Тебекин В.В. Теоретические основы компьютерных информационных технологий

Подождите немного. Документ загружается.

151

Основные типы:

– средства анализа (Upper CASE), предназначенные для построения и

анализа моделей предметной области;

– средства анализа и проектирования (Middle CASE), поддерживаю-

щие наиболее распространенные методологии проектирования и исполь-

зующиеся для создания проектных спецификаций (выходом таких средств

являются спецификации компонентов и интерфейсов системы, архитекту-

ры системы, алгоритмов и структур данных);

– средства проектирования баз данных, обеспечивающие моделиро-

вание данных и генерацию схем баз данных (как правило, на языке SQL)

для наиболее распространенных СУБД.;

– средства разработки приложений;

– средства реинжиниринга, обеспечивающие анализ программных

кодов и схем баз данных и формирование на их основе различных моделей

и проектных спецификаций.

– Вспомогательные типы:

– средства планирования и управления проектом (SE Companion,

Microsoft Project и др.);

– средства конфигурационного управления (PVCS (Intersolv));

– средства тестирования (Quality Works (Segue Software));

– средства документирования (SoDA (Rational Software)).

Классификация по категориям определяет степень интегрированности

по выполняемым функциям и включает отдельные локальные средства,

решающие небольшие автономные задачи (tools), набор частично интегри-

рованных средств, охватывающих большинство этапов жизненного цикла

ИС (toolkit), и полностью интегрированные средства, поддерживающие

весь ЖЦ ИС и связанные общим репозиторием. Помимо этого CASE-

средства можно классифицировать по следующим признакам:

– применяемым методологиям и моделям систем и баз данных;

– степени интегрированности с СУБД;

– доступным платформам.

Однако, несмотря на все потенциальные возможности CASE-средств,

существует множество примеров их неудачного внедрения, в результате

которых CASE-средства становятся не востребованными. Это связано со

следующими факторами:

– CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он мо-

жет быть получен только спустя какое-то время;

– реальные затраты на внедрение CASE-средств обычно намного пре-

вышают затраты на их приобретение;

– CASE-средства обеспечивают возможности для получения существен-

ной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения.

Также существуют причины, усложняющие определение возможного

эффекта от использования CASE-средств:

152

– широкое разнообразие качества и возможностей CASE-средств;

– относительно небольшое время использования CASE-средств в раз-

личных организациях и недостаток опыта их применения;

– широкое разнообразие в практике внедрения различных организаций;

– отсутствие детальных метрик и данных для уже выполненных и те-

кущих проектов;

– широкий диапазон предметных областей проектов;

– различная степень интеграции CASE-средств в различных проектах.

Вследствие этих сложностей доступная информация о реальных вне-

дрениях крайне ограничена и противоречива. Она зависит от типа средств,

характеристик проектов, уровня сопровождения и опыта пользователей.

Существуют противоречивые мнения, которые полагают, что, с одной сто-

роны, реальная выгода от использования некоторых типов CASE-средств

может быть получена только после одно- или двухлетнего опыта, с другой

стороны, воздействие может реально проявиться в фазе эксплуатации жиз-

ненного цикла ИС, когда технологические улучшения могут привести к

снижению эксплуатационных затрат.

Для успешного внедрения CASE–средств организация должна обла-

дать следующими качествами:

– пониманием ограниченности существующих возможностей и спо-

собностью принять новую технологию;

– готовностью к внедрению новых процессов и взаимоотношений

(культурой) между разработчиками и пользователями;

– четким руководством и организованностью по отношению к наи-

более важным этапам и процессам внедрения.

Если организация не обладает хотя бы одним из перечисленных ка-

честв, то внедрение CASE-средств может закончиться неудачей, независи-

мо от степени тщательности следования различным рекомендациям по

внедрению.

Использование CASE-средств предполагает необходимость долго-

срочных затрат на эксплуатацию, частое появление новых версий и воз-

можное быстрое моральное старение средств, а также постоянные затраты

на обучение и повышение квалификации персонала.

Для того, чтобы принять взвешенное решение относительно инве-

стиций в CASE-технологию, необходимо провести оценку отдельных

CASE-средств. Но неполные и противоречивые данные создают ряд

важных проблем:

– достоверная оценка отдачи от инвестиций в CASE-средства затруд-

нительна ввиду отсутствия приемлемых метрик и данных по проектам и

процессам разработки ПО;

– внедрение CASE-средств может представлять собой достаточно

длительный процесс и не принести немедленной отдачи. Возможно даже

краткосрочное снижение продуктивности, вследствие чего руководство

153

организации-пользователя может утратить интерес к CASE-средствам и

прекратить поддержку их внедрения;

– отсутствие полного соответствия между теми процессами и методами,

которые поддерживаются CASE-средствами, и теми, которые используются в

данной организации, может привести к дополнительным трудностям;

– CASE-средства зачастую трудно использовать в комплексе с други-

ми подобными средствами. Это объясняется как различными парадигмами,

поддерживаемыми различными средствами, так и проблемами передачи

данных и управления от одного средства к другому;

– некоторые CASE-средства требуют слишком много усилий для то-

го, чтобы оправдать их использование в небольшом проекте, при этом тем

не менее можно извлечь выгоду из той дисциплины, к которой обязывает

их применение;

– негативное отношение персонала к внедрению новой CASE-

технологии может быть главной причиной провала проекта.

Грамотный и разумный подход к использованию CASE-средств по-

зволяет преодолеть все перечисленные трудности. Успешное внедрение

CASE-средств приносит следующие выгоды:

– высокий уровень технологической поддержки процессов разработ-

ки и сопровождения ПО;

– положительное воздействие на некоторые или все из перечислен-

ных факторов: производительность, качество продукции, соблюдение

стандартов, документирование;

– приемлемый уровень отдачи от инвестиций в CASE-средства.

Разработка и реализация проекта АСОИ могут выполняться как в

полном объеме, так и фрагментарно. Можно осуществлять автоматизацию

по этапам, так как обработанная на этапе обследования информация явля-

ется базой для выполнения последующих этапов. Возможно функциональ-

ное наращивание системы, ее развитие и тиражирование, а также внедре-

ние программно-технических комплексов в учреждениях и на предприяти-

ях в различных областях деятельности.

10.2. Понятие о реинжиниринге бизнес-процессов

Реинжиниринг (Reengineering) представляет собой систематическую

трансформацию существующей системы с целью улучшения ее характери-

стик качества, поддерживаемой ею функциональности, понижения стои-

мости ее сопровождения, вероятности возникновения значимых для заказ-

чика рисков, уменьшения сроков работ по сопровождению системы.

Экономическую деятельность компании (организации) можно пред-

ставить как систему осуществления бизнес-процессов.

Бизнес-процесс – это совокупность различных видов деятельности, в

рамках которой путем использования одного или более видов ресурсов

154

создается продукт, имеющий ценность для потребителя. Бизнес-процесс

можно представить как ряд логически взаимосвязанных заданий, нацелен-

ных на достижение результата. При этом бизнес-процесс обладает важны-

ми особенностями:

– имеет своих внешних или внутренних «платежеспособных» заказ-

чиков (получателей);

– выходит за границы организации, то есть протекает поверх или

сквозь барьеры, существующие между подразделениями компании, а так-

же между разными компаниями, связанными между собой различными от-

ношениями.

Реинжиниринг бизнес-процессов (Business Process Reengineering) –

фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-

процессов для достижения существенных (в десятки и сотни раз) улучшений

таких ключевых для современного бизнеса показателей результативности, как

затраты, качество, уровень обслуживания и оперативность [7, 43].

Реинжиниринг бизнес-процессов, в отличие от известных в последние

десятилетия многочисленных методов постепенного совершенствования

работы компаний, означает, по сути, решительную, стремительную и глу-

бокую перестройку основ внутрифирменной организации и управления.

Впечатляющие результаты, достигнутые на этом пути рядом компаний

(Ford, IBM Credit, Bell Atlantic Corporation, Kodak ), сделали это направле-

ние достаточно популярным.

Решающий вклад в разработку теории и практики современного ре-

инжиниринга внесли американский специалист М. Хаммеру (разработчик

концепции реинжиниринга, профессор школы бизнеса Гарвардского уни-

верситета, который был назван журналом Business Week одним из немно-

гих наиболее выдающихся «гуру» менеджмента 90-ых) и Дж. Чампи (ве-

дущий эксперт по внедрению идей реинжиниринга возглавляющий кон-

салтинговую фирму СSC Index). Именно они дали определение реин-

жиниринга и сформировали его значение как "создание компании заново"

(так сказать "с нуля").

В организациях, действующих на традиционных принципах глубокой

специализации, обычно отсутствует лицо, на которое возлагается полная

ответственность за тот или иной бизнес-процесс в целом. Ответственность

за бизнес-процесс в таких организациях, как правило, разделена по вкладу

в его реализацию того или иного функционального подразделения, напри-

мер маркетингового, финансового или производственного. Присущее ре-

инжинирингу бизнес-процессов потенциальное превосходство над тради-

ционным способом ведения дел может реализоваться, если привязать орга-

низационную структуру компании и всю ее деятельность к сквозным

бизнес-процессам.

Есть два основных подхода к реинжинирингу. Первый – это упроще-

ние и совершенствование бизнес-процессов, а второй – перепроектирова-

155

ние и реинжиниринг бизнес-процессов. Термины "реинжиниринг" и "пере-

проектирование" используются как взаимозаменяемые.

Совершенствование бизнес-процессов может привести к заметному

улучшению, однако всего лишь “приростному” по отношению к сущест-

вующему уровню ведения бизнеса. Для определения области совершенст-

вования бизнес-процессов посредством их упрощения необходим тща-

тельный и всесторонний анализ деятельности организации. Такое совер-

шенствование происходит за счет отказа от малоценных дополнительных

видов деятельности, параллельного выполнения тех видов деятельности,

которые ранее выполнялись последовательно, обобщения и систематиза-

ции наиболее важной информации (собираемой в критических точках про-

текания бизнес-процесса).

В противоположность просто совершенствованию реинжиниринг пред-

полагает осуществление радикальных, коренных изменений. Это может оз-

начать перепроектирование или перестройку как отдельных бизнес-

процессов, так и всей организации в целом, а также взаимоотношений с по-

ставщиками и потребителями. Подобная реструктуризация требует так назы-

ваемого инсайта (интуиции), осуществляется после глубокого и тщательного

обследования, вскрывающего как недостатки, так и скрытые неиспользован-

ные возможности персонала, процессов, информации и технологии, а также

после осмысления новых способов их эффективного взаимодействия.

Обычно выделяют три вида типичных бизнес-процессов: выработка

стратегии, разработка нового товара, выполнение заказов. Масштаб про-

граммы реинжиниринга зависит от того, сколько основных бизнес-

процессов будет ею охвачено. При этом могут быть получены как сущест-

венные успехи (например, уменьшение времени выполнения заказов с 30

до 3 дней в компании Bell Atlantic Corporation), так и неудачи.

Трансформация компании предполагает решительный отказ от тради-

ционно сложившихся порядков, определение, переосмысление, переоценку

и проведение изменений ключевых бизнес-процессов и структуры органи-

зации. Трансформация предполагает фундаментальное изменение сущно-

сти и характера выполняемых работ.

Один из решающих факторов успеха реинжиниринга – стремитель-

ность его претворения в жизнь. Поскольку реинжиниринг предполагает

коренную ломку устоявшихся управленческих функций и характера вы-

полняемых менеджерами работ, инициировать и возглавить этот процесс

должно высшее руководство компании во главе с лидером, который явля-

ется "фанатиком" реинжиниринга, т. е. не может менять свое мнение и не

хочет менять тему обсуждения.

Не менее важным фактором успеха (или провала) реинжиниринга

следует считать настроенность персонала на решительную и быструю пе-

рестройку не только и не столько организационной структуры корпорации,

но и (самое главное и, пожалуй, самое трудное) самого характера работы

156

каждого сотрудника и его рабочего окружения (готовность и умение вы-

полнять расширенный круг работ, нести ответственность не только за свои

собственные действия, но и за результаты командной работы).

Формирование команд, осуществляющих реинжиниринг бизнес-

процессов, требует значительных инвестиций, необходимых для проведе-

ния первоначального анализа бизнес-процессов, их перепроектирования и

последующего внедрения в практику функционирования организации.

Реинжиниринг бизнес-процессов требует от руководства формирова-

ния и распространения разделяемого всеми сотрудниками единого пони-

мания предпочтительного будущего организации и своего вклада в его

достижение, создания окружающей среды и инфраструктуры, которые бы

активно способствовали обучению персонала и его профессиональному

росту, предоставляли сотрудникам возможность руководствоваться в про-

цессе принятия решений творческим воображением, фантазией, изобрета-

тельностью и находчивостью.

Роль ИТ в процессе реинжиниринга

Ставка на ИТ как основной инструмент реинжиниринга является без-

основательной в тех случаях, когда под реинжинирингом понимают всего

лишь компьютеризацию традиционно сложившихся бизнес-процессов, так

как существует опасность полной имитации компьютером имевшихся не-

достатков, присущих неэффективным бизнес-процессам. Поэтому внедре-

нию информационных технологий должны предшествовать коренная пере-

стройка внутрифирменного управления, а затем встраивание информаци-

онных технологий во все обновленные бизнес-процессы.

Так, например, компания IBM Credit могла бы на основе внедрения

компьютерной сети в существовавшую организационно-управленческую

систему ускорить прохождение заявок на кредиты всего лишь на 10%. В то

же время компьютеризация подвергшихся реинжинирингу бизнес-

процессов обеспечила более чем 90%-ный рост производительности.

Компания Ford в случае компьютеризации существовавшего процесса

платежей своим поставщикам могла бы отказаться от 100 из 500 сотрудни-

ков отдела по работе со счетами поставщиков, а путем реинжиниринга это-

го процесса с последующей его компьютеризацией она сократила числен-

ность сотрудников этого отдела на 400 человек.

Компания Kodak могла бы за счет использования современных рабо-

чих станций автоматизированного проектирования всего на несколько су-

ток сократить существовавший процесс разработки новой продукции и не-

обходимого технологического оборудования. Однако на основе компьюте-

ризации прошедшего реинжиниринг процесса было достигнуто 50%-ное

сокращение сроков разработки.

Реинжиниринг целесообразно использовать :

– при низкой эффективности отдельных направлений деятельности

компании;

157

– при угрозе потери конкурентного преимущества ;

– при высоких темпах роста, приводящих к снижению потребитель-

ского качества производимой продукции;

– в ходе упорядочивания информационных потоков и внедрения;

– перед внедрением или модификацией информационных технологий;

– в ходе комплексной оптимизации оргструктуры предприятия.

При проведении реижиниринга бизнес-процессов решаются следую-

щие задачи:

– определяются бизнес–процессы, приоритетные для эффективной

работы компании и соответствующие ее стратегическим целям;

– проводятся анализ и оценка их оптимальности по параметрам: из-

держки, качество, скорость, информация, принятие решений и т. п.;

– строится оптимальная модель выполнения процесса;

– определяются критерии качества, предъявляемые к конечному и

промежуточным результатам, а также нормативы выполнения;

– перерабатываются или разрабатываются заново формы – носители

информации о ходе и результатах выполнения каждой операции;

– разрабатываются административные инструкции (регламенты), де-

тально регламентирующие последовательность и содержание работ каждо-

го сотрудника, участвующего в бизнес-процессе;

– проводится тренинг сотрудников.

Организация приобретает:

– современные формы управленческого планирования, контроля и

учета, которые легко поддаются переводу в информационные технологии,

но могут использоваться и в традиционной "бумажной" технологии;

– подробные инструкции по выполнению бизнес-процессов, которые

не дают возможности сотрудникам некачественно выполнять свои обязан-

ности, но оставляют за ними право на самостоятельное принятие решений

в рамках их областей ответственности;

– обученных сотрудников, которые умеют отлично делать свою работу и

применяют свои возможности в области, где они достаточно компетентны.

Это позволяет повысить качество и скорость производства рыночного

или внутреннего продукта с одновременным снижением издержек, про-

фессионализм сотрудников, конкурентоспособность компании. Наряду с

этим происходят усиление эксплуатации сотрудников и связанные с этим

проблемы социально-психологического характера, необходимость прове-

дения целенаправленной работы по изменению корпоративной культуры.

После проведения реинжиниринга в первоначальный период работы по

новым стандартам необходимо проводить детальный контроль за их выполне-

нием с целью принятия сотрудниками новых моделей поведения и стереоти-

пов деятельности, а также оперативного выявления отклонений оптимизиро-

ванной модели бизнес-процесса от меняющихся условий деятельности.

Реинжиниринг бизнес-процессов не рекомендуется применять в слу-

чаях крайне неопределенной позиции компании на рынке.

158

10.3. Системы автоматизированного проектирования

Системы автоматизированного проектирования – комплекс про-

граммно-аппаратных средств автоматизации проектных конструкторско-

технологических, а также производственных работ.

В САПР выделяют две основные задачи: задача анализа, связанная с

определением функции объекта или системы по заданному описанию и

оценкой возможных проектных решений; задача синтеза – она связана с

созданием самого объекта и проектной документацией.

Компьютерные САПР в настоящее время известны как CAD-системы.

CAD-системы (Computer Aided Engineering) – САПР, предназначен-

ные для автоматизации проектно-конструкторских работ, общепринятое

международное обозначение систем для разработки моделей объектов, на-

пример деталей в машиностроении.

Среди широко используемых систем можно выделить следующие.

ArchiCAD – интегрированная объектно-ориентированная трехмерная

система автоматизированного проектирования для архитектурно-строи-

тельных задач (главный программный продукт фирмы Graphisoft).

ArchiCAD позволяет одновременно работать над созданием проекта

и составлять сопутствующую строительную документацию, так как про-

грамма хранит полный объем информации о проектируемом здании:

планы, разрезы, перспективы, перечень необходимых стройматериалов,

а также замечания архитектора, сделанные в процессе работы. Все изме-

нения, вносимые в проект, автоматически отражаются в конструктор-

ской документации. На любом этапе работы можно увидеть проектируе-

мое здание в трехмерном виде, в разрезе, в перспективе, сделать анима-

ционный ролик.

AutoCad – система автоматизации формирования чертежной докумен-

тации. AutoCAD фактически являясь промышленным стандартом в области

САПР, стабильно развивается в течение длительного периода и широко ис-

пользуется в странах СНГ. В настоящее время под AutoCAD разработано

множество специализированных приложений для различных отраслей ин-

женерной деятельности – от машиностроения до строительства.

CAE (Computer Aided Engineering) – системы поддержки инженерно-

го анализа, т.е системы, предназначенные для проведения различных видов

инженерных расчетов (на прочность, теплопроводность и т. д.).

CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life Cycle Support) – со-

временный подход к проектированию и производству высокотехнологичной

и наукоемкой продукции, заключающийся в использовании компьютерной

техники и современных информационных технологий на всех стадиях жиз-

ненного цикла изделия (ЖЦИ). Данные технологии позволяют значительно

повысить качество выпускаемой продукции и сократить сроки ее проектиро-

вания и выпуска. Основная идея заключается в создании электронного опи-

159

сания и сопровождения изделия на всех этапах его жизненного цикла. Элек-

тронное описание должно соответствовать принятым отечественным и меж-

дународным стандартам в данной предметной области. Это технология ин-

формационного сопровождения создания изделия.

CAM (Computer Aided Manufacturing) – системы для автоматической

или автоматизированной компьютерной поддержки изготовления объектов

(разработки программ обработки деталей или технологической оснастки).

MathCad – система автоматизации математических расчетов, как

численных, так и аналитических. Система сочетает в себе возможности

проведения расчетов и подготовки форматированных научных и техниче-

ских документов. Научно-технические документы представляются в виде

объектов – формул и текстовых блоков, которые приводятся при вводе в

стандартной форме. Графические зависимости в системе строятся автома-

тически на основе формул и результатов расчетов.

PDM (Product Data Management) – системы управления проектны-

ми данными. Они используются на всех этапах проектирования, позво-

ляя осуществлять режим коллективного проектирования, автоматизируя

функции управления, связанные с этим режимом (назначение и обеспе-

чение структуры ответственности, прав доступа, ведение базы данных

проекта и т. д.).

Компонентами систем автоматизированного проектирования являются

аппаратная часть, операционная система и прикладной программный про-

дукт, которые взаимодействуют друг с другом. Реализовано такое взаимо-

действие в различных системах по-разному. Например, в некоторых узко-

специализированных системах графическая среда является частью самой

прикладной программы и не может использоваться другими приложениями.

В других CAD-системах графическая среда входит в семейство прикладных

программ-модулей в качестве системного ядра. Модули, установленные на

одну машину, используют графическое ядро совместно.

CAD-системы третьей группы, так называемые открытые системы, к

которым относится AutoCAD, рассматривают графическую среду как уни-

версальный графический редактор, поддерживающий встроенные или

внешние средства программирования и допускающий создание специали-

зированных программ-надстроек независимыми разработчиками.

10.4. Технологии искусственного интеллекта (ИИ)

Интеллект (intelligence) происходит от латинского intellectus, что

означает ум, рассудок, разум; мыслительные способности человека. Ин-

теллектом человека называют способность мозга решать интеллектуаль-

ные задачи путем приобретения, запоминания и целенаправленного пре-

образования знаний в процессе обучения на опыте и адаптации к разно-

образным обстоятельствам.

160

Под термином "знания" подразумевается характеризующий предмет-

ную область набор понятий и связей между ними, законы, связывающие

между собой объекты предметной области, процессы, события. Для преоб-

разования знаний в форму, необходимую для работы с ИС, существуют

модели представления знаний: логическая, сетевая, продукционная и

фреймовая [7, 30, 40].

Соответственно искусственный интеллект (AI – artificial intelligence)

обычно толкуется как свойство автоматических систем брать на себя отдель-

ные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать опти-

мальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального ана-

лиза внешних воздействий.

В настоящее время искусственный интеллект (ИИ) – целое научное

направление, связанное с попыткой формализовать мышление человека.

Оно имеет длительную историю, связанную с попытками многих ученых

описать мышление в виде совокупности операций, правил и процедур

(Платон, Аристотель, Декарт, Лейбниц, Буль). Но качественный скачок в

развитии ИИ произошел при возникновении и развитии кибернетики.

Исследования по ИИ в 60–70-х годах привели к возникновению двух

самостоятельных научных направлений: моделирование результатов ин-

теллектуальной деятельности (машинный интеллект), моделирование

биологических систем (искусственный разум).

В первом направлении ИИ рассматривается как продукт интеллекту-

альной деятельности человека и его стремятся воспроизвести средствами

современной техники, т. е. ЭВМ. Таким образом, происходит автоматиза-

ция конкретной задачи или вида интеллектуальной деятельности (машин-

ный интеллект). Примером использования машинного интеллекта является

современная робототехника.

Во втором направлении рассматриваются нейрофизиологические и

психологические механизмы интеллектуальной деятельности (разумного

поведения человека). Эти механизмы воспроизводятся с помощью техни-

ческих средств с целью максимального совпадения работы устройств с по-

ведением человека в определенных установленных пределах (искусствен-

ный разум). В сравнении с машинным интеллектом искусственный разум

стремится воспроизвести более широкий спектр проявлений разумной дея-

тельности человека. Реализация искусственного разума осуществляется по

двум направлениям: моделирование биологических систем и эвристиче-

ское программирование и моделирование.

При моделировании биологических систем объектом моделирования

являются структуры и процессы в нервной системе – это нервные клетки

(нейроны) и их взаимосвязанные структуры (нейронные сети). Нейрон – это

клетка, имеющая отростки: дендриты и аксоны. Дендриты обеспечивают по-

ступление входных воздействий, а аксоны отводят выходные реакции. С по-

мощью данных отростков образуется множество переплетенных связей.