Каждый алгоритм как воин должен знать свой маневр…

 

Связь с редакцией
Рассылка новостей

Архитектура предприятия и инструменты ее моделирования

Калянов Г.Н.

Рассматриваются состав, структура и процесс создания архитектуры предприятия. Анализируются существующие среды и методологии моделирования архитектуры предприятия. Отмечено, что в ближайшее время архитектура предприятия превратится в одно из главных средств управления изменениями на предприятии в РВ.

В самом общем виде под архитектурой предприятия (ЕА - Enterprise Architecture) понимается всестороннее и исчерпывающее описание (модель) всех его ключевых элементов и межэлементных отношений. Согласно ISO 15704 ("Industrial Automa-tion Systems - Requirements for Enterprise-Reference Architectures and Methodologies. 1999") архитектура предприятия должна включать роль людей, описание процессов (функции и поведение) и представление всех вспомогательных технологий на протяжении всего жизненного цикла предприятия. Архитектура (в соответствии с документом "Federal Enterprise Architecture Framework. Dev. by: The Chief Information Officers Council (USA)") является стратегической информационной основой, определяющей:
структуру бизнеса;
информацию, необходимую для ведения бизнеса;
технологии, применяемые для поддержания бизнес-операций;
процессы преобразования, развития и перехода, необходимые для реализации новых технологий в ответ на изменение/появление новых бизнес-потребностей.

Состав, структура и процесс выстраивания архитектуры

Архитектура предприятия традиционно представляется в виде следующих слоев: корпоративные миссия и стратегия, цели и задачи; бизнес-архитектура; системная архитектура (ИТ - архитектура).

Корпоративные миссия и стратегия определяют основные направления развития предприятия и ставят долгосрочные цели и задачи.

Бизнес-архитектура на основании миссии, стратегии развития и долгосрочных бизнес-целей определяет необходимые для их реализации бизнес-процессы, информационные и материальные потоки, а также поддерживающую их организационно-штатную структуру.

Системная архитектура определяет совокупность методологических, технологических и технических решений для обеспечения информационной поддержки деятельности предприятия, определяемой его бизнес-архитектурой, и включает архитектуру приложений, данных и техническую архитектуру.

Исследования выполнены автором в рамках работ Фонда ФОСТАС в 2003 г. Публикация осуществляется на основе разрешения, полученного Фондом от МЭРТ.

Архитектура приложений, в свою очередь, включает:
собственно прикладные системы, поддерживающие исполнение бизнес-процессов;
интерфейсы взаимодействия прикладных систем между собой и с внешними системами и источниками или потребителями данных;
средства и методы разработки и сопровождения приложений.

Архитектура данных включает: БД и хранилища данных; системы управления БД или хранилищами данных; правила и средства санкционирования доступа к данным. Техническая архитектура состоит из сетевой архитектуры и архитектуры платформ. Сетевая архитектура включает:
локальные и территориальные вычислительные сети;
используемые в сетях коммуникационные протоколы, сервисы и системы адресации;
аварийные планы по обеспечению бесперебойной работы сетей в условиях чрезвычайных обстоятельств.

Архитектура платформ включает:
аппаратные средства вычислительной техники - серверы, рабочие станции, накопители и другое компьютерное оборудование;
операционные и управляющие системы, утилиты и офисные программные системы;
аварийные планы по обеспечению бесперебойной работы аппаратуры (главным образом - серверов) и БД в условиях чрезвычайных обстоятельств.

Основными этапами процесса построения архитектуры предприятия являются:
осознание необходимости построения архитектуры;
формирование рабочей группы;
выбор среды и средств моделирования и репозитория;
наполнение среды фактическим материалом (формирование архитектуры);
использование, расширение и сопровождение. Отметим, что в состав рабочей группы должен входить выделенный относительно новый ролевой участник - архитектор, который фактически является постановщиком задач на архитектурные изменения на основании как изменившихся внешних условий, так и понимания недостатков существующего положения дел.

Моделирование архитектуры

Модель архитектуры предприятия аккумулирует знания о его процессах, поведении, информационных и материальных потоках, ресурсах и организационных единицах, инфраструктуре и архитектуре систем. При этом главной целью моделирования должно являться не только повышение интегрированности предприятия, но и поддержка его анализа в самых различных разрезах (экономических, организационных, качественных, количественных и т.д.) для совершенствования деятельности по принятию решений, контролю, координации и мониторингу различных его частей. Чтобы иметь полное понимание бизнеса, необходимо иметь ответы на вопросы - кто, что, когда, зачем, где и как осуществляет.

Среда моделирования архитектуры предприятия должна включать четыре компонента.
1) Блок элементарных объектов предприятия:
      описания (представления) элементарных объектов (например, конкретного продукта/услуги, производимого на предприятии в настоящее время);
      средства, используемые для порождения таких представлений (т.е. данных по объектам) со-гласно определенным правилам (например, ERP, SCM, CRM, СУБД).
2) Блок моделей архитектуры предприятия:
      собственно модели различных видов (процессно-функциональные, информационные, ресурсные, организационные и др.), состоящие из элементов, абстрактно отображающих элементарные объекты;
      средства моделирования, обеспечивающие анализ, проектирование и использование моделей.
3) Блок языков и методологий моделирования, включая:
      общемодельные конструкции;
      процессы моделирования архитектуры предприятия;
      средства, поддерживающие процесс определения и модификации методологий и языков.
4) Блок языков мета-моделирования и мета-методологий для описания концепции, синтаксиса и семантики языков моделирования и методологий их применения, а также для описания процессов построения этих языков и методологий.

Методологии моделирования должны регламентировать последовательность этапов и шагов моделирования, правила перехода от этапа к этапу, набор и правила построения моделей на каждом из них. При этом этапы моделирования архитектуры должны обеспечивать нисходящее проектирование основных архитектурных слоев в соответствии с общей схемой архитектуры предприятия и должны содержать следующие работы:

 

  • определение бизнес-целей и требований, охватывающих направления бизнеса, миссию, цели, критические факторы успеха, критические бизнес-результаты, видение, выявление требований различных типов (функциональных, системных, технологических) и их документирование;
  •  

     

    Существующие среды моделирования архитектуры предприятий могут быть классифицированы следующим образом:

     

    Следует отметить, что моделирование архитектуры предприятий является инженерной дисциплиной, требующей комбинированного использования программных сред, языков и методологий моделирования. Однако большинство из перечисленных инструментов фактически являются фрагментарными подходами, покрывающими лишь различные части описанных выше требований к среде моделирования архитектуры предприятий, в том числе:
    поддерживают лишь отдельные компоненты среды моделирования;
    поддерживают лишь отдельные фазы и этапы процесса моделирования архитектуры;
    не являются универсальными в части применимости к предприятиям любого вида;
    поддерживают лишь отдельные виды моделирования.

    Наиболее продвинутыми в части покрытия обозначенных требований естественно являются универсальные интегрирующие среды. Например, Zachman Framework является одной из наиболее продвинутых сред в части гармоничного и комплексного учета всех архитектурно-существенных факторов, позволяя при этом концентрироваться на отдельных аспектах архитектуры, не теряя при этом общего взгляда на предприятие как на единое целое. Она легка для понимания, логически полна и согласована, нейтральна по отношению к инструментарию, является наиболее распространенной (включая большое число статей по ее описанию и использованию). С другой стороны, Zachman Framework не поддерживает представление динамики развития предприятия и его информационных систем (отсутствие оси времени), является достаточно поверхностной (в смысле степени детализации) референсной моделью, достаточно бедна с технических позиций.

    Конкурирующая среда GERAM (Generalised Enterprise Reference Architecture and Methodology) определяет комплекс концепций, методов и моделей, необходимых для проектирования и сопровождения современного предприятия (любого типа) в течение всего времени его существования. GERAM обеспечивает поддержку всех вышепредставленных элементов среды моделирования архитектуры, базируясь при этом на:

     

    Одним из главных преимуществ GERAM является его мощность в решении задач, связанных с изменениями (реинжиниринг, CPI/TQM). Одним из ее главных недостатков является концептуальный характер, она снабжает методологическими руководствами, но не обеспечивает ни языком моделирования, ни соответствующими инструментальными средствами.

    Следует отметить, что в настоящее время прослеживается тенденция к обогащению подходов в части покрытия среды моделирования, например, одна из последних разработок университета г. Бордо GRAI Integrated Methodology (GRAI-GIM) обеспечивает референсную модель с концепцией, языком, графическим формализмом и инженерным методом реали-зации методологии.

    К наиболее распространённым в настоящее время языкам моделирования предприятий относятся, прежде всего, IDEF, ARIS и BPML.

    Идея создания семейства стандартов IDEF (Integrated Computer Automated Manufacturing Definition) родилась в середине 70-х годов в ВВС США как решение проблемы повышения производительности и эффективности информационных технологий, возникшей при реализации программы ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing). Часть этого семейства из 14 стандартов, относящихся к методам и технологиям создания моделей сложных систем и проектирования компьютерных систем, имеет непосредственное отношение к моделированию бизнес-процессов, а именно: IDEF0 (модель функций), IDEF1 и его расширение IDEF1X (информационная модель и модель данных соответственно), IDEF2 (динамическая модель), IDEF3 (модель процессов) и IDEF4 (объектно-ориентированные методы проектирования). Часть стандартов семейства фактически осталась на бумаге (стандарт IDEF2), другая часть (IDEF0 и IDEF1X) превратилась в стандарт правительства США, известный как FIPS. Основными недостатками IDEF являются:

     

    ARIS в целом преодолевает перечисленные недостатки IDEF, однако его методология по сути является методологией-оболочкой: нет четко описанных регламентов действий, не предлагается уникального подхода к проблеме моделирования архитектуры предприятия. Сам язык включает более 100 типов моделей, 90% из которых практически никогда не ис-пользуются, инструментальная поддержка осуществляется продуктом той же компании - разработчика методологии. Этот продукт имеет цену, на порядок превышающую стоимость инструментов аналогичного класса для аналогичных платформ, и огромные трудозатраты на его разработку, что вряд ли позволит создать когда-либо конкурирующий инструментарий, поддерживающий данный язык.

    Одной из последних разработок в данной области является создание специального языка, ориентированного на моделирование бизнес-процессов BPML (Business Process Modeling Language). Этот язык обеспечивает построение абстрактной исполняемой модели взаимодействующих процессов на основе концепции конечного автомата (машины конечных состояний). BPML представляет бизнес-процессы посредством объединения описания взаимодействий управляющих потоков, потоков данных и событий с дополнительными ортогональными средствами моделирования бизнес-правил, ролей, контекста взаимодействия. Он поддерживает синхронные и асинхронные распределенные транзакции, поэтому может быть использован как исполняемая модель для встраивания существующих приложений в качестве процессных компонент внутри е-бизнес-процессов.

    Вторая важная проблема заключается в том, что многие из перечисленных инструментов поддерживают аналогичные концепции с различными названиями, которые трудно сравнивать из-за различного синтаксиса и семантики языков моделирования (которые к тому же часто точно не определены). Собственный синтаксис и ограниченная (ориентированная на поддерживающий инструментарий) семантика и графическая нотация языков привела к основной языковой проблеме - отсутствию интеграции моделей, разрабо-танных на различных языках моделирования.

    Решением данной проблемы занимается рабочая группа, созданная компаниями-производителями языков моделирования, целью деятельности которой является создание унифицированного языка моделирования UEML (Unified Enterprise Modeling Language) с четко определенными синтаксисом, семантикой и правилами взаимоотношений (отображе-ний) между различными языками моделирования архитектуры предприятий. Проект UEML включает разработку:

     

     

     Вендор  Продукт  Сайт
     Casewise  Corporate Modeler  www.casewise.com
     Computes  Metis  www.computas.com
     IDS Scheer  Aris  www.ids-scheer.com
     Mega  Mega Suite  www.mega.com
     Popkin  System Architect  www.popkin.com
     Proforma Corp.  Provision  www.proformacorp.com
     Ptech  Enterprise Framework  www.ptechinc.com

     

    Заключение

    Значение архитектуры предприятия постоянно увеличивается за счет обеспечения возможностей эффективного использования существующих технологий и эволюционного перехода к новейшим технологиям. В некоторых странах, например, в США, правительственные директивы требуют, чтобы предприятия имели четко описанную архитектуру. Соответствующий рынок инструментальных средств достаточно развит, в таблице приведен перечень пакетов, лидирующих по объемам продаж (в алфавитном порядке по вендорам).

    В среднем, каждый из вендоров осуществляет продажи ПО на сумму 7... 15 млн. долл. США в год (исключение составляет компания IDS Scheer: объявленный ею доход за 2002 г. составил 211 млн. долл. США, но он включает не только продажи ПО, но и консалтинг, обучение, выполнение проектов и т.п.).

    По прогнозам ведущих консалтинговых компаний через несколько лет архитектура превратится для предприятия в одно из главных средств управления изменениями, обеспечивая при этом:

     

    Фактически, создание архитектуры предприятия является первым шагом на пути к предприятию, которое может реагировать на изменения в РВ.

    Список литературы

    1. Галактионов В.И. Системная архитектура и ее место в архитектуре предприятия//Директор информационной службы. 2002. № 5.
    2. Разработка типовых требований к процессам информатизации органов государственной власти, включая разработку единой методологии построения "электронного прави-тельства"//Отчет о НИОКР. Фонд ФОСТАС, № госрегистрации 1027739757561, инв. № 2811/01. Москва. 2003.
    3. Электронное правительство: рекомендации по внедрению в РФ /Под ред. В.И. Дрожжинова и Е.З. Зиндера, ЭКО-ТРЕНДЗ. Москва. 2004.
    4. Harmon P. Developing an Enterprise Architecture // Business Process Trends, January, 2003.
    5. Report on the State of the Art in Enterprise Modeling, University of Namur, 2002.

    Калянов Георгий Николаевич -
    д-р техн. наук, проф., вед.научный сотрудник ИПУ РАН.
    e-mail:Kalyanov@mail.ru http://www.kalyanov.by.ru

    • моделирование бизнеса с позиции менеджера, включающее построение концепций с использованием графических образов (пиктограмм) для представления бизнес-объектов и событий;
    • моделирование бизнес-процессов, бизнес-функций, ресурсов;
    • моделирование оргструктуры, включая ее нисходящую логическую схему, а также логические схемы принятия решений;
    • преобразование бизнес-моделей в модели приложений и технологической архитектуры.
    • универсальные интегрирующие среды (например, Zachman Framework, GERAM);
    • языки моделирования предприятий (например, IDEF, ARIS, BPML);
    • программные среды моделирования (например, ARIS 6 Collaborative Suite, Popkin System Architect, METIS);
    • мета-модели и языки мета-моделирования (например, UML Profile for Business Process Definition, UEML).
    • концепциях, ориентированных на человека (описание ролей, поддержка осуществляемых ролями процессов);
    • процессно-ориентированных концепциях для описания бизнес-процессов;
    • концепциях, ориентированных на технологии, для описания технологической поддержки процессов (моделирования и использования моделей).
    • наличие всего трех типов моделей - функциональной, информационной и процессной, остальные аспекты архитектуры если и могут быть отображены, то на примитивном, недостаточном для серьезного анализа уровне;
    • отсутствие интеграции даже для перечисленных трех типов моделей (при этом отсутствует как концепция интеграции, так и какая-либо реализация на уровне инструментов одного и того же производителя).
    • общего, визуального, базированного на шаблонах языка для коммерческих инструментальных средств моделирования предприятий и программных систем класса workflow;
    • стандартизованных, независимых от инструментов механизмов передачи знаний (моделей) между проектами;
    • репозитория моделей предприятий.
    • оказание помощи менеджерам при анализе потенциальных изменений и их реализации;
    • предоставление основы для совместной работы бизнес-менеджеров и ИТ-менеджеров над целями, бизнес-процессами и выстраиванием предприятия в целом;
    • предоставление единого хранилища всей информации о предприятии;
    • обеспечение менеджерам поддержки в принятии решений: они могут обозревать отношения, задавать вопросы, идентифицировать проблемы, выполнять моделирование и т.д.

    Адрес редакции: 117997, Москва, Профсоюзная ул., д. 65, оф. 360
    Телефон: (926) 212-60-97.
    E-mail: info@avtprom.ru или avtprom@ipu.ru

    © ООО Издательский дом "ИнфоАвтоматизация", 2003-2021 гг.

    Rambler`s Top100 Rambler`s Top100
    Рейтинг@Mail.ru
    РассылкиSubscribe.Ru
    Автоматизация в
    промышленности