2.5. Модельно-ориентированное проектирование

Сущность модельно-ориентированного проектирования ИС [2] сводится к адаптации компонентов типовой ИС в соответствии с моделью проблемной области конкретного предприятия. Для этого технология проектирования дол­жна поддерживать как модель типовой ИС, так и модель конк­ретного предприятия, а также средства поддержания соответствия между ними.

Ядром типовой ИС является постоянно развиваемая модель проблемной области (предприятия), поддерживаемая в специаль­ной базе метаинформации – репозитории (репозитария), на основе которого осуществляется конфигурация программного обеспечения. Таким образом, проектирование и адаптация ИС сводятся прежде все­го к построению модели проблемной области и ее периодичес­кой корректировке.

Для моделирования проблемной области и последующего кон­фигурирования информационной системы из отдельных компонентов (программных модулей) используется специальный программный инструментарий, например SAP Business Engineering Workbench (BEW) и BAAN Enterprise Modeler. Досто­инством применения модельно-ориентированных компонентных систем, таких, как R/3 или BAAN IV, перед CASE‑технологиями является накопление опыта проектирования информационных систем для различных отраслей и типов производства в виде ти­повых моделей, которые поставляются вместе с программным продуктом в форме наполненного репозитория. Таким образом, вместе с программным продуктом пользователи приобретают базу знаний об эффективных методах организации и управления бизнес-процессами, которые можно адаптировать в соответствии со спецификой конкретного предприятия.

Репозитории корпоративной ИС, использующей модельно-ориентированную технологию проектирования, в общем случае содержит метаинформацию базовой модели функциональности типовой системы (ссылочной модели в терминологии R/3), типо­вых моделей определенных классов ИС (референтных моделей² в терминологии BAAN) и модели предприятий, получаемые на основе базовой или типовых моделей.

Базовая модель репозитория содержит описание бизнес-функ­ций, бизнес-процессов, бизнес-объектов, организационной структу­ры, которые используются в программных модулях типовой ИС. При этом большое значение в базовой модели имеет задание биз­нес-правил поддержания целостности информационной системы, определяющих условия проверки корректности совместного при­менения различных компонентов ИС. Таким образом, много­образие и гибкость определения бизнес-процессов и соответству­ющих конфигураций информационной системы задаются с помо­щью набора бизнес-правил.

Типовые модели описывают конфигурации информационной системы для определенных отраслей (автомобильной, электрон­ной, нефтегазовой и др.) или типов производства (единичного, серийного, массового, непрерывного и др.).

Модель предприятия (проблемной области) строится либо пу­тем привязки фрагментов основной или типовой модели в соот­ветствии со специфическими особенностями предприятия, напри­мер как в инструментальном средстве BAAN Enterprise Modeler, либо в результате просмотра этих моделей и экспертного опро­са, как в инструментальном средстве SAP Business Engineering Workbench. Причем в последнем случае пользователю предлага­ется определить значения не всех параметров, а только тех, кото­рые описаны бизнес-правилами.

Построенная модель предприятия в виде метаописания хра­нится в репозитории и при необходимости может быть откор­ректирована. Далее по модели предприятия автоматически осу­ществляется конфигурация информационной системы, в ходе ко­торой выполняется семантический контроль по бизнес-правилам.

В обобщенном виде конфигурация корпоративных информа­ционных систем на основе модельно-ориентированной техноло­гии [2] представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Конфигурация ИС на основе модельно-ориентированной технологии

Рассмотрим компоненты модели предприятия более детально.

Модель функций

Модель функций представляет собой иерархическую декомпо­зицию функциональной деятельности предприятия. На первом уровне иерархии обычно указываются основные виды функцио­нальных подсистем: сбыт, производство, логистика, сервис, фи­нансы, персонал и т.д. На следующем уровне иерархии для каж­дой функциональной подсистемы показываются функциональные модули, например, подсистема "Логистика" включает в себя фун­кциональные модули: планирование потребности в материалах, закупки, управление запасами, управление складами, проверка платежей и т.д. Для функциональных модулей задаются наборы бизнес-функций, для каждой из которых в дальнейшем определя­ются бизнес-процессы. Например, для функционального модуля "Закупки» определяются бизнес-функции: оформление договоров, оформление заказов, выписка счетов и т.д.

Например, в системе R/3 просмотр функциональности типовой ИС осу­ществляется с помощью программы-навигатора репозитория. В процессе навигации по дереву можно перейти к докумен­тации, описывающей соответствующую функцию, и определению подфункций. Для функций последнего уровня по желанию спе­циалиста-конфигуратора открывается просмотр схемы бизнес-процесса с используемыми входными-выходными данными и уча­ствующими организационными единицами или схемы бизнес-объектов в виде ER-модели.

Модель процессов

Модель бизнес-процесса отражает последовательность вы­полнения работ (операций) для функций самого нижнего уровня модели бизнес-функций. Модель бизнес‑процесса позволяет провести конфигу­рацию программных модулей информационной системы в соот­ветствии с характерными особенностями конкретной проблем­ной области.

Как в системе R/3, так и в системе BAAN IV для представле­ния бизнес-процессов используется аппарат сетей Петри, позво­ляющий отображать управление процессами в зависимости от событий: работа выполняется в том случае, если на входе извест­но состояние системы.

В системе R/3 для отображения процессов используется мо­дель управления событиями (ЕРС – event-driven process chain), реализованная в ARIS Toolset (рис. 2.3). В соответствии с этим методом переходы между операциями осуществляются в зависи­мости от событий, которые могут связываться логическими связ­ками AND, OR, XOR. Кроме того, по требованию пользовате­лей в модели процесса могут быть показаны входные и выходные данные, участвующие организационные единицы, указывается тип обработки (интерактивный, пакетный). Операции бизнес-процесса, как и процесс в целом, документируются.

Модели объектов (данных)

В модельно-ориентированной технологии проектирования ИС интегрирование различных бизнес-процессов (приложений) осуществляется на основе бизнес-объектов.

С одной стороны, бизнес-объекты – это объекты‑сущности в нотации языка UML, например заказы, счета, материалы, поставщики и т. д. С другой стороны, в отличие от обычных объек­тов-сущностей бизнес-объекты имеют стандартный интерфейс, написанный на языке описания интерфейсов IDL (Interface Definition Language), с помощью ко­торого бизнес-объекты могут взаимодействовать друг с другом через объектную шину - брокер объектных запросов (Object Request Broker). Таким образом, бизнес-объекты обладают бо­лее сложной внутренней структурой по сравнению с простыми объектами. Например, структура бизнес-объектов R/3 включает ограничения целостности в виде допустимых типов связей с дру­гими объектами и бизнес-правила по связям с внешней средой, интерфейсы в виде входных и выходных событий и спецификации доступа к объектам.

Рис. 2.3. Модель управления событиями бизнес-процесса в системе R/3

В системе R/3 разработано более 100 стандартных интерфей­сов бизнес-объектов, называемых BAPI (Business Application Programming Interface), которые позволяют осуществлять непос­редственную связь между приложениями разных предприятий в среде Internet. В системе R/3 модель бизнес-объектов описывается как ста­тическая ER-модель, в которой каждая сущность может рассмат­риваться как обычный объект данных, который используется на входе или выходе операций, так и как бизнес-объект с присоеди­ненными методами.

Модель организационной структуры

Модель организационной структуры предприятия представ­ляет собой традиционную иерархическую структуру подчине­ния подразделений и персонала (организационных единиц). На­значение моделирования организационной структуры приме­нительно к информационной системе заключается в распреде­лении автоматизируемых функций по работникам подразделе­ний и определении полномочий доступа к информационной системе.

Модели бизнес-правил

Бизнес-правила - это специальные сведения, которые хранятся в репозитории и используются для контроля корректности построенной модели предприятия и про­цессов конфигурации и эксплуатации ИС. В системе R/3 биз­нес-правила встроены в бизнес-объекты, в системе BAAN биз­нес-правила выделены в самостоятельные компоненты.

Рассмотрим реализацию модельно-ориентированного проектиро­вания ИС.

В силу сложности комплексной типовой информационной системы для модельно-ориентированного проектирования харак­терны следующие особенности.

• Привязка типовой информационной системы к условиям кон­кретного экономического объекта осуществляется в резуль­тате совместных усилий фирмы-производителя программно­го продукта или официального дистрибьютера и проектной группы предприятия.

• Консультанты со стороны фирмы-производителя программ­ного продукта принимают участие на всех этапах внедрения системы и особенно на этапе анализа требований.

• Возрастает роль руководства предприятия в организации и контроле за созданием информационной системы.

В известных методологиях модельно-ориентированного про­ектирования ИС Accelerated SAP и BAAN Orgware большое внимание уделяется регламентации последовательности опера­ций на основе применения программных средств планирования, позволяющих ускорить процесс внедрения типовой ЭИС.

Техно­логия модельно-ориентированного проектирования ИС вклю­чает четыре основные стадии:

– выбор типового проекта,

– разра­ботка проектной модели предприятия,

– реализация проекта,

– ввод в эксплуатацию и поддержка функционирования.

На всех стадиях используется инструментарий моделирова­ния предприятия.

Внедрение типовой информационной системы начинается с анализа требований к ИС. В частности, на ос­нове результатов предпроектного обследования формиру­ется предварительная модель предприятия, которая содержит требования к функциональности информационной систе­мы (множеству автоматизируемых функций) и на основе которой осуществляя­ется выбор программного ком­плекса. Данная работа может быть выполнена в рам­ках проведе­ния предварительного реинжиниринга бизнес-процессов. Воз­мо­­жен и другой вариант анализа требований, которые определяют­ся сущест­ву­ющей организацией бизнес-процессов. Во втором случае реально существу­ющая модель предприятия будет адап­тироваться на этапе эксплуатации инфор­мационной системы с целью оптимизации функционирования организационно-экономической системы. Считается, что второй подход обеспечивает более быстрое внедрение корпоративной ИС, сокращение капиталь­ных затрат и повышение эффективности эксплуатации ИС.

На стадии построения предварительной модели предприятия строятся модели:

– бизнес-функций,

– бизнес-процессов,

– бизнес-объектов,

– организационной структуры.

После завершения этапа построения предварительной моде­ли предприятия руководство предприятия принимает решение о выборе типовой информационной системы, модель предприятия которой в наибольшей степени соответствует целям автоматиза­ции.

Далее на основе принятого решения о закупке программного обеспечения осуществляются оформление соглашения с фирмой-производителем типовой информационной системы о продаже и проведении работ по внедрению программного обеспечения, соб­ственно закупка, формирование проектной группы внедрения, выделение всех необходимых ресурсов и формирование кален­дарного плана-графика работ. В результате формируются техни­ко-экономическое обоснование и техническое задание на внедре­ние типовой ИС.

На стадии "Разработка проектной модели предприятия" производится привязка модели предприятия к функционально­сти типовой ИС, на основе которой в последую­щем автоматически выполняется конфигурация информационной системы.

На стадии разработки проектной модели предприятия выпол­няются следующие работы:

• инсталляция программного продукта, реализующего типовую ИС;

• проведение обучения проектной команды;

• привязка модели предприятия к компонентам типовой инфор­мационной системы;

• определение требований к доработке программного обеспе­чения;

• проектирование внешних интерфейсов системы.

В начале разработки проектной модели консультанты по ти­повой информационной системе совместно с проектной группой на основе предварительно построенной модели бизнес-функций и референтной модели уточняют модель бизнес-функций. Правильность выбора бизнес-функ­ций контролируется на основе использования бизнес-правил.

Далее осуществляется привязка программных модулей типо­вой ИС к функциональным блокам бизнес-процессов. Для этого компоненты референтной модели, описывающие программные модули типовой ИС, припи­сываются к функциональным блокам модели бизнес-процесса, связанным с моделью бизнес-функций. Для оригинальных компонентов в модели бизнес-процессов задаются специфи­кации на разработку программных модулей. Корректность выбора бизнес-процессов для бизнес-функций и условий привяз­ки и выполнения программных модулей проверяется по бизнес-правилам.

Далее производится "Привязка бизнес-объектов к программным мо­дулям". В объектно-ориентированном представлении дан­ная операция выполняется путем задания имен методов в опре­делениях классов объектов. В функционально-ориентированном представлении для соответствующих процедур задается список входных и выходных объектов. Корректность привязки контро­лируется с помощью бизнес-правил.

Далее осуществляется привязка исполнителей процес­са к использу­емым программным модулям и бизнес-объектам. При этом устанавливаются роли испол­нителей для выполнения той или иной работы и создаются спецификации интерфейса пользователя. Корректность опе­рации проверяется также с использованием бизнес-правил.

Стадия "Реализация проекта ИС" сводится к конфигурированию ИС и генерации интерфейсов пользователей, а также к определению структуры базы данных. Настройка про­граммного комплекса типовой ИС и генерация интерфейса пользователей осуществляются автоматически на основе бизнес-правил и проектной модели предприятия. В исключи­тельных случаях требуется доработка или создание новых про­граммных модулей, которые производятся с помощью инстру­ментальных средств программного комплекса.

Конфигурирование программных модулей осуществляется путем установки параметров по модели биз­нес-процессов. Конфигурирование осуществляется либо автоматичес­ки с помощью бизнес-правил, либо вручную аналогично па­раметрической настройке отдельных пакетов прикладных программ.

Настройка базы данных осуществляется по определению бизнес-объектов либо автоматически на основе использования бизнес-правил, либо вручную путем определения подмножества необходимых атрибутов.

Генерация пользовательских интерфейсов выполняется автоматически по модели взаимодействия исполнителей и программных модулей (опи­санию ролей пользователей).

Доработка программных модулей или разработка новых про­граммных модулей и интерфейсов осуществ­ляется на основе определенных ранее спецификаций на доработ­ку программных модулей и интерфейсов с использованием языковых средств типовой системы.

В завершении стадии реализации осуществляется комплекс­ное тестирование всех компонентов корпоративной ИС.

Стадия "Ввод в эксплуатацию" осуществляется по­этапно в соответствии с определенным планом. Перед началом эксплуатации должны быть выполнены следующие работы:

• создание документации конечных пользователей и их обучение;

• установка программно-технической среды эксплуатации ИС;

• наполнение информацией новых баз данных или подключе­ние и конвертация существующих баз данных.

В процессе эксплуатации ИС осуществляется системная под­держка для устранения возникающих замечаний. Особое внима­ние на стадии эксплуатации придается развитию проекта ИС. Для этого система должна накапливать статистику о характере функционирования информационной системы, на основе кото­рой происходит технологическая отладка эффективности эксп­луатации ИС. Важно также осуществлять анализ эффективнос­ти организации на основе контроллинга экономических показателей, который приводит к непрерывному совершенствованию проект­ной модели предприятия, а следовательно, к адаптации ИС к не­обходимым изменениям.