Сравнительный анализ нотаций моделирования бизнес-процессов

Cпоры о выборе нотации для моделирования бизнес-процессов по-прежнему не утихают. Анализу подвергаются возможности нотаций EPC (Event-driven Process Chains) и BPMN (Business Process Modeling Notation), синтаксис, набор примитивов языка описания и т. д. Однако сравнивать нотации и языки описания бизнес-процесса путем анализа их функциональности некорректно — является ли модель функциональной или процессной, определяет не только нотация, но и методология. Часто методология моделирования подменяется нотацией, что приводит к серьезным ошибкам в проектировании бизнес-процессов и появлению некачественных моделей.

Модели и перспективы

Модель — это материальное или мысленное представление объекта или явления, повторяющее одни свойства, существенные для целей конкретного моделирования, и опускающее другие, несущественные свойства, в которых модель может отличаться от прототипа. Сложный объект, например бизнес-процесс, описывается совокупностью моделей, каждая из которых отображает ограниченный набор свойств, а все вместе они описывают объект моделирования полностью. Каждая из частных моделей [1] связана с главным вопросом, на который должна давать ответ соответствующая модель. Выделяются четыре перспективы модели бизнес-процесса (см. рисунок).

Функциональная: «Что делают участники?». Описывает состав выполняемых работ.

Поведенческая: «Как работают участники?». Описывает очередность, расписание выполнения, бизнес-правила.

Информационная: «Что обрабатывают участники?». Описывает бизнес-сущности предметной области процесса.

Организационная: «Кто выполняет работу?». Описывает состав и структуру исполнителей.

Модель, описывающая какую-то перспективу, отвечает на несколько вопросов, но среди них всегда есть главный, на который модель должна дать исчерпывающий ответ, а на дополнительные может полностью не отвечать. В последнем случае надо быть особенно внимательным, перспектива модели определяется именно главным вопросом, а не вспомогательным.

Перспективы процесса

Функциональная перспектива

Функциональная модель описывает систему в статическом состоянии, помогает ответить на вопрос «что надо делать для достижения поставленной цели?». Ответом является перечень всех действий, которые необходимо выполнить, чтобы добиться запланированного результата. В управлении проектами широко применяется структурная декомпозиция работ (Work Breakdown Structure) — перечисленные в ней действия не связаны временной последовательностью. Аналогично, при моделировании процессов очень полезно создать структурную декомпозицию, которая поможет понять логику процесса и не забыть выполнить какую-либо важную функцию. Если две разные организации выполняют один и тот же процесс, то функциональная декомпозиция работ у них будет одинаковой, хотя очередность исполнения работ может меняться с учетом отличий их организационной структуры. Таким образом, функциональная модель слабо зависит от организационной структуры и может рассматриваться как справочная.

Часто функциональную модель ошибочно называют картой процессов; например, модели SCOR (The Supply-Chain Operations Reference-model) и ETOM (Enhanced Telecom Operations Map) содержат иерархии функций и цепочки создания ценности, но отнюдь не процессы [ 2 ]. Даже руководящие документы TeleManagement Forum призывают различать процесс как последовательность выполняемых действий и процесс как направление деятельности компании.

Аспекты поведенческой перспективы

Поведенческая перспектива, описывающая динамику системы, отвечает на вопрос «как работают участники?». Для ее моделирования используется диаграмма потоков управления. Основной вопрос «как?» можно разделить на три: «В какой очередности выполняются операции, образующие процесс? В какое время выполняется операция? Почему операции исполняются в заданной очередности?».

Ответ на первый вопрос дает бизнес-логика, которая представляет процедурное описание очередности исполнения работ, для ее графического отображения используется диаграмма потоков работ. Ответ на второй дает расписание исполнения процесса, определяющее, когда производится та или иная работа, время, затрачиваемое не ее исполнение, действия, предпринимаемые в случае нарушения графика исполнения. Ответ на третий вопрос дают бизнес-правила, являющиеся декларативным описанием ограничений, накладываемых на процесс.

Бизнес-логика процесса

Очередность операций, образующих процесс, принято называть бизнес-логикой, и для ее описания применяются диаграммы потоков работ (UML, EPC, ABC Flowchart — описания на базе блок-схем). Бизнес-логика содержит явные, предписывающие сведения о маршруте исполнения процесса, но лишь косвенно учитывает критерии принятия соответствующих решений.

Схема процесса включает элемент «ветвление», позволяющий направить исполнение процесса по одному из предопределенных маршрутов в соответствии с заранее заданными условиями. Ветвление есть элемент бизнес-логики, а условие, по которому осуществляется ветвление, есть бизнес-правило. Часто бизнес-аналитики не разделяют логику и правила и размещают на диаграмме элемент «ветвление», но опускают связанное с ним правило ветвления.

Диаграммы, описывающие бизнес-логику, визуально кажутся простыми и понятными, поскольку не включают бизнес-правила, график исполнения, корректирующие действия, выполняемые, когда показатели процесса выходят за рамки допустимых диапазонов, поэтому многие аналитики используют их для согласования с представителями бизнеса. Однако простота обманчива — разработчикам ИТ-систем приходится повторно собирать пропущенные сведения, причем их представление о процессе может сильно отличаться от взглядов аналитика. В результате модель не в полной мере описывает процесс, детали явно не фиксируются, а существуют лишь в головах программистов. Как следствие, модель процесса на бумаге не соответствует логике работы ИТ-системы — именно эти неточности исходного описания бизнес-процесса приводят к многочисленным доработкам, которые возникают на этапе внедрения информационных систем.

Бизнес-правила

Под бизнес-правилом принято понимать утверждение, определяющее или ограничивающее некоторые аспекты бизнеса. В отличие от процедурного описания, правила постулируют ограничения на исполнение процесса, но не определяют, как именно предполагается достичь результата. Специалист в области бизнес-правил Рональд Росс дает следующую классификацию бизнес-правил [3]:

• правила поведения определяют необходимость выполнить соответствующее действие и осуществить управляющее воздействие;
• правила определения устанавливают критерий применимости какого-либо бизнес-понятия, называемого фактом;
• правила вычисления помогают узнать значения искомых величин, называемых фактами; например, торговая скидка может определяться общим объемом закупок за определенный период, и т.д.;
• правила классификации помогают проверить истинность фактов; например, клиент считается VIP, если на его счете имеется определенная сумма и он не имел задолженности по платежам.

Ветвление процесса осуществляется на основе правила поведения, переключающего маршруты в соответствии со значением аргумента, принимающего значения «истинно» или «ложно», но что есть «истинно», а что есть «ложно», определяется правилом классификации, которое, в свою очередь, должно получить на вход некоторое значение, полученное с использованием правила вычисления. Например, представим такую последовательность действий: вычислить величину скидки как функцию от размера текущего заказа (правило вычисления); классифицировать размер скидки: большая, средняя, низкая (правило классификации); отправить сделку на одобрение руководителю с соответствующим уровнем полномочий (правило поведения). Однако получила распространение порочная практика размещения на схеме элемента «ветвление» с включением прямо в него и правила поведения, и правила определения, что делает схему негибкой, а описание неполным. Итак, следует явно выделять все правила в отдельные конструкции на диаграмме потоков работ, что поможет аналитику четко локализовать соответствующую логику.

Расписание исполнения

В области материального производства широко применяется график выполнения работ, используемый для расчета времени, затрачиваемого на производство изделия. Для бизнес-процессов расписание работ имеет более сложный вид, поскольку каждая операция может исполняться вовремя, а весь процесс — с опозданием, из-за возвратов назад на повторную обработку.

Онтология времени, используемая для описания бизнес-процессов, содержит два базовых понятия: события и интервалы [4]. Под событием понимается точка на шкале времени, не имеющая длительности. События используются для координации исполнения разных процессов или ветвей одного процесса. Под интервалом понимается отрезок на шкале времени, заключенный между начальным и конечным событиями. Интервалы позволяют определить лимит времени, отводимый на исполнение отдельной операции или группы операций.

Сравнивая нотации моделирования бизнес-процессов, следует проанализировать, оперируют ли они базовыми понятиями «событие» и «интервал времени». Это помогает понять, позволяет ли нотация моделировать временные характеристики процесса, координировать исполнение процессов и их ветвей. Наши наблюдения показывают, что многие нотации моделирования бизнес-процессов не используют эти базовые понятия.

Степень детализации бизнес-логики

Чтобы ответить на вопрос «как?», диаграмма управления должна содержать максимально подробное описание действий, образующих процесс. Многие аналитики ограничиваются перечислением функций, без указания деталей их исполнения, предполагая, что исполнитель знает, как следует выполнить работу. Однако на практике сотрудники склонны выполнять работу с учетом своего индивидуального опыта, что приводит к высокой вариативности исполнения процесса. Нотации моделирования не определяют степени детализации описания, отдавая этот вопрос на откуп аналитику. Определим критерии детализации.

Руководящий документ Госстандарта России, «Методология функционального моделирования IDEF0» [5] вводит понятия «действие» и «операция». Действие определяется как «преобразование какого-либо свойства материального или информационного объекта в другое свойство», а операция — как «совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых действий».

Уточним эти определения для случая моделирования процессов. Действием будем называть работу, выполняемую участником над объектом процесса, изменяющую этот объект, но не приводящую к смене его состояния; например, участник ввел новые данные, но это не означает окончания обработки заявки. Операцией будем называть совокупность действий, приводящую к изменению состояния объекта; например, после выполнения всех проверок заявка может быть одобрена.

Диаграмма потоков работ обычно ограничивается уровнем операций. Считается, что излишняя детализация затрудняет понимание логики процесса. Диаграмма управления должна давать исчерпывающий ответ на вопрос о том, как исполняется процесс, иметь детализацию уровня действий. Как следствие, такие диаграммы оказываются излишне подробными, рискуют оказаться перегруженными деталями. Впрочем, это скорее вопрос стиля моделирования — многоуровневые структурированные модели могут сочетать в себе простоту бизнес-логики на верхнем уровне диаграммы и детальную подробность описания отдельных действий на нижнем.

Степень полноты бизнес-логики процесса

Большинство диаграмм потоков работ описывают ограниченный набор сценариев исполнения, определяя только наиболее очевидные маршруты. Они не включают редко исполняемые сценарии, оставляют вне внимания особые и исключительные ситуации. Такое неполное описание исполнения имеет право на существование, когда планируется разработать функциональную информационную систему, где человек определяет порядок исполнения операций. Однако при построении процессно-ориентированной системы порядок операций определяется самой системой, следовательно, модель должна покрывать все возможные сценарии исполнения, включая возвраты управления на предыдущий шаг или обгоняющие переходы, обходящие определенные шаги обработки, учитывать возможность эскалации проблемы, обработку исключительных ситуаций, иначе работа системы окажется невозможной.

Сравнительный анализ нотаций EPC и BPMN

Мы показали, что следует различать диаграммы потоков работ, потоков управления и модель процесса. Диаграмма потоков работ определяет бизнес-логику, очередность исполнения операций, имеет детализацию уровня операций, не включает расписание исполнения процесса и может не полностью определять бизнес-правила процесса. Диаграмма потоков управления уточняет диаграмму потоков работ в части расписания исполнения и бизнес-правил, имеет детализацию уровня действий, должна описывать все варианты исполнения, иначе говоря, она описывает технологию, гарантирующую достижение запланированного результата в случае точного выполнения заранее определенного набора действий. В отсутствие хотя бы одного компонента описание окажется неполным, технология не будет соблюдена. Модель процесса есть совокупность взаимоувязанных перспектив, каждая из которых описывает отдельные аспекты поведения процесса, а все вместе они образуют интегрированное, комплексное и полное представление о процессе и его исполнении. В том числе диаграмма потоков управления описывает поведенческую перспективу модели бизнес-процесса.

Нотация EPC является средством описания бизнес-логики процесса. Как показывает сравнение [6], нотация позволяет реализовывать основные паттерны бизнес-логики, не уступая остальным нотациям описания процессов. Диаграммы EPC часто не включают бизнес-правила, однако этот недостаток следует отнести не к нотации, как таковой, а к методологии применения. Что касается расписания исполнения, то тут надо отметить отсутствие средств моделирования временных характеристик исполнения. В нотации EPC присутствует конструкция «событие», однако она применяется для описания состояния объекта управления, а не для синхронизации исполнения. Методология EPC не акцентирует внимание на степени детальности и полноты получаемых диаграмм, оставляя этот вопрос на откуп аналитику. В отсутствие жесткой регламентации аналитики стремятся обеспечить простоту и читабельность диаграмм, поэтому ограничиваются описанием уровня операций и не стремятся выявить все маршруты исполнения. Нотация EPC часто используется для автоматизации с применением функционально-ориентированных систем, где человек играет ведущую, направляющую роль, так что отсутствие какого-либо сценария исполнения не является опасным. Все это позволяет классифицировать модели EPC как диаграмму потоков работ.

Нотации, включенные в ARIS, обладают чрезвычайно широкими возможностями по моделированию процессов, но не подкреплены открытыми и доступными для пользователей методологиями. Документ «Методология ARIS» [7] описывает не методологию, а правила применения нотации, что допускает широкие возможности «интерпретации» способов моделирования.

Проблема EPC связана с попыткой приспособить этот инструмент для решения слишком широкого круга задач, без объяснения правил применения для конкретного случая. Как результат, аналитики применяют многие конструкции и механизмы интуитивно и неосознанно. Иногда их замысел удается понять из контекста задачи, но вряд ли современный компьютер сможет сам проанализировать контекст в ходе преобразования диаграммы в исполняемый формат.

Нотация BPMN описывает логику процесса. Немного лучшая поддержка паттернов бизнес-логики, по сравнению с EPC [6], не является решающим преимуществом. Нотация оперирует понятиями «событие» и «интервал времени», содержит средства синхронизации веток процесса между собой и процессов друг с другом. Сама нотация не содержит рекомендаций разделять логику и правила, но руководства по правильному стилю моделирования включают такую рекомендацию [8]. Нотация BPMN применяется для создания процессно-ориентированных систем, где человек играет подчиненную, а система — ведущую роль, поэтому пропуск одного, даже самого редкого сценария не позволит выполнить работу и, следовательно, недопустим, соответственно модели BPMN покрывают все сценарии исполнения. Модели BPMN являются исполняемыми моделями, поэтому описывают все детали, вплоть до элементарных действий. Все вышесказанное позволяет классифицировать диаграмму BPMN как модель потоков управления.

Проблемы нотации BPMN связаны с тем, что схемы, как правило, оказываются перегруженными деталями и подробностями, потому трудночитаемыми. Выход видится в разработке методики построения иерархических многоуровневых моделей, где верхний уровень описывает контекст исполнения всего процесса, средний — логику исполнения, а нижний уровень — детали реализации отдельных операций.

Проблемы трансляции диаграммы EPC в исполняемый формат

Результаты моделирования в нотации EPC не всегда приводят к созданию модели, которая без существенных переделок может быть конвертирована в исполняемый формат BPM.

Перечислим типовые ошибки моделирования.

У начинающих аналитиков модель EPC описывает наиболее вероятный вариант исполнения, опуская редко используемые альтернативные маршруты: на их схемах редко встретишь описания действий в нестандартных и исключительных ситуациях.

Очень часто модели не в полной мере фиксируют все критерии принятия решения. Как следствие, модель приходится повторно дорабатывать с целью уточнения бизнес-правил.

Аналитики не обращают внимание на изменение объекта управления процесса. Представим себе описание технологического процесса, включающего изготовление комплектующих. Если комплектующие производятся под заказ, то можно включить описание их изготовления в основной процесс, но если комплектующие производятся асинхронно к основной детали, то их производство должно быть отдельным процессом со своим объектом управления. Аналитик должен тщательно следить за объектом управления процессом, так как его смена является признаком возможного разделения сквозного процесса на цепочку взаимодействующих процессов.

Недостаточная степень детализации процесса приводит к необходимости повторного уточнения и описания упущенных деталей на этапе подготовки требований к разрабатываемой ИТ-системе.

Диаграммы EPC не описывают расписания исполнения, опускают вопросы синхронизации ветвей одного процесса между собой и с другими, внешним процессами.

Таким образом, можно сказать, что проблемы EPC лежат в области методологии ее применения, и при наличии соглашения о моделировании, которое бы определяло все детали разрабатываемой модели, большинства проблем, за исключением временных параметров исполнения, удалось бы избежать.

***

Не нотация, а методология определяет, является ли модель функциональной или процессной. Модель процесса есть многослойное описание, включающее взаимоувязанные описания функциональной, поведенческой, информационной и организационной перспектив. Для описания поведенческой перспективы следует использовать диаграмму потока управления, которая дает исчерпывающий ответ на вопрос «как исполняется процесс?», и в том числе определяет последовательность операций, бизнес-правила, расписание исполнения, имеет детализацию уровня действий и описывает все возможные сценарии исполнения. Диаграмма потоков работ, которую необоснованно называют моделью процесса, не описывает всех деталей поведения процесса и не является процессной диаграммой.

Многие модели, которые используются в практике реинжиниринга, не удовлетворяют всем перечисленным требованиям и потому не могут называться процессными. Возникает вопрос: может быть, именно в этом кроется неудача этих проектов реинжиниринга бизнес-процессов?

Литература 

1. B. Curtis, M. Kellner, J. Over. Process Modeling, 1992.
2. eTOM, Representative process flows. ITU. s.l.: Telecommunication Standardization Sector Of ITU, 2004.
3. R. Ross. Principles of the Business Rule Approach. Addison-Wesley Professional (2003).
4. C. Pedrinaci, Domingue, A. Alves de Medeiros. A Core Ontology for Business Process Analysis, Proceedings of the 5th European semantic web conference on The semantic web: research and applications, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2008.
5. Методология функционального моделирования IDEF0. Москва: Госстандарт России, 2000.
6. N. Russell, A. ter Hofstede, W. M. P. van der Aalst, N. Mulyar, Workflow control-flow patterns.
7. Methods ARIS 7.0. Saarbrucken: IDS Scheer AG, 2005.
8. B. Silver, BPMN Method & Style. Cody-Cassidy Press, 2009.

Игорь Федоров (Igor.Fiodorov@bpexpert.ru) – директор, "Центр компетенции процессного управления", МЭСИ (Москва).