Имитационное моделирование бизнес-процессов

Майкл Хаммер и Джеймс Чампи, признанные специалисты в области реинжиниринга бизнес-процессов (Business Process Reengineering - BPR), отмечают в свой книге "Реинжиниринг корпорации", что только около 30% изученных ими проектов реорганизации предприятия завершились успешно. Одна из главных причин столь низкого уровня результативности заключается в том, что анализ, на основе которого строятся оценки эффективности, часто проводится с помощью потоковых диаграмм и электронных таблиц.

Хотя потоковые диаграммы и таблицы адекватно отвечают на вопрос "что", они не могут ответить на вопросы "как", "когда" и "где". Бизнес-процессы слишком сложны и динамичны. Их невозможно понять и проанализировать, используя одни лишь потоковые диаграммы и электронные таблицы.

Процесс моделирования - это методика, позволяющая представлять в рамках динамической компьютерной модели действия людей и применение технологий, используемых в изучаемых процессах реинжиниринга. Проведении моделирования предполагает осуществление четырех основных этапов: 1) построение модели, 2) запуск модели, 3) анализ полученных показателей эффективности, 4) оценка альтернативных сценариев.

Работающая модель копирует текущую деятельность компании. Это достигается путем прохождения через возможные события в режиме сжатого времени с одновременным отображением "живой" картины производственного процесса при помощи анимации. Так как программное обеспечение имитационного моделирования отслеживает статистические параметры элементов модели, оценка эффективности процесса может быть получена на основе анализа соответствующих выходных данных.

Как правило, перед проектом BPR ставится задача достижения одной или всех следующих конечных целей:

1) повышение уровня обслуживания;
2) сокращение общей длительности цикла процесса;
3) повышение производительности;
4) сокращение времени ожидания;
5) снижение затрат на осуществление данной деятельности;
6) снижение затрат на хранение товарно-материальных запасов.

Марк Янгблад (Mark Youngblood) в своей книге "Eating the Chocolate Elephant" перечисляет 32 способа достижения этих целей. Большая часть предлагаемых им принципов составляет основу промышленного проектирования систем. Они десятилетиями применялись и продолжают применяться в условиях производства. Многие из этих принципов применимы, как правило, и в условиях реинжиниринга бизнес-процессов:

1. Объединение дублирующих функций.
2. Устранение множественных уровней проверки и получения подтверждения.
3. Снижение размера выпускаемых партий.
4. Регулирование на основе спроса (demand pull).
5. Передача смежникам неэффективно выполняемых функций.
6. Устранение перемещений в процессе выполнения данной работы.
7. Организация многофункциональных групп (команд).

Очевидно, что эти принципы предлагают ответ на вопрос "что необходимо сделать?" Однако BPR подразумевает, что с течением времени перемены затрагивают также людей, процессы и технологии. Влияние людей на процессы и технологии ведет к появлению бесконечного числа вероятных сценариев и исходов, которые невозможно понять и оценить без помощи имитационной модели.

Варьируя переменные данные в рамках модели и не рискуя при этом нарушить выполнение текущих операций или помешать созданию новой системы, вы можете точно предсказать, сравнить или оптимизировать показатели эффективности процесса, подвергшегося реинжинирингу.

На основе имитационной модели можно построить самые точные и действенные методы анализа и прогнозирования показателей эффективности бизнес-процессов. Тем не менее, будьте осторожны и не используйте некорректные процедуры анализа и моделирования, которые могут привести к неточным результатам.

Для дальнейшего рассмотрения методики имитационного моделирования выделим четыре главные категории бизнес-процессов: процессы, связанные с работой над проектом, производственные процессы, распределительные процессы и процессы обслуживания клиентов.

Такая классификация, разумеется, не означает, что все бизнес-процессы четко попадают в одну из этих категорий. Например, обслуживание клиентов может включать в себя реализацию как функций приема заказов, так и функций их выполнения. В этом случае прием заказов является процессом обслуживания клиентов, а выполнение заказов - производственным процессом.

Ниже приводятся отдельные положения, которые должны подготовить пользователя к составлению плана изучения бизнес-процесса при помощи имитационного моделирования, а также послужить руководством в оценке возможностей того или иного имитационного пакета.

Подобные процессы, как правило, выполняются одним человеком или группой людей. Типичными примерами служат разработка нового продукта и административные процессы. Обычно анализ подобных процессов проводится с использованием инструментария управления проектом. Тем не менее, оценки времени полного цикла процесса и требований к ресурсам, получаемые в результате анализа, основанного на методике имитационного моделирования, являются более точными, так как временные параметры выполнения проекта крайне неустойчивы, а совместное использование ресурсов приводит к появлению множества взаимосвязей.

При создании корректной имитационной модели проекта в первую очередь рассматривается моделирование следующих элементов: приоритеты, выполнение срочных работ, разбиение на смены, простой, сверхурочные работы и кривые обучения.

Одним из самых важных моментов, на который следует обратить внимание при имитационном моделировании работ над проектом, является процедура повторения измерений. Поскольку временные параметры крайне неустойчивы, один прогон модели даст только один вариант развития бизнес-процессов. На основе множества повторов измерений можно получить несколько вариантов сценария, что позволит получить более точные оценки и выделить наиболее уместные интервалы для фиксации показателей эффективности.

Результатом производственных процессов является достаточно большое количество различных "продуктов", разбитых на группы или же получаемых в непрерывном потоковом режиме. Типичными примерами служат выполнение заказов, работа отдела счетов к оплате или обработка заявок.

Такие операции, как разбиение на группы, объединение групп, сборка, разборка, монтаж, контроль качества и устранение брака, представляют собой типичные функции, реализуемые производственными процессами. Для того чтобы точно смоделировать эти функции, модель должна отслеживать информацию об отдельных объектах потока и их атрибутах. Кроме того, в ходе создания модели важно учитывать правила построения очередей, а также моделирование простоя.

Цель моделирования производственных процессов, как правило, состоит в получении устойчивой схемы, поскольку последовательность выпускаемой продукции повторяется. Важной процедурной концепцией анализа эффективности является определение периода неустойчивой работы и устранение искажения, вносимого статистическими данными, собранными за такой период.

Распределительные процессы включают в себя транспортировку и доставку, в ходе которых происходит перемещение продукции или людей между различными точками в сети распределения. Фундаментальным отличием транспортировки от доставки является то, что потоковые объекты при транспортировке - это люди, а не товары.

Типичные процессы транспортировки можно найти в системах общественного транспорта. На типичных процессах доставки основаны сбыт произведенной продукции, доставка почты и товаров покупателю.

При моделировании распределительных процессов, для отслеживания таких характеристик, как место назначения, размер или затраты, важно описать свойства потоковых объектов. При моделировании перемещения иногда будет более правильным представлять ресурсы транспортировки как потоковые объекты.

Большинство распределительных процессов носит переходный характер. Поэтому длительность моделирования должна быть достаточной, чтобы охватить весь цикл процесса. Кроме того, чтобы провести анализ показателей эффективности, прогон необходимо выполнить несколько раз.

Процессы обслуживания клиентов представляют собой одну из важнейших областей применения имитационного моделирования, поскольку в типичном процессе обслуживания суммарное время ожидания может достигать 95 % общего времени обработки.

Процессами обслуживания клиентов могут являться: оказание услуг по телефону (справочные центры), работа "фабрик" услуг (рестораны, центры копирования), "магазинов" услуг (госпитали, ремонтные мастерские) и универмагов.

Имитационное моделирование процессов обслуживания клиентов считается исключительно сложной задачей, так как в данном случае как потоковые объекты, так и ресурсы - это люди. Люди обладают гораздо более сложным и непредсказуемым поведением по сравнению с продуктами, документами, оборудованием или транспортными средствами. Например, клиенты, стоящие в очереди, могут вступать в пререкания, схитрить тем или иным способом или вообще уйти. Чтобы смоделировать подобные ситуации требуется значительная гибкость программирования.

Как правило, время обслуживания непостоянно, а моменты появления клиентов случайны. Поэтому для корректного представления необходимо использовать вероятностные распределения.

Поскольку поступление в систему носит циклический и случайный характер, системы обслуживания редко находятся в устойчивом положении. Поэтому было бы правильным представлять осуществление операций в такой системе в рамках временных окон (периодов) и соответствующим образом описывать элементы модели.

За последние несколько лет был разработан целый ряд новых программных инструментов, непосредственно предназначенных для моделирования бизнес-процессов. В большинстве этих продуктов бизнес-процессы описываются с использованием графических символов или объектов. Отдельные функции процесса изображаются в виде последовательности прямоугольников и стрелок. Специальные характеристики каждого процесса или функции могут быть затем отображены как атрибуты процесса.

Многие из таких программных инструментов позволяют также проводить некоторый анализ, глубина которого зависит от степени сложности методологии, лежащей в основе программы. Программные инструменты имитационного моделирования бизнес-процессов можно разбить на три категории:

1. Инструментарий имитационного моделирования, основанного на потоковых диаграммах. Подобный - самый простой - инструментарий построения потоковых диаграмм помогает описывать выполняемые функции и определять их последовательность. Модели, основанные на потоковых диаграммах, не зависят от методологии и наиболее просты в изучении. К сожалению, следствием легкости использования является ограниченность возможностей моделирования и анализа. Примерами инструментария имитационного моделирования подобного рода служат Process Charter и Optima.
2. Инструментарий динамического моделирования. На следующем уровне располагаются программные продукты аналогового моделирования, которые позволяют отображать динамику системы. Модели, созданные подобными продуктами, состоят из таких специфических для выбранной методологии логических структур, как уровни, стеки, потоки, преобразователи и соединители. Примеры: ithink и PowerSim.
3. Инструментарий дискретно-событийного имитационного моделирования. Наиболее развитым и мощным инструментарием имитационного моделирования бизнес-процессов являются программные продукты дискретно-событийного моделирования. Эти инструменты поддерживают моделирование потока объектов (продуктов) и предоставляют возможности анимации, что позволяет пользователю производить наблюдение за движением в системе потоковых объектов. Некоторые из подобных технологий обеспечивают даже возможности объектно-ориентированного моделирования, упрощающего разработку больших моделей бизнес-процессов. Примеры: ServiceModel и SIMPROCESS.