Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем
Бізнес-моделі організаційних систем визначають сутності організаційних систем та формалізують відношення між ними. Подальша інтеграція таких бізнесмоделей є необхідною умовою інжинірингу організаційних систем в конкурентних ринкових умовах. Інтеграцію бізнес-моделей організаційних систем можна здійс...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Проблемы управления и информатики |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/207523 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем / Маслянко П.П., Майстренко А.С. // Проблемы управления и информатики. — 2012. — № 4. — С. 143–157. — Бібліогр.: 24 назви. - рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-207523 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-2075232025-10-09T00:16:07Z Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем Інтеграція різнорідних бізнес-моделей організаційних систем Integration of the Heterogeneous Enterprise Business Models Маслянко, П.П. Майстренко, А.С. Экономические и управленческие системы Бізнес-моделі організаційних систем визначають сутності організаційних систем та формалізують відношення між ними. Подальша інтеграція таких бізнесмоделей є необхідною умовою інжинірингу організаційних систем в конкурентних ринкових умовах. Інтеграцію бізнес-моделей організаційних систем можна здійснити з використанням специфікації сутностей системи. На основі специфікації можна формалізувати поняття «моделі інтеграції» сутностей системи, а також обгрунтувати необхідність і достатність інтеграції елементів організаційної системи для її існування. Модель інтеграції дозволяє сформулювати підхід до реалізації бізнес-моделей з використанням різних інструментів моделювання, а також обгрунтувати їх вибір. The enterprise business models define the enterprise entities and formalize relations between them. The consequent integration of such business models is a hard requirement for the enterprise engineering under competitive market conditions. The enterprise business model integration can be achieved based on the specification of the enterprise entities. Using the entities’ specification it is possible to formalize the term «integration model» of the enterprise entities, and substantiate the necessity and sufficiency of the enterprise entities integration for the existence of the system. The integration model makes it possible to define an approach to the implementation of the business models by means of different modeling instruments, and also provides a guide for choosing such instruments. 2012 Article Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем / Маслянко П.П., Майстренко А.С. // Проблемы управления и информатики. — 2012. — № 4. — С. 143–157. — Бібліогр.: 24 назви. - рос. 0572-2691 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/207523 001.57+303.732.4+65.014 10.1615/JAutomatInfScien.v44.i7.70 ru Проблемы управления и информатики application/pdf Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Экономические и управленческие системы Экономические и управленческие системы |
| spellingShingle |
Экономические и управленческие системы Экономические и управленческие системы Маслянко, П.П. Майстренко, А.С. Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем Проблемы управления и информатики |
| description |
Бізнес-моделі організаційних систем визначають сутності організаційних систем та формалізують відношення між ними. Подальша інтеграція таких бізнесмоделей є необхідною умовою інжинірингу організаційних систем в конкурентних ринкових умовах. Інтеграцію бізнес-моделей організаційних систем можна здійснити з використанням специфікації сутностей системи. На основі специфікації можна формалізувати поняття «моделі інтеграції» сутностей системи, а також обгрунтувати необхідність і достатність інтеграції елементів організаційної системи для її існування. Модель інтеграції дозволяє сформулювати підхід до реалізації бізнес-моделей з використанням різних інструментів моделювання, а також обгрунтувати їх вибір. |
| format |
Article |
| author |
Маслянко, П.П. Майстренко, А.С. |
| author_facet |
Маслянко, П.П. Майстренко, А.С. |
| author_sort |
Маслянко, П.П. |
| title |
Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем |
| title_short |
Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем |
| title_full |
Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем |
| title_fullStr |
Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем |
| title_full_unstemmed |
Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем |
| title_sort |
интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Экономические и управленческие системы |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/207523 |
| citation_txt |
Интеграция разнородных бизнес-моделей организационных систем / Маслянко П.П., Майстренко А.С. // Проблемы управления и информатики. — 2012. — № 4. — С. 143–157. — Бібліогр.: 24 назви. - рос. |
| series |
Проблемы управления и информатики |
| work_keys_str_mv |
AT maslânkopp integraciâraznorodnyhbiznesmodelejorganizacionnyhsistem AT majstrenkoas integraciâraznorodnyhbiznesmodelejorganizacionnyhsistem AT maslânkopp íntegracíâríznorídnihbíznesmodelejorganízacíjnihsistem AT majstrenkoas íntegracíâríznorídnihbíznesmodelejorganízacíjnihsistem AT maslânkopp integrationoftheheterogeneousenterprisebusinessmodels AT majstrenkoas integrationoftheheterogeneousenterprisebusinessmodels |
| first_indexed |
2025-10-09T01:10:08Z |
| last_indexed |
2025-10-12T01:08:03Z |
| _version_ |
1845736278718414848 |
| fulltext |
© П.П. МАСЛЯНКО, А.С. МАЙСТРЕНКО, 2012
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 143
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И УПРАВЛЕНЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
УДК 001.57+303.732.4+65.014
П.П. Маслянко, А.С. Майстренко
ИНТЕГРАЦИЯ РАЗНОРОДНЫХ БИЗНЕС-МОДЕЛЕЙ
ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Введение
Исследуемые организационные системы — сложные социально-экономичес-
кие системы. Они не только содержат большое количество подсистем различного
предназначения, но также взаимодействуют между собой. Для изучения таких си-
стем, их сущностей и отношений, а также межсистемных отношений можно при-
менить методологию прикладного системного анализа [1]. В терминах этой мето-
дологии исследование системы — это возможность выполнения анализа и синтеза
системы.
В работе [2] авторы предлагают моделировать организационную систему с
использованием метамоделирования, опираясь на трехуровневую модель: «сущ-
ность» – «класс» – «объект». На рис. 1 представлена такая модель организацион-
ной системы, элементы которой объединены отношением «instance», определяе-
мым метамоделированием [2, 3]. Для каждого из этих уровней можно построить
бизнес-модель, исходя из ее определения [4]. Такие бизнес-модели объединены
между собой отношением instance.
«metaclass»
«Организационная система»
Сущность
«Организационная система»
Класс
«Организационная система»
Объект : Класс
«instance» «instance»
«metaclass»
«Бизнес-модель»
Сущность
«Бизнес-модель»
Класс
«Бизнес-модель»
Объект : Класс «instance» «instance»
Рис. 1
По определению бизнес-модель организационной системы является системой
представлений организационной системы [4]. Представление является формали-
зацией сущностей системы и отношений между ними на основании выбранного
множества признаков системы и ее элементов. Для каждой системы можно со-
здать несколько различных представлений. По виду они могут быть структурны-
ми и динамическими, представлениями управления и представлениями использо-
вания [5]. Для непосредственного создания реализаций представлений использу-
ются разные инструменты — язык моделирования UML, дифференциальные
уравнения, лингвистические модели и т.д. [6]. В результате применения различ-
ных возможных инструментов моделирования может быть создано множество
различных реализаций представлений организационной системы.
Все представления объекта исследования описывают один и тот же объект, по-
этому могут существовать некоторые «пересечения» представлений. Понятно, что в
таких пересечениях представления не должны (по меньшей мере) противоречить
144 ISSN 0572-2691
друг другу. Таким образом, необходимо обеспечить сопоставление (а также после-
дующую интеграцию и интероперабельность) представлений и их реализаций. Пе-
ресечения представлений могут возникать, например, в следующих случаях:
1) необходимость взаимодействия двух представлений, т.е. представления рас-
крывают разные сущности, а отношения между некоторыми сущностями выходят
за рамки представлений и являются отношениями между представлениями;
2) раскрытие внутренней природы элемента одного представления другим
представлением.
В [7] предлагается классификация отношений между представлениями, а так-
же выбор способа интеграции на основании такой классификации. В частности,
определяется три оператора интеграции: композиция (compose), пересечение
(weave) и объединение (merge).
В настоящей статье авторы рассматривают интеграцию представлений в про-
цессе исследования систем с использованием методологии прикладного систем-
ного анализа [1]. Эта методология состоит из двух основных фаз: анализа и синте-
за. Поэтому при интеграции представлений предлагается определить соответ-
ственно два уровня интеграции: спецификацию и реализацию (системы).
1. Интеграция на уровне спецификации выполняется в процессе анализа си-
стемы. Такая интеграция определяет потенциальную возможность взаимодей-
ствия представлений на основании определенной спецификации.
2. Интеграция на уровне реализации (системы) выполняется во время синте-
за системы. Такая интеграция определяет механизмы, которые предоставляют
возможность для взаимодействия реализаций интегрированных представлений.
В настоящей работе авторы рассматривают только интеграцию представле-
ний на основании спецификации. Все представления системы являются частью
единой системы, поэтому выполняются необходимые и достаточные условия
обеспечения возможности интеграции (моделей) представлений [8].
Интеграция на уровне реализации (системы) может базироваться, например,
на модели взаимодействия открытых систем (OSI) [9].
Бизнес-модели организационных систем, которые созданы с помощью еди-
ного инструмента, могут быть интегрированы, например, с использованием их
математической спецификации и формальных методов [10, 11]. Такой подход
требует формализации бизнес-моделей и представлений методами выбранного
математического инструмента, однако позволяет формально проверить соответ-
ствие созданной бизнес-модели и ее определения. Формальные методы имеют ряд
ограничений, которые описаны в [12, 13].
Разнородные бизнес-модели организационных систем могут быть интегриро-
ваны по-разному. Для различных пар инструментов моделирования разрабатыва-
ется свой подход к интеграции. В одном из существующих классов формализо-
ванных подходов предлагается определить возможные отношения между бизнес-
моделями до их создания, т.е. ограничить множество возможных бизнес-моделей.
К такому классу относятся, например, онтологическое моделирование организа-
ционных систем (enterprise ontology) [14] и подход на основании архитектуры ор-
ганизационных систем (enterprise architecture) [15, 16]. Другой класс подходов
предусматривает создание единой «центральной» модели, которая объединяет
элементы всех интегрируемых моделей [17]. Это приводит к дублированию сущ-
ностей бизнес-моделей, а также необходимости создания дополнительной слож-
ной модели.
Таким образом, актуальной является задача интеграции (и обеспечения инте-
роперабельности) представлений системы. Модель интеграции должна быть уни-
фицированной. Необходимо также обеспечить возможность ее использования для
произвольных представлений системы, т.е. независимость от вида представления
и инструмента моделирования. Для решения этой задачи предлагается использо-
вать спецификации представлений с учетом их признаков и отношений с другими
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 145
представлениями, т.е. факт принадлежности конкретной системе. Созданные реа-
лизации представлений должны удовлетворять спецификации, которая определе-
на для представления.
1. Основные понятия и определения
Для формального определения понятий «бизнес-модель» и «представление»
мы используем теорию систем [4]. Здесь и в дальнейшем используется аналити-
ческое определение понятия системы ),( RES как множества сущностей E
и отношений
nER между ними, которые необходимы и достаточны для су-
ществования системы. Сущности и отношения являются элементами системы.
Под существованием системы мы понимаем возможность реализации некоторого
интегрального свойства или нового качества (признака) системы за счет синергии
ее элементов [18].
Реализация системы S создается с использованием выбранного инструмента
(инструментов) моделирования T, т.е. ).,(),(: TT RETSimpl Реализация опре-
деляет сущности системы и отношения между ними в терминах T.
Для системы и/или ее элементов можно определить множество признаков.
Признак ),( vkf — это то, что выделяет (описывает, характеризирует) элемент
и состоит из двух частей: определения признака k и значения этого признака v для
данного элемента, т.е. .},),({: VvKkvkfREf Для прикладного
применения спецификации необходимо рассмотреть механизм определения со-
ставляющих K и V сущности «признак». Множество K определяет все возможные
названия признаков. Множество V может объединять в себе элементы разной при-
роды: скаляр, вектор, формулу или некоторое формальное выражение и др. Под
формальным выражением подразумевается определение с использованием некото-
рого формального языка (например, языка определения спецификации [11]).
Между множествами признаков системы )(SF и признаков ее элементов
)(cFREc существует отношение D [4]. Опираясь на определение системы и
это отношение, существование системы можно формализовать в виде
.)()(:),(:, SFcFDRESERE REc
n
Кроме того, признаки системы являются также фундаментом для определе-
ния понятия «представление» системы [4]. Представление ),(),(: REFSP яв-
ляется отображением системы S с использованием признака (признаков) F на
множество ее сущностей E и отношений R. Необходимо отметить, что для опре-
деления представления системы достаточно только названия признаков, т.е. мно-
жества .}),({)( FvkkFK Таким образом, каждая сущность, которая опре-
деляется представлением, имеет все признаки, используемые для создания пред-
ставления, с некоторыми конкретными значениями.
На основании представлений определяется понятие «бизнес-модель». Пусть
задана система ),( RES и ее признаки ,},,{)( 21 ffSF тогда бизнес-модель
)(SBM определяется как множество представлений на основании выбранного
множества признаков: .))},(),(({)(
)()(
BM
i
BM
i
BMi RSFFFSPpSBM
Выбор признака (множества признаков) для создания представления ip зависит
исключительно от условий задачи, для решения которой строится бизнес-модель.
Таким образом, если рассмотреть понятия и отношения, используемые в этой
статье в качестве сущностей теории систем, а также формализовать отношения
между ними, то можно определить профиль UML [5] теории систем. Вариант та-
кого профиля показан на рис. 2.
146 ISSN 0572-2691
«stereotype»
Отношение
[Element]
«stereotype»
Представление
[Element]
«stereotype»
Признак
[Element]
«stereotype»
Система
[Element]
«stereotype»
Бизнес-модель
[Element]
«stereotype»
Сущность
[Element]
Рис. 2
2. Организационная система и ее бизнес-модель
Опираясь на определение профиля теории систем (см. рис. 2), можно форма-
лизовать сущности, представленные на рис. 1. Для каждого уровня «сущность»,
«класс» и «объект» переход от организационной системы к соответствующей
бизнес-модели выполняется одинаково, поскольку сущности каждого уровня при
таком переходе рассматриваются как системы, без уточнения их отношений с
сущностями других уровней. Именно поэтому достаточно рассмотреть такой пе-
реход и дальнейшую формализацию представлений и реализацию представлений
только одного уровня (например, для уровня «сущность» организационная систе-
ма).
На рис. 3 графически представлено отношение понятий «сущность организа-
ционная система» и «реализация представления».
Пусть задана организационная система ),,( RES тогда одна из ее бизнес-
моделей определяется как ),},({)( BMi RPSBM .,1 ni Если бизнес-модель состо-
ит из системы представлений ,,,, 21 nPPP то представления этой системы формали-
зуются как ),},({),(
)()()( ii PP
j
i
BMi ReFSP ,,1 ni mj ,1 . На рис. 3, в частности, по-
казаны представления 1P и .2P Для каждого из них создаются реализации представ-
лений с использованием выбранного инструмента .kT Например, на рис. 3 показаны
две различные реализации представления :1P ),( 11 TPimpl и ),,( 21 TPimpl созданные
с использованием инструментов 1T и 2T соответственно. Такими инструментами мо-
гут быть, например, язык моделирования UML )( 1T и теория дифференциальных
уравнений ).( 2T Некоторые другие инструменты, которые можно использовать для
создания моделей, описаны в [6]. Для представления 2P также существует множество
реализаций (на рис. 3 — )},({ 22 TPimpl ).
«metaclass»
«Организационная система»
Сущность
«metaclass»
«Бизнес-модель»
Сущность
Система представлений
«Представление»
P1
«Представление»
P2
«Представление»
Реализация impl
(1, 1) T1 : P1
«Представление»
Реализация impl
(1, 2) T2 : P1
«Представление»
Реализация impl
(2, 2) T2 : P2
Реализация системы impl(S, T)
является определением
сущностей и отношений этой
системы с использованием
инструмента T
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 147
Рис. 3
Между представлениями 1P и 2P определено отношение (см. рис. 3). Оно суще-
ствует также и между соответствующими реализациями представлений, например
между реализацией ),( 212,1 TPimplimpl и реализацией ).,( 121,2 TPimplimpl Обес-
печение существования такого отношения ),( 1,22,1 implimpl и есть задача интеграции
реализаций представлений.
3. Интеграция и спецификация
Понятие «интеграция (моделей)» рассматривают в разных аспектах [19, 20].
Определение 1. Здесь и далее под термином «интеграция» мы понимаем фор-
мализацию отношений между сущностями системы, которая необходима и доста-
точна для существования системы.
При анализе системы, как первой фазы системного анализа [1], представле-
ния интегрируются на основании их определений. Представления являются сущ-
ностями бизнес-модели, поэтому определим понятие «спецификация сущности»
как формализованное описание свойств, характеристик и функций объектов [21].
С использование теории систем можно формализовать это понятие.
Определение 2. Под спецификацией )(eSpec сущности e системы ),( RES
)( Ee подразумевается множество признаков сущности )(eF с определенными
значениями и множество отношений ReR )( этой сущности с другими сущнос-
тями системы:
}.|{)(
)},(),(|)',{()(
,)(),()(
reRrreR
eFvkvkeF
eReFeSpec
(1)
Понятие «спецификация» также можно доопределить и для понятия «отно-
шение» за счет замены отношений )(eR в определении спецификации (1) на сущ-
ности, которые связаны этим отношением, т.е. }.|{)( reEeerE Тогда
спецификация отношения r будет определена как .)(),()( rErFrSpec
Из (1) следует, что спецификация определяется на основании признаков и
отношений сущности, т.е. в рамках некоторой среды существования сущности.
Для сущности такая среда существования — система. Для того чтобы распростра-
нить понятие «спецификация» на сущность «система», необходимо определить
среду существования системы.
Спецификация системы и спецификация ее элементов взаимозависимые. Это
объясняется синергетическим эффектом объединения элементов в систему, т.е.
созданием нового качества системы.
На основании понятия «спецификация» можно определить понятие «модель
интеграции». Для этого сначала доопределим понятие «спецификация», чтобы
показать спецификацию одного элемента системы по отношению к другому. Та-
кая спецификация будет содержать только те признаки сущности и ее отношения
с другими сущностями, которые важны (видимы) с точки зрения других элемен-
тов. Спецификация )|(
21 eeSpec сущности 1e по отношению к сущности 2e си-
стемы S определяется как
,)()(),|()|( 2111 22
eReReFeSpec ee
),,()(),(|),{()|( 11 2
vkeFvkvkeF e «видимая» с точки зрения .}на 12 ee
Определение 3. Модель интеграции двух элементов ( 1e и 2e ) системы S на
основании их спецификаций можно определить как равенство спецификаций этих
элементов относительно друг друга:
(2)
148 ISSN 0572-2691
.)|()|(
12 21 ee eSpeceSpec (3)
Понятие модели интеграции (3) возможно расширить на множество элемен-
тов }.,,,{ 21 neeeE Для этого необходимо выполнение равенства специфика-
ций произвольной пары элементов этого множества относительно друг друга:
.)|()|(:,,
ij ejeijiji eSpeceSpeceeEee (4)
Интеграция элементов множества E в систему на основании модели интегра-
ции (4) достигается за счет взаимного объединения всех элементов этого множе-
ства. Этот результат представлен в следующем утверждении.
Утверждение. Пусть задано множество элементов }.,1|{ nieE i Тогда
интеграция этих элементов на основании их спецификаций необходима и доста-
точна для существования системы ),,( RES т.е.
).()(:
),,(:,
)|()|(:,,
SFcFD
RESERE
eSpeceSpeceeEee
REc
n
ejeijiji ij
Доказательство. : По определению (2) спецификация элемента ie относи-
тельно другого элемента je состоит из признаков элемента ,ie которые важны по
отношению к элементу ,je и отношения ).,( ji ee Спецификации двух произвольных
элементов множества E равны, поэтому существует однозначно определенное мно-
жество отношений этих элементов — .nER Это множество определяется соответ-
ствующей частью спецификаций элементов. Таким образом, ).,(: RESR Такая
система S имеет все признаки своих элементов. За счет объединения элементов-
сущностей отношениями возникает имманентный потенциал системы к синергии,
т.е. возникают новые свойства и качества (дополнительные признаки) [4]. Таким
образом, )()(: SFcFD REc , что доказывает существование системы.
: Для доказательства достаточности рассмотрим две составляющие части
спецификации (отношения и признаки) и покажем равенство спецификаций через
равенство их соответствующих частей.
По определению система S состоит из сущностей E и отношений R между
ними. Множество отношений R единственно. Исходя из этого, отношения между
некоторыми двумя элементами будут равны, а следовательно, и отношения между
этими элементами в их спецификации относительно друг друга также будут рав-
ны. Таким образом, гарантируется равенство отношений. Аналогичным образом,
для системы S и ее элементов однозначно определено множество признаков, т.е.
равны будут и признаки этих элементов относительно друг друга Таким образом,
гарантируется равенство признаков спецификаций модели интеграции, и это до-
казывает достаточность формализации отношений между элементами множества
E (интеграции) на основании спецификации для существования системы. □
Соответствие представления и его реализации можно верифицировать на ос-
новании спецификации представления. Верификация выполняется с использова-
нием инструмента T, в терминах которого определены значения признаков.
4. Спецификация на основании онтологии
Спецификация сущности определяется в терминах теории систем, а значения
признаков, которые входят в спецификацию, — в терминах языка определения
признаков. Для реализации представления используется некоторый инструмент
моделирования T, термины которого могут не совпадать с терминами, которые
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 149
используются в спецификации. Именно
поэтому от спецификации элемента (1)
необходимо перейти к спецификации в
терминах языка выбранного инструмен-
та — спецификации на основании онто-
логии [14], или онтологической специ-
фикации элемента (рис. 4).
Определение 4. Под спецификацией
)(eSpecT сущности e системы ),( RES )( Ee мы понимаем множество при-
знаков сущности )(eF с определенными значениями и множество отношений
ReR )( этой сущности с другими сущностями системы, причем составляющие
признаков множества )(eF должны быть определены с использованием онтоло-
гии )(TO выбранного инструмента:
.}|{)(
)},(,)(),(|)',{()(
,)(),(')(
reRrreR
OvkeFvkvkeF
eReFeSpec
T (5)
Спецификация и онтологическая спецификация элемента в общем виде отли-
чаются друг от друга. Равенство достигается только в случае использования еди-
ного инструмента для реализации как всей системы, так и каждой из сущностей,
т.е. в (5): )(, TOvk для ).(eSpec Примером такого инструмента в программной
инженерии может быть язык моделирования UML [5] (с ограничением исключи-
тельно на интеграцию моделей). В языке UML признаками в спецификации будут
определения атрибутов и операций, а отношениями — отношения между сущно-
стями языка (классами, объектами, актерами и т.д.).
Таким образом, необходимо рассматривать два класса задач интеграции в за-
висимости от используемых инструментов:
1) интеграция моделей, созданных с помощью единого инструмента;
2) интеграция моделей, созданных с использованием разных инструментов.
Интеграция моделей, созданных с использованием единого инструмента, мо-
жет быть решена в терминологии этого инструмента без использования дополни-
тельных элементов теории систем. Интеграция моделей, созданных с помощью
разных инструментов, требует использования онтологических спецификаций для
их интеграции.
5. Выбор реализации сущности на основании спецификации
Для каждого представления может существовать множество реализаций
представлений, которые созданы с помощью различных инструментов. Реализа-
ции в разной мере могут соответствовать заданной спецификации представления.
Более того, в общем случае возможно, что ни одна из реализаций не соответству-
ет заданной спецификации. Кроме того, для решения конкретных задач, для кото-
рых создаются модели, не все инструменты моделирования могут применяться.
Поэтому возникает задача выбора реализации (реализаций) ),( iTeimpl представ-
ления e из множества всех возможных реализаций. Эта задача может быть форма-
лизована следующим образом:
.)]),,((),()([min
),(
CTeimplWTeimpleSpec ii
Teimpl i
(6)
SpecT(e1)
Spec((e1, e1))
Spec(e1)
e1 e2
Рис. 4
150 ISSN 0572-2691
Выражение (6) состоит из двух частей: количественной ),()( iTeimpleSpec
и качественной ).),,(( CTeimplW i Для удобства в выражениях (7)–(9) положим
).,( ii Teimplimpl
Количественная составляющая целевой функции определяет «расстояние»
(отличие) между спецификацией на элемент и реализацией этого элемента, вы-
полненной с использованием выбранного инструмента. Для определения такого
расстояния рассмотрим отдельно две составляющие спецификации — признаки
и отношения. В общем виде расстояние между спецификацией элемента и его ре-
ализацией можно представить следующим образом:
.),(),()(
)()(),()(')',(
i
eRr
t
implFvkeFvk
i implrvvTeimpleSpec
it
(7)
Понятно, что функция расстояние || должна быть определена в зависимости от
инструментария, который используется во время определения признаков. В самом
простом случае можно выбрать эту функцию так, что },1,0{|| т.е. признак в реали-
зации либо присутствует, либо отсутствует. Функция ),( iimplr определяет меру
наличия отношения в реализации представления, причем .1),(0 iimplr Анало-
гично || в самом простом случае можно выбрать эту функцию как
}.1,0{),( iimplr
В выражении (6) ),( CimplW i является качественной составляющей. Она
определяет целесообразность выбора реализации iimpl при заданных условиях
},,,{ 21 ncccC и может быть формализована следующим образом:
,),(
1
1),(
,1
nj
jii cimplw
n
CimplW (8)
где ),( ji cimplw — функция соответствия реализации iimpl условию ,jc и опре-
деляется как
условии.этомприприменитьможнореализациюесли,1
условии,этомприприменитьнельзяреализациюесли,0
),( ji cimplw (9)
Понятно, что .1),(0 CimplW i Для определения функции W необходимо
задать условия выбора реализации представления. Затем каждую реализацию
необходимо оценить по всем выбранным условиям следующим образом. Если ре-
ализацию iimpl можно применить при условии ,jc то ,1),( ji cimplw в против-
ном случае — .0),( ji cimplw Для достижения более точного выбора реализации
в выбранных условиях можно ввести весовые коэффициенты, которые упорядочат
важность этих условий.
6. Примеры интеграции разнородных представлений
организационных систем и их подсистем
Рассмотрим три примера: 1) интеграция в проектах системной инженерии,
2) интеграция математических и графических моделей и 3) интеграция графиче-
ских моделей.
Первым примером является интеграция разнородных представлений (и их
реализаций) в рамках проектов системной инженерии [4, 22]. Системная инжене-
рия объединяет традиционные инженерные дисциплины, т.е. состоит из процес-
сов междисциплинарного взаимодействия, которые необходимы и достаточны для
инжиниринга определенной системы. Таким образом, системная инженерия мо-
жет оперировать представлениями в терминах разных инструментов. Кроме того,
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 151
системная инженерия базируется на бизнес-профиле, поэтому необходима также
и его интеграция с онтологией предметной области создаваемой системы. Напри-
мер, системная инженерия финансово-инвестиционной деятельности на рынке
ценных бумаг объединяет в себе разнородные представления финансово-инвести-
ционной деятельности организационной системы. Интеграция этих представлений
выполняется на основании стандартов индустрии управления инвестициями и
рисками — BASEL II, Sarbanes-Oxley, IFRS [23].
Вторым примером интеграции представлений является интеграция матема-
тических и графических моделей. Необходимость такой интеграции возникает,
например, при моделировании бизнес-процессов организационной системы.
Рассмотрим производственный процесс, который производит два типа това-
ров: X и Y. Предположим, что для создания каждого из этих товаров необходимы
ресурсы двух видов (A и B) в равном количестве. Единица ресурса A стоит ,AQ
а B — .BQ Организационная система выделяет M единиц денег для приобретения
этих ресурсов. Производственный бизнес-процесс состоит из двух последова-
тельных шагов. На первом шаге закупаются ресурсы A и B, а на втором шаге про-
исходит потребление этих ресурсов и непосредственное создание товаров X и Y.
Такой производственный процесс можно рассмотреть как систему. Для опре-
деления бизнес-модели и формализации ее представлений используем разделение
процесса на шаги, выбирая признак ),( vkfstep так, что k «шаг процесса». То-
гда .)}),{,(( RfSPBM step Такой признак определяет бизнес-модель с двумя
представлениями }),{},,({ 21 rPPBM где отношение ).,( 21 PPr Значение при-
знака stepf для представления 1P является )1(v «закупка ресурсов», а для 2P —
)2(v «потребление ресурсов и создание товаров». Между этими представлениями
существует отношение ),( 21 PP , так как второе представление зависит от первого.
На рис. 5 показана диаграмма классов UML представлений, отношений меж-
ду ними, а также реализаций представлений с использованием выбранных ин-
струментов.
Для определения интеграции представлений и их реализаций необходимо
сначала определить их спецификацию. В табл. 1 определяются спецификации
представлений 1P и 2P на основании их признаков и отношений между ними.
На основании спецификаций представлений можно определить специфика-
ции одного представления относительно другого:
.)},{(},{)|(,)},{(},{)|( 21222131 12
PPfPSpecPPfPSpec PP
Понятно, что ),|()|(
12 21 PP PSpecPSpec т.е. удовлетворяются условия вы-
ражения (3) и интеграция выражений выполнена.
Рассмотрим реализацию представлений. Для их создания можно выбрать два
инструмента: 1T — «математическое моделирование» и 2T — «графическое мо-
делирование». Используя эти инструменты моделирования, можно создать,
например, три реализации представлений как предлагается на рис. 5: ),( 11 TPimpl ,
),( 21 TPimpl и ).,( 22 TPimpl
Под обозначением v() понимаем соответствие значения признака представлению P*.
152 ISSN 0572-2691
«Представление»
P1
«Представление»
P2
«Представление»
Реализация impl
(1, 1) T1 : P1
«Представление»
Реализация impl
(1, 2) T2 : P1
«Представление»
Реализация impl
(2, 2) T2 : P2
Рис. 5
Таблица 1
Специ-
фикация
Признак
if Определение признака
ik Значение признака )(
iv Отношение
)( 1PSpec
1f
1k «шаг процесса» )1(
1v
«закупка ресурсов»
),( 21 PP
2f 2k «потребляемые
ресурсы»
)1(
2v «деньги»
3f
3k «создаваемые ресурсы» )1(
3v = «ресурсы A и B»
)( 2PSpec
1f
1k «шаг процесса»
)1(
2v «потребление ресур-
сов и создание товаров»
),( 21 PP
2f 2k «потребляемые
ресурсы»
)2(
2v «ресурсы A и B»
3f
3k «создаваемые ресурсы» )2(
3v «продукты X и Y»
Реализация представления ),( 11 TPimpl может иметь следующий вид:
.:)(max MmQnQmn BA (10)
Эта реализация создана с использованием инструмента 1T в виде задачи мак-
симизации ресурсов A и B, которые закупаются на первом шаге производственно-
го процесса при финансовых ограничениях. Она удовлетворяет спецификации
представления .1P
Реализации представлений ),( 21 TPimpl и ),( 22 TPimpl показаны на рис. 6, а, б
соответственно. Эти реализации созданы с использованием инструмента 2T —
языка графического моделирования BPMN 2.0 [24]. Они удовлетворяют специфи-
кациям представлений 1P и 2P соответственно.
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 153
Поскольку выполняется условие равенства спецификаций представлений одно-
го относительно другого и реализации представлений удовлетворяют определен-
ным спецификациям, то можно выполнить интеграцию реализаций, например
),( 11 TPimpl и ).,( 22 TPimpl По опре-
делению 1 интеграция состоит в
формализации отношений между
сущностями системы. Поэтому для
интеграции реализаций необходимо
показать формализацию отношений
между ними. Бизнес-модель опреде-
ляет существование отношения
),( 21 PP между ее представлениями.
Это отношение будет существовать и
между реализациями. В реализации
),( 11 TPimpl , которая задается выра-
жением (10), покупаются ресурсы A
и B. Эти ресурсы потребляются эле-
ментами реализации ),,( 22 TPimpl
как показано на рис. 6, б.
Для представления 1P созданы
две реализации с использованием
разных инструментов (рис. 5). Из
этих двух реализаций на основании
выражения (6) можно выбрать
именно ту реализацию, которая наилучшим образом соответствует определенной
спецификации и условиям, в которых создается реализация. Для этого необходи-
мо определить функцию расстояния и спецификации, а также условия выбора ре-
ализации. Условия выбора и значения составляющих выражения (6) представлены
в табл. 2, где функция расстояния || в выражении (7) выбрана в виде
,)),(1(
3
1 )1(
,
)1()1(
,
)1(
jj TiiTii vvcompvv
где ),(
)1(
,
)1(
jTii vvcomp определяется аналогично функции ),( ji cimplw (выраже-
ние (9)). Если признак спецификации существует в реализации представления, то
1comp и в табл. 2 стоит «». Если признак спецификации отсутствует в реали-
зации представления, то 0comp и в табл. 2 стоит «». Если для некоторого при-
знака невозможно определить значение функции расстояния, то в табл. 2 стоит
«~». Причем «~» проставляется для всех реализаций. Таким образом, при задан-
ных условиях выбираем реализацию представления ),( 21 TPimpl , так как она бу-
дет решением задачи (6), а именно 7/3 − (~)/3 2/3 − (~)/3.
Третьим примером является интеграция графических моделей организацион-
ных систем, в частности интеграция моделей бизнес-процессов, формализованных
с использованием стандарта BPMN 2.0 [24] и модели организационной системы.
Отношение между моделью бизнес-процесса и моделью организационной систе-
мы можно реализовать на основании артефактов сущностей организационной си-
стемы. Например, существует диаграмма классов UML, которая определяет биз-
нес-процесс, его признаки и ресурсы, которые он использует и производит. Эта
модель интегрируется с моделью самого бизнес-процесса в нотации BPMN, опре-
Деньги
Silo A
B
Купить A
Купить B
Что купить?
Купить еще?
а
Создать X
Создать Y
A X
B Y
б
Рис. 6
154 ISSN 0572-2691
деляя соответствующие элементы в модели бизнес-процесса. Практическое во-
площение такой интеграции возможно за счет механизмов расширений UML и
BPMN [5].
Таблица 2
Признаки и отношения
(количественная составляющая)
Инструмент
1T Инструмент
2T
comp (7): || и comp (7): || и
Признак f1 ~ (1/3)(1− ~) ~ (1/3)(1− ~)
Признак f2 – (1/3)(1 − 0) + (1/3)(1 − 1)
Признак f3 + (1/3)(1 − 1) + (1/3)(1 − 1)
Отношение (P1, P2) – +1 + 0
(7): ),()( iTeimpleSpec 5/3 − (~)/3 1/3 − (~)/3
Условия
(качественная составляющая)
Инструмент
1T Инструмент
2T
)),(( 11 TPimplw )),(( 21 TPimplw
Графическая модель? – 0 + 1
Модель оптимизации? + 1 – 0
Динамическая модель? – 0 + 1
(8): )),(( 1 iTPimplw 1 − (1/3)(1) = 2/3 1 − (1/3)(2) = 1/3
(7) + (8)
5/3 − (~)/3 + 2/3
7/3 −(~)/3
1/3 − (~)/3 + 1/3
2/3 − (~)/3
На рис. 7 представлен пример интеграции реализаций представлений, кото-
рые созданы с использованием UML и BPMN. Представление (рис. 7, а) опреде-
ляет сущность бизнес-процесс «Процесс А», который потребляет сущность ресурс
«Вход» и производит сущность ресурс «Выход». Время выполнения этого бизнес-
процесса составляет 20 мин. Эти величины являются признаками спецификации
сущности «Процесс А». Этот бизнес-процесс моделируется в нотации BPMN. На
рис. 7, б предлагается реализация такого представления сущности “Процесс А”,
которая удовлетворяет определенной спецификации. Между реализациями суще-
ствует отношение зависимости между представлениями, и это отношение форма-
лизовано на основании признаков, на базе которых формализована спецификация.
«Ресурс»
Вход
«Бизнес-процесс»
Процесс А
время выполнения 20 мин
«Ресурс»
Выход
а
Вход
Выход
Преобразование А
Время выполнения 20 мин
б
Рис. 7
Заключение
Современные социально-экономические организационные системы являются
объектами сложной природы, которые содержат разнообразные сущности (подси-
стемы). Применение методологии системного анализа позволяет описать эти
сущности во время анализа организационных систем в виде бизнес-моделей. Та-
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 155
кие бизнес-модели состоят из разнородных представлений. Представления биз-
нес-моделей необходимо интегрировать в единую систему для создания коррект-
ной и непротиворечивой бизнес-модели. Более того, эти представления могут
быть созданы с использованием различных инструментов моделирования, что
только усложняет задачу их интеграции.
Предлагается подход к интеграции разнородных моделей сущностей (пред-
ставлений) организационных систем на основании их спецификации. Для опреде-
ления подхода формализуется понятие «спецификации сущности системы» на ос-
новании теории систем. На основании этого понятия определяется понятие «специ-
фикации элементов относительно друг друга» и предлагается модель интеграции
множества элементов для создания системы. Условие интеграции элементов явля-
ется необходимым и достаточным для существования системы, которая создана
из этих элементов. Использование формального подхода для определения специ-
фикации (а также ее составляющих — признаков) позволяет выполнить верифика-
цию представлений и проверить возможность их интеграции уже на первых шагах
анализа системы.
Представления организационной системы могут быть реализованы с использо-
ванием различных инструментов моделирования. Авторы предлагают адаптировать
спецификацию представления для создания таких реализаций на основании онтоло-
гии инструмента моделирования, т.е. определить онтологическую спецификацию
представления.
При использовании различных инструментов моделирования для создания
реализаций представлений возникает задача выбора представлений (представле-
ния) из множества возможных. Авторы предлагают формализацию этой задачи,
а также определяют возможный подход к ее решению.
В статье рассматривается три примера интеграции бизнес-моделей организа-
ционных систем. Системная инженерия финансово-экономической деятельности
организационной системы является интеграцией бизнес-моделей на уровне органи-
зационной системы с использованием стандартов индустрии. Во втором примере
показана интеграция математических и графических моделей. Такая интеграция
чрезвычайно актуальна в связи с постоянным развитием и значительной распро-
страненностью обоих инструментов моделирования. Третий пример демонстрирует
интеграцию моделей, созданных с помощью современных графических языков мо-
делирования — UML и BPMN 2.0.
Таким образом, формализация спецификаций представлений позволяет обес-
печить их интеграцию и создание целостной бизнес-модели организационной си-
стемы. Для реализаций представлений с использованием конкретных инструментов
моделирования используются спецификации на основании онтологии. Определение
объединения спецификаций и конкретных онтологий является нетривиальной зада-
чей и требует дальнейших исследований.
П.П. Маслянко, О.С. Майстренко
ІНТЕГРАЦІЯ РІЗНОРІДНИХ БІЗНЕС-МОДЕЛЕЙ
ОРГАНІЗАЦІЙНИХ СИСТЕМ
Бізнес-моделі організаційних систем визначають сутності організаційних сис-
тем та формалізують відношення між ними. Подальша інтеграція таких бізнес-
моделей є необхідною умовою інжинірингу організаційних систем в конкурент-
них ринкових умовах. Інтеграцію бізнес-моделей організаційних систем можна
здійснити з використанням специфікації сутностей системи. На основі специ-
фікації можна формалізувати поняття «моделі інтеграції» сутностей системи, а
також обгрунтувати необхідність і достатність інтеграції елементів організа-
156 ISSN 0572-2691
ційної системи для її існування. Модель інтеграції дозволяє сформулювати під-
хід до реалізації бізнес-моделей з використанням різних інструментів моделю-
вання, а також обгрунтувати їх вибір.
P.P. Maslianko, А.S. Maistrenko
INTEGRATION OF THE HETEROGENEOUS
ENTERPRISE BUSINESS MODELS
The enterprise business models define the enterprise entities and formalize relations
between them. The consequent integration of such business models is a hard re-
quirement for the enterprise engineering under competitive market conditions. The
enterprise business model integration can be achieved based on the specification of
the enterprise entities. Using the entities’ specification it is possible to formalize the
term «integration model» of the enterprise entities, and substantiate the necessity and
sufficiency of the enterprise entities integration for the existence of the system. The
integration model makes it possible to define an approach to the implementation of
the business models by means of different modeling instruments, and also provides
a guide for choosing such instruments.
1. Згуровский М.З., Панкратова Н.Д. Системный анализ: проблемы, методология, примене-
ние. — Киев : Наук. думка, 2011. — 726 с.
2. Маслянко П.П., Майстренко А.С. Система сущностей бизнес моделей организационных
систем // Кибернетика и системный анализ. — 2012. — № 1. — С. 118–128.
3. Kühne T. Matters of (meta-) modeling // Journal on Software and Systems Modeling. — 2006. —
5, N 4. — P. 369–385.
4. Маслянко П.П., Майстренко О.С. Бiзнес-інжиніринг органiзацiйних систем // Науковi вiстi
НТУУ «КПI». — 2011. — 1. — С. 69–78.
5. Booch G., Jacobson I., Rumbaugh J. The unified modeling language user guide. — 2nd edition. –
Addison-Wesley Professional, 2005. — 496 p.
6. Giordano F.R., Fox W.P., Horton S.B., Weir M.D. A first course in mathematical modeling. —
4th edition. — Belmont : Brooks Cole, 2008. — 620 p.
7. Chechik M., Nejati S., Sabetzadeh M. A relationship-based approach to model integration // Inno-
vations in Systems and Software Engineering. — 2012. — 8, N 1. — P. 3–18.
8. Wang J., Liu M. A formal model integration // Computer Science and Information Systems Rep.
TR- 28: Proceedings of the 3rd OOPSLA Workshop on Domain-Specific Modeling. — 2003. —
P. 35–42.
9. Zimmermann H. OSI reference model — the ISO model of architecture for open systems inter-
connection // IEEE Transactions on Communications. — 1980. — 28, N 4. — P. 425–432.
10. Woodcock J., Davies J. Using Z: Specification, refinement, and proof. — N.J. : Prentice Hall,
1996. — 386 p.
11. Alagar V.S., Periyasamy K. Specification of software systems. — London : Springer, 2011. —
644 p.
12. Hall A. Seven myths of formal methods // IEEE Software. — 1990. — 7, N 5. — P. 11–19.
13. Bowen J.P., Hinchey M.G. Seven more myths of formal methods // Ibid. — 1995. — 12, N 4. —
P. 34–41.
14. Dietz J. Enterprise ontology. Theory and method. — Berlin; Heidelberg : Springer-Verlag, 2006.
— 243 p.
15. Holt J., Perry S. Modeling enterprise architectures // The Institution of Engineering and Techno-
logy, 2010. — 309 p.
16. Schekkerman J. How to survive in the jungle of enterprise architecture frameworks: creating or
choosing an enterprise architecture framework. — Trafford Publishing, 2004. — 195 p.
17. Mos A., Boulze A., Quaireau S., Meynier C. Multi-layer perspectives and spaces in SOA //
SDSOA ’08. Proceedings of the 2nd International Workshop on Systems Development in SOA
Environments. — 2008. — P. 69–74.
18. Anderson P.W. More is different // Science. — 1972. — 177, N 4047. — P. 393–396.
19. Dolk D.R., Kottemann J.E. Model integration and a theory of models // Decision Support Sys-
tems. — 1993. — 9, N 1. — P. 51–63.
Международный научно-технический журнал
«Проблемы управления и информатики», 2012, № 4 157
20. Gu J., Tang X. Meta-synthesis approach to complex system modeling // European Journal of
Operational Research. — 2005. — 166. — P. 597–614.
21. Wing J.M. A specifier’s introduction to formal methods // IEEE Computer. — 1990. — 23, N 9.
— P. 8–22.
22. Kossiakoff A., William N., Seymour S., Biemer S.M. Systems engineering : principles and practice.
— Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, 2011. — 560 p.
23. Маслянко П.П., Рябушенко A.В., Козленко М.В. Компонентна модель оцiнювання вартостi
похiдних фiнансових iнструментiв на фондовому ринку // Бiонiка iнтелекту. — 2010. — 74,
№ 3. — С. 19–35.
24. Business Process Model and Notation. Version 2.0. — OMG, 2011.
Получено 30.03.2012
|