Навигация по странице:
|
От-чёт. Информационные технологии в науке и образовании
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет
имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
(ВлГУ)
Кафедра «Информационные системы и прикладная инженерия»
Лабораторная работа № 1-1 – 1-7, 2-1 – 2-5
по дисциплине:
«Информационные технологии в науке и образовании»
Выполнил:
аспирант
Павлов А.А.
Принял:
профессор
Е.Р. Хорошева
Владимир 2014
Содержание
Введение 2
Цель курса лабораторных работ – ознакомиться с технологиями моделирования бизнес процессов. Курс лабораторных работ разбит на 2 части. Первая часть (7 работ) посвящена закреплению навыков построения диаграмм IDEF0, IDEF3, DFD, FEO, иерархической диаграммы с использованием ПО BPWIN. Вторая часть (5 работ) посвящена построению модели бизнес-процессов и организационной структуры предприятия в среде моделирования ARIS. По каждой работе представлен отчёт. 2
Лабораторная работа 1-1 2
Цель работы – знакомиться со средой моделирования бизнес-процессов BPWIN, построить модель в методологии IDEF0. На рисунке 1 представлена диаграмма IDEF0 процесса моделирования. 3
3
Рисунок 1 – Пример диаграммы IDEF0 3
Процесс моделирования можно разбить на несколько подпроцессов. На этапе выбора метода планирования необходимо выбрать подходящее средство моделирования и метод построения модели. На этапе планирования эксперимента – определиться со входными данными модели и ожидаемыми результатами. Процесс имитационного эксперимента отрабатывает входные воздействия на элементы модели в модельном времени. Анализ результатов состоит в обработке полученной в результате моделирования информации, формировании статистических данных. После анализа результатов возможно повторное проведение процесса моделирования, если недостаточно данных для формирования заключения, если данных достаточно, то формируется заключение по гипотезе, которую необходимо проверить в процессе имитационного моделирования. 3
Лабораторная работа 1-2 4
Лабораторная работа 1-3 6
Сборка и тестирование систем энергосбережения – здесь происходит монтирование энергосберегающего оборудования в энергетическую сеть предприятия, пуско-наладочные работы и последующее тестирование энергетической сети. 8
Лабораторная работа 1-4 8
9
Лабораторная работа 1-5 10
Лабораторная работа 1-6 12
Лабораторная работа 1-7 13
Лабораторная работа 2-1 15
Лабораторная работа 2-3 23
Лабораторная работа 2-4 25
Лабораторная работа 2-5 27
Заключение 28
В результате проделанной работы были закреплены навыки разработки моделей IDEF0, IDEF3, DFD, FEO, Node tree. С использованием инструментов, предлагаемыми перечисленными нотациями, были изображены процессы энергоаудита и внедрения энергосберегающего оборудования в энергосистему заказчика. Энергоаудит является процессом анализа энергопотребления предприятия. На основе данных энергоаудита принимаются решения о модернизации энергосистемы предприятия. 28
Вторая часть цикла лабораторных работ посвящена моделированию бизнес-процессов в нотации ARIS. ARIS позволяет построить наглядное представление любого бизнес-процесса различными способами, начиная от VAD моделей верхнего уровня, заканчивая детальным представлением eEPC для каждой элементарной задачи в организации. ARIS содержит огромное число инструментов для построения моделей организационной, функциональной, обрабатываемых данных, структуры бизнес-процессов, продуктов и услуг. Их более 80. Во второй части лабораторных работ структура и деятельность энергоаудиторской фирмы были описаны с помощью 6 типов диаграмм: организационная диаграмма, VAD диаграмма, eEPC диаграмма, диаграмма BPMN, диаграмма TTM, диаграмма WhiteBoard. 28
Введение
Цель курса лабораторных работ – ознакомиться с технологиями моделирования бизнес процессов. Курс лабораторных работ разбит на 2 части. Первая часть (7 работ) посвящена закреплению навыков построения диаграмм IDEF0, IDEF3, DFD, FEO, иерархической диаграммы с использованием ПО BPWIN. Вторая часть (5 работ) посвящена построению модели бизнес-процессов и организационной структуры предприятия в среде моделирования ARIS. По каждой работе представлен отчёт.
Лабораторная работа 1-1
Цель работы – знакомиться со средой моделирования бизнес-процессов BPWIN, построить модель в методологии IDEF0. На рисунке 1 представлена диаграмма IDEF0 процесса моделирования.
Рисунок 1 – Пример диаграммы IDEF0
Процесс моделирования можно разбить на несколько подпроцессов. На этапе выбора метода планирования необходимо выбрать подходящее средство моделирования и метод построения модели. На этапе планирования эксперимента – определиться со входными данными модели и ожидаемыми результатами. Процесс имитационного эксперимента отрабатывает входные воздействия на элементы модели в модельном времени. Анализ результатов состоит в обработке полученной в результате моделирования информации, формировании статистических данных. После анализа результатов возможно повторное проведение процесса моделирования, если недостаточно данных для формирования заключения, если данных достаточно, то формируется заключение по гипотезе, которую необходимо проверить в процессе имитационного моделирования.
Лабораторная работа 1-2
Цель моделирования – построение модели процесса энергетического аудита, для детального анализа при дальнейшем изучении предметной области и построения научного исследования;
Рисунок 2 – Диаграмма IDEF0 верхнего уровня
В настоящее время на рынке компьютерных технологий представлены несколько специальных программ, позволяющих обследовать предприятие и построить модель. Выбор методологии и инструментов, с помощью которых проводится моделирование бизнес-процессов, основополагающего значения не имеет. Существуют стандартизированные, опробованные временем методологии и инструментальные средства, с помощью которых можно обследовать предприятие и построить его модель. Ключевое их преимущество - простота и доступность к овладению.
Основу многих современных методологий моделирования бизнес-процессов составила методология SADT. В настоящее время наиболее широко используемая методология описания бизнес-процессов - стандарт США IDEF.
Методологии моделирования бизнес-процессов (Business Process Modeling). Наиболее широко используемая методология описания бизнес-процессов - стандарт США IDEF0. С момента разработки стандарт не претерпел существенных изменений. В настоящее время развитие методологии IDEF0 сопряжено с совершенствованием поддерживающих ее инструментов - программных продуктов для моделирования бизнес-процессов (например, BPWin 4.0, ProCap, IDEF0/EM Tool и др.). Методология IDEF0 предоставляет аналитику широкие возможности для описания бизнеса организации на верхнем уровне с акцентом на управление процессами. Нотация позволяет отражать в модели процесса обратные связи различного типа - по информации, управлению, движению материальных ресурсов.
С помощью методологии семейства IDEF можно эффективно отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах. При этом широта и глубина обследования процессов в системе определяется самим разработчиком, что позволяет не перегружать создаваемую модель излишними данными. В настоящий момент к семейству IDEF можно отнести следующие стандарты:
IDEF0 - методология функционального моделирования. С помощью наглядного графического языка IDEF0, изучаемая система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функций. Как правило, моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы;
IDEF1 - методология моделирования информационных потоков внутри системы, позволяющая отображать и анализировать их структуру и взаимосвязи;
IDEF1X (IDEF1 Extended) - методология построения реляционных структур. IDEF1X относится к типу методологий “Сущность-взаимосвязь” (ER - Entity-Relationship) и, как правило, используется для моделирования реляционных баз данных;
IDEF2 - методология динамического моделирования развития систем. В связи с весьма серьезными сложностями анализа динамических систем от этого стандарта практически отказались, и его развитие приостановилось на самом начальном этапе;
IDEF3 - методология документирования процессов, происходящих в системе, которая используется, например, при исследовании технологических процессов на предприятиях. С помощью IDEF3 описываются сценарий и последовательность операций для каждого процесса. IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с методологией IDEF0 - каждая функция может быть представлена в виде отдельного процесса средствами IDEF3;
IDEF4 - методология построения объектно-ориентированных систем. Средства IDEF4 позволяют наглядно отображать структуру объектов и заложенные принципы их взаимодействия, тем самым позволяя анализировать и оптимизировать сложные объектно-ориентированные системы;
IDEF5 - методология исследования сложных систем.
Лабораторная работа 1-3
В ходе выполнения лабораторной работы была повторно изучена процедура декомпозиции в нотации IDEF 0. На диаграмме изображены 4 основных этапа, представляющих весь процесс работы исследуемой энергоаудиторской фирмы, которая также занимается внедрением энергосберегающего оборудования в энергетические сети клиентов.
Рисунок 3 - Диаграмма второго уровня
Управление: здесь осуществляется контроль за всеми заказами, процессами проведения энергоаудита, результатами энергоаудита, заказами на монтаж энергосберегающего оборудования, приобретением и отгрузкой этого оборудования заказчикам, тестированием установленного оборудования.
Продажи и маркетинг – здесь формируются маркетинговые материалы об успешно внедренных технологиях энергосбережения. Также этот отдел ведет сайт фирмы и публикует рекламные материалы в СМИ.
Логистика – здесь происходит управление закупками энергосберегающего оборудования и отгрузка его на установку.
Сборка и тестирование систем энергосбережения – здесь происходит монтирование энергосберегающего оборудования в энергетическую сеть предприятия, пуско-наладочные работы и последующее тестирование энергетической сети.
Лабораторная работа 1-4
В ходе проделанной работы была произведена декомпозиция одного из процессов верхнего уровня. В результате декомпозиции были определены 4 процесса сборки энергосберегающего оборудования.
Рисунок 4 - Диаграмма третьего уровня
Отслеживание расписания и управление сборкой и тестированием –процесс составления графика обслуживания клиентов, на основе заказов на сборку энергосберегающего оборудования, контроля за процессом и результатами сборки этого оборудования и управление процессом тестирования готовых энергосистем.
Сборка систем учета энергии – процесс сборки сенсорных сетей для учета потребленной тепловой энергии, электрической энергии, определения доли реактивной мощности в потребленной электроэнергии.
Сборка альтернативных источников энергии - процесс сборки, монтажа и внедрения в энергосистему заказчика альтернативных источников энергии и других устройств для самостоятельной генерации электрической и тепловой энергии. Такими устройствами могут быть солнечные батареи, солнечные коллекторы, ветряные и сквознячные генераторы, пьезогенераторы, двигатели Стирлинга, паровые и тепловые турбины, котлы с дымососом и автоматизацией режима горения топлива и др.
Тестирование собранных систем — процесс тестирования полученных энергосистем на отказоустойчивость, соответствие заявленной энергоэффективности, стресс-тестирование и сравнительное тестирование (benchmark).
Лабораторная работа 1-5
В ходе проделанной работы была произведена декомпозиция бизнес-процесса в нотацию IDEF 3. На представленной диаграмме отражен процесс установки энергосберегающего оборудования.
Рисунок 5 - Диаграмма IDEF3
Процесс установки энергосберегающего оборудования начинается с заказа на установку этого оборудования. Затем производится проверка наличия нужных комплектующих на складе. Если они есть, то производится заказ этих комплектующих со склада. После того, как все нужные комплектующие получены, происходит монтаж систем учёта электроэнергии, либо, процесс установки альтернативных источников вместе с накопителями электроэнергии, либо поставка этих комплектующих заказчику, в случае если он смонтирует их в своей энергосистеме своими силами. После монтажа оборудования происходит приёмка работы заказчиком. В процессе приёмки смонтированное оборудование проходит тестирование. Результат работы – готовая система энергоснабжения заказчика со смонтированным энергосберегающим оборудованием. Также формируется отчет о внедрении оборудования, материалы которого публикуются как рекламные.
Лабораторная работа 1-6
В ходе проделанной работы была произведена декомпозиция процесса в нотацию DFD. На представленной диаграмме отражен процесс энергетического обследования и монтажа энергосберегающего оборудования.
Рисунок 6 - Диаграмма DFD
Бизнес-процесс разбивается на 4 подпроцесса:
а) энергоаудит организации-клиента;
б) научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы;
в) построение модели энергопотребления;
г) внедрение средств энергосбережения.
В процессе энергоаудита происходит измерение уровня энергопотребления по каждой ветви энергетической сети заказчика, если необходимо, то такое измерение проводят по каждой единице оборудования. Проводится измерение энергетических потерь обследуемого помещения, анкетируются сотрудники предприятия в плане отношения к потреблению электрической и тепловой энергии, составляется энергетический баланс помещения заказчика.
Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы проводятся в направлении разработки новых энергосберегающих технологий и адаптации существующих технологий под нужды конкретных заказчиков.
Построение модели энергопотребления заказчика происходит по данным, полученным в процессе энергоаудита. Строится модель, полностью повторяющая структуру энергетической сети предприятия, а также несколько вариантов внедрения энергосберегающего оборудования. По результатам моделирования определяется прогнозируемая эффективность внедрения средств энергосбережения в энергосеть заказчика.
После построения модели энергопотребления предложенные варианты обсуждаются с заказчиком, выбирается оптимальный для него вариант внедрения оборудования, согласовываются даты начала и окончания работ по внедрению. Происходит монтаж оборудования, тестирование и отладка полученной энергосистемы, приёмка работы. После успешной приемки работы оплачиваются заказчиком, формируется отчёт о проделанной работе.
Лабораторная работа 1-7
В ходе проделанной работы была создана FEO диаграмма.
FEO (For Exposition Only) диаграммы (другое название - диаграммы только для экспозиции, описания) используются для иллюстрации альтернативной точки зрения, для отображения отдельных деталей, которые не поддерживаются явно синтаксисом IDEF0.
Рисунок 7 - Диаграмма FEO
Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами. В одной модели диаграмм дерева узлов может быть множество, поскольку дерево может быть построено на произвольную глубину и не обязательно с корня.
Рисунок 8 - Диаграмма Node tree
Лабораторная работа 2-1
Организационная диаграмма позволяет описать организационную структуру предприятия. Организационные диаграммы показывают имеющиеся организационные подразделения и их связи. Отдельные организационные единицы соединяются связями для указания иерархии.
На представленной диаграмме отражена иерархия подчинения в рассматриваемой, в рамках научной работы, энергоаудиторской фирмы (рисунок 9).
Рисунок 9 - организационная диаграмма энергоаудиторской фирмы
Для упрощения описания деятельности организации необходимо разработать иерархию моделей бизнес-процессов (БП) организации, начиная с самого верхнего уровня и заканчивая моделями отдельных БП на нижнем уровне. Для описания модели верхнего уровня используется диаграмма типа Value-added chain diagram (VAD), название которой можно перевести как «модель цепочки добавленного качества (стоимости)».
Диаграмма цепочек добавленного качества описывает функции организации, которые непосредственно влияют на реальный выход ее продукции. Эти функции создают последовательность действий, формируя добавленные значения: стоимость, количество, качество и т. д.
На представленной диаграмме отражены два ключевых бизнес-процесса осуществляемых энергоаудиторской фирмой.
Рисунок 10 – VAD диаграмма бизнес-процесса в энергоаудиторской фирме
Extended event driven process chain (eEPC) - цепочка бизнес-процессов, управляемых событиями. С помощью диаграмм еЕРС процедуры БП представляются как логические последовательности событий и действий. События определяют, какое состояние или отношение будет переключать функцию и какое состояние наступит после ее выполнения. Поэтому модель еЕРС всегда должна всегда иметь события в начале и в конце диаграммы.
Одно событие может инициировать выполнение одновременно нескольких функций, и, наоборот, функция может быть результатом наступления нескольких событий. Объединения нескольких событий или функций отображаются на диаграмме еЕРС с помощью соединителей в виде небольшой окружности. Эти соединители не только отображают графические связи между объектами модели, но и определяют логические связи между ними. Различают два типа связи логических операторов - связи событий и связи функций: логическое И, когда события могут наступить только одновременно, логическое ИЛИ, если возможно наступление хотя бы одного из событий, логический XOR – если требуется чтобы наступило либо одно, либо другое событие (но не одновременно). Диаграмма eEPC представлена на рисунках 11 и 12.
Рисунок 11 – Диаграмма eEPC (часть 1)
Рисунок 12 - Диаграмма eEPC (часть 2)
Лабораторная работа 2-2
Нотация ARIS еЕРС (Architecture of Integrated Information Systems extended Event Driven Process Chain) – расширенная нотация описания цепочки процесса, управляемого событиями. Нотация разработана специалистами компании IDS Scheer AG (Германия), в частности профессором Шеером. Нотация ARIS еЕРС относится к классу нотаций, которые предназначены для описания деятельности в динамике. Модели потоков работ позволяют отобразить последовательность выполнения отдельных функций процесса. Данная нотация позволяет применять большое число различных объектов, связанных различными типами связей. Связи между объектами имеют определенный смысл и отражают последовательность выполнения функций в рамках процесса. В данной работе необходимо исправить eEPC диаграмму модели этапа проекта «Участие в конкурсе» в соответствии с правилами нотации ARIS eEPC. Исходная диаграмма представлена на рисунке 13.
Рисунок 13 - Исходная диаграмма eEPC (модель этапа проекта «Участие в конкурсе»)
Нотация ARIS еЕРС построена на определенных семантических правилах описания:
− каждая функция должна быть инициирована событием и должна завершаться событием;
− в каждую функцию не может входить более одной стрелки, «запускающей» выполнение функции, и выходить не более одной стрелки, описывающей завершение выполнения функции.
Событийная цепочка процессов еЕРС используется для описания логической последовательности протекания процесса. Для каждой функции могут быть определены начальное и конечное события, ответственные исполнители, материальные и документарные потоки, сопровождающие модель, а также проведена декомпозиция на более низкие уровни (подфункции и т.д.)
Рекомендуются следующие правила расположения графических элементов на диаграмме еЕРС:
графические элементы процесса (последовательность событий и функций) располагаются сверху вниз;
графические элементы, обозначающие исполнителей функций (сотрудников или подразделения) располагаются вверху и справа от функций;
графические элементы, обозначающие лица, заинтересованные в выполнении функций (сотрудников или подразделения) располагаются внизу и справа от функций;
документы, используемые при выполнении функций, располагаются вверху и слева от функций;
документы, формируемые в результате выполнения функций, располагаются внизу и слева от функций.
Одно событие может инициировать выполнение одновременно нескольких функций, и наоборот, функция может быть результатом наступления нескольких событий.
Исправленная диаграмма eEPC для модели этапа проекта «Участие в конкурсе» представлена на рисунках 14, 15 и 16.
Рисунок 14 - Исправленная диаграмма eEPC для модели этапа проекта «Участие в конкурсе» (часть 1)
Рисунок 15 - Исправленная диаграмма eEPC для модели этапа проекта «Участие в конкурсе» (часть 2)
Рисунок 16 - Исправленная диаграмма eEPC для модели этапа проекта «Участие в конкурсе» (часть 3).
Лабораторная работа 2-3
В рамках проделанной работы были изучены и освоены аннотации, а также создана BPMN диаграмма по выбранной предметной области.
BPMN (Business Process Model and Notation, нотация и модель бизнес-процессов) - это система условных обозначений (нотация) для моделирования бизнес-процессов. Спецификация BPMN описывает условные обозначения для отображения бизнес-процессов в виде диаграмм бизнес-процессов. BPMN ориентирована как на технических специалистов, так и на бизнес-пользователей.
BPMN поддерживает лишь набор концепций, необходимых для моделирования бизнес процессов. Моделирование иных аспектов, помимо бизнес-процессов, находится вне зоны внимания BPMN. Например, моделирование следующих аспектов не описывается в BPMN:
Модель данных
Организационная структура
Несмотря на то, что BPMN позволяет моделировать потоки данных и потоки сообщений, а также ассоциировать данные с действиями, она не является схемой информационных потоков.
Диаграмма BPMN, показанная на рисунке 17 была построена с помощью ARIS Express.
Рисунок 17 - Диаграмма BPMN
Лабораторная работа 2-4
В рамках проделанной работы были изучены правила расположения графических элементов на диаграмме TTM, изучены объекты, используемые для диаграмм TTM, а также была построена модель.
При моделировании бизнеса часто приходится иметь дело с многочисленными терминами, определяющими информационные и иные объекты в организациях. Например, то, что понимается под термином «заказ» в отделе закупок, может значительно отличаться от того, что под этим подразумевают сотрудники производственного отдела. Введение соответствующей терминологии для организации ее подразделений позволяет сделать информацию более понятной.
Термины и определения, использующиеся в отдельных науках (метрологии, электротехнике и других), узаконены в государственных стандартах. Терминология в более узких областях знаний также должна быть систематизирована.
По этой причине набор методов ARIS содержит так называемую модель технических терминов, которая не только позволяет манипулировать различными терминами как синонимами, но и дает возможность поддерживать отношения между объектами в моделях данных.
Для представления этих отношений вводится тип объекта «технический термин». Теперь с каждым информационным объектом модели данных могут быть связаны разные технические термины.
Технические термины могут быть взаимосвязаны и иерархически упорядочены. Термины, определяемые рассматриваемой моделью, могут использоваться и в других диаграммах, которые содержат информационные объекты, например, в диаграммах процессов для представления входа/выхода данных функции.
Диаграмма TTM представлена на рисунке 18.
Рисунок 18 – Диаграмма TTM
Лабораторная работа 2-5
В рамках проделанной работы была построена модель WhiteBoard, и изучены инструменты планирования целей и задач при организации процессов на предприятии
WhiteBoard, вероятно, являются одной из наиболее эффективных инструментов для отображения идей группы или для мозгового штурма. Часто, доски используются для визуализации идей разных людей. Доски также используются для управления бизнес-процессами, например, для определения начальной стадии проектирования или на процесс извлечения знаний от участников процесса. Это также прекрасный инструмент, чтобы улучшить первоначальные идеи. WhiteBoard диаграмма представлена на рисунках 19 и 20.
Рисунок 19 - Диаграмма WhiteBoard (часть 1)
Рисунок 20 – Диаграмма WhiteBoard (часть 2)
Заключение
В результате проделанной работы были закреплены навыки разработки моделей IDEF0, IDEF3, DFD, FEO, Node tree. С использованием инструментов, предлагаемыми перечисленными нотациями, были изображены процессы энергоаудита и внедрения энергосберегающего оборудования в энергосистему заказчика. Энергоаудит является процессом анализа энергопотребления предприятия. На основе данных энергоаудита принимаются решения о модернизации энергосистемы предприятия.
Вторая часть цикла лабораторных работ посвящена моделированию бизнес-процессов в нотации ARIS. ARIS позволяет построить наглядное представление любого бизнес-процесса различными способами, начиная от VAD моделей верхнего уровня, заканчивая детальным представлением eEPC для каждой элементарной задачи в организации. ARIS содержит огромное число инструментов для построения моделей организационной, функциональной, обрабатываемых данных, структуры бизнес-процессов, продуктов и услуг. Их более 80. Во второй части лабораторных работ структура и деятельность энергоаудиторской фирмы были описаны с помощью 6 типов диаграмм: организационная диаграмма, VAD диаграмма, eEPC диаграмма, диаграмма BPMN, диаграмма TTM, диаграмма WhiteBoard.
Библиографический список
[1] Основы работы в BPWIN. Scipeople. – 2014. – 9 марта [Электронный ресурс]. URL: http://cdn.scipeople.com›materials/29890/ (дата обращения 09.03.2014).
[2] Август-Вильгельм Шеер Бизнес-процессы. Основные понятия. Теория. Методы. — Весть-МетаТехнология, 1999. — 182 с. — ISBN 5-88-661-022-7
[3] Август-Вильгельм Шеер ARIS - моделирование бизнес-процессов. — Вильямс, 2000. — 175 с. — ISBN 978-5-8459-1449-1
[4] В. В. Ильин Моделирование бизнес-процессов. Практический опыт разработчика. — Вильямс, 2006. — (Практика реального бизнеса). — ISBN 5-8459-1063-3
|
|
|
Скачать 1.09 Mb.
