Интеллектуальные системы планирования и управления бизнес

Интеллектуальные системы планирования и управления бизнес-процессами
Г.Б. ЕВГЕНЕВ
Научно-исследовательский университет МГТУ им. Н.Э. Баумана
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ
И УПРАВЛЕНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАМИ
Описываются принципы построения интеллектуальных систем управления бизнес-процессами.
В последние годы получил развитие новый класс систем организационного управления – системы управления бизнес-процессами (Business Process Management Systems или BPM-системы).
Основная идея системы управления бизнес-процессами крайне проста: вы моделируете бизнеспроцессы вашей компании с помощью наглядных диаграмм, загружаете эти описания в компьютерную систему управления проектами, и система позволяет вам отследить исполнение этих процессов в реальной практике работы предприятия.
Платформа BPM должна включать в себя следующие основные компоненты [1]: дизайнер
процессов, который служит для создания модели процесса; механизм выполнения процессов –
среда исполнения экземпляра процесса в соответствии с его определением, созданным и утвержденным дизайнером процесса; монитор операций, который отслеживает статус выполнения каждой операции процесса, анализирует производительность и проводит аудит истории процесса;
пользовательский интерфейс, т.е. среда доступа к средствам BPM в ходе выполнения операций
процесса.
С технологической точки зрения данный подход к BPM аккумулирует возможности хорошо
известных ИТ-средств. Имеются различные альтернативы выбора этих средств. В описываемой
системе для построения моделей процессов используется стандарт IDEF3, на основе которого генерируется база знаний, обеспечивающая динамическую реализацию этой модели с генерацией
экземпляра процесса, зависящего от внешних параметров. Продукционная база знаний представляет собой механизм выполнения процессов. В качестве монитора операций используется система
управления проектами.
Данная статья посвящена описанию дизайнера процессов и механизма их реализации. Для
построения дизайнера процессов целесообразно использовать стандартный метод и нотацию. Как
было упомянуто, наиболее подходит для этого IDEF3, который является стандартом описания
процессов и определяет нотацию для представления метамоделей структуры процессов. Из числа
диаграмм, имеющихся в стандарте IDEF3, для применения в дизайнере необходимы диаграммы
описания последовательности этапов процесса (Process Flow Description Diagrams, PFDD).
На рис. 1 представлен пример PFDD диаграммы бизнес-процессов компании, занимающейся
разработкой систем удаленного доступа к рабочим станциям. Сначала всегда выполняются операции инициации и подписания контракта. Дальнейший процесс зависит от разновидности проекта:
«с установкой оборудования» или «без установки оборудования». В первом варианте выполняются операции доставки оборудования и проектирования системы. Дальнейшее зависит от размещения оборудования: с использованием или без использования техкомнаты, а также с использованием или без использования рабочего зала. Цепочка операций завершается проверкой готовности
оборудования к эксплуатации.
Если в проекте не предусмотрена установка оборудования, то процесс зависит от вида необходимых действий: «настройка системы» или «тестирование системы». Во всех случаях бизнеспроцесс завершается проверкой готовности системы к эксплуатации.
В качестве инструментального средства для генерации механизмов выполнения бизнеспроцессов используется система экспертного программирования СПРУТ-ЭксПро [2]. Система
предназначена для генерации программных средств непрограммирующими пользователями посредством описания знаний на неалгоритмическом языке максимально приближенном к структурированному естественному языку. Для представления знаний в системе используются правилапродукции.
База знаний в СПРУТ-ЭксПро включает словарь, модули знаний и методы. Словарь имеет
имя-идентификатор и операции сортировки и поиска слов, а также импорта слов из текстовых документов. Словарь состоит из слов. Каждое слово имеет имя-идентификатор, наименование и тип
(целое или действительное число, или символьная переменная). Со словами связаны операции добавления и удаления слов, а также определения входимости слов в модули или методы.
Интеллектуальные системы планирования и управления бизнес-процессами
USED AT:
AUTHOR: Evgenev
DATE: 06.05.2009
WORKING
PROJECT: DRS
REV:
DRAFT
06.05.2009
READER
DATE CONTEXT:
RECOMMENDED
NOTES: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0р.
Инициация
2
0р.
Подпис ание
контракта
PUBLICATION
0р.
с ус тановкой
Дос тавка
оборудования оборудования
X
J1
3
1
0р.
Проектирование
системы
4
5
J2
без
ис пользования
техкомнаты
без
ус тановки
оборудования
X
с настройкой
системы
с использованием
техкомнаты
X
0р.
Нас тройка
системы
6
&
J6
8
J5
0р.
Ус тановка
оборудования
в техкомнате
без использования
рабочего зала
с тестированием
системы
X
J7
с использованием
рабочего
зала
0р.
Тес тирование
системы
9
&
J8
0р.
0р.
Готовнос ть
оборудования
к экс плаутации
Готовнос ть
системы к
экс плуатации
12
NODE:
TITLE:
1.1
0р.
Ус тановка
оборудования
в рабочем
зале
7
11
Разработка удаленного доступа к рабочим
станциям
NUMBER:
Рис. 1. Пример PFDD диаграммы
Модуль знаний, представляющий собой правило-продукцию, имеет наименование, имяидентификатор, имя предусловия и номер версии. С модулем знаний связны операции: добавления
модуля, выбор модуля-аналога, трансляции на один из языков программирования, тестирования
модуля, определения входимости модуля в методы и удаления модуля. Каждый модуль имеет свой
словарь и механизм, а также может иметь предусловие. Словарь модуля является подмножеством
общего словаря базы знаний и включает входные, выходные и управляющие переменные. Эти переменные могут иметь текущие значения.
Предусловие представляет собой логическое выражение. Модуль знаний запускается на исполнение, если определены все его входные переменные и выполнено предусловие. В результате
выполнения модуля определяются значения его выходных переменных.
Преобразование входных переменных в выходные осуществляется механизмом модуля. В
качестве механизма могут использоваться формулы, таблицы, работа с базой данных (выбор, добавление и обновление). Возможно также использование математических и геометрических моделей, а также программных средств, представленных в формате dll или exe файлов.
Для выполнения совместной работы модули знаний объединяются в методы. Метод имеет
такие же атрибуты, как и модуль, за исключением предусловия. Класс объектов «Метод» включает операции компоновки, определения состава метода, трансляции, тестирования и документирования. Так же как и модуль знаний, метод имеет словарь, в который входят входные и выходные
переменные. Важным моментом является то, что метод может быть использован в качестве механизма модуля знаний.
Система СПРУТ-ЭксПро является идеальным инструментом автоматизированного преобразования PFDD диаграмм в программные средства механизмов выполнения процессов. Каждая
операция PFDD диаграммы преобразуется в метод СПРУТ-ЭксПро.
Ниже представлен метод операции «Инициация» с учетом ее декомпозиции. Такое представление автоматически генерируется документатором СПРУТ-ЭксПро. Метод состоит из модулей знаний, в которые преобразованы методы входящих операций. Входные свойства включают
переменные «Использование оборудования», «Использование техкомнаты» и «Использование рабочего зала», значения которых запрашиваются у пользователя. Выходным свойством является
признак завершения операции инициализации, которая имеет номер 2.
Метод: "Ini" – Инициация
Интеллектуальные системы планирования и управления бизнес-процессами
МЗ Метода
ранг имя
наименование
0
MOp2
Метод операции 2
1
MVbTpKl Метод выбора типа клавиатур
2
MOsPrOp Метод осуществления предоплаты
3
MGtKmEx Метод готовности компонентов к эксплуатации
4
MSdTeKm Метод сдачи технической комнаты
5
MsdRbZl Метод сдачи рабочего зала
Входные свойства
имя
наименование
тип
значение
IspObor$ Использование оборудования STRING
IspTK$
Использование техкомнаты
STRING
IspRZ$ Использование рабочего зала STRING
Выходные свойства
имя наименование
тип
значение
FnOp2 Завершение операции 2 INTEGER 1
Далее представлен модуль знаний «Метод выбора типа клавиатур», который входит в метод
инициации. Предусловием запуска модуля является переменная «Использование оборудования»
со значением «с установкой оборудования» и переменная «Завершение операции 2» со значением
1. Выходное свойство «Завершение операции 13» принимает значение 1. В качестве механизма
используется метод «Выбор типа клавиатур».
МЗ: "MVbTpKl" – Метод выбора типа клавиатур
Предусловия запуска
имя
наименование
тип
условие
IspObor$ Использование оборудования STRING
с установкой оборудования
FnOp2 Завершение операции 2
INTEGER 1
Механизм – Внешний Метод
База Знаний: текущая База Знаний – ISUP.SDB
Метод:
VbTpKl Выбор типа клавиатур
Согласование свойств внешнего метода и свойств МИЗ
FnOp13 Завершение операции 13 = FnOp13 Завершение операции 13
Выходные свойства
имя
наименование
тип
значение
FnOp13 Завершение операции 13 INTEGER 1
В исходном состоянии метод каждой операции PFDD диаграммы включает следующий
стандартный набор модулей, представленный здесь на примере метода операции №13 «Выбор типа клавиатур». Во всех случаях используются модули «Метод расчета номеров операций» и «Занесение содержания операций». Операции заносятся в «Определение процесса».
Метод: "VbTpKl" – Выбор типа клавиатур
МЗ Метода
ранг
имя
наименование
Метод расчета номеров операций
0
MRasNo
0
NzFnOp13 Назначение признака завершения операции 13
0
FrTxOp13 Формирование текста операции 13
Интеллектуальные системы планирования и управления бизнес-процессами
0
MNzTop13 Метод назначения длительности операции 13
1
ZnTxOp
Занесение содержания операции
Выходные свойства
имя
наименование
тип
значение
FnOp13 Завершение операции 13 INTEGER
Специфическими для каждой операции являются модули «Назначение признака завершения
операции», «Формирование текста операции» и «Метод назначения длительности операции». Ниже приведено содержание первых двух модулей. Эти модули не имеют предусловий запуска и
входных переменных.
МЗ: "NzFnOp13" – Назначение признака завершения операции 13
Предусловия запуска
имя наименование тип условие
Механизм – Формула
FnOp13 = 1
Выходные свойства
имя
наименование
тип
значение
FnOp13 Завершение операции 13 INTEGER
МЗ: "FrTxOp13" – Формирование текста операции 13
Предусловия запуска
имя наименование тип условие
Механизм – Формула
SodOper$ = "Выбор Заказчиком типа клавиатур"
Выходные свойства
имя
наименование
тип
значение
SodOper$ Содержание операции STRING
Метод назначения длительности является специфическим для каждой операции и может
включать необходимый набор модулей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дубова Н. // Открытые системы. 2005. № 10.
2. Евгенев Г.Б. Интеллектуальные системы проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2009.