Министерство Министерство Экономики образования

Министерство
Экономики
Российской Федерации
Министерство
образования
Российской Федерации
Государственный университет
Высшая школа экономики
Программа дисциплины
«Моделирование бизнес-процессов»
специализации «Информационные технологии
управления»
для направления 5 215 00 Менеджмент (третья ступень
высшего профессионального образования - магистратура)
Москва - 2000 г.
I. Пояснительная записка
Автор программы: д.т.н., проф. Емельянов А.А.
Требования к студентам:
Изучение данной дисциплины требует предварительного знакомства студента с основами теории
вероятностей и математической статистики, бухгалтерского учета, программирования, практических
навыков работы на компьютерах типа PC AT в операционной системе Windows 95/98.
Аннотация:
Цель дисциплины, её место в учебном процессе:
Повышение эффективности функционирования объекта экономики (фирмы) в настоящее
время практически невозможно без регулярного анализа альтернативных вариантов действий этого
объекта. Основными инструментами, позволяющими сравнивать эти варианты, являются
имитационные динамические модели.
Имитационная модель позволяет сравнительно быстро дать ответ на вопросы: "А что будет,
если..." и оценить различные риски: невозврата кредита, неуплаты налогов (с соответствующими
санкциями со стороны налоговой инспекции), невыполнения заказа в договорные сроки и др.
Имитационное моделирование - это набор специальных программно- математических
методов получения количественных характеристик исследуемого объекта посредством имитации его
"поведения" в виде взаимодействующих процессов в памяти ЭВМ.
Имитационное моделирование используется, если:
- проведение натурных экспериментов нежелательно или невозможно;
- неизвестны или не существуют экономико-математические методы расчетов. Методы
имитационного моделирования стали применяться для бизнес- инжиниринга и управления объектами
экономики в развитых странах после 1993-1995 гг., когда появились высокоуровневые программные
средства, позволяющие использовать эти методы экономистами, не имеющими специальной
математической подготовки.
В настоящее время имитационное моделирование - это информационная технология со
специальным программным обеспечением, которая включает в себя три основных вида действий.
1. Структурный анализ фирмы с различной степенью детализации для выявления основных
процессов, как типовых, так и характерных только для этой фирмы, и взаимосвязей между этими
процессами.
2. Переход к описанию динамических свойств процессов на нижнем уровне детализации
функциональной модели, т.е. создание или модификация имитационной модели фирмы.
3. Оценка динамических свойств фирмы в ускоренном масштабе времени (прогноз) с
помощью выходнь1х данных имитационной модели.
Общие вопросы теории моделирования. Предмет теории моделирования. Функциональные и
динамические модели экономических процессов. Основные этапы моделирования. Классификация
экономических моделей. Методы моделирования.
Особенности бизнес-процессов как объектов моделирования. Структурный анализ процессов.
Построение функциональной модели. Послойная декомпозиция функциональной модели бизнеспроцесса. Работа с переменным числом уровней детализации.
Основы разработки моделей бизнес-процессов. Определение числа уровней детализации.
Выбор параметров модели. Формализация описания модели. Основные объекты абстрагирования при
описании компонент функциональной модели: событие, процесс, тран-закт, ресурс.
Аналитическое моделирование элементарных экономических процессов. Элементы теории
массового обслуживания. Случайный процесс со счетным множеством состояний. Потоки событий.
Системы массового обслуживания и их разновидности: с отказами, с ожи-данием, с ограничением по
длине очереди. Случайные процессы: марковский, полумарковский, метод Кендалла.
Технология моделирования бизнес-процессов. Имитационное моделирование. Технологические комплексы смешанного (имитационного и аналитического) типа. Основные виды
датчиков случайных (псевдослучайных) величин, используемые в моделях экономических
процессов. Средства формализованного описания моделей бизнес-процессов.
Концептуальное моделирование работы с материальными, информационными и денежными
ресурсами. Основные параметры ресурсов. Выходные параметры имитационных моделей, связанные
с прогнозированием рисков. Примеры реальных моделей для решения типовых задач: оптимизации
производственных затрат, выбора цены, анализа рисков в коммерческой фирме, оценки
эффективности клиринга.
Планирование эксперимента с моделью. Подготовка исходных данных. Регрессионный
анализ. Применение методов факторного эксперимента. Анализ результатов моделирования.
Проверка статистических гипотез, возникающих при работе с моделью.
Учебная задача курса:
Целью настоящей дисциплины является изучение современных методов анализа структуры и
динамических характеристик фирмы для выбора путей совершенствования или вариантов
рациональной деятельности.
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
знать методы структурного анализа фирмы (банка, страховой компании и др.); теоретические
основы имитационного моделирования деятельности фирмы с учетом ограничений на материальные
и денежные ресурсы; области применения современных программных технологических комплексов
для создания имитационных моделей (Pilgrim и др.).
уметь строить функциональные модели фирмы методами структурного анализа;
применять имитационные модели для адаптивного выбора вариантов деятельности фирмы в
условиях рисков.
обладать навыками применнения современного программного обеспечения для проектирования бизнес- процессов в среде проектирования и отладки моделей экономических
объектов (Microsoft Developer Studio).
II. Тематический расчет часов.
№ п/п
Наименование разделов Аудиторные часы
и тем
Лекции
Сем. и практ. Всего
занятия
1
Что такое структурный
анализ и функциональная модель
фирмы ?.
Уровни детализации
функциональной
модели фирмы
Основы разработки
моделей бизнеспроцессов
Аналитическое моделирование элементарных экономических
процессов
Планирование эксперимента с моделью
бизнес-процесса
2
6
Переход от структурного анализа к имитационному моделированию фирмы
2
7
Программный имитатор 2
и его назначение
8
Имитация основных
процессов: очереди,
обслуживающие
приборы, терминаторы
9
Языковые средства
2
системы имитационного
моделирования
10
Семейства транзак-тов
2
3
4
5
Контр. и/или
курсовые
работы
СамостоВсего часов
ятельная работа
2
2
4
2
2
4
4
8
2
2
4
4
8
4
2
6
4
10
4
~
4
4
8
2
6
8
4
4
8
4
4
8
—
2
4
6
-
2
6
8
2
4
2
Замкнутые схемы
2
моделей
Работа с объектами типа 2
"ресурс" в имитационной модели
2
4
6
10
—
2
4
6
13
Решение задач минимизации производственных затрат:
прогноз вариантов
4
4
8
4
12
14
Основные объекты
2
модели фирмы с учетом
ее внешних связей
2
4
6
10
15
Схемы имитационной
2
модели бизнес-процесса
фирмы
2
4
6
10
16
Имитация денежных
потоков в модели
фирмы: риски и прогнозы
2
2
4
8
12
ИТОГО
40
20
60
76
136
11
12
III. Содержание программы.
Тема 1. Что такое структурный анализ и функциональная модель фирмы ?
Общие вопросы теории моделирования. Предмет теории моделирования. Функциональные
и динамические модели экономических процессов. Основные этапы моделирования.
Классификация экономических моделей. Методы моделирования. Особенности бизнес-процессов
как объектов моделирования. Структурный анализ процессов. Построение функциональной
модели.
Тема 2. Уровни детализации функциональной модели фирмы
Что такое "бизнес-инженерия"? Различные уровни детализации при структурном анализе.
Послойная декомпозиция функциональной модели бизнес-процесса. Работа с переменным числом
уровней детализации. Принципы функционального моделирования фирмы.
Тема 3. Основы разработки моделей бизнес-процессов
Основы разработки моделей бизнес-процессов. Определение числа уровней детализации.
Выбор параметров модели. Формализация описания модели. Основные объекты абстрагирования при
описании компонент функциональной модели: событие, процесс, тран-закт, ресурс.
Тема 4. Аналитическое моделирование элементарных экономических процессов
Элементы теории массового обслуживания. Случайный процесс со счетным множеством
состояний. Потоки событий. Системы массового обслуживания и их разновидности: с отказами, с
ожиданием, с ограничением по длине очереди. Случайные процессы: марковский, полумарковский,
метод Кендалла. Сбор информации, необходимой для разработки функциональной модели фирмы.
Тема 5. Планирование эксперимента с моделью бизнес-процесса
Планирование эксперимента с моделью. Подготовка исходных данных. Регрессионный
анализ. Применение методов факторного эксперимента. Анализ результатов моделирования.
Проверка статистических гипотез, возникающих при работе с моделью.
Тема б. Переход от структурного анализа к имитационному моделированию фирмы
Введение в имитационное моделирование. Средства автоматизации: системы Pilgrim, Rethink,
GPSS и др. Объектно-ориентированное проектирование модели на нижнем уровне структурного
анализа. Основные объекты имитационной модели: узлы, транзакты, события. Понятие единого
модельного времени. Временная и пространственная динамика. Понятие разомкнутой модели.
Пример 1: структурная схема модели процесса обработки бухгалтерских документов (с учетом
параметров надежности).
Тема 7. Программный имитатор и его назначение
Детализация структурной схемы фирмы с помощью терминов имитационного моделирования.
Генераторы транзактов; физический и экономический смысл основных законов распределения (norm,
expo, erin, unif, beta). Применение предельных теорем теории вероятностей для обоснования
параметров потоков и процессов в имитационной динамической модели.
Тема 8. Имитация основных процессов: очереди, обслуживающие приборы,
терминаторы
Формулы для быстрых приближенных оценок длительностей задержек. Очередь транзактов;
приоритеты. Многоканальный обслуживающий прибор; его физическая и экономическая
интерпретация. Прерывание обслуживания неприоритетных транзактов. Терминаторы. Оценочные
выражения для определения среднего времени безотказной работы.
Тема 9. Языковые средства системы имитационного моделирования
Секция инициализации модели; основные операторы. Продолжение разработки модели
процесса обработки бухгалтерских документов. Секция описания графа модели; основные
операторы. Завершение разработки модели процесса обработки бухгалтерских документов.
Получение и анализ выходных данных имитационной модели.
Тема 10. Семейства транзактов
Понятие замкнутой схемы модели. Пример 2: структурная схема модели процесса обработки
информации в банке с использованием высокопроизводительной рабочей станции или локальной
вычислительной сети. Семейства транзактов: управляемые генератор и терминатор семейства.
Клапаны: управления материальными, денежными и информационными потоками.
Тема 11. Замкнутые схемы моделей
Формулы оценки времени реакции на запрос в экономической информационной системе
(ЭИС). Описание замкнутых контуров модели. Понятие схемы зарядки модели. Практическое
получение времени реакции ЭИС (с учетом несовершенства физической организации баз данных,
надежности сервера и др. параметров).
Тема 12. Работа с объектами типа "ресурс" в имитационной модели Понятия мощности и
коэффициента использования ресурса. Представление работы с активным ресурсом. Пассивный
ресурс. Получение начальной мощности пассивного ресурса. Узел типа "менеджер". Возврат,
перераспределение и "похищение" ресурсов. Денежный ресурс. Начальное значение сальдо на счете
бухгалтерского учета. Узел типа "бухгалтер".
Тема 13. Решение задач минимизации производственных затрат: прогноз вариантов
Влияние рационального выбора основных объектов модели на сложность ее структуры.
Пример 3: постановка задачи с учетом нерегулярности работы предприятия. Метод поиска минимума
затрат. Описание замкнутого контура модели и схемы зарядки. Приближенное решение задачи и
причины ошибочных результатов. Имитационное моделирование как специфичный экономикоматематический метод получения количественных характеристик.
Тема 14. Основные объекты модели фирмы с учетом её внешних связей
Основные объекты модели: предприятие, заказ, работа, банк, заказчик, поставщик, касса.
Характеристики объекта типа "работа" в имитационной модели. Основные разновидности рисков.
Пример 4: структурная схема производственного предприятия (небольшой фирмы).
Тема 15. Схемы имитационной модели бизнес-процесса фирмы
Генерация заказов. Условия получения денежных средств для производства (кредит, аванс и
др.). Плата за пользование кредитом. Закупка комплектующих. Производственные линии. Условия
возникновения ситуации типа "забастовка". Комплектование партии продукции. Отгрузка и оплата
партии. Возврат кредита.
Тема 15. Имитация денежных потоков в модели фирмы: риски и прогнозы
Взаимосвязь материальных, денежных и информационных потоков. Имитация регулярных
платежей: ежеквартальные платежи (налоги, внебюджетные фонды и др.), ежемесячные платежи
(налоги, внебюджетные фонды и др.), платежи в связи с санкциями (штрафы, пени), ежемесячная
зарплата. Декомпозиция узлов модели, связанных со счетами бухгалтерского учета. Проведение
экспериментов и анализ результатов моделирования.
2.2. Практические занятия
Практические занятия состоят из 15 работ, выполняемых под руководством преподавателя с
использованием компьютеров типа "Пентиум" и операционной системы Windows-95. Темы
практических занятий совпадают с темами лекционных занятий. На этих занятиях студенты
проектируют и отлаживают модели экономических объектов в среде Microsoft Developer Studio.
Имитационные модели создаются с помощью системы имитационного моделирования Pilgrim.
Перечисленные программные продукты имеются в распоряжении преподавателя. Они
работают в качестве приложений Windows 95/98.
IV. Литература:
1. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1978.
2. Дубров А.М., Лагоша Б.А., Хрусталев Е.Ю. Моделирование рисковых ситуаций в экономике и
бизнесе. - М.: Финансы и статистика, 1999.
3. Емельянов А. А., Власова Е.А. Структурный анализ и имитационное моделирование в системе
Pilgrim. - М.: МЭСИ, 1999.
4. Емельянов А.А., Власова Е.А. Имитационное моделирование в экономических информационных
системах. - М.: МЭСИ, 1996.
5. Емельянов А.А. и др. Система имитационного моделирования дискретных и дискретнонепрерывнь1х процессов. - Тверь: Мобильность, 1992.
6. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение). -М.: Лори,
1996.
7. Ковалев А.П. Диагностика банкротства. -М.: Финстатинформ, 1995.
8. Лагоша Б.А., Емельянов А.А. Основы системного анализа. - М.: МЭСИ, 1998.
9. Марка Д.А., Мак-Гоуэн К. Л. Методология структурного анализа и проектирования. -М.:
Метатехнология, 1993.
10. Методические рекомендации по вьывлению неплатежеспособных предприятий, нуждающихся в
первоочередной государственной финансовой поддержке, а также по определению
неплатежеспособных предприятий, подлежащих выводу из числа действующих в связи с
неэффективностью. - М.: Федеральное управление по делам о несостоятельности (банкротстве),
1994, № 70-р.
11. Семенко А.И. Предпринимательская логистика: Часть 1, 2. - Санкт- Петербург: СПб УЭФ, 1994.
12. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем: наука и искусство. - М: Мир, 1978.
13. Hammer M„ Champy М. Reengineering the Corporation. A Manifesto for Business Revolution. - New
York, NY10022: Harper Business, A Division of Harper Collins Publishers, 1993.
14. Jacobson I., Ericson М., JacobsonA. The Object Advantage Business Project Reengineering whith
Object Technology. - NY: Addison-Wesley Publishing Company, 1995.
15. Jay Tyo. Simulation Modelling Tools. - Computerweek, 1995, № 35