Задачи структурного
анализа в архитектурном процессе развития КИС
В.П. Разбегин
с.н.с, Valent@ipu.rssi.ru,
А.В.
Габалин
н.с, Gabalina@bk.ru,
ИПУ РАН, г.
Москва
Введение
Архитектурные
методы и модели нацелены на эффективное решение задач информационного обеспечения
задач управления деятельностью современных предприятий. По мере роста
предприятий в условиях конкуренции возрастает их сложность как в отношении
количества активных и пассивных элементов, так и в отношении количества и видов выполняемых ими и над ними операций, что отражается в
архитектурных моделях предприятия. В связи с этим повышается востребованность структурных методов и средств анализа этих
моделей.
В
работе используется концепция структурного анализа в виде методологии анализа различных взаимосвязей между
элементами архитектурной модели предприятия, аналогичную
предложенной в [1] для анализа бизнес-моделей предприятий.
В
качестве объекта анализа используем целостную архитектурную модель предприятия
на графическом архитектурном языке Archimate 2.0[2],
состоящую из взаимосвязанных бизнес-модели, модели приложений, модели инфраструктуры
(ядро архитектуры), модели мотивации
развития и модели миграции(проектирования и реализации
изменения) архитектурных компонент.
Таким
образом, анализ распространяется как на ядро архитектуры предприятия, так и на
процесс его изменения, определяемого моделью миграции.
Модель
мотивации отображает целевые структуры на структуры из других моделей. При этом
поддерживается упорядоченность отображений: бизнес-модель отображается на
модель приложений, модель приложений
отображается на модель инфраструктуры.
Общее
строение бизнес-модели
определяется процессной схемой членения
бизнес-процессов, входящих в
бизнес-модель: основные процессы, процессы управления, процессы развития и
обеспечивающие процессы, причем процессы изменения КИС в общей схеме являются
обеспечивающими процессами.
Рассматриваются
различные виды задач структурного анализа бинарных, тернарных и других
взаимоотношений элементов как внутри архитектурных доменов, так и между
доменами, например, задачи Парето-анализа, агрегационно/дезагрегационного анализа, анализа рынка, анализа
соотношений мощностей участвующих множеств и
прикладной смысл их решений.
1.
Основы структурного анализа
Основные
характеристики, определяющие важность структурного анализа именно архитектур
предприятий, это их стабильность,
целостность видения предприятия, междисциплинарность.
Архитектура
предприятия более стабильна, чем конкретные проектные решения, которые найдены
для возникающих проблем при управлении изменениями. Следовательно, архитектура
полезна в сохранении основ бизнеса, в то же время допускает его максимальную
гибкость и адаптивность. Без хорошей
архитектуры трудно достичь успеха в конкурентной среде.
Наиболее важная характеристика архитектуры
предприятия заключается в том, что она обеспечивает целостное видение предприятия.
Если в отдельных частях предприятия
будет иметь место локальная оптимизация, то рассматривать архитектуру
ограниченной этими областями и считать
ее оптимальной с системной точки зрения
неправомерно, т.к. это не обязательно
ведет к желательной ситуации для компании в целом. Например, хорошо
оптимизированная техническая инфраструктура, обеспечивающая высокую
производительность при низких затратах может обернуться слишком жесткой и
негибкой, если потребуется поддерживать быстро меняющиеся и высоко адаптивные
бизнес-процессы.
Хорошая
АП обеспечивает понимание, необходимое
для балансировки частных требований, и
для облегчения согласования корпоративной стратегии и повседневных
операций. Для достижения этого
качества целостности АП необходима ее способность связывать информацию
из изначально несвязных областей (доменов),
необходим общий язык, понятный для всех участников из разных областей.
В
значительной степени указанные качества обеспечивает методология, заложенная в
графическую нотацию ArchiMate.
1.1. Архитектура предприятия как объект структурного анализа
Рассмотрим
более подробно понятия архитектуры предприятия с точки зрения задач структурного
анализа. За основу понятийного аппарата возьмем нотацию графического языка 2.0.
В
описании архитектуры предприятия на графическом языке ArchiMate
2.0 выделяют 3 части: ядро (Core), расширение
мотивации (Motivation Extension)
и расширение миграции (Migration Extension).
Ядро
описывает состояния статических структур предприятия в терминах уровней и
аспектов. Определены три уровня описания ядра архитектуры: бизнес, приложения и
технологии.
Бизнес уровень (Business
layer) описывает события, бизнес-объекты, продукты, сервисы для внешних
клиентов, бизнес-процессы и функции реализации этих продуктов и сервисов, а
также организационную модель из исполнительных, ролевых элементов и интерфейсов.
Уровень программ (Application
layer) описывает поддержку бизнес уровня ИТ-приложениями в терминах прикладных функций, объектов
данных, приложений, интерфейсов.
Уровень оборудования (Technology
layer) описывает технологическую инфраструктуру,
включающую аппаратное обеспечение, общесистемное программное обеспечение,
необходимое для ИТ-приложений. Например: системы
хранения данных, каналы связи, ЦОДы, сервера и т. д.
На
каждом уровне описание ядра разделяется на
три аспекта (домена):
Пассивная структура (Passive
structure) из объектов обработки процессами и
функциями;
Деятельность (Behavior)
из процессов, функций, событий и сервисов;
Активная структура (Active
structure) из субъектов деятельности (исполнители,
роли, приложения, оборудование).
Расширение
мотивации включает элементы: требования, цели, ограничения, оценки,
заинтересованные лица и дополнительный тип связей – связи влияния, что
позволяет моделировать целевые структуры.
Расширение
миграции содержит средства описания диаграмм анализа разрывов между исходным и
целевым состоянием архитектуоного ядра и средства
описания миграции – перехода от исходного и целевому состоянию архитектуоного ядра.
Структурный
анализ взаимосвязей между элементами архитектурной модели предприятия в рамках
методологии Archimate 2/0 должен различать двенадцать
типов связей, перечисленных ниже.
Ассоциация
- моделирует отношения между объектами, которые не описываются какими-либо
конкретными видами связей.
Доступ
- моделирует доступ поведенческих единиц к бизнес-объектам
или объектам данных
Используемый
- моделирует использование сервисов процессами, функциями или взаимодействиями
и доступ ролей, компонент или коопераций (collaborations)
к интерфейсам.
Реализация
- связывает логическую сущность с более
конкретной сущностью, которая ее реализует.
Специализация
- связывает логическую сущность с более
конкретной сущностью, которая ее реализует.
Присваивание - связывает поведенческие единицы с
активными элементами (например, ролями, компонентами), которые их выполняют,
роли с акторами, которые их исполняют, или артефакты
с узлами, на которых они размещаются.
Агрегация
- указывает, что объект объединяет в группу несколько объектов.
Композиция
- указывает, что объект состоит из нескольких объектов.
Группировка
- указывает, что объекты объединяются в группу на основании некоторой общей
характеристики.
Переключение
(переход) - описывает временные или причинные отношения между поведенческими
элементами, взаимодействиями и событиями.
Поток
- описывает обмен или передачу, например, информации, товаров или ценностей
между процессами, функциями, взаимодействиями и событиями.
Соединение
- используется для связывания однотипных динамических отношений. Может
использоваться для слияния и расщепления отношений потока и переключения.
1.2. Основы структурного анализа
Рассмотренные
элементы АП с определенными между ними взаимосвязями представляют исходную
основу для понимания структуры предприятия. Например, актеры, выполняющие
определенные действия, или потребители, покупающие определенные продукты, как
взаимоотношения для анализа. Структурный анализ состоит в моделировании таких
взаимоотношений и определении их влияния
на производительность предприятия. Результаты такого структурного анализа для
различных типов связей nредставляются
0/1 матрицами соответствующих логических отношений между архитектурными
элементами. Такие ассоциации разных видов могут прослеживаться в связные
цепочки или по горизонтали от входных объектов до продуктов или по вертикали оргштатной структуры или структуры целей. Легко понять, что
подобные действия реализуемы в реляционной модели БД с помощью SQL – операций cоединения таблиц.
Сущность
структурного анализа заключается в возможности прослеживании структурной
зависимости в масштабах предприятия по операционной
цепочке продукт-операция-ресурсы с учетом процессной схемы: основные процессы,
процессы управления, процессы развития, обеспечивающие процессы и по целевой
структуре: от целей верхнего уровня до терминальных элементов KPI.
2.
Примеры задач структурного анализа
Предложенная
интегрированная модель архитектуры
допускает решение двух классов задач:
· задачи однодоменные, решаемые в рамках одного класса
сущностей;
· задачи междоменные или
реляционные.
2.1. Примеры однодоменных аналитических задач
Задачи
агрегационно/дезагрегационного
анализа, заключающиеся в исследовании иерархических
структур типа оргштатных структур, структур
бизнес-процессов, ролевых структур, спецификаций структур изделий, структур
семейств продукции, структур детализации целей и т.д. Каждая иерархическая
структура представляется реляционной таблицей, содержащей дополнительную колонку «подчиненность»,
содержащую номер строки подчиняющего элемента, которой подчиняется данная
строка подчиненного элемента.
Задачи
анализа рынка, позволяющие на основе
данных о характеристиках потребителей и выбираемой ими продукции
управлять портфелем продукции, определять эффективность ценовой и стимуляционной политик, находить непокрытые или перекрытые
сегменты рынка и пр. Используется признаковое структурирование и шкалирование областей значений измеряемых показателей.
Задачи Парето - анализа исполнителей или ресурсов,
позволяющие в дополнение к традиционной ABC – классификации продуктов по вкладу
в выручку или прибыль, анализировать
критичные для производства приоритетных продуктов виды ресурсов и исполнителей
и определять приоритетные направления для инвестиций и пр.
2.2. Примеры бинарных междоменных
аналитических задач
С доменами ядра архитектуры, например, могут связываться задачи анализа соотношений
продукты – исполнители, продукты – подразделения, операции – роли, операции –
исполнители, операции – подразделения, процессы – исполнители, процессы – роли, процессы –
оборудование, операции – оборудование, операции – приложения, процессы – приложения
и анализа возможности субподряда.
Эти
задачи определяют, в частности, в каких продуктах, ролях, процессах и операциях
какие задействованы исполнители, подразделения, оборудование и системы. На
основании этих данных решается задача анализа возможности субподряда на
производство того или иного продукта. Если определяется, что задействованные в
изготовлении конкретного продукта исполнители, подразделения, оборудование и
системы в изготовлении других продуктов не используются, то рассматриваемый
продукт – кандидат на производство в режиме субподряда.
Управление пассивными и активными объектами
(ресурсами) может включать аналитические задачи повторного использования
ресурсов, соотношений продукты – материальные
ресурсы, операции – материальные
ресурсы, продукты – оборудование, продукты
– приложения, карт эффективности организации, оценки рисков.
Задачи
анализа повторного использования ресурсов и анализа рисков взаимно дополняют друг друга. Повышение
уровня повторного использования ресурсов
повышает рентабельность производства, надежность и другие конкурентные преимущества.
Одновременно при этом повышаются риски сбоев процессов при отказе ключевых повторно используемых
ресурсов. Оба вида анализа строятся на основе данных о соотношениях продуктов,
процессов и ресурсов. Карты эффективности организации обеспечивают количественное
представление показателей эффективности организации в сочетании со структурными
данными о соотношениях продуктов, процессов и ресурсов.
Задачи
анализа соотношений операции – KPI,
исполнители – KPI, оборудование –
KPI, продукты – KPI, источников ценности представляют интерес с точки зрения стратегического
управление организацией.
2.3. Примеры тернарных и многомерных аналитических
задач
В
эту категорию примеров входят детализированная диагностика эффективности
организации, анализ соотношения операции – KPI - количество продуктов, анализ
соотношения исполнители – KPI - количество продуктов, анализ соотношения
оборудование – KPI - количество продуктов, анализ соотношения потребители –
материалы - количество продуктов, анализ соотношения потребители – исполнители
- количество продуктов.
Рассмотренные
основы структурного анализа дают принципиальную возможность поддержки принятия
стратегических решений по развитию архитектуры КИС в части анализа взаимовлияния
архитектурных элементов и оценки влияния архитектурных изменений.
1.
Y.T.Leung, J.C.Bockstedt: Structural Analysis of a Business Enterprise
//Service Science 1(3), pp. 169-188, 2009.
2.
ArchiMate® 2.0
Specification, Open Group Standard, 2011.