Создание комплексной динамической модели

Теория и практика реализации
ACM/CMMN в различных
бизнес-отраслях
Кузин В.Е.
Заместитель генерального директора
ЗАО «Мосфлоулайн» по ИТ
zilbernstein@gmail.com
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
1
Реализация ACM/CMMN на
производственном предприятии
ЗАО «Мосфлоулайн»:
• Основана в 1994
• Лидер рынка трубопроводов
предизолированных ППУ (теплосетей и
нефтепроводов)
• Около 800 сотрудников
• Годовой оборот: ~ 2 млрд руб
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
2
Условия ведения бизнеса
сегодня
• Высокая конкуренция и динамичная
окружающая среда
• Позаказное производство (времена, когда на
склад из месяца в месяц производился
определенный ассортимент ПРОШЛИ)
=> Постоянное изменение номенклатуры
Расширение/сокращение рынка (бизнеса)
• Ограниченные ресурсы (LEAN)
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
3
Потребности бизнеса:
• Достижение бизнес-целей (повышение
рентабельности инвестиций, увеличение
сегмента рынка и т. д.) в условиях постоянных
«бизнес-помех»
• Маневренность (agility) компании
(возможность быстрой «перестройки» процессов,
вывода новой номенклатуры и т. д.)
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
4
Потребности бизнеса (2):
• Прозрачность процессов (возможность
быстро найти место «утечки» ресурсов и
«узких мест»)
• Переход к «экономике знаний»: передача
принятия решений на операционный
уровень (сотрудники становятся
экспертами в определенной области
знаний)
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
5
Аналогичные потребности у…
• Сети автотехцентров (процесс подготовки и
проведения технического обслуживания и
ремонта)
• Страховой компании (управление
дебиторской задолженностью, обработка
страховых случаев)
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
6
ЧТО ДЕЛАТЬ?
РЕШЕНИЕ:
Создать систему адаптивного управления
бизнесом, обеспечивающую достижение его
целей за счет:
• выстраивания гибких скоординированных
бизнес процессов, организационных
структур, ориентированных на достижение
целей
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
7
ЧТО ДЕЛАТЬ? (2)
• “навигации” в пространстве возможных
решений
• мониторинга текущего состояния бизнеса в
реальном времени, сравнении его с
запланированным , анализа причин
отклонений и генерации корректирующих
воздействий путем изменения плановой
траектории, запуска/остановки
соответствующих бизнес-процессов
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
8
Две парадигмы управления
бизнес-процессами - I
Ориентированная на
процессы (process-centric)
Ориентированная на данные
(data-centric)
1. Алгоритмический подход:
описывает «КАК ДЕЛАТЬ»
1. Декларативный подход:
описывает «ЧТО ДЕЛАТЬ»
2. Последовательность действий
определяется алгоритмом
2. Последовательность и набор
действий определяется состоянием
системы (данными)
3. Использование данных
ограничено
3. Сочетает данные и поведение
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
9
Две парадигмы управления
бизнес-процессами - II
Ориентированная на
процессы (process-centric)
Ориентированная на данные
(data-centric)
4. Регламентированные,
предопределенные, повторяющиеся
процессы
4. Гибкие, адаптивные процессы
Область применения:
Автоматизированное исполнение
регламентов («конвейер»): банки,
страховые компании,
госучреждения
Область применения:
Гибкие, адаптируемые процессы:
обработка залогов в банках,
бюджетирование, ТОРО, позаказное
производство и проектирование.
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
10
Разработка системы управления
бизнесом включает:
Создание комплексной
динамической модели
предприятия, включающей:
Создание процессора
комплексной динамической
модели предприятия,
обеспечивающего:
• описания бизнес-процессов
• определения целей,
представленные в виде
интегрированных показателей,
описывающих запланированное
состояние бизнеса на различных
уровнях управления
• описание системы управления,
обеспечивающей достижение
поставленных бизнес-целей
прямое непосредственное
исполнение моделей бизнеспроцессов
контекстно-зависимый выбор
конкретной реализации сервиса в
зависимости от текущего состояния
бизнес-системы
модификацию моделей бизнеспроцессов в процессе их
исполнения
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
11
Разработка системы управления
бизнесом (2)
• определения ресурсов
(материальных, людских,
информационных) используемых
в бизнес-процессах
• описание оргструктуры,
определяющей подчиненность
участников бизнес-процессов и
ответственность за достижение
целей
Комплексная динамическая модель предприятия
должна позволять проводить автоматизированную
верификацию целостности как на этапе разработки,
так и на этапах модификации в рамках
совершенствования бизнес-процессов
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
12
Достигнутые результаты
• Операционная и информационная
метамодели бизнес-системы
• Исполняемая комплексная динамическая
модель предприятия:
– Предприятие представляется в виде совокупности
декларативных высказываний, включающих: иерархию
целей, организационную структуру, отображение дерева
целей на организационную структуру, иерархию бизнеспроцессов (на основе нотации IDEF0), отображения бизнеспроцессов на организационную структуру предприятия,
описания материальных, информационных, людских и
других ресурсов в виде единой семантической сети
(сущности, отношения, классы)
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
13
Достигнутые результаты (2)
• Исполняемая комплексная динамическая
модель предприятия :
– Декларативные высказывания представлены в виде
предикатов первого порядка, определенных в операционной
и информационной метамоделях бизнес-системы
– Позволяет проводить верификацию целостности описаний
бизнес-процессов, непротиворечивости модели после
внесения в нее изменений (на основе процедур контроля
непротиворечивости совокупности предикатов)
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
14
Достигнутые результаты (3)
• Процессор модели предприятия,
обеспечивающий:
– Непосредственное исполнение (интерпретацию) модели без
промежуточной трансляции в исполняемый программный
код
– Реализацию базовых принципов стандарта CMMN:
o планирование исполнения экземпляров бизнеспроцессов
o спецификации поведения на основе декларативных
описаний/правил
o задания, (иерархические) этапы and предусловия, цели
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
15
Достигнутые результаты (4)
• Процессор модели предприятия,
обеспечивающий:
– гибкую (настраиваемую) навигацию пользователя,
предоставляя выбор запуска наиболее подходящих бизнеспроцессов для обработки текущей ситуации
– стандартный интерфейс доступа к данным предприятия
– стандартный (самонастраиваемый) web-интерфейс
пользователя
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
16
Достигнутые результаты (5)
• Система управления бизнесом:
– Более 100 одновременно работающих пользователей (у
каждого несколько десятков одновременно выполняющихся
процессов). Масштабируемость системы ограничена
аппаратными возможностями (сейчас работает на 4-х
ядерном сервере Intel Xeon с 16 ГБ ОЗУ)
– Интегрирована с бухгалтерией, PDM, системой календарного
планирования производства и другими информационными
системами через ESB (ApacheMQ) на платформе Talend.
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
17
За рубежом… (мировой опыт)
• Действует ежегодный семинар (Adaptive
CM workshop)
• Решения в области Adaptive Case
Management:
– Framesolutions (Норвегия)
www.computas.com (проекты в министерстве пищевой
промышленности, администрации судебного производства,
транспортных перевозках)
– ISIS Papyrus (Австрия) http://www.isispapyrus.com
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
18
Теоретические основы комплексной
динамической модели предприятия
Предприятие – сложная система, поведение которой
может быть представлено в виде траектории в
многомерном пространстве состояний:
F(x, x, w) = 0 :
x
- вектор переменных состояния предприятия,
v
- производные переменных состояния (скорость, темп
изменения скорости)
w
- вектор переменных, определяющих состояние
окружающей среды
Направленной на достижение цели – точки или
поверхности в пространстве состояний
Ilia Bider, AdaptiveCM Workshop 2012
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
19
Формализация предприятия как сложной
системы
BS = <S, {G}, {A}, SS, {R}>
• BS – предприятие (сложная система)
• S – пространство состояний предприятия,
• {G} – совокупность целей, организованных в виде дерева, ребра
которого представляют отношения логического следования,
• {A} – набор сервисов (действий), реализуемых с помощью
бизнес-процессов, ориентированных на достижение целей
(например, выполнение производственного заказа, внесение
изменений в спецификацию заказа и т. д.),
• SS – структура системы, обеспечивающей реализацию
сервисов и достижение целей,
• {R} – совокупность ресурсов, используемых и потребляемых в
ходе реализации бизнес-процессов (материалы, оборудование,
персонал, информация)
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
20
Базовые блоки исполняемой
комплексной модели предприятия
Дерево целей, интегрированное с
организационной структурой,
определяющее структуру пространства
состояний предприятия
Иерархические модели сервисов,
реализующих переходы бизнес-системы
между состояниями
Семантическая сеть, описывающая
предметную область
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
21
Дерево целей, интегрированное с
организационной структурой
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
22
Формальное представление сервиса
бизнес-системы
{Xi(t)} - входные ресурсы
{Ck(t)} -управляющие
сигналы (цели)
{Yj(t)} - выходные
ресурсы
{Ms} - персонал,
оборудование,
инструмент
{Sm} - начальные,
конечные, аварийные
состояния
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
23
Пример сервиса
Si - Спецификация заказа
подготовлена
техническим отделом и
готова к расценке
Ss - Ценовое предложение
было подготовлено и
согласовано с
заказчиком
Sa - Ценовое предложение
было подготовлено, но
не было согласовано
ИЛИ было подготовлено
не вовремя из-за
нестандартных
требований
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
24
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
25
Формальное представление
поведения предприятия –
операционная метамодель
• Матаппарат: логика предикатов первого
порядка
• Базовые понятия: Business System,
Service, Business Process, Planned Event,
Planned Event Participant, Actual Event,
Actual Event Participant, etc.
• Доступна по адресу: http://en.acmsystems.ru/business-system-operationmetamodel
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
26
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
27
Информационная модель
сервиса (фрагмент)
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
28
Информационная модель
предприятия – семантическая сеть:
• Сущность
• Отношение
– Задаваемое явно
– Вычисляемое
• с помощью предикатов
• с помощью лямбда выражений
• Класс (множество), определяемое с помощью
– перечислений
– операций над множествами (+, /, *, x)
– предикатов
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
29
Формальное представление
информационной модели
предприятия – информационная
метамодель
• матаппарат: предикаты первого порядка
• доступна по адресу: http://en.acmsystems.ru/description-of-acm-and-iminterpreters/
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
30
Информационная
метамодель предприятия
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
31
Семантическая сеть (пример)
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
32
Унифицированный web-интерфейс
пользователя
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
33
Унифицированный конструктор
информационных объектов
10.09.2013
ZAO "Mosflowline", 2013 (c)
34
Стандарт CMMN, базовые
понятия - I
• Задание – то, над чем работают
• Этап – средство иерархической группировки
заданий
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
35
Стандарт CMMN, базовые
понятия - II
• Цель – операционная бизнес-цель
• Ход «обработки» ситуации определяется
запросами пользователя и логическими
условиями
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
36
Планирование обработки
ситуации в CMMN
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
37
«Живой» пример в CMMN
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
38
Методология реализации BPM/ACM
на производственном предприятии - I
1. Построение дерева целей в виде
логически следующих друг из друга
высказываний и его отображения на
оргструктуру
2. Декомпозиция бизнес-функций в
соответствии с деревом целей и
оргструктурой
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
39
Методология реализации BPM/ACM
на производственном предприятии - II
3. Построение информационной модели
в виде семантической сети,
определяющей структуру пространства
состояний бизнеса
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
40
Методология реализации BPM/ACM
на производственном предприятии - III
4. Построение декларативных описаний
бизнес-процессов в виде совокупности
бизнес-функций, с заданными пред- и
пост-условиями в виде предикатов 1го порядка, выраженных через «ребра»
семантической сети
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
41
Спасибо за внимание!
• Контакты для обсуждения:
– Кузин В. Е.
– zilbernstein@gmail.com
– +7-916-619-7712
ЗАО "Мосфлоулайн", 2013 (c)
42