Modelowanie procesów biznesowych

BPMN

Business Process Modeling Notation (BPMN)

• Standard modelowania przepływów procesów biznesowych i serwisów webowych stworzony przez Business Process Management Initiative (BPMI)

• Standard ten oparty jest o założenia matematyczne pozwalające na tworzenie modeli w podobny sposób jak buduje się modele danych w relacyjnych systemach zarządzania bazami danych

Business Process Management Initiative

• Organizacja stworzona w celu promocji i rozwoju zastosowań koncepcji Business Process Management (BPM) poprzez stosowanie standardów projektowania, wdrażania, realizacji, utrzymania i optymalizacji procesów

• BPMI opracowała trzy standardy:– BPMN, jako standard modelowania procesów biznesowych– Business Process Modeling Language (BPML), jako standard

wykonywalnego języka biznesowego– Business Process Query Language (BPQL), jako standardowy

interfejs zarządzania do wdrażania i realizacji procesów e-Business

CZYM JEST BPMN?

• Business Process Modeling Notation (BPMN) jest graficzną notacją opisującą kroki w procesie biznesowym

• Została specjalnie zaprojektowana tak, aby odzwierciedlić przepływ procesu i informacji pomiędzy różnymi zdarzeniami

PRZYKŁAD – OBSŁUGA ZMÓWIENIA

KONCEPCJA ŻETONU – TOKENA

• Pojedyncza transakcja jest reprezentowana przez żeton, który „krąży” zgodnie z przepływem w procesie i „przechodzi” przez modelowane obiekty

• Żeton posiada unikalny identyfikator ID zwany czasem TokenID

• Początek procesu biznesowego generuje żeton z identyfikatorem TokenID

KONCEPCJA ŻETONU – TOKENA

• Główny TokenID jest wspólny dla wszystkich nowych żetonów generowanych w czasie rozwidlenia przepływu procesu

• Unikalne dla każdej nowej ścieżki w przypadku jej rozwidlenia uzupełnienie identyfikatora głównego TokenID nazywane jest czasem SubTokenID

• Jeśli ścieżki się łączą w taki sposób, że tylko jeden żeton może przejść dalej to po taki połączeniu SubTokenID może zostać „odcięty”

PRZEPŁYW ŻETONÓW

ZDARZENIA

• Zdarzenie jest stanem jaki pojawia się podczas przebiegu procesu biznesowego

• Zdarzenia mają wpływ na przebieg procesu i zazwyczaj coś wyzwalają lub są czegoś rezultatem

• Mogą rozpoczynać (zdarzenia początkowe), przerywać (pośrednie) lub kończyć (końcowe) przebieg

ZDARZENIE POCZĄTKOWE

• Wskazuje miejsce w którym w procesie generowana jest transakcja (pojawia się żeton). Proces może posiadać wiele zdarzeń początkowych.

• Generuje żeton dla każdego przepływu sekwencyjnego• Dozwolone zdarzenia początkowe :

– odebranie wiadomości– czas– zasada– łącze z ...– wielokrotne– (nieokreślone)

ZDARZENIE TYPU KOŃCOWE

• Wskazuje zakończenie procesu / gałęzi procesu• Kończy przebieg transakcji w danej gałęzi, „konsumuje”

żeton wygenerowany przez zdarzenie (zdarzenia) początkowe

• Dozwolone zdarzenia końcowe– wysłanie wiadomości– wyjątek / usterka– anulowanie– kompensacja– łącze do ...– zerwanie– wielokrotne

ZDARZENIE POŚREDNIE

• Występuje jedynie wewnątrz procesu• Wpływa na przepływ tokenu w tym lub innych

procesach (np. zdarzenie wyślij wiadomość), ale go nie konsumuje

• W procesie nie muszą występować zdarzenia pośrednie

KATEGORIE ZDARZEŃ (ZE WZGLĘDU NA ZACHOWANIE)

• Catching (łapanie)– symbol bez wypełnienia– proces odbiera zdarzenie

• Throwing (rzucanie)– symbol wypełniony– proces wysyła zdarzenie

KATEGORIE ZDARZEŃ (ZE WZGLĘDU NA ZACHOWANIE)

Zdarzenie message

PRZYKŁAD ZDARZEŃ POŚREDNICH

OBSŁUGA BŁĘDU

CZYNNOŚCI - PROCESY

• Czynność to „praca” wykonywana podczas realizacji procesu biznesowego

• Czynności mogą być elementarne lub złożone• Czynnościami w modelu procesu mogą być:

– proces– podproces– zadanie

CZYNNOŚCI - PROCESY

BRAMKI

• Elementy służące do kontrolowania w jaki sposób ścieżki przepływu wchodzą w interakcję ze sobą

• Bramki decyzyjne określają ile żetonów będzie przechodziło którymi ścieżkami

• Bramki łączące określają które żetony przejdą dalej lub jak się połączą

• Bramki nie muszą występować w procesie (jeśli nie istnieje potrzeba sterowania przebiegiem procesu)

RODZAJE BRAMEK

UCZESTNICY I TORY

• BPMN wykorzystuje pojęcie torów (swimlanes) najczęściej w celu pokazania z jaką rolą biznesową związana jest dana czynność, lub jaki system ją realizuje

• Występują następujące obiekty:– Uczestnik – Pool– Tor (Rola biznesowa) – Lane

UCZESTNICY I TORY

POŁĄCZENIA

• Przebieg procesu – Sequence Flow, który jest wykorzystywany do pokazywania kolejności wykonywania poszczególnych czynności w procesie

• Przebieg wiadomości Message Flow, który jest wykorzystywany do pokazywania przekazywania informacji pomiędzy dwoma autonomicznymi jednostkami (uczestnikami) procesu uprawnionymi do wysyłania i odbierania ich

• Powiązania Association, które są wykorzystywane do połączenia informacji i artefaktów z czynnościami, zdarzeniami, bramkami i przebiegam

RODZAJE POŁĄCZEŃ

ARTEFAKTY

• Artefakty są elementami diagramu wykorzystywanymi aby pokazać dodatkowe informacje dotyczące procesu

• Notacja BPMN nie ogranicza liczby artefaktów• Występują trzy standardowe artefakty:

– Obiekty danych (Data Objects)– Adnotacje (Annotations)– Grupy (Groups)

ARTEFAKTY

BPMN - przykłady

Przykład 2.

Przykład 3.

Reguły wyrazem strategii 1/4

Reguły wyrazem strategii 2/4

Reguły wyrazem strategii 3/4

Reguły wyrazem strategii 4/4

Modelowanie procesów biznesowych

Inne metody

Metody strukturalne (założenia)

• Podział procesu projektowania według składowych pasywnych (dane) i aktywnych (funkcje)

• Metoda uściślania krokowego i projektowania składanego

• Podział na dwie fazy:– konstrukcja modelu podstawowego– konstrukcja modelu implementacyjnego

Metody strukturalne (geneza i rozwój)

• Metoda Yourdona-Constantina – 1979– diagramy przepływu danych– diagramy hierarchiczne– diagramy strukturalne

• Model DeMarco– podejście zstępujące– modelowanie istniejących systemów

Metody strukturalne (geneza i rozwój)

• Model relacyjny danych Chena – 1976– diagramy relacyjne danych

• Metody projektowania systemów czasu rzeczywistego (Ward i Mellor, Hatley i Pirbhai lata 80.)– diagramy przejść stanowych– diagramy przepływu sterowania, diagramy czasowe

• Nowoczesna analiza strukturalna Yourdona - 1988

Nowoczesna analiza strukturalna (cechy)

• graficzna struktura projektów• podzielność specyfikacji• minimalna nadmiarowość• ograniczenie analizy istniejącego systemu• narzędzia do projektowania systemów czasu

rzeczywistego• modelowanie powiązań danych• podział procesu projektowania według zdarzeń

MODEL PODSTAWOWY

MODELŚRODOWISKOWY

MODELZACHOWANIA

MODELIMPLEMENTACYJNY

UŻYTKOWNIKA

Proces Analizy Strukturalnej

Model podstawowy

• Co powinien robić system aby spełnić wymagania użytkownika?

• Model powinien zawierać jak najmniej informacji o tym jak system powinien być implementowany

• Model podstawowy zawiera dwie główne składowe:– model środowiskowy– model zachowania

Model środowiskowy

• Model środowiskowy definiuje granicę między systemem a środowiskiem, w którym istnieje system.

• Model środowiskowy składa się z:• diagramu kontekstowego, • listy zdarzeń,• opisu celu systemu.

• Diagram kontekstowy to szczególny przypadek diagramu przepływu danych, w którym pojedynczy proces reprezentuje system

Model Zachowania

• Model zachowania to model opisujący jakie powinno być wewnętrzne zachowanie systemu, aby mógł dobrze współpracować z otaczającym środowiskiem

Narzędzia Analizy Strukturalnej

• Modelowanie funkcji systemu: – Lista zdarzeń– Diagram Przepływu Danych– Słownik Danych– Specyfikacja Procesu

• Modelowanie gromadzonych danych: Diagram Związków Encji

• Modelowanie czasowej charakterystyki zachowania: Diagram Sieci Przejść

• Modelowanie struktury Programu: Diagram Struktury

Lista zdarzeń

• Tekstowa lista “bodźców” występujących w świecie zewnętrznym, na które system musi odpowiadać.

• Na przykład:– klient składa zamówienie (P),– serwisant rozlicza zmianę (P),– należy wysłać miesięczne sprawozdania do ZUS (T),– pojawia się zgłoszenie poczty elektronicznej (S).

Lista zdarzeń

• Zdarzenia sterowane przepływem (P) są powiązane z pewnym przepływem danych: tzn. system stwierdza, że nastąpiło zdarzenie, gdy pojawi się pewna grupa danych

• Zdarzenia temporalne (T) są wyzwalane w określonym czasie

• Zdarzenia sterowania (K) mają charakter binarny i oznaczają, że system musi podjąć akcję (dotyczą systemów czasu rzeczywistego)

Diagram Przepływu Danych

• DFD jest narzędziem modelowania pozwalającym zobrazować system jako sieć procesów funkcyjnych, połączonych ze sobą “potokami” i “zbiornikami” danych

Diagram przepływu danych (Data Flow Diagram – DFD)

obsługapoczty

rejestracjazlecenia

kartotekazleceń

klient przekazaniezadań

zlecenietelefoniczne

odczytaniepoczty

odebraniepoczty

skrzynka

e-mail zleceniee-mail

Składniki DFD

• Proces (funkcja)• Przepływ• Magazyn• Terminator

Sprawdźwiarygodność

klienta

Wyślijtowar

do klienta

DziałKosztów

Proces (funkcja)

zamówienie

Montujkran

korpus

kran

Sprawdźklienta

stanzadłużenia

stan zadłużenia -dopuszczalny

stan zadłużenia -niedopuszczalny

Przepływ

KlientSprawdźklienta

wniosekkredytowy

Wydział

Obliczpłace

Obliczrobociznę

karty pracy

nazwisko,godziny

wyroby,godziny

Przepływ

Kartoteka materiałów D1 Przewodnik

M5 Magazyn wyrobów

Magazyn

Sprawdźzamówienie

zamówienie

odmowapotwier-dzenie

D5 Portfel zamówień

zamówienie Opracujplan

produkcji

zamówienie

Sprawdźzamówienie

zamówienie

odmowapotwier-dzenie

Opracujplan

produkcji

zamówienie

KlientDział

kosztów

Działkosztów

Klient

Działkosztów

Terminator

Metoda konstruowania DFD

• Podejście klasyczne, zstępujące (De Marco 1979, Gane i Sarson 1979)

Proces1

Diagram Ogólny "0"

Proces2

Proces4

Proces3

DiagramKontekstowy

Diagram Kontekstowy

Proceselem. 2

Proceselem. 1

Proceselem. n

Diagramy szczegółowe

Metoda konstruowania DFD

• Podejście Yourdona (Yourdon 1989)

DiagramKontekstowy

Diagram Kontekstowy

Lista zdarzeń1. ..........2. ....................n. .........

Proceselem. 2

Proceselem. 1

Proceselem. n

Odpowiedzi na zdarzenia

Proceselem. 2

Proceselem. 1

Proceselem. n

Diagramy zrównoważone

Klient składa zamówienie pisemne

Ustalamy wiarygodność klienta

Diagram zrównoważony w górę

Techniczna weryfikacja zamówienia

Przykład wykorzystania diagramów DFD

• Przedsiębiorstwo wytwarza rury stalowe • Rury wytwarzane są z taśmy stalowej w kręgach• Przedsiębiorstwo sprzedaje swoje produkty około

10 stałym klientom i około 1000 pozostałym klientom w ciągu roku

• Problem polega na tym, że nie zawsze można na czas realizować zamówienia a jednocześnie zapasy wsadu są nadmierne

FIRMA

DFD w metodyce SSADMStructured System Analysis and

Design Method

D1 Skład danych

D2 Skład danych (powtórzony)

Procesdanych

1

aTerminator

bTerminator

(powtórzony)

Proceswielokrotny

3 Proceselementarny

2

*

zewnętrznyprzepływdanych

przepływdanych

Diagram kontekstowy w metodyce SSADM

Systemobsługi zleceń

0

aklient

zlecenie potwierdzenie

bserwisant

csystem rozliczeń

kopia zlecenia

zleceniewewnętrzne

Diagram DFD – poziom 1 w metodyce SSADM (fragment)

Rejestracja zgłoszenia

1

aklient

zlecenie potwierdzenie

dane klienta

stanrozliczeń

Weryfikacja klienta

2

D1 Rejestr zgłoszeń

D3 Rejestr rozliczeń

danezgłoszenia

*

D2 Rejestr klientów

dane klienta

Diagram DFD – poziom 2 w metodyce SSADM (fragment)

dane klienta

stanrozliczeń

Sprawdź czy klient jest w

bazie

2.1

D3 Rejestr rozliczeń

danezgłoszenia

D2 Rejestr klientówdane klienta

Sprawdź stan rozliczeń

2.2

*

*

Zalety DFD

• Prostota• Możliwość rozróżnienia przepływów informacji i

magazynów informacji• Układ hierarchiczny

Wady DFD

• Brak możliwości prezentacji funkcji w strukturze organizacji

• Brak możliwości prezentacji dynamiki systemu• Brak możliwości prezentacji logiki działań i

funkcji

• W latach 70-tych realizowano w USA program Air Force Program for Integrated Computer Aided Manufacturing (ICAM), którego celem było zwiększenie produktywności dzięki systematycznemu wdrażaniu technologii komputerowych

• Realizacja programu ICAM pozwoliła zidentyfikować potrzebę doskonalenia technik analizy i komunikacji pomiędzy uczestnikami procesów

• W rezultacie opracowano serię technik znanych jako IDEF (ICAM Definition) :1. IDEF0, wykorzystywana do budowy „modelu funkcji”, tj.

strukturalnej reprezentacji funkcji, czynności i procesów w modelowanym systemie czy obszarze badań

2. IDEF1, wykorzystywana do budowy „modelu informacji” reprezentującego strukturę i semantykę informacji w modelowanym systemie czy obszarze badań

3. IDEF2, wykorzystywana do budowy „modelu dynamiki” reprezentującą charakterystykę czasową zachowania modelowanego systemu czy obszaru badań

• W 1983, w ramach programu U.S. Air Force Integrated Information Support System rozszerzono technikę IDEF1 do postaci IDEF1X (IDEF1 Extended)

• Obecnie, techniki IDEF0 and IDEF1X są powszechnie wykorzystywane w administracji, przemyśle i sektorze usług do wspomagania modelowania procesów

• W 1991 National Institute of Standards and Technology (NIST) przy wsparciu U.S. Department of Defense, Office of Corporate Information Management (DoD/CIM) opracował standard technik modelowania Federal Information Processing Standards (FIPS)

IDEF0

Narzędzie analizy strukturalnej

• IDEF0 (Integration DEFinition language 0) bazuje na metodyce SADT (Structured Analysis and Design Technique), opracowanej przez Douglasa T. Rossa i SofTech, Inc.

• W swej oryginalnej postaci, IDEF0 zawiera definicję graficznego języka modelowania (syntaktyka i semantyka) oraz opis metodyki budowy modeli

• Technika IDEF0 może być wykorzystana do modelowania systemów zautomatyzowanych i nie zautomatyzowanych

• W przypadku nowych rozwiązań, IDEF0 może być wykorzystana do zdefiniowania wymagań i specyfikacji funkcji a następnie do zaprojektowania rozwiązań odpowiadających wymaganiom i realizujących funkcje

Narzędzie analizy strukturalnej

• W przypadku systemów istniejących, IDEF0 może być wykorzystana do analizowania funkcji, które realizuje system i zapisania mechanizmów wykonujących te funkcje

• Rezultatem wykorzystania techniki IDEF0 jest model zawierający hierarchiczną serię diagramów oraz tekst połączone glosarium

• Podstawowe elementy modelu to funkcje reprezentowane przez kostki oraz związane z nimi dane i obiekty reprezentowane przez strzałki

Charakterystyka IDEF0

• Technika IDEF0 pozwala na modelowanie graficzne szerokiej grupy procesów biznesowych i wytwórczych na dowolnym poziomie szczegółowości

• Udostępnia prosty i spójny język pozwalający na precyzyjne odwzorowanie opisywanej rzeczywistości

• Jest narzędziem do wspomagania dialogu pomiędzy analitykiem, projektantem i użytkownikiem łatwym w użyciu i pozwalającym na eksponowanie dowolnych detali

Charakterystyka IDEF0

• Technika została przetestowana i sprawdzona przez wiele lat przez siły zbrojne, organizacje administracji oraz w biznesie

• Oprócz wersji podstawowej dostarczanej przez KBSI jest dostępny w wielu graficznych narzędziach komputerowych

• Rozszerzeniem możliwości jakie stwarza sam język modelowania jest precyzyjnie opisana metodyka modelowania i dokumentowania rozwiązań w całym cyklu życia projektu

Kostka ICOM

Wejście

Sterowanie

Wyjście

Mechanizm(zasób, wykonawca)

Odwołanie

Hierarchiczna struktura

diagramów

Diagram przepływu

danych

Podstawowy schemat blokowy

Podstawowy schemat

blokowy – przykład 1.

Podstawowy schemat

blokowy – przykład 2.

Model blokowy współzależności funkcjonalnych

Metodologia prof. Scheera

• Prof. August Wilhelm Scheer z Uniwersytetu Saarbrucken jest twórcą koncepcji informatyki gospodarczej

• Od wielu lat pracuje nad opisem metod umożliwiających mapowanie, analizę i reorganizację procesów gospodarczych

• Na stworzonej przez niego koncepcji oparte jest jedno z wiodących narzędzi, służących mapowaniu i reorganizacji procesów – pakiet programów ARIS

Pakiet programów ARIS

• Kompleksowe narzędzie służące mapowaniu i reorganizacji procesów

• Rozszerza tradycyjne obszary zainteresowania tego typu pakietów o zagadnienia związane z zarządzaniem jakością czy wspomaganiem handlu elektronicznego

• Duża baza modeli referencyjnych umożliwia tworzenie nowych procesów w oparciu o już istniejące wzorce

• Pakiet może być stosowany w przedsięwzięciach z zakresu reorganizacji procesów, wprowadzania norm zarządzania jakością czy wdrażania zintegrowanych systemów informatycznych (szczególnie w przypadku wdrażania systemu SAP R/3

Metodyka ARIS - perspektywy

• Organizacji (organization view), w której ukazane są elementy struktury organizacyjnej organizacji

• Danych (data view), przedstawiająca system informacyjny organizacji

• Funkcji (function view), ukazująca występujące w procesie funkcje i powiązania między nimi

• Sterowania (control view), łącząca wydarzenia, funkcje i wszystkie pozostałe elementy występujące w poprzednich trzech perspektywach; umożliwia na przedstawienie wzajemnych powiązań pomiędzy pozostałymi perspektywami

Metodyka ARIS – poziomy opisu

• Zdefiniowanie wymagań (requirements definition) – na poziomie tym określa się wymagania dla technologii informacyjnych

• Specyfikacja projektowa (design specification) – na tym poziomie powstaje specyfikacja systemu informacyjnego, który spełni postawione na pierwszym poziomie wymagania

• Opis implementacji (implementation description) – w ramach tego poziomu specyfikacja przekształcana jest we wdrożenie odpowiedniego sprzętu komputerowego i oprogramowania

Metodyka ARIS – poziomy opisu

• Z punktu widzenia modelującego i przekształcającego proces analityka najważniejszy jest pierwszy poziom – czyli zdefiniowanie wymagań dla systemu informacyjnego.

• Metodologia Scheera wyróżnia jeszcze jedną perspektywę – zasobów informacyjnych (resource view), która zawarta jest w poziomach specyfikacji projektowej (design specification) i implementacji (implementation description), i przez to nie występuje jako osobna perspektywa, tak jak pozostałe cztery wcześniej przedstawione perspektywy

Diagram eEPC (event-driven Process Chain)

• Umożliwia przedstawienie procesu jako łańcucha naprzemiennie następujących po sobie wydarzeń i działań

• W występującym w perspektywie funkcji drzewie funkcji ukazane mogą być jedynie zależności pomiędzy poszczególnymi działaniami

• Dopiero w diagramie eEPC ukazać można w chronologiczny sposób kolejność, w jakiej występują poszczególne działania w procesie

Diagram eEPC

• Poprzez zdarzenie (event) rozumie się fakt, iż obiekt przyjął stan, w którym steruje lub wpływa na dalszy przebieg procesu

• Zdarzenia inicjują działania, a zarazem są ich rezultatem• W odróżnieniu od działań, zdarzenia nie trwają w czasie,

są powiązane tylko z jednym punktem czasu• Każdy proces zaczyna się wydarzeniem inicjującym, a

kończy się wydarzeniem kończącym proces.

Logika w diagramie eEPC

• W niektórych przypadkach nastąpić może rozgałęzienie procesu w sytuacji, gdy rozdziela się on na czynności wykonywane równolegle, bądź wtedy, gdy występuje wiele wariantów przebiegu procesu – na przykład jedno działanie może powodować jedno lub wiele zdarzeń

• Do zobrazowania tej sytuacji w ARIS służą operatory logiczne – operator XOR, operator OR oraz operator AND, które wykorzystywane są zarówno do rozdzielenia procesu, jak i do połączenia dwóch lub wielu jego gałęzi

Logika w diagramie eEPC

• Umieszczenie na diagramie operatora XOR oznacza, że po zakończeniu danego działania występuje wiele wariantów dalszego przebiegu procesu, jednak w danym przebiegu nastąpić może tylko jeden wariant, ponieważ alternatywne możliwości wykluczają się wzajemnie

• Operator OR występuje w sytuacji, gdy w wyniku zakończenia działania dojść może do wykonania jednego lub kilku wariantów procesu

• Operator AND wykorzystywany jest gdy proces rozdziela się na dwa lub wiele wykonywanych równolegle podprocesów. Rozdzielenie to wystąpić może zarówno jako efekt wydarzenia, jak i działania i jest to jedyny operator, który może być umieszczony po wydarzeniu

Elementy diagramu EPC

EPC w VISIO

EPC - przykład

Aris 6.0Pl

Aris 6.0Pl