Бизнес-моделирование для совершенствования деятельности промышленного предприятия

Сергей Волчков, Ирина Балахонова

Совершествование деятельности предприятия

Уровни бизнес-моделирования

Сущность бизнес-модели (логическая модель)

Физическое моделирование и получение выгоды от бизнес-моделирования

Цель данной статьи — описать назначение и сущность бизнес-моделирования. Мы расскажем о функционирующем в сфере материального производства предприятии, руководство которого намерено осуществить комплексное развитие методик ведения бизнеса и своей информационной системы (ИС).

В отношении информационных систем существуют мнения: первое [1] — развитие ИС должно идти за развитием бизнес-методик (то есть автоматизировать следует уже существующую деятельность предприятия), второе [2] — развитие ИС должно стать катализатором развития бизнес-методик (то есть предприятие должно подстраиваться под внедряемую ИС). По нашему же мнению, и развитие методик ведения бизнеса, и развитие ИС являются механизмами, обеспечивающими совершенствование деятельности предприятия. Бизнес-моделирование должно интегрировать развитие бизнес-методик с развитием ИС, и говорить о первичности и вторичности того или иного механизма некорректно.

Совершествование деятельности предприятия

В условиях конкуренции предприятие должно постоянно повышать свой потенциал для получения прибыли в будущем. Уровень конкурентоспособности предприятия (то есть его позиция на рынке) является интегральным показателем этого потенциала. Повышение потенциала подразумевает совершенствование деятельности предприятия. Поясним данное утверждение на примере (рис. 1). Предположим, что за четыре года произошло относительное улучшение деятельности предприятия по сравнению с прежним уровнем развития. Одновременно большими темпами развивались лидеры отрасли. Таким образом, в действительности отставание предприятия от передовой мировой практики увеличилось — произошла деградация предприятия и снизился его потенциал. При сохранении данной тенденции предприятие не сможет заработать необходимую для его существования прибыль и будет вынуждено покинуть сферу большого бизнеса.

Основными критериями оценки повышения потенциала являются: во-первых — качество продукции, во-вторых — себестоимость, в-третьих — способность предприятия выполнять заказы в запланированные сроки.

Повышение потенциала предприятия возможно за счет комплексного развития:

• корпоративной культуры на базе СМК (QC, QA, QM)¹ — для повышения качества;
• методик ведения бизнеса — для снижения цены;
• инфраструктуры бизнеса, базирующихся на информационных технологиях, сердцевиной которых является ERP² -система, — для налаживания системы планирования и организации работ точно в срок.

Выделяют [3] пять уровней совершенства процессов на предприятии — уровней BPI³:

1. Хаос. Предприятие данного уровня характеризуется дисбалансом коммерческих, производственных и финансовых целей. Предприятие рассматривается как совокупность отдельных элементов. Качество готовой продукции — величина случайная, цены — высокие.
2. Контроль. Основные цели предприятия сбалансированы. Процессы контролируемы.
3. Оптимизация. Основные процессы предприятия реорганизованы с целью упрощения.
4. Адаптация. Процессы предприятия синхронизированы с потребностями заказчиков.
5. «Мировой класс». Предприятие формирует на рынке спрос. Качество готовой продукции соответствует скрытым потребностям заказчиков.

Понятно, что предприятие, находящееся на более высоком уровне BPI (рис. 2), имеет преимущество перед теми, которые находятся на более низком уровне, предлагая необходимое потребителю качество по более приемлемой для него цене.

Переход на более высокий уровень BPI реализуется за счет цикла совершенствования и предполагает постепенное (и, естественно, достаточное для выхода на новый уровень) развитие следующих факторов:

• производственной философии (философия совершенствования — TQM⁴, JIT⁵);
• методик ведения бизнеса (использование передовых методик управления предприятием — MRPII⁶, ERP, CSRP⁷, ERPII⁸, ISO 9000:2000);
• ИС (внедрение и сопровождение информационных технологий, которые рассматриваются в качестве инструментов совершенствования, — ERP-система и др.).

Рассмотрим этапы цикла совершенствования, которые идентичны алгоритму «работы по преодолению препятствий», предложенному Голдраттом [1]:

1. Описание текущих способов выполнения процессов предприятия. Определение препятствий в развитии предприятия.
2. Описание желаемых способов выполнения процессов предприятия с привлечением передового опыта (стандарты ИСО и ERP). Определение путей преодоления препятствий. Изменение в тех процессах, где хотя и не проявляются препятствия, но текущая деятельность не соответствует передовому опыту (best practice).
3. Обеспечение реализации на предприятии желаемых способов выполнения процессов с помощью ERP-системы и СМК (стандарт ISO 9001:2000). Введение механизмов, которые должны обязывать всех работников следовать избранному пути развития.
4. Накопление статистики по состоянию процессов предприятия (на базе ERP-системы) и ее анализ. Определение качественных и количественных оценок процессов предприятия, то есть формирование модели нормативов и допустимых отклонений от нормативов как для отдельных процессов, так и для всей деятельности предприятия.
5. Констатация достижения предприятием целей совершенствования (то есть выхода на вышестоящий уровень BPI) при использовании желаемых способов выполнения процессов. Это означает превращение желаемых способов в текущие.

Цикл совершенствования подразумевает развитие методик ведения бизнеса на базе ERP-системы и СМК. Сердцевиной цикла является бизнес-моделирование.

Уровни бизнес-моделирования

Связь методик и инструментов совершенствования деятельности предприятия реализуется на трех уровнях (рис. 3):

1. Концептуальное моделирование — для определения направления развития предприятия.
2. Логическое моделирование — для описания деятельности предприятия CASE-средствами.
3. Физическое моделирование — для формализации деятельности предприятия средствами ERP-системы (то есть для создания нормативной модели предприятия).

Концептуальная модель является отраслевой моделью и, как правило, разрабатывается для предприятия внешним консультантом (обычно на основе эталонных моделей, предлагаемых поставщиками ERP-систем). В ней определяются основные направления развития предприятия через графическое представление передовой мировой практики (заключенной в стандарты ISO и ERP) и через определение несоответствий деятельности предприятия данной практике (на основе проведения сопоставительного анализа — benchmarking). Концептуальная модель подразумевает унификацию основных процессов предприятия в соответствии со стандартами ISO 9001:2000 и ERP.

На рис. 4 представлен верхний уровень эталонной модели (peference model), предложенной фирмой QAD (США) для предприятий, ориентированных на внедрение ERP-системы MFG/PRO. Данная модель базируется на ERP-стандартах.

Эталонная модель с использованием ISO 9000 переводится в IDEF0-модель (рис. 5). Таким образом, мы получаем концептуальную модель предприятия, где осуществляются [4]:

• декомпозиция процессов предприятия — верхний уровень иерархии процессов соответствует элементам и подэлементам стандарта ISO 9001:2000, а нижние уровни раскрываются с использованием ERP-стандарта;
• проектирование графического «скелета» документации СМК предприятия;
• определение ключевых пользователей процессов и бизнес-функций;
• определение на базе ERP-системы основных модулей информационной системы предприятия, обеспечивающих выполнение процессов;
• определение связей процессов по входам/выходам.

IDEF0-модель позволяет построить статическую модель деятельности предприятия. Однако, по нашему мнению, данная методика моделирования имеет ограничения, которые не позволяют эффективно осуществлять стыковку отдельных операций, то есть описывать рабочие потоки (WorkFlow). Построение динамической модели предприятия осуществляется на следующем уровне бизнес-моделирования (логическом), а декомпозиция процессов в IDEF0-модели используется для определения функционального аспекта предприятия в логической модели.

Сущность бизнес-модели (логическая модель)

Второй уровень бизнес-моделирования — логический — необходим для уточнения основных выводов, следующих из концептуальной модели. Логическая модель описывает деятельность предприятия посредством объектно-ориентированного проектирования (опираясь на методологию бизнес-моделирования RUP9 и нотации UML10 [2]). Цель логического моделирования — построить интегрированную модель деятельности предприятия, являющейся связующим звеном между бизнес-методиками и ERP-системой. Логическая модель позволяет спланировать, как нужно реорганизовать текущие способы выполнения процессов предприятия в желаемые — вплоть до каждого рабочего места. Данная реорганизация закрепляется с помощью регламентирующей документации СМК, сгенерированной из логической модели.

Исходя из требований перехода предприятия на следующий уровень BPI логическая модель помогает детально ответить на следующие вопросы:

• кто и где исполняет бизнес-функции (организационный аспект деятельности);
• что перемещается в материальных и в связанных с ними информационных потоках (элементный аспект деятельности предприятия);
• как предприятие выполняет бизнес-функции (функциональный аспект);
• когда предприятие осуществляет бизнес-функции (динамический аспект);
• какая информационная платформа (какие инструменты) необходима для поддержания бизнес-функций на предприятии.

На рис. 6 представлено взаимодействие функционального, организационного, элементного, динамического аспектов логической модели и приведены примеры наиболее часто используемых диаграмм (диаграммы пакетов, прецедентов, классов, деятельности).

В рамках функционального аспекта описываются:

• иерархическая структура процессов;
• взаимодействие процессов (реализация процессного подхода).

Процессы на предприятии определяются наличием конечного продукта (не обязательно материального), у которого есть потребитель и поставщик. Отношения «поставщик — потребитель» рассматриваются не только с внешними контрагентами, но и внутри предприятия. Для описания процессов предлагается использовать диаграммы пакетов (Packages) — универсальный механизм в UML для организации элементов в группы.

Выделение процессов осуществляется с привлечением концептуальной модели. Здесь организуется следующая иерархия процессов: элементы стандарта ISO 9001:2000 — 1-й уровень иерархии пакетов; подэлементы ISO — 2-й и 3-й уровни иерархии пакетов; унифицированные бизнес-процессы (описанные ERP-стандартом) — 4-й и 5-й уровни иерархии пакетов. Для каждого процесса (пакета в модели) описываются его цели и критерии достижения этих целей. Детальная стыковка процессов определяется через взаимодействие способов их выполнения (Use case) в отдельной папке, именуемой «Сценарии».

В рамках организационного аспекта описываются:

• организационная структура предприятия, включающая в себя иерархию подразделений, отделов, участков, должностей, рабочих мест;
• топология предприятия: местоположения хранения складских запасов, рабочие центры выполнения операций, поточные линии.

Для описания топологии и оргструктуры предприятия предлагается использовать диаграммы прецедентов (Use case), где отражается иерархия подчинения действующих лиц и организационных единиц.

В рамках элементного аспекта описываются единицы материального, информационного и финансового потоков (единицы документооборота, товарооборота и финансовые инструменты) для каждого процесса предприятия.

Составляющие элементного аспекта используются при описании текущих и желаемых способов выполнения процессов. Взаимодействие объектов (или документооборот для информационных объектов) одного и того же процесса зависит от конкретной ситуации и конкретного способа выполнения этого процесса.

Для описания элементного аспекта предприятия предлагается использовать диаграмму классов (Class), а для отражения возможных состояний элементов — диаграмму состояний (State).

В рамках динамического аспекта реализуется ситуационный подход:

• определяются способы выполнения процесса в зависимости от конкретной ситуации, поскольку, как известно, процесс может быть реализован разными последовательностями действий. Процесс может выполняться несколькими способами, и выбор способа определяется конкретной ситуацией с привлечением того или иного ответственного лица. Описание каждого процесса включает диаграмму прецедентов (в трактовке диаграммы бизнес-сценариев), описывающую способы выполнения процессов и определяющую ответственных лиц, участвующих в выполняемых действиях. Для описания взаимодействия процессов (в специальной папке «Сценарии») также используются диаграммы сценариев (прецедентов), где кроме описания способов отражаются информационные и материальные объекты, являющиеся результатом выполнения процесса или использующиеся для его инициализации;
• определяются взаимодействия организационного, элементного и функционального аспектов, то есть раскрывается способ выполнения процесса. Для этого предлагается использовать диаграммы деятельности (Activity), где отражается взаимосвязь процессов на предприятии с ERP-системой. (При описании действия указывается режим в ERP-системе, обеспечивающий выполнение данного действия.);
• определяется документооборот (или товарооборот) между организационными единицами. Документооборот описывается для каждого способа выполнения процесса. Для описания взаимодействия документов и исполнителей предлагается использовать диаграммы кооперации (Collaborations).

Законченная логическая модель (в среде Rational Rose) является базой данных для генерации методических и должностных инструкций в формате ISO 9001:2000 с помощью генератора отчетов Rational SoDA (рис. 7). Шаблон для логической модели создается на базе стандарта ISO 9001:2000, поэтому имеется возможность генерации из данной модели документации СМК 2-го и 3-го уровней.

С помощью логической модели можно управлять реорганизацией процессов предприятия на основе синхронизированной работы ERP-системы и СМК. Модель позволяет предприятию более гибко подходить к изменениям в документации СМК и разрабатывать минимальное количество документов. В дальнейшем предприятие может использовать логическую модель для организации бизнес-портала, основная часть которого также генерируется из логической модели, и разместить его в Интранете или Интернете, предоставляя своему персоналу оперативный доступ к корпоративным знаниям. Для поддержания логической модели в актуальном состоянии необходимо, чтобы все задачи изменения способов выполнения процессов на предприятии решались с помощью существующей модели [2].

В целях облегчения и ускорения процесса моделирования предлагается применять шаблон модели предприятия, созданный внешним консультантом. Использование шаблона обеспечивает интеграцию созданной модели и ERP-системы (внедряемой на предприятии), что гарантирует, во-первых, слаженную работу бизнес-аналитика и аналитика ИС, во-вторых, сокращение сроков разработки модели предприятия, а в-третьих, получение запланированного эффекта от моделирования и внедрения ERP-системы.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что в логической модели проектируются только те желаемые способы выполнения процессов, которые необходимы для перехода предприятия на вышестоящий уровень BPI. Например, если предприятие находится на уровне BPI «Хаос», то в логической модели будут отражаться способы организации деятельности предприятия по стандартам MRPII. Здесь мы пока не будем касаться методик, связанных с JIT или CSRP (хотя данные методики ведения бизнеса поддерживаются ERP-системой MFG/PRO), поскольку считаем, что совершенствование должно идти поэтапно и что предприятие не может «прыгнуть выше головы».

Физическое моделирование и получение выгоды от бизнес-моделирования

Осуществить функционально-стоимостной анализ процессов предприятия в бизнес-модели (на концептуальном и логическом уровнях) можно только очень приближенно [2, 4]. Поэтому количественные оценки процессов предприятия предлагается выполнять на уровне физического моделирования. Под физическим моделированием понимается определение (нормирование) временных и стоимостных характеристик процессов предприятия в ERP-системе. На уровне физического моделирования разрабатывается нормативная модель предприятия. Нормативы и отклонения от заданных норм используются для оценки соответствия или несоответствия текущих способов выполнения процессов предприятия желаемым. От качества нормативной модели зависит качество внедрения и функционирования ERP-системы. Деятельность по совершенствованию процессов во многом является деятельностью по уточнению нормативов. ERP-система служит инструментом для достижения описанных в логической модели желаемых способов выполнения процессов предприятия, и с ее же помощью проводится оценка их эффективности и результативности.

Реализация желаемых способов выполнения процессов (на базе ERP-системы) обеспечивает совершенствование деятельности предприятия, что приводит к следующим улучшениям:

• к сокращению логистического цикла, то есть времени перемещения запасов от поставщика материалов к потребителю готовой продукции за счет:
  • сокращения страховых запасов материалов. Эти запасы формируются по причине того, что на предприятии не знают времени поставки материалов поставщиками. Нормирование времени поставки по элементам номенклатуры и по поставщикам, накопление статистики и выбор поставщика с учетом его надежности ведет к предсказуемости сроков поставок;
  • сокращения запасов готовой продукции. Благодаря введению в практику прогнозов отгрузки готовой продукции, накоплению статистики по ее потреблению и точному запуску в производство можно работать под заказ, а не на склад;
• к сокращению производственного цикла изготовления продукции за счет:
  • сокращения времени настройки оборудования и времени перемещения при расчете оптимальной партии запуска изготовляемой продукции;
  • сокращения времени выпуска изделий при минимизации возвратов по технологическим операциям и переделу брака (с помощью набора статистики дефектов по рабочим центрам, работникам, деталям, техкартам);
  • строгой технологической дисциплины, когда наряд-задание не запускается в производство в том случае, если нет спецификации и техкарты изготовления и если данный наряд-задание не обеспечен материалами и производственными ресурсами.

Сокращение логистического и производственных циклов ведет к снижению складских запасов и к уменьшению незавершенного производства, а в целом — к сокращению коммерческого цикла на предприятии. Таким образом, ускоряется оборачиваемость оборотных средств предприятия (рис. 8).

Рассмотренная методика трехуровневого моделирования предназначена для совершенствования деятельности предприятия и включает в себя:

• определение источников роста потенциала и направлений улучшения деятельности предприятия (на концептуальном уровне);
• формализованное описание совокупности способов выполнения процессов, использование которых на предприятии выведет его на вышестоящий уровень BPI (на логическом уровне);
• апробацию и обкатку новых способов выполнения процессов (на физическом уровне);
• закрепление (стандартизацию) желаемых способов выполнения процессов, если они дают положительный результат (с помощью генерации и одобрения документации СМК из логической модели).

Предложенная методика базируется на практическом опыте авторов, полученном при внедрении ERP-системы MFG/PRO на предприятиях Пензенской области.

Список литературы:

[1] Адлер Ю., Турко С. Ограничения в бизнесе — ограничения в мышлении, или Как бороться с тем, что мешает нам в достижении целей // Методы менеджмента качества. 2001. № 1.

[2] Слиньков Д. Бизнес-моделирование для внедрения ИСУ предприятия // Директор информационной службы. 2001. № 3.

[3] Волчков С.А., Балахонова И.В. Использование современных стандартов управления предприятием (MRPII, ERP, CSRP, ISO 9000) для непрерывного улучшения бизнес-процессов (BPI) // Организатор производства. 2001. № 1 (региональный выпуск).

[4] Волчков С.А., Балахонова И.В. Моделирование для непрерывного улучшения бизнес-процессов на базе стандартов ERP и ИСО 9001 от 2000 года // Методы менеджмента качества. 2001. № 2.

[5] Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя: Пер. с англ. — М., ДМК, 2000.

КомпьютерПресс 11'2001