесса.
Поскольку исполняемую модель можно рассматривать как алгоритм, который, согласно определению А.П. Ершова, есть «точное предписание исполнителю осуществить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение предлагаемой задачи», для оценки интерпретируемости модели бизнес-процесса применить следующие критерии эквивалентности [15]:
•Функциональная (трансформационная) - операции реализуемые процессами, имеющими одинаковые множества аргументов, совпадают;
•Операционно-логическая (структурная, трассовая) - в обоих процессах совпадают последовательности пройденных операций и логических операторов;
•Логико-термальная (поведенческая) - для любой трассы одного процесса существует трасса в другом, такая что логические условия проверяются в одной и той же последовательности для одних и тех же наборов значений переменных.
Если целью моделирования является реинжиниринг, то процессы «как есть» и «как должно быть» должны иметь функциональную эквивалентность, оба выполняют одинаковое преобразование, но по-разному. В тех случаях, когда стоит задача раскрыть и смоделировать неизвестный процесс (process mining), часто ставится задача достичь трассовой эквивалентности. Однако следует иметь в виду, что этот тип эквивалентности не гарантирует достижение требуемого для процесса результата. В случае создания исполняемой модели, необходимо добиться поведенческой эквивалентности, таким образом, чтобы модель процесса в точности повторяла реальную работу в организации.
Оба аспекта прагматики связаны с метамоделью, реализуемой на языке XMI. Первый аспект связан с тем, что первоначально преобразование модели процесса в формат XMI осуществлялось таким образом, что информация о взаимном расположении элементов терялась, так что воспроизводимость модели ухудшалась. Сегодня пояляются такие средства преобразования в формат XMI, которые сохраняют информацию о взаимном расположении элементов.
Обобщенная модель синтаксиса, семантики и прагматики языка моделирования
Чтобы лучше понять соотношение между синтаксисом, семантикой и прагматикой модели процесса, мы рассмотрим квадрат Д.А. Поспелова [15], но внесем в него небольшое изменение -
вместо метамодели (вершина 4), которую ввел в рассмотрение Д.А. Поспелов, мы используем боле общее понятие дефиниция, раскрывающее содержание (смысл) знака посредством описания существенных отличительных признаков предметов или явлений, обозначаемых данным именем (см. рис.9).
Можно предположить, что дефиниция может быть выполнена разными способами. Во-первых, можно создать текстовое описание, которое определяет содержание понятия, смысловое значение его имени. Во-вторых, можно определить объект при помощи некоторой метамодели (как это изначально предлагал Д.А. Поспелов), в этом случае, мы делаем модель переносимой между разными средами моделирования и определяем одинаковое поведение модели в различных средах исполнения. В-третьих, можно выполнить формальную дефиницию с помощью математической модели.
Совместим квадрат Поспелова и треугольник Фреге. Заметим, что синтаксис есть отношения, существующие между знаками языка, а семантика есть понятие или смысл, заложенные в модель. Будем полагать, что семантика предполагает выбор определенного формализма, который определяет синтаксис, семантику и прагматику модели бизнес-процесса. Отметим, что у модели может быть несколько дефиниций с каждой связан свой формализм. Таким образом, модель распадается на набор субмоделей, каждая описывает взгляд на прототип с определенной точки зрения. Для нескольких частных моделей может существовать одна общая для них всех метамодель, так что связь между частным формализмом и общей метамоделью будет односторонней или гомоморфной (см. рис.10). Формализм каждой из частных моделей определяет её синтаксис и поведение (если оно данным формализмом описывается).
Выводы
Проведенный анализ позволяет сформулировать теоретические основы моделирования бизнес-процесса. В качестве фундамента для анализа языков и нотаций моделирования выбрана онтология Бунге-Ванда-Вебера. Главный результат заключается в выделении концептов, образующих онтологию модели процесса, что позволяет установить основные понятия предметной области моделирования, определить аксиоматику моделирования. Важный вывод, который можно сделать на основе рассмотрения — процесс есть последовательность смены состояний объекта, происходящая в результате выполнения операций процесса.
Новизна исследования заключается в уточнении различия между внутренними и внешними событиями. Внутренне событие отражает факт готовности объекта к очередной трансформации. Внешнее событие отображает момент времени, когда трансформация будет начата или остановлена. В онтологию добавлена категория времени - ранее событие толковалось как смена состояния, таким образом, оно несло смысл «по причине этого», отражающее причинно-следственную связь. Как следствие термины состояние и событие оказывались трудноразличимы. Мы определили событие как момент времени, когда произошла смена состояния, добавив ему смысл «после этого» — позже в хронологическом порядке. Тем самым в онтологию добавляется понятие времени: момента времени и интервала времени между двумя последовательными событиями. Теперь понятие событие трактуется в соответствии с представлениями темпоральной логики [23]. Такой подход позволяет объяснить, проанализировать и выявить ошибки в моделях бизнес-процессов, когда внешнее событие происходит ранее, чем связанное с ним внутреннее событие.
Мы установили, что в число концептов модели процесса не включен исполнитель операций процесса (актор), который генерирует внешние события, инициирующие / завершающие исполнение трансформаций. Если операция является интерактивной, то именно актор генерирует внешнее событие, которое инициирует старт её обработки. Из этого следует, что модель процесса должна быть отображена на множество сотрудников организации. Сделан важный вывод о том, что организационная модель предприятия не является имманентной частью модели процесса. Обе модели являются независимыми, причем исполнители на модели процесса должны быть отображены на организационную модель предприятия. Этим может быть достигнута инвариантность модели процесса изменениям организационно штатного расписания предприятия.
Предложено трактовать понятие трансформация из онтологии Бунге-Ванда-Вебера не только как работу, которая трансформирует состояние некоторого информационного объекта, но также как работу, которая информационный поток не изменяет, но маршрутизирует. Таким образом, логические операторы на модели процесса могут быть отображены в концепты онтологии Бунге-Ванда-Вебера.
Сравнение различных языков и нотаций моделирования, проведенное с использованием описанного семантического подхода, позволило установить, что ни одна из известных нотаций не в состоянии отобразить сразу все концепты онтологии Бунге-Ванда-Вебера, налицо дефицит онтологической выразительности [24]. Это дало основание сделать вывод, что моделирование процесса следует проводить одновременно в нескольких нотациях, так чтобы каждая частная модель показывала ограниченный набор свойств моделируемого явления, а все вместе они давали полное и исчерпывающее представление о моделируемой реальности.
Литература
1. Stevens P. // XMI and MOF: a mini-tutorial. 2001. URL: http://homepages.inf.ed.ac.uk/perdita/XMI/tutslides2up.pdf (дата обращения: 15.01.2015).
2. Harel D., Rumpe B., "Meaningful Modeling What's the Semantics of Semantics," Journal Computer, Vol. 37, No. 10, October 2004. pp. 64-72.
3. Silver B., "BPMN Method and Syle," 2009.
4. OMG, "Business Process Model and Notation (BPMN) Version 2.0," Object Management Group, OMG Document Number: formal/2011-01-03, 2012.
5. Börger E., 'Approaches to modeling business processes: a critical analysis of BPMN, workflow patterns and YAWL, "Journal Software and Systems Modeling (SoSyM), Vol. 11, No. 3, July 2012. pp. 305-318.
6. Harel D., Rumpe B, "Modeling Languages: Syntax, Semantics and All That Stuff, Part I: The Basic Stuff," Weizmann Science Press of Israel©, Jerusalem, Israel, Technical Report 2000. 1-28 pp.
7. Ullmann S., "Semantics: An Introduction to the Science of Meaning, ". Oxford,: Basil Blackwell, 1972. 278 pp.
8. Bunge M. Ontology I: "The Furniture of the World, Treatise on Basic Philosophy, " Vol 3. Boston, MA,: D. Reidel Publishing Company, 1977.
9. Уемов А. И. Вещи, свойства и отношения. -М.: 1963.
10. Soffer P., Wand Y., "On the Notion of Soft-Goals in Business Process Modeling," Business Process Management Journal, Vol. 11, No. 6, 2005. pp. 663 - 679.
11. Wand Y., Weber R., "Research Commentary: Information Systems and Conceptual Modeling -- A Research Agenda," Information Systems Research, Vol. 13, No. 4, 2002. pp. 363-376.
12. Yourdon E. Modern Structured Analysis. Prentice Hall, 1988. 688 pp.
13. Сотников А.Н., Фёдоров И.Г., "Создание исполняемой модели бизнес-процесса без программирования, миф или реальность? " // Инжиниринговые науки, телекоммуникационные и информационные технологи (En&T-2014). Долгопрудный. 2014.
14. Moody D.L., "The "Physics" of Notations: Toward a Scientific Basis for Constructing Visual Notations in Software Engineering Software Engineering,» Software Engineering, IEEE Tr., Vol. 35, No. 6, 2009. pp. 756 - 779.
15. Ерщов А.П., "Основы информатики и вычислительной техники: Пробное учебное пособие для средних учебных заведений," В 2-х частях / Под редакцией А. П. Ершова и В. М. Монахова..," 1985.
16. Поспелов Д.А., Осипов Г.С., "Введение в прикладную семиотику" // Новости искусственного интеллекта. 2002. Vol. 54. No. 6. pp. 28-35.
17. OMG. // XML Metadata Interchange (XMI)® [Электронный ресурс]. URL: http://www.omg.org/spec/XMI/ (дата обращения: 15.01.2015).
18. Энгельс Ф. Диалектика природы / / In: Соч., т.20. / Ed. by Маркс К. Э.Ф. pp. 339-626.
19. Soffer P., Wand Y., "On the Notion of Soft-Goals in Business Process Modeling," Business Process Management Journal, Vol. 11, No. 6, 2005. pp. 663 - 679.
20. van der Aalst W., "Verification of workflow nets" // In: Application and theory of Petri nets. Heidelberg: Springer, Lecture notes in computer science, 1997. pp. 407-426.
21. Репин В.В., Елиферов В.Г. "Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес- процессов". -М. : Манн, Иванов и Фербер, 2013. 544 pp.
22. Nissen M. A., "Configuration-Contingent Enterprise Redesign Model" // In: Business Process Engineering. Advancing the State of the Art. Kmuwer Academic Publishing, 1999. P. 391.
23. Фёдоров И.Г. "Формальное представление поведенческой перспективы модели бизнес-процесса" // Открытые системы. 2012.
