Современные языки и среды моделирования архитектуры организации
Введение концепции архитектуры организации предъявило дополнительные требования к языкам моделирования (напомним, что архитектура организации аккумулирует знания о его процессах, поведении, информационных и материальных потоках, ресурсах и организационных единицах, инфраструктуре и архитектуре систем).
При этом главной целью моделирования должно являться не только повышение интегрированности организации, но и поддержка ее анализа в самых различных разрезах (экономических, организационных, качественных, количественных и т.д.) для совершенствования деятельности по принятию решений, контролю, координации и мониторингу различных ее частей. Чтобы иметь полное понимание бизнеса, необходимо иметь ответы на вопросы – кто, что, когда, зачем, где и как осуществляет.
Среда моделирования архитектуры организации должна включать следующие 4 компонента:
- Блок элементарных объектов организации, а именно:
- описания (представления) элементарных объектов (например, конкретного продукта/услуги, производимого организацией в настоящее время);
- средства, используемые для порождения таких представлений (т.е. данных по объектам) согласно определенным правилам (например, ERP, SCM, CRM, СУБД).
- Блок моделей архитектуры организации, а именно:
- собственно модели различных видов (процессно-функциональные, информационные, ресурсные, организационные и другие), состоящие из элементов, абстрактно отображающих элементарные объекты;
- средства моделирования, обеспечивающие анализ, проектирование и использование моделей.
- Блок языков и методологий моделирования, включая:
- общемодельные конструкции;
- процессы моделирования архитектуры организации;
- средства, поддерживающие процесс определения и модификации методологий и языков.
- Блок языков мета-моделирования и методологий определения методологий моделирования (мета-методологий), соответственно, для описания концепции, синтаксиса и семантики языков моделирования, и методологий их применения, а также для описания процессов построения этих языков и методологий.
Методологии моделирования должны регламентировать последовательность этапов и шагов моделирования, правила перехода от этапа к этапу, набор и правила построения моделей на каждом из них. При этом этапы моделирования архитектуры должны обеспечивать нисходящее проектирование основных архитектурных слоев в соответствии с общей схемой архитектуры организации и должны содержать следующие работы:
- определение бизнес-целей и требований, охватывающих направления бизнеса, миссию, цели, критические факторы успеха, критические бизнес-результаты, видение, выявление требований различных типов (функциональных, системных, технологических) и их документирование;
- моделирование бизнеса с позиции менеджера, включающее построение концептуальных диаграмм с использованием графических образов (пиктограмм) для представления бизнес-объектов и событий;
- моделирование бизнес-процессов;
- моделирование бизнес-функций;
- моделирование оргструктуры, включая ее нисходящую логическую схему, а также логические схемы принятия решений;
- моделирование репсурсов;
- преобразование бизнес-моделей в модели приложений и технологической архитектуры.
Существующие среды моделирования архитектуры организаций могут быть классифицированы следующим образом:
- универсальные интегрирующие среды (например, Zachman Framework, GERAM),
- языки моделирования организаций (например, семейство IDEF, DFD-технология, ARIS, BPML),
- программные среды моделирования (например, ARIS 6 Collaborative Suite, Popkin System Architect, METIS, Casewise Corporate Modeler),
- мета-модели и языки мета-моделирования (например, UML Profile for Business Process Definition, UEML).
Следует отметить, что моделирование архитектуры организаций является инженерной дисциплиной, требующей комбинированного использования программных сред, языков и методологий моделирования. Однако большинство из перечисленных инструментов фактически являются фрагментарными подходами, покрывающими лишь различные части описанных выше требований к среде моделирования архитектуры организации, в том числе:
- поддерживают лишь отдельные компоненты среды моделирования,
- поддерживают лишь отдельные фазы и этапы процесса моделирования архитектуры,
- не являются универсальными в части применимости к организациям любого вида,
- поддерживают лишь отдельные виды моделирования.
Наиболее продвинутыми в части покрытия обозначенных требований естественно являются универсальные интегрирующие среды.
Среда Zachman Framework базируется на методе Захмана, широко известном в мировой практике. Суть этого метода сводится к формализованному представлению модели организации в виде матрицы. В строках этой матрицы показываются различные представления архитектуры организации с использованием различных типов моделей. Для простоты понимания эти представления соотносятся с категориями специалистов, определенным образом связанных с деятельностью любой организации (например, "владелец" организации, проектировщик, разработчик и субподрядчик). По столбцам матрицы разнесены основные аспекты деятельности (объекты - "что", действия - "как", местоположения - "где", люди - "кто", время - "когда" и мотивы - "почему"). Структура этой матрицы приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Матрица Захмана | |||||||
Объекты (что?) | Действия (как?) | Дислокация (где?) | Люди (кто?) | Время (когда?) | Мотивы (зачем?) | ||
Планировщик | Сфера действия | ||||||
Владелец | Модель организации | ||||||
Конструктор | Модель системы | ||||||
Разработчик | Техническая модель | ||||||
Субподрядчик | Компоненты | ||||||
Данные | Функции | Сеть | Организация | Расписание | Стратегия | ||
Элементы архитектуры |
Захман предложил простую, но концептуально ясную схему, показывающую различные уровни представления архитектуры организации, различные виды ее "обеспечения", а также их основные взаимосвязи.
Согласно данному подходу, рассматриваемый объект - это люди (заказчики, пользователи, аналитики, конструкторы и "изготовители" системы), организационные структуры, графики работы организации, цели и стимулы организации и отдельных людей, а также программы, данные и коммуникации. И все эти компоненты должны быть понятным и непротиворечивым образом соединены в единую систему.
Zachman Framework является одной из наиболее продвинутых сред в части гармоничного и комплексного учета всех архитектурно-существенных факторов, позволяя при этом концентрироваться на отдельных аспектах архитектуры, не теряя при этом общего взгляда на организацию как на единое целое. Она легка для понимания, логически полна и согласована, нейтральна по отношению к инструментарию, является наиболее распространенной (включая большое количество статей по ее описанию и использованию). С другой стороны, Zachman Framework не поддерживает представление динамики развития организации и ее информационных систем (отсутствие оси времени), является достаточно поверхностной (в смысле степени детализации) референсной моделью, достаточно бедна с технических позиций.
Конкурирующая среда GERAM (Generalised Enterprise Reference Architecture and Methodology) определяет комплекс концепций, методов и моделей, необходимых для проектирования и сопровождения современной организации (любого типа) в течении всего времени ее существования. GERAM обеспечивает поддержку всех вышепредставленных элементов среды моделирования архитектуры, базируясь при этом на:
- концепциях, ориентированных на человека (описание ролей, поддержка осуществляемых ролями процессов),
- процессо-ориентированных концепциях для описания бизнес-процессов,
- концепциях, ориентированных на технологии, для описания технологический поддержки процессов (моделирования и использования моделей).
Одним из главных преимуществ GERAM является его мощность в решении задач, связанных с изменениями (например, реинжиниринга). Одним из ее главных недостатков является концептуальный характер, она снабжает методологическими руководствами, но не обеспечивает ни языком моделирования, ни соответствующими инструментальными средствами.
Следует отметить, что в настоящее время прослеживается тенденция к обогащению подходов в части покрытия среды моделирования, например, одна из последних разработок университета г.Бордо GRAI Integrated Methodology (GRAI-GIM) обеспечивает референсную модель с концепцией, языком, графическим формализмом и инженерным методом реализации методологии
К наиболее распространенными в настоящее время языкам моделирования организаций относятся, прежде всего, семейство IDEF и ARIS. Однако, они имеют целый ряд недостатков с позиций моделирования архитектуры (в дополнение к недостаткам, перечисленным в соответствующих вышеприведенных разделах их описаний).
Так основными недостатками семейство IDEF являются:
- наличие всего трех типов моделей – функциональной, информационной и процессной, остальные аспекты архитектуры если и могут быть отображены, то на примитивном, недостаточном для серьезного анализа уровне,
- отсутствие интеграции даже для перечисленных трех типов моделей (при этом отсутствует как концепция интеграции, так и какая-либо реализация даже на уровне инструментов одного и того же производителя).
ARIS в целом преодолевает перечисленные недостатки IDEF, однако его методология по сути является методологией-оболочкой: нет четко описанных регламентов действий, не предлагается уникального подхода к проблеме моделирования архитектуры организации. Сам язык включает более 100 типов моделей, 90% из которых для целей архитектурного моделирования практически никогда не используются, инструментальная поддержка осуществляется продуктом той же компании – разработчика методологии. Этот продукт имеет цену, на порядок превышающую стоимость инструментов аналогичного класса для аналогичных платформ, и огромные трудозатраты на его разработку, что вряд ли позволит создать когда-либо конкурирующий инструментарий, поддерживающий данный язык.
Одной из последних разработок в данной области является создание специального языка, ориентированного на моделирование бизнес-процессов BPML (Business Process Modeling Language). Этот язык обеспечивает построение абстрактной исполняемой модели взаимодействующих процессов на основе концепции конечного автомата (машины конечных состояний). BPML представляет бизнес-процессы посредством объединения описания взаимодействий управляющих потоков, потоков данных и потоков событий с дополнительными ортогональными средствами моделирования бизнес-правил, ролей, контекста взаимодействия. Он поддерживает синхронные и асинхронные распределенные транзакции, поэтому может быть использован как исполняемая модель для встраивания существующих приложений в качестве процессных компонент внутрь е-бизнес-процессов.
Собственно бизнес-процессы описываются с использованием BPMN (Business Process Modeling Notation), обеспечивающего графическую нотацию для описания процессов BPD (Business Process Diagram), а также внутренние связи между элементами нотации и внешние связи с конструкциями других компонентов BPML (в частности, с конструкциями BPEL4WS - Business Process Execution Language for Web Services). Отметим, что BPMN обеспечивает моделирование не только бизнес-процессов, но и веб-сервисов как между организациями, так и между подразделениями организации.
BPD-диаграммы моделирует события бизнес-процессов организации, концентрируя основное внимание на том, где процессы выполняются и где события имеют место. Эти диаграммы включают следующие основные объекты:
- события перед запуском процесса;
- активности (бизнес-процессы, бизнес-функции, бизнес-операции);
- конечные результаты выполнения процесса;
- информационные объекты (данные, документы и т.п. - все, что обновляется при выполнении процесса), привязанные к потокам;
- специальные узлы (шлюзы) для моделирования ветвлений;
- специальные объекты (плавательные дорожки и бассейны), используемые для уточнения модели и демонстрации того, в какой организационной единице происходит событие или процесс, с целью визуального разделения обработки потоков по организациям и организационным единицам (например, организация – бассейн, организационные единицы – дорожки).
BPD-диаграммы в определенном смысле являются аналогами IDEF3-диаграмм. Специфика данной нотации заключается в наличии веб-сервисов, обеспечивающих моделирование сложных сообщений между объектами, событий и бизнес-правил (отметим, что традиционные диаграммы моделируют последовательную обработку потоков от стартового события до конечного результата). Однако сообщениями могут обмениваться только две организации или две организационные единицы одной и той же организации.
Этапы моделирования с использованием BPML определяются методологией BEM (Business Enterprise Modeling) и включают:
- Определение бизнес-целей и требований:
- определение направлений бизнеса (включая миссию, цели, критические факторы успеха, критические бизнес-результаты, видение, ключевые бизнес-политики), установление целей деятельности организации и преобразование их в цели бизнес-процессов, достижение которых должно обеспечиться в результате их проектирования;
- построение набора матриц, покрывающих все аспекты бизнес-моделирования, но предшествующих детальному анализу (например, выражение бизнес-целей через организационные цели, формулирование стимулов достижения требуемого бизнес-поведения, увязка с приложениями, обеспечивающими достижение целей);
- выявление требований различных типов (функциональных, системных, технологических) из различных источников (документы, интервью и т.п.) и их документирование.
- Моделирование бизнеса с позиции менеджера: построение концептуальных потоковых бизнес-диаграмм с использованием графических образов (пиктограмм) для представления бизнес-объектов и событий.
- Моделирование бизнес-процессов с помощью BPMN
- Моделирование бизнес-функций с помощью диаграмм функциональной иерархии (дерева функций) с дополнительным использованием перекрестных ссылок по процессам (либо с помощью таблиц, либо напрямую на диаграмме).
- Моделирование организационно-штатной структуры (кто что делает, кто перед кем отчитывается, как принимаются и исполняются решения и т.д.) с использованием:
- логических схем организационно-штатной структуры (Logical Organizational Chart) сверху-вниз по организационным единицам;
- логических схем принятия решений (Logical Decision Chart) на основе двух типов объектов: организационных единиц и потоков движения решений.
- Отображение бизнес-моделей в приложения с использованием DFD-технологии.
Вторая важная проблема заключается в том, что многие из перечисленных инструментов поддерживают аналогичные концепции с различными названиями, которые трудно сравнивать из-за различного синтаксиса и семантики языков моделирования (которые к тому же часто точно не определены). Собственный синтаксис и ограниченная (ориентированная на поддерживающий инструментарий) семантика и графическая нотация языков привела к основной языковой проблеме - отсутствию интеграции моделей, разработанных на различных языках моделирования.
Решением данной проблемы занимается рабочая группа, созданная компаниями – производителями языков моделирования, целью деятельности которой является создание унифицированного языка моделирования UEML (Unified Enterprise Modeling Language) с четко определенными синтаксисом, семантикой и правилами взаимоотношений (отображений) между различными языками моделирования архитектуры организаций. Проект UEML включает разработку:
- общего, визуального, базированного на шаблонах языка для коммерческих инструментальных средств моделирования организаций и программных систем класса workflow;
- стандартизованных, независимых от инструментов механизмов передачи знаний (моделей) между проектами;
- репозитория моделей организаций.
В настоящее время рынок инструментальных средств архитектурного моделирования достаточно развит, в таблице 2.2 приведен перечень лидирующих по объемам продаж пакетов (в алфавитном порядке по вендорам - в среднем, каждый из вендоров осуществляет продажи программного обеспечения на сумму от 7 до 15 миллионов долларов в год):
Таблица 2.2. | ||
Вендор | Продукт | Сайт |
Casewise | Corporate Modeler | http://www.casewise.com |
Computas | Metis | http://www.computas.com |
IDS Scheer | Aris | http://www.ids-scheer.com |
Mega | Mega Suite | http://www.mega.com |
Popkin | System Architect | http://www.popkin.com |
Proforma Corp. | ProVision | http://www.proformacorp.com |
Ptech | Enterprise Framework | http://vwww.ptechinc.com |
Среди инструментов построения архитектуры одним из наиболее продвинутых является Casewise Corporate Modeler, признанный в 2004г. лучшим инструментом для управления архитектурой организации по рейтингу META Group.
В основе инструмента лежит методология «Casewise Framework», базирующаяся на модифицированной схеме (матрице) Захмана, столбцы которой характеризуют различные аспекты ЕА (мотивации, процессы, люди, местоположения, данные, время), а строки соответствуют уровням абстракции моделирования (бизнес, организация, системы, технологии, детали). При этом методология позволяет расширять предложенную схему, в частности, может быть увеличено количество уровней абстракции. Дополнительно на начальном этапе могут использоваться модели "Инициация проекта" и "Определение стандартов моделирования", определяющие, соответственно, цели, задачи, факторы успеха, ключевые роли и документы, а также нотации моделирования (типы диаграмм и их синтаксис, типы и категории объектов и т.п.).
Основными графическими нотациями являются организационные диаграммы (организационно-штатная структура и ее связи с бизнес-слоем и ИТ-слоем), диаграммы потоков данных (функциональные модели), диаграммы "сущность-связь" (информационные модели), диаграммы динамики процессов (модели поведения), а также матрицы межобъектных связей. В качестве расширений могут использоваться нотации языков IDEF0 и UML, а также нотация BPMN (Business Process Modeling Notation) – основа современного языка моделирования бизнес-процессов BPML (Business Process Modeling Language), являющего в настоящее время стандартом де-факто в рассматриваемой области.
Важным компонентом методологии является возможность применения (и адаптации под специфику конкретной организации) референсных моделей. В частности, имеется возможность использования модели федеральной архитектуры США FEA (Federal Enterprise Architecture), включающей в себя следующие компоненты:
- Perfomance Reference Model;
- Business Reference Model;
- Service Component Reference Model;
- Data&Information Reference Model;
- Technical Reference Model.
Также имеется референсная модель процессов ITIL (IT Infrastructure Library), описывающая предоставляемые ИТ-услуги, включая техническую поддержку, управление приложениями, безопасностью, а также планирование и мониторинг внедрения ITIL. Соответствующие диаграммы отражают все компоненты ИТ-инфраструктуры: ресурсы, базы данных, приложения и оборудование.
Еще одной референсной моделью является eTOM (The Enchanced Telecom Operation Map) - модель деятельности телекоммуникационных компаний, воплощающая собой весь опыт мирового сообщества, накопленный в этой отрасли. Модель eTOM применяется в качестве основы организации работ при проектировании и оптимизации архитектур телекоммуникационных компаний, она может быть интегрирована с моделью ITIL.
Одним из достоинств методологии является возможность интеграции не только бизнес-слоя и ИТ-слоя, но и стратегического слоя архитектуры. Для этой цели предлагаются методики и инструменты управления ИТ-инфраструктурой организации (IT Architecture Accelerator) и ее стратегией на основе системы сбалансированных показателей (Balanced Scorecard Accelerator). Так, например, с помощью IT Architecture Accelerator можно управлять проектом реализации ИТ-стратегии: осуществлять оценку проектов, устанавливать их приоритеты по степени срочности, важности и стратегической значимости, планировать сроки и осуществлять контроль за их реализацией.
В качестве репозитария, непосредственно реализующего интеграцию, используется как собственная база данных DP4 Corporate Modeler Suite, так и другие СУБД - Oracle, MS SQL.
В заключении отметим, что решения Casewise обладают возможностью интеграции с инструментом управления требованиями IBM-Rational RequsitePro, объектно-ориентированными инструментами разработки IBM-Rational Rose, инструментами моделирования баз данных Oracle Designer, Sybase PowerDesigner и ERWin.