Моделирование процессов для оптимизации производственных и управленческих систем

Содержание

Консультация эксперта

Значение анализа и оптимизации бизнес-процессов для современного бизнеса

При моделировании учитываются как сами операции и элементы процессов, так и их последовательность, движение и взаимосвязи. Модели, как правило, имеют высокий уровень детализации, они могут быть описаны в текстовом формате или иметь наглядный вид – блок-схем, диаграмм, 3D-модели и других графических схем. Возможно сочетание этих методов: текстовое описание процессов сопровождается их визуализацией.

Моделируется актуальное состояние процессов – модель «AS IS», и целевое их состояние, к которому стремится компания – модель «TO BE». Некоторые разработчики процессов пропускают моделирование «AS IS», считая, что текущая картина и так ясна, однако не рекомендуем этого делать. Чем точнее описана сегодняшняя ситуация, тем легче выявить проблемы и узкие места, найти неочевидные зависимости, белые пятна. И тогда модель «TO BE» учтет все недостатки предыдущей модели, что и является залогом успешной оптимизации бизнес-процессов. Ситуации, когда в ходе анализа модели «AS IS» выясняется, что корень проблемы не там, где казалось, возникают достаточно часто.

Модель «AS IS» должна быть описана таким образом, чтобы из нее было понятно, как разные отделы и сотрудники взаимодействуют друг с другом. С ее помощью аналитик находит неэффективные процессы, промедления, двойную работу. При разработке модели «TO BE» нужно понять, как оптимизировать процессы, уменьшить издержки, повысить производительность и качество работ, нивелировать ошибки, связанные с человеческим фактором. Для ряда процессов необходимо заложить возможность развития и масштабируемости, спроектировать их взаимосвязи с другими процессами.

Методы моделирования процессов

Выбор способа моделирования процессов зависит от совокупности факторов: специфики компании, задач, которые руководство хочет решить, перспектив развития. У каждого из методов моделирования есть свои особенности и ограничения. Расскажем о них подробнее.

Графические методы

Графические методы считаются наиболее универсальными. При их реализации используются нотации – системы условных знаков и правил описания объектов, процессов, взаимосвязей и т.п. С помощью нотаций получаются формализованные графические модели, которые достаточно легко может интерпретировать не только аналитик, но и рядовой бизнес-пользователь.

Использование блок-схем и диаграмм потока

Блок-схема подходит для визуализации несложных процессов и представляет собой диаграмму с элементами:

• прямоугольники – действия;
• ромбы – решения «да/нет», «истина/ложь»;
• овалы – начало и конец процесса или его этапа;
• стрелки – переходы, последовательности шагов;
• а также дополнительные символы для обозначения документов, данных, соединений и т.п.

Простые блок-схемы можно рисовать от руки или в графическом редакторе, но существуют и программные инструменты для составления блок-схем, в том числе со множеством шагов и процессов. Блок-схемы дополняются текстовыми вставками и комментариями. Распространены такие виды блок-схем, как логическая, алгоритмическая, процессная, декомпозиционная.

Диаграмма потоков данных, как правило, используется для описания процессов верхнего уровня или макропроцессов, представляя их в виде последовательности шагов и действий, соединенных стрелками. На схеме отображаются материальные и информационные потоки, без учета их временной последовательности.

Основными элементами диаграмм потоков данных являются:

• процессы – преобразование входных потоков данных в выходные согласно заданному алгоритму;
• внешние сущности – материальные объекты, являющиеся источником или приемником информации, например, заказчики, клиенты, склад, отдел финансов и т.п.
• накопители данных – устройства для хранения информации;
• потоки данных – информация, передаваемая через определенный канал от источника к приемнику.

Диаграммы потоков, в отличие от других диаграмм, позволяют визуально показать все процессы с точки зрения данных. В основном они применяются при разработке информационных систем и интеграций, миграции данных, управлении данными. Диаграмма визуализирует движение данных между объектами системы и преобразования данных на разных этапах процесса.

Существующие стандарты (например, BPMN, IDEF)

Нотации моделирования – это способы составления схем, позволяющие описать ключевые понятия предметной области и их взаимосвязи. Каждая нотация включает собственную систему графических элементов, символов и условных обозначений, правила их представления и другие условия.

BPMN – нотация, позволяющая зафиксировать задачи и зоны ответственности исполнителей, изобразить развилки – альтернативные сценарии и параллельные процессы для моделирования вариантов «а если». В нотации используется шесть категорий объектов:

• задачи и действия – то, что нужно выполнить;
• события – то, что происходит в начале, в течение или по завершении процесса;
• пул – то, где происходит процесс: подразделение или компания в целом;
• дорожки – то, что разделяет пул и помогает изобразить зоны ответственности исполнителей;
• шлюзы – те места, где процесс расходится на несколько потоков, либо несколько потоков объединяются в один процесс;
• связи – то, что соединяет действия, события, шлюзы.

IDEF – семейство нотаций, наиболее популярной из которых является IDEF0, предназначенная для функционального и верхнеуровневого моделирования простых процессов без разветвленных сценариев и многоходовых действий. IDEF0 описывается преимущественно прямоугольниками и стрелками, и содержит элементы:

• процесс, функция;
• условия старта процесса;
• результат процесса;
• правила и ограничения реализации процесса;
• ресурсы, необходимые для выполнения задачи.

EPC – нотация, предназначенная для подробного моделирования процессов или формирования инструкций и регламентов в графическом виде. Ее элементами являются различные фигуры и стрелки между ними, а также логические операторы «и», «или», «исключающее или». В рамках EPC действия и события последовательно сменяют друг друга, что обеспечивает высокую степень детализации.

Выбирая стандарт моделирования, нужно определиться, какой требуется уровень детализации бизнес-процесса и как диаграммы будут использоваться.

Консультация эксперта

Формальные методы

Формальные методы основаны на математических моделях и в большинстве случаев используются для создания и верификации программного обеспечения. Они ресурсоемкие, поэтому востребованы в процессах, где нужно обеспечить надежность и точность моделирования на самом высоком уровне.

Петри-сети и их применение

Сети Петри – математический метод моделирования динамических дискретных систем, определяющий причинно-следственные связи между событиями. Ключевыми свойствами сетей Петри являются безопасность, сохраняемость, ограниченность, достижимость и живость. Сети представляют из себя мультиграф, состоящий из вершин двух типов – позиций и переходов, соединенных дугами. Этот метод был изобретен для моделирования систем с параллельными взаимодействующими компонентами.

В настоящее время сети Петри используются при моделировании процессов в сложных организационно-технических системах, где нужно представлять структуры систем и комплексов, логико-временные особенности их функционирования. Наиболее распространенными областями использования являются моделирование распределенных баз данных и операционных систем, телекоммуникационных сетей, системной архитектуры, сетевых протоколов, систем с использованием искусственного интеллекта и т.п.

Использование математических моделей для анализа

К построению математических моделей прибегают, как правило, когда не находится более простых и экономичных способов решить задачу. Этот метод используется для научных исследований, требующих точных и сложных вычислений. Для разработки математических моделей привлекают прикладных математиков, программистов, экспертов в предметной области, подлежащей моделированию. Математические модели позволяют решать задачи алгоритмическими и аналитическими методами, удобными для последующего анализа результатов.

Математические модели описывают исследуемые параметры процесса или явления, изучают закономерности изменения этих параметров, влияющие на них факторы при различных сочетаниях исходных данных и в разных режимах. Это подразумевает глубокое погружение в суть изучаемой области для того, чтобы по его результатам можно было произвести всесторонний анализ.

Метод симуляции

Симуляция или имитационное моделирование – это метод исследования сложных объектов, систем и процессов с использованием таких параметров, как время и стохастика, или же случайные события. В зависимости от выбранного подхода и уровня абстракции, моделированию подлежат процессы функционирования объекта и его переходов из одного временного состояния в другое. В современных реалиях для симуляции используются специализированные программные продукты, позволяющие моделировать с высокой степенью визуализации.

Метод симуляции используется для анализа сложных или динамически меняющихся объектов и систем в различных сферах деятельности: ИТ, логистике, производстве, маркетинге, финансах, социальной сфере и многих других. Причинно-следственные диаграммы позволяют подробно и комплексно проанализировать объект и его динамику развития, выявляя не только явные, но и неочевидные обстоятельства, влияющие на его поведение.

Цели и преимущества симуляции процессов

Модель используется для проведения экспериментов и проверки гипотез, позволяющих получить максимум данных о том, что будет происходить с реальным объектом в различных условиях, под влиянием тех или иных факторов. Важным преимуществом при симуляции процессов стоит учитывать временной параметр, поскольку в других моделях это невозможно.

Это помогает выполнить следующие задачи:

• всесторонне изучить характеристики и особенности реального объекта на его модели;
• осуществлять точное, основанное на фактических данных, прогнозирование;
• выявить риски и узкие места в управлении объектом и его эксплуатации;
• исследовать эволюцию объекта с течением времени;
• безопасно проверять различные сценарии поведения объекта в стандартных и критических условиях;
• принимать решения и оптимизировать реальный объект по результатам исследования модели;
• Исследовать влияние времени и стохастики на бизнес-процессы.

Имитационное моделирование незаменимо, когда проведение экспериментов на реальной системе невозможно, слишком трудоемко или дорого. Симуляционные модели разрабатываются при помощи специализированного ПО для симуляции имитационного моделирования имитационного моделирования, обеспечивающих их качественную визуализацию и глубокую проработку.

Консультация эксперта

Программное обеспечение для симуляционного моделирования (AnyLogic, anyLogistix, Amalgama Simulation)

Расскажем о нескольких решениях для симуляционного моделирования.

Консультация эксперта


Консультация эксперта


Консультация эксперта

Анализ процессов

Моделирование бизнес-процессов – это этап, предваряющий их анализ. Анализ процессов помогает понять эффективность работы, достижение целевых результатов, окупаемость задействованных ресурсов. Благодаря анализу появляется понимание, какие составляющие процессов нужно изменить, добавить, изъять. Расскажем о ключевых этапах анализа процессов.

Оценка эффективности текущих процессов с использованием KPI

KPI – количественно измеримый показатель достижения определенной цели. Для того, чтобы проанализировать общую эффективность процессов «AS IS», нужно разработать набор показателей KPI, обеспечивающих полное управление бизнес-процессом. При этом важно придерживаться принципа, что стоимость измерения показателя не должна превышать управленческий эффект от его применения. Наиболее часто используются следующие варианты KPI процессов:

• KPI результата, количественный и качественный;
• KPI затрат – финансовых, временных, трудовых;
• KPI функционирования для оценки соответствия процесса заданному алгоритму его выполнения;
• KPI производительности, оценивающий соотношение между результатом и затраченным на его получение временем и другими ресурсами.

KPI с различных сторон измеряет результат и затраты, что позволяет использовать этот подход не только для анализа, но и при планировании, мониторинге и контроле работ. Дополнительным преимуществом KPI является его применение в качестве элемента системы мотивации для сотрудников.

Выявление недостатков и узких мест

Полная, точная и наглядная картина всего процесса – гарантия успешного определения ошибок, узких мест и других недостатков в бизнес-процессе. На модели становится видно, как выполняется процесс от начала до конца, как взаимодействую его элементы – исходя из этого, происходит понимание, где есть недочеты и паузы, и что нужно сделать, чтобы их устранить. При анализе можно задействовать временную составляющую, чтобы понять, сколько времени затрачивается на каждое действие, и выявить корреляцию с полученными результатами.

Анализ модели позволяет определить элементы процесса или этапы, на которых происходит потеря времени или денег, непродуктивные действия, неверные шаги из-за неточного описания и т.п. Особо пристальное внимание следует уделить наиболее затратным и длительным процессам. К работе над выявлением узких мест привлекается не только системный или бизнес-аналитик, но также руководители и эксперты в рассматриваемой предметной области.

Консультация эксперта

Оптимизация процессов

Разработка оптимизированной модели процесса «TO BE» осуществляется в соответствии с результатами, выявленными при анализе текущей модели «AS IS», приоритетами и стратегическими целями компании. Оптимизация, как правило, направлена на увеличение прибыли, уровня удовлетворенности клиентов, мотивированности сотрудников, а также на поиск новых возможностей для развития. Можно оптимизировать процесс комплексно или частично: например, если стоит задача сократить расходы или время на выполнение операции. При оптимизации важно учесть все связи между операциями, ресурсами, действиями исполнителей и конечным результатом.

Оптимизация процессов сопровождается поиском ответов на вопросы: «Как можно сократить издержки?», «Как ускорить выполнение процесса без ущерба для качества?», «Как создать новые возможности для бизнеса?», «Какие действия помогут привлекать и удерживать клиентов?» и других в зависимости от специфики процесса. Существуют стандарты и методологии для оптимизации процессов: «Шесть сигм», «ISO 9000», реинжениринг, бережливое производство и другие.

Перепроектирование процессов

Если оптимизацию можно назвать корректировкой бизнес-процессов, то перепроектирование или реинжиниринг – это глобальное и кардинальное их изменение. По сути, модель бизнеса выстраивается заново. Перепроектирование процессов может опираться на модель «AS IS» и ее анализ, но не менее важно детальное и обоснованное стратегическое планирование. Перепроектирование может быть эволюционным – связанным с необходимостью подстраиваться под современные тенденции рынка, внедрять новые технологии, либо революционным или кризисным – построенным на переосмыслении сферы деятельности, стратегии, целей, миссии компании.

В ходе реинжиниринга разрабатываются новые процессы, полностью или частично заменяющие старые. Поскольку процессы взаимосвязаны, к перепроектированию нужно подойти как к комплексному проекту, иначе пазл из устаревших и новых бизнес-процессов не сможет сложиться. Реинжиниринг предусматривает постоянный мониторинг и анализ показателей процессов, готовность команды оперативно исправлять в них ошибки. Считается, что эффективность реинжиниринга в разы выше результатов оптимизации бизнес-процессов, однако это сложный, кропотливый и длительный проект, успех которого зависит от множества факторов – от точности финансового планирования до квалификации задействованных специалистов.

Консультация эксперта

Рекомендации по внедрению методов моделирования

Моделирование бизнес-процессов состоит из следующих этапов:

1. Определение круга заинтересованных и вовлеченных в изменение процесса лиц: заказчиков, ответственных и исполнителей процесса.
2. Обследование текущей ситуации – анализ документов, интервьюирование сотрудников.
3. Формирование модели «AS IS» в виде текста и/или схемы.
4. Анализ модели «AS IS», выявление проблемных мест.
5. Сбор требований к модификации процесса путем интервьюирования, анкетирования, мозгового штурма.
6. Разработка новой модели процесса «TO BE».
7. Запуск оптимизированной модели в работу.
8. Анализ показателей процесса, сравнение результатов процесса при модели «AS IS» и «TO BE» и другие формы оценки эффективности обновленного процесса.

Для выбора метода нужно, в первую очередь, определиться с целями, которые вы стремитесь достичь с помощью моделирования процессов. Также выбор метода зависит от специфики предприятия, доступных ресурсов, системы ценностей, стратегии развития и т.п.

Функциональное моделирование рассматривает бизнес-процесс с точки зрения результативности и представляет деятельность организации как набор функций, за каждую из которых отвечает свой отдел. Процессное моделирование представляет собой формирование пошагового алгоритма – последовательности действий, которые нужно произвести для получения ожидаемого результата. Имитационное моделирование используется, когда нужно в разных условиях и в динамике провести эксперименты на модели, а не на реальном объекте. Объектное моделирование концентрируется на предметах, трансформируемых в ходе выполнения процесса.

Заключение

Моделирование бизнес-процессов актуально при решении любых задач, связанных с выявлением проблем, недостатков, задержек и узких мест, с оптимизацией и реинжинирингом. Модель «AS IS» дает четкое понимание текущей картины деятельности, а модель «TO BE» позволяет прийти к целевому результату с учетом заложенных ограничений. Визуализация делает модель понятной для восприятия не только специалистами, но и рядовыми пользователями, что обеспечивает широкие возможности их применения – в том числе на совещаниях, мозговых штурмах, презентациях. Анализ, сопровождающий моделирование, дает возможность выявить оптимальные характеристики процесса, повысить его эффективность, выполнить упрощение без потери в качестве.

Значительно облегчает работу внедрение программных продуктов для автоматизации моделирования бизнес-процессов. Они представляют собой системы для разработки моделей по различным нотациям и стандартам, их анализа, визуализации, агрегации. Существуют как узкоспециализированные решения, позволяющие описывать модель в определенной нотации, так и комплексные системы, содержащие инструменты для всестороннего моделирования, анализа и оптимизации процессов.

Консультация эксперта