Философские и методологические обоснования исследования современных средств моделирования предприятия

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ имени В.В. Куйбышева)”

Институт радиоэлектроники информатики и электротехники

Кафедра компьютерных систем и информационной безопасности

Реферат

по истории и философии науки

на тему: “Философские и методологические обоснования исследования современных средств моделирования предприятия”

г. Владивосток, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Научное исследование есть процесс познания определенной предметной области, объекта или явления с определенной целью.

Процесс исследования осуществляется субъектом и заключается в наблюдении свойств объектов и выполнении действий с целью выявления и оценки важных с точки зрения субъекта-исследователя закономерных отношений между показателями данных свойств.

Моделирование является одним из наиболее эффективных методов исследования. Оно заключается в построении и изучении специальных объектов (моделей), свойства которых подобны наиболее важным, с точки зрения исследователя, свойствам исследуемых объектов (оригиналов). В широком смысле моделирование представляет собой научную дисциплину, в которой изучаются методы построения и использования моделей для познания реального мира.

Всякая научная дисциплина, как правило, основывается на исходных понятиях и определениях, позволяющих однозначно понимать язык, применяемый для изложения этой дисциплины. Моделирование, как научная дисциплина, также содержит ряд специальных понятий, которые составляют начало методологических основ этой науки (концептуальная часть науки).

Философскую концепцию моделирования составляют теория отражения и теория познания, а формально-методическую основу моделирования составляют теория подобия, теория эксперимента, математическая статистика, математическая логика и научные дисциплины, изучающие те предметные области, которые подлежат исследованию методами моделирования.

В данной работе рассматриваются положения науки о истории моделирования, методологии основ моделирования и целесообразности применения бизнес-моделирования для анализа бизнес-процессов предприятия.

1. ИСТОРИЯ БИЗНЕС-МОДЕЛИРОВАНИЯ

В истории развития бизнес-моделирования, как концептуального подхода к управлению организацией, можно условно выделить четыре этапа:

1 этап: 70-е годы XX века

В 70-е годы прошлого века начались реализация сложных крупномасштабных проектов совместно специалистами различных предметных областей (системы вооружения, полеты в космос, атомные электростанции, транспортные сети и т.п.), произошло достаточно серьезное изменение условий функционирования как коммерческих так производственных компаний. Анализ проблем возникающих в деятельности организаций, привел к тому, что они стали рассматриваться как организационно-технические системы, включающие:

- персонал;

- оборудование;

- компьютеры (программное обеспечение);

- способы их взаимодействия.

Это в свою очередь вызвало необходимость в разработке адекватных способов этих элементов в структурированном связном виде. Минимальные требования, которым должно было отвечать описание организации, следующие:

- однозначность;

- простота для возможности понимания специалистами различных предметных отраслей;

- компактность.

Одной из самых известных методологий описания организаций как организационно-технических систем, стала методология структурного анализа и проектирования систем SADT (Structured Analysis and Design Technique). Она была разработана американцем Дугласом Россом (D. Ross) в 1973 г. Особенно широкое применение получило одно из подмножеств  SADT   методология функционального моделирования IDEF0 (Integration Definition For Function Modeling). Инициатором ее разработки и  дальнейшей стандартизации было Министерство обороны США.  Методология IDEF0 успешно применялась в военных, коммерческих организациях для решения широкого спектра задач (от разработки  программного обеспечения для оборонных систем до разработки систем материально-технического снабжения и управления финансами).  Наличие возможностей и опыт  применения  IDEF0 в различных предметных сферах, наряду с растущей компьютерной поддержкой сделало ее еще более доступной в использовании. Это в свою очередь, также привело к  широкому использованию IDEF0 как методологии для описания бизнес-процессов организаций.

Во многом популярность методологии функционального моделирования IDEF0 обусловлена простотой нотации, основными элементами которой является функциональный блок и стрелка.

Каждая из четырех сторон блока имеет строго определенное значение:

- левая сторона обозначает входы, т.е. что поступает на вход процесса и будет преобразовано;

- правая сторона - выход, т.е. что создается на выходе процесса в результате его выполнения;

- верхняя сторона - управление, т.е. какие требования необходимо выполнить или чем руководствоваться при исполнении процесса;

- нижняя сторона - механизм, т.е. какие ресурсы необходимы для исполнения процесса.

Исходя из смыслового значения сторон блока, процесс в общем виде можно  определить как деятельность (последовательность работ), которая преобразует Входы в Выходы по правилам и требованиям, уставленным  Управлением, с помощью определенных Механизмов (ресурсов).

2 этап:   80-е годы XX века

Мощнейший импульс дальнейшему развитию методов описания деятельности организаций придало широкое внедрение персональных компьютеров, а также разработка информационных систем (или систем автоматизации) компаний различных предметных областей. Потребность в автоматизации бизнес-процессов в свою очередь вызвала необходимость их описания и формализации (читай моделирования) на принципиально другом уровне.

В зависимости от целей, стоящих перед специалистами по автоматизации, было разработано достаточно большое число методологий для описания деятельности организаций, самые известные из которых:

- функциональное моделирование с использованием диаграмм потоков данных различных нотаций (Йордана/Де Марко, Гейна-Сарсона);

- информационное моделирование с использованием диаграмм "сущность-связь" различных нотаций (Чена, Баркера);

- моделирование бизнес-процессов в виде цепочки событий (нотация EPC);

- динамического функционального анализа на основе сетей Петри различного вида, функционально-стоимостного анализа.

Каждая из методологий (нотаций) в силу имеющих место ограничений оптимально решала ту или иную задачу, стоящую перед специалистами по автоматизации.

Бурное развитие информационных технологий в 80 г.г., рост объемов разработки  наряду со все более острой необходимостью проектирования "правильного" программного обеспечения "с первого раза", привело к созданию целого отдельного направления программотехники   CASE-технологий (Computer-Aided Software/System Engineering).

CASE-средства позволяют уйти от сложностей  "ручного" применения методологий для описания (моделирования) бизнес-процессов, являются средством автоматизации труда специалистов по разработке программного обеспечения (аналитиков, постановщиков задач, проектировщиков, программистов, технических писателей). Они, как правило, предоставляют возможность визуального (графического) описания бизнес-процессов с помощью той или иной методологий (нотации), обеспечивают удобную среду для групповой работы специалистов на всех этапах анализа, проектирования, разработки и сопровождения систем программного обеспечения.

3 этап: 90-е годы XX века

В начале 90-х годов на Западном рынке появились первые программные продукты, предназначенные для решения задач, связанных с организационными вопросами управления организациями. Этому способствовало:

1.      С одной стороны появления значительного опыта по моделированию бизнес-процессов  на основе CASE-технологий.   Понимание того, что моделирование бизнес-процессов первично по отношению к задачам их автоматизации привело к смещению акцентов от задач автоматизации до решения задач общего менеджмента (поскольку по меткому выражению классика: нельзя автоматизировать хаос).

2.      С другой стороны принципиально изменилась бизнес-среда, в которой функционируют современные организации (Интернет, глобализация, доминирование на рынке потребителя и т.д.). Динамика изменений бизнес-среды стала такова, что компаниям приходится постоянно корректировать свою систему управления: стратегию, бизнес-процессы и организационную структуру. Изменения системы управления из отдельных проектов и разовых акций превратилось в постоянный процесс, который должен протекать без потери контроля над действующей системой управления, обеспечивая достижение текущих целей ее функционирования.

Постепенно в силу особенностей применения CASE-средств, их стали применять не только для целей автоматизации деятельности, но и для широкого круга задач бизнес-анализа деятельности организаций. Действительно, наличие у компании модели деятельность "как есть" позволяло построить модель "как должно быть", а в дальнейшем и провести ее реструктуризацию, со значительно меньшими трудностями и рисками.

Моделирование, направленное на решение организационных вопросов управления, стало следующим логичным шагом развития CASE-средств. Они стали охватывать полный цикл построения системы управления: стратегия - бизнес-процессы - организационная структура - регламентирующие документы - анализ, представляя компаниям новые возможности по осуществлению "регулярного менеджмента".

Программы, предназначенные для решения организационных вопросов управления или бизнес-моделирования, выделили в отдельный класс, который на западном рынке получил название "BMS" (Business Modeling Software). К ключевым преимуществам программ этого класса можно отнести:

- широкие возможности визуального (графического) моделирования компании;

- обеспечение возможности одноформатного, одинакового понимания бизнес-процессов компании сотрудниками с разным уровнем квалификации, различных подразделений;

- изначально встроенная поддержка процессного подхода;

- представление единого информационного пространства для описания всех существенных аспектов ее функционирования;

- получение различных отчетов из модели (например, в виде регламентных документов: Положения о подразделения, Должностные инструкции, Регламент процесса, Регламент процедуры, Матрицы ответственности и др.).

Бизнес-модель, построенная с помощью  программ класса "BMS", как правило,  включает:

- систему (дерево) целей компании;

- модель бизнес-процессов;

- модель организационной структуры;

- справочник используемых документов.

Наличие комплексной бизнес-модели компании, основанной на визуальном (графическом) представлении   информации о ней, представило новые возможности для анализа и дальнейшего совершенствования деятельности как организации в целом, так и ее отдельных бизнес-процессов.  Преимущества же использования графики уже давно оценили инженеры, разрабатывая чертежи и схемы объектов, либо явлений реального мира. Если даже для такого простого объекта как отдельная деталь, выгоды использования визуального (графического) представления информации (а именно чертежа детали) для анализа очевидны, то, что уж говорить про организации, "устройство" которых на порядки сложнее. Проведя аналогию можно сказать, что бизнес-моделирование это по-сути "разработка чертежей" организации. Бизнес-модель позволяет сделать компанию более прозрачной, готовой к регулярному анализу, управлению  и, самое главное, дальнейшему улучшению.

Бизнес-моделирование, безусловно, необходимо в высококонкурентной, динамичной бизнес-среде, там где скорость проведении внутренних изменений, сопутствующие им риски являются критическими факторами успеха компании.

4 этап:   2000 г.г. XXI века, и до настоящего времени

Бизнес-моделирование, поддержанное соответствующим программным обеспечением, постепенно развилось до отдельной методологии менеджмента, которая получила название "бизнес-инжиниринга". Стержневая идея бизнес-инжиниринга заключается в анализе и совершенствовании деятельности компании посредством широкого применения ее бизнес-моделей, созданных с применением процессного подхода.

Существующая динамика изменений внешней бизнес-среды выдвигает новые требования к проведению соответствующих им внутренних изменений. Скорость проведения изменений, улучшений во многом определяется возможностями анализа того или иного аспекта деятельности организации, будь-то бизнес-процесс или организационная структура. Наличие навыков проведения внутренних изменений, их системное применение являются необходимым условием выживаемости и успешности компании.  Бизнес-моделирование является тем инструментом, который позволяет облегчить проведение внутренних изменений, улучшений на уровне соответствующем сложности этой задачи.

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТОД НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Растущий интерес философии и методологии познания к теме моделирования был вызван тем значением, которое метод моделирования получил в современной науке, и в особенности в физике, химии, биологии, кибернетике и технических науках.

Однако моделирование как специфическое средство и форма научного познания не является изобретением XIX или XX века. Достаточно указать на представления Демокрита и Эпикура об атомах, их форме, и способах соединения, об атомных вихрях и ливнях, объяснения физических свойств различных веществ с помощью представления о круглых и гладких или крючковатых частицах, сцепленных между собой. Эти представления являются прообразами современных моделей, отражающих ядерно-электронное строение атома вещества.

              В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Остановимся на философских аспектах моделирования, а точнее общей теории моделирования.

              Методологическая основа моделирования заключается в следующем. Все то, на что направлена человеческая деятельность, называется объектом (лат. objectum – предмет). Выработка методологии направлена на упорядочение получения и обработки информации об объектах, которые существуют вне нашего сознания и взаимодействуют между собой и внешней средой.

              В научных исследованиях большую роль играют гипотезы, то есть определенные предсказания, основывающиеся на небольшом количестве опытных данных, наблюдений, догадок. Быстрая и полная проверка гипотез может быть проведена в ходе специально поставленного эксперимента. При формулировании и проверки правильности гипотез большое значение в качестве метода суждений имеет аналогия.

              Аналогией называют суждение о каком либо частном сходстве двух объектов, причем такое сходство может быть существенным и несущественным. Необходимо отметить, что понятия существенности и несущественности сходства или различия объектов условны и относительны. Существенность сходства (различия) зависит от уровня абстрагирования и в общем случае определяется конечной целью проводимого исследования. Современная научная гипотеза создается, как правило, по аналогии с проверенными на практике научными положениями. Таким образом, аналогия связывает гипотезу с экспериментом.

              Гипотезы и аналогии, отражающие реальный, объективно существующий мир, должны обладать наглядностью или сводится к удобным для исследования логическим схемам. Такие логические схемы, упрощающие рассуждения и логические построения или позволяющие проводить эксперименты, уточняющие природу явлений, называются моделями. Другими  словами модель (лат. modulus -  мера) – это объект заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

              Моделированием называется замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели. Таким образом, моделирование может быть определено как представление объекта моделью для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью. И.Т. Фролов отмечал,    что «моделирование означает материальное или мысленное имитирование реально существующей системы путем специального конструирования аналогов (моделей), в которых воспроизводятся принципы организации и функционирования этой системы». Здесь в основе мысль, что модель средство познания, главный ее признак - отображение. Теория замещения одних объектов (оригиналов) другими объектами (моделями) и исследование свойств объектов на их моделях называется теорией моделирования.

              Определяя гносеологическую роль теории моделирования, то есть ее значение в процессе познания, необходимо, прежде всего, отвлечься от имеющегося в науке и технике многообразия моделей и выделить то общее, что присуще моделям различных по своей природе  объектов реального мира. Это общее заключатся в наличии некоторой структуры (статической или динамической, материальной или мысленной), которая подобна структуре данного объекта. В процессе изучения модель выступает в роли относительно самостоятельного квазиобъекта, позволяющего получить при исследовании некоторые знания о самом объекте.

              Если результаты моделирования подтверждаются и могут служить основой для прогнозирования процессов, протекающих в исследуемых объектах, то говорят, что модель адекватна объекту. При этом адекватность модели зависит от цели моделирования и принятых критериев.

              Обобщенно моделирование можно определить как метод опосредованного познания, при котором изучаемый объект-оригинал находится в неком соответствии с другим объектом-моделью, причем модель способна в том или ином отношении замещать оригинал на некоторых стадиях познавательного процесса. Стадии познания, на которых происходит такая замена, а также формы соответствия модели и оригинала могут быть различными:

1.      Моделирование как познавательный процесс, содержащий переработку информации, поступающей из внешней среды, о происходящих в ней явлениях, в результате чего в сознании появляются образы, соответствующие объектам.

2.      Моделирование, заключающееся в построении некоторой системы-модели (второй системы), связанной определенными отношениями подобия с системой-оригиналом (первой системой), причем в этом случае отображение одной системы в другую является средством выявления зависимостей между двумя системами, отраженными в соотношениях подобия, а не результатом непосредственного изучения поступающей информации.

Следует отметить, что с точки зрения философии моделирование – эффективное средство познания природы. Процесс моделирования предполагает наличие:

- объекта исследования;

- исследователя, перед которым поставлена конкретная задача;

- модели, создаваемой для получения информации об объекте и необходимой для решения поставленной задачи.

По отношению модели исследователь является экспериментатором, только в данном случае эксперимент проводится не с реальным объектом, а с его моделью. Любой эксперимент может иметь существенное значение в конкретной области науки только при специальной его обработке и обобщении. Единичный эксперимент никогда не может быть решающим для подтверждения гипотезы, проверки теории. Следует помнить о том, что критерием истины являются опыт, практика, экспериментальное исследование.

3.      МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Любое исследование подразумевает использование методологии, под которой понимается совокупность объединенных единым философским подходом методов, применяемых в процессе исследования. Такие методологии могут быть специализированными, т.е. применимыми для решения узкого класса задач или более или менее универсальными. Одной из универсальных методологий, используемых в различных отраслях человеческой деятельности, является методология системного анализа. В рамках такой методологии исследуемый объект рассматривается как система. При этом под системой понимают совокупность взаимосвязанных, целенаправленно взаимодействующих элементов.

Если разговор идет об исследование того или иного предприятия с целью анализа его деятельности и дальнейшей реорганизации, то в рамках системного подхода такое предприятие также рассматривается как система. При этом выделяют основные элементы, т.е. составляющие предприятия и отслеживают связи между ними. Любое, даже самое небольшое предприятие представляет собой довольно сложную систему, состоящую из множества элементов, переплетенных разнообразными связями. При этом выделяемые элементы в большинстве случаев настолько сложны, что сами могут рассматриваться как системы, представляя собой подсистемы исследуемого предприятия.

В общем случае можно выделить следующие крупные подсистемы предприятия:

- подсистема стратегического управления;

- производственная подсистема;

- подсистема управления производством;

- подсистема управления финансами;

- подсистема реализации продукции;

- подсистема организации складского хранения и т.п.

Очевидно, что в процессе исследования столь сложных объектов выявляется достаточно большой объем информации о них. Эта информация требует обобщения и анализа.

Выявляемая в процессе исследования деятельности предприятия информация в большинстве своем не структурирована и требует формализации. Такая формализация достигается путем построения моделей.

Моделью принято называть символическое описание системы, позволяющее получить информацию и ответить на все вопросы относительно системы. Процесс построения моделей называют моделированием.

Можно выделить различные виды моделей в зависимости от их назначения. С точки зрения учета временного фактора выделяют статические, имитационные и динамические модели.

Статические модели описывают содержательную сторону системы. Они могут быть:

- функциональными, т.е. описывать принципы функционирования системы;

- информационными, т.е. описывать структуру информации, на основе которой функционирует система;

- структурными, т.е. описывать структуру системы.

Имитационные модели позволяют моделировать поведение системы в зависимости от вводимой исходной информации.

Динамические модели позволяют моделировать поведение системы во времени, учитывая фактор ее развития.

На сегодняшний день рынок программных продуктов предлагает разнообразный инструментарий для проведения анализа и моделирования систем.

Прежде всего, это специализированные методо-ориентированные пакеты, использующие тот или иной метод анализа. Например, пакеты, использующие методы статистического анализа, методы экономико-математического моделирования и т.п.

В последнее десятилетие на отечественном рынке появились так называемые CASE-средства. Они обладают широким спектром функциональных возможностей и в том числе могут использоваться для построения разнообразных моделей на основе самых различных методов. Большинство таких продуктов ориентировано на использование одного метода или семейства методов в рамках единого узкого методологического подхода. В некоторых случаях это является серьезным ограничительным фактором их использования.

В настоящее время все явственнее вырисовывается тенденция интеграции разнообразных методологий моделирования и анализа систем, осуществляемая форме создания интегрированных средств анализа и моделирования.

4.      БИЗНЕС-МОДЕЛИРОВАНИЕ: ЗАДАЧИ И ИНСТРУМЕНТЫ

В целесообразности применения средств бизнес-моделирования и анализа бизнес-процессов сегодня уже мало кто сомневается. Консалтинговые проекты, связанные с описанием архитектуры организации, с реинжинирингом ее бизнес-процессов, аудитом и сертификацией деятельности, а также проекты, сопряженные с автоматизацией отдельных аспектов деятельности компании либо внедрением ERP-системы, — вот далеко не полный список областей применения этих инструментов.

Невозможно себе представить успешное завершение перечисленных проектов без использования средств бизнес-моделирования.

Основное назначение средств бизнес-моделирования — обеспечение взаимопонимания на всех уровнях организации, преодоление разрыва между стратегическим видением бизнеса (в самом широком понимании этого слова) и практической его реализацией.

С этой целью в современных средствах бизнес-моделирования используются специальные языки, понятные и легко осваиваемые и менеджерами высшего звена, включая финансовых директоров, и аналитиками, и руководителями IT-департаментов, у каждого из которых свое видение решения бизнес-задач.

С помощью таких языков строятся графические модели, диаграммы, наглядно демонстрирующие, уровень за уровнем, шаг за шагом, как построены в компании бизнес-процессы, как организовано взаимодействие между людьми и что необходимо изменить для оптимизации архитектуры организации в целом. Это означает, что современные средства бизнес-моделирования являются средствами проектирования и анализа бизнеса, а не IT-технологий, призванных обеспечить информационную поддержку успешного функционирования бизнеса.

Средства проектирования информационных систем и соответствующие им языки описания (самый известный среди них язык UML — Unified Modeling Language) предназначены для решения чрезвычайно важных, но все же вспомогательных задач бизнеса. Проще говоря, сначала следует понять, что нужно (и нужно ли) автоматизировать в архитектуре организации, а затем уже эту автоматизацию осуществлять. Бизнес-модель, в частности (и только в частности), помогает ответить на этот вопрос.