Принципы и методы моделирования архитектуры предприятия

По общему правилу анализ больших и сложных систем проводится на множестве моделей, описывающих различные аспекты объекта исследования. В нашем случае такими объектами являются предприятия, т.е. анализ предприятий должен проводиться на их моделях.

Предполагается, что эти модели должны отражать знания о предметной области. В науке существует понятие о двух типах знаний: декларативном и процедурном. В общем случае декларативные знания об объекте содержат сведения о некоторых понятиях, их признаках, свойствах, характеристиках, об отношениях между понятиями. Процедурные знания представляют совокупность процедур над объектом и позволяют использовать те или иные декларативные знания с целью получения новых знаний о предметной области.

К настоящему времени разработано большое количество методов моделирования, позволяющих решать задачи анализа больших систем различной природы и архитектуры. Отметим, что задача моделирования предметной деятельности и архитектуры предприятий, в том числе прогнозирование их поведения при управляющих воздействиях, не является тривиальной [25, с. 57—58].

Существующие среды моделирования архитектуры предприятий могут быть классифицированы следующим образом [23, 25]:

  • ? универсальные методологические интегрирующие среды (например, Zachman Framework, GERAM IFIP/IFAC);
  • ? языки моделирования предприятий и связанные с ними методологии (например, IDEF, ARIS, BPML);
  • ? программные среды моделирования (например, ARIS 6 Collaborative Suite; Popkin System Architect; CONPUTAS METIS);
  • ? мета-модели и языки мета-моделирования (например, MOF OMG — Meta Object Facility, язык описания метамоделей, разрабатываемый международным консорциумом Object Management Group, вместе с MOF-совместимыми средствами моделирования, развиваемыми тем же OMG в рамках MDA Model Driven Architecture, многомодельный язык UEML).

Моделирование архитектуры предприятий предполагает комбинированное использование программных сред, языков и методологий моделирования. Большинство из перечисленных инструментов фактически реализуют фрагментарные подходы, обеспечивающие лишь различные части описанных выше требований к среде моделирования архитектуры предприятий, в том числе:

  • 1) поддерживают отдельные компоненты среды моделирования;
  • 2) поддерживают отдельные фазы и этапы процесса моделирования архитектуры;
  • 3) не являются универсальными в части применимости к организациям любого вида;
  • 4) поддерживают лишь отдельные виды моделирования.

При этом существует тенденция к обогащению подходов в части более полного покрытия среды моделирования. Например, GRAI Integrated Methodology (GRAI-GIM) обеспечивает референсную модель с концепцией, языком, графическим формализмом и инженерным методом реализации методологии [23].

Однако эти разработки остаются пока на уровне университетских программ. Вместе с тем это демонстрирует два аспекта состояния: открытость многих вопросов и тенденцию развития средств комплексного моделирования.

Трудности построения моделей предметной области (архитектуры предприятий) можно частично преодолеть, понизив требования к формализуемости. Для этого ограничимся изучением общей картины предметной деятельности и исследования внутренних связей в архитектуре предприятия. В этих целях возможно использование признанных структурных методологий.

В настоящее время широкое распространение получили структурные методологии: SADT, структурного системного анализа Гей- на—Сарсона (Gane—Sarson), структурного анализа и проектирования Йодана/Де Марко (Yourdon/DeMarko), развития систем Джексона (Jackson), развития структурных систем Варнье—Орра (Warnier— Orr), анализа и проектирования систем реального времени Уорда—Меллора (Ward— Mellor) и Хатли (Hatley), информационного моделирования Мартина (Martin) [23, 25].

Структурным анализом называют метод исследования системы, который начинается с ее общего обзора и затем детализируется, приобретая иерархическую структуру с все большим числом уровней[1]. В настоящее время преобладают структурные методологии, основанные на системном анализе объекта исследования.

Декомпозиция сложных объектов является основным способом их исследования, так как индукция не исключает пропуска отдельных элементов или связей, а также неадекватной их оценки не с системных позиций.

В соответствии с рассматриваемой концепцией архитектуры предприятия, декомпозиции подлежат ее основные компоненты. Для этого может быть использована функциональная декомпозиция, ориентированная на моделирование бизнес-процессов. При функциональной декомпозиции специфицируются функции, материальные элементы, логические связи и их характер (например, связи подчинения, информационные связи) и др. Следовательно, в ней нетрудно увидеть процессы описания структуры и создания модели объекта (предприятия).

В целом методология структурирования формируется таким образом, чтобы предоставить пользователю достаточный инструментарий для описания систем любой природы и сложности.

К наиболее известным в настоящее время языкам моделирования, используемым совместно с соответствующей методологией моделирования предприятий, относятся IDEF, ARIS и BPML.

Семейство стандартов (14 стандартов) IDEF (Integrated Computer Automated Manufacturing Definition) появилось в 1970-х гг. в ВВС США как инструмент решения проблемы повышения производительности и эффективности IT, возникшей при реализации программы ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing). Часть этого семейства определяет методы и технологии создания моделей сложных систем и имеет непосредственное отношение к моделированию бизнес-процессов, а именно IDEF0 (модель функций), IDEF1 и его расширение IDEF IX (информационная модель и модель данных, соответственно), IDEF2 (динамическая модель), IDEF3 (модель процессов) и IDEF4 (объектно-ориентированные методы проектирования). Стандарты IDEF0 и IDEFIX составили основу стандарта правительства США, известного как FIPS.

Основными недостатками IDEF являются:

  • ? наличие только трех типов моделей — функциональной, информационной и процессной. Остальные аспекты архитектуры отображаются недостаточно информативно для анализа конкретного предприятия;
  • ? отсутствие интеграции перечисленных типов моделей как на концептуальном, так и инструментальном уровнях.

Методология ARIS преодолевает отмеченные недостатки IDEF, но не имеет четко описанного регламента использования и не обеспечивает уникальность подхода к моделированию архитектуры предприятия.

Язык ARIS содержит более 100 типов моделей, большая часть из которых обычно не используется. Инструментальная поддержка осуществляется продуктом компании Software AG (последняя версия 9.8, 2015 г.). Цена данного продукта достаточно высока по сравнению с инструментами аналогичного класса.

Специальный язык Business Process Modeling Language, BPML ориентирован на моделирование бизнес-процессов и обеспечивает построение абстрактной исполняемой модели взаимодействующих процессов. Business Process Modeling Language представляет бизнес-процессы посредством объединения описания взаимодействий управляющих потоков, потоков данных и потоков событий с дополнительными средствами моделирования бизнес-правил, ролей, контекста взаимодействия.

Постоянно появляются новые языки моделирования архитектуры предприятия, например, нидерландский язык ArchiMate1.

Таким образом, актуальной проблемой моделирования архитектуры предприятия является множественность методологий, концепций, языков, имеющих близкое назначение и возможности, но различные названия, синтаксис и семантику, нотации, что, в свою, очередь, ведет к трудностям интеграции архитектурных моделей, разработанных на различных языках моделирования.

Существует несколько подходов к решению этой проблемы. В частности, одной из последних разработок в области моделирования предприятия является специальный унифицированный язык моделирования предприятия UEML (Unified Enterprise Modeling Language) с определенным синтаксисом, семантикой и правилами отображения.

Рассмотрим подробно две методологии:

  • 1) методологию структурного анализа и проектирования SADT;
  • 2) методологию проектирования архитектуры интегрированных информационных систем ARIS.

  • [1] Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа. М. : Мета Технология, 1993.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >