Усовершенствование диаграмм business process model and notation с помощью подхода «узел – функция – объект»

Введение. При моделировании бизнес-процессов широко используется нормативная система (нотация) BPMN. Однако она недостаточно выразительна для представления технических и производственных механизмов. BPMN плохо описывает параллельные потоки с жесткими ресурсными ограничениями, слабо поддерживает моделирование физических параметров и технологических условий. Эти и другие недочеты ухудшают анализ производительности и надежности, снижают применимость моделей для оптимизации и верификации. Цель представленной работы — создать метод, который задействует альтернативную нотацию и таким образом ограничит влияние перечисленных недостатков BPMN при моделировании производственных процессов.

Материалы и методы. Базой нового решения было сопоставление BPMN и нотации для системы «узел – функция – объект» (УФО). Элементы диаграмм — это перекрестки некоторых связей (узлы). В них расположены функциональные элементы (функции, процессы), имеющие в некоторых случаях и характеристики субстанции (объекты). Сравнительный анализ нормативных систем BPMN и УФО показал возможность взаимного преобразования диаграмм. Процессы визуализировали с помощью CASE-инструмента (от англ. computer aided software engineering) NFO-toolkit (от англ. набор инструментов УФО) и программы Stormbpmn по правилам BPMN. УФО-диаграмму описали на языке XPDL1.

Результаты исследования. Разработаны шесть последовательных операций для преобразования УФО-диаграммы в BPMN и четыре — для обратной трансформации. В контексте и декомпозиции показана схема выпуска комплектующих — от требования на разработку технологического процесса до выдачи изделий. Представлены декомпозиции УФО-элементов «Термопластавтомат», «Мастер» и «Отдел разработки», каждому из которых соответствует декомпозиция одноименной дорожки пула BPMN-нотации. Доказано, что преобразование диаграммы BPMN в УФО улучшает описание процесса в целом и с любой степенью подробности. УФО-подход не обращается к графической системе обозначений BPMN, из-за которой возрастают трудозатраты и риски ошибок моделирования. На языке XPDL описаны процессы, соединители, разветвители, связи, внешняя сущность и другие элементы УФО-диаграмм.

Обсуждение. Основные преимущества УФО-нотации перед BPMN-подходом: более легкая процедура создания моделей и лучшая их наглядность. Простой графический набор УФО сокращает время моделирования и повышает его точность. УФО-подход ориентирован на учет информационных и материальных связей. Значит, можно проводить функционально-стоимостной CASE-анализ, что невыполнимо методом BPMN. Язык XPDL подходит для описания элементов УФО-диаграмм, причем решение можно русифицировать.

Заключение. Содержательная избыточность и другие недостатки нотации BPMN исключаются при использовании более универсальной и удобной нотации — УФО. Итоги исследования будут способствовать развитию теории и практики графоаналитического моделирования производственных процессов, позволят упростить процедуру их разработки и автоматизации.

1. Пантелеев А.С., Шматин А.К. Проблемы цифровизации и роботизации в современных российских реалиях. Автоматизация производственных процессов в машиностроении. 2022;(13):155–158. https://doi.org/10.26160/2309-8864-2022-13-155-158.

2. Бочкарев П.Ю., Королев Р.Д., Бокова Л.Г. Комплексная оценка производственной технологичности изделий. Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2023;23(2):155–168. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2023-23-2-155-168.

3. Короткий А.А., Масленников А.А., Яковлева Д.А., Головко И.В. Моделирование информационного обеспечения для оптимизации логистических задач в сфере транспорта с использованием программируемого имитатора контейнера-трансформера. Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2020;20(3):311–316. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2020-20-3-311-316.

4. Алеников А.С., Мамонова И.В., Кололеева К.И. Вариативные подходы к выбору нотации при моделировании бизнес‐процессов на предприятии. Вестник Академии знаний. 2020;39(4):33–41.

5. Аксенова О.П., Аксенов К.А., Антонова А.С., Смолий Е.Ф. Анализ графических нотаций для имитационного моделирования бизнес-процессов предприятия. Научное обозрение. Технические науки. 2014;(1):45–54. URL: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=17 (дата обращения: 17.06.2025).

6. Удальцова Н.Л. Современные методы анализа и моделирования бизнес-процессов. Лидерство и менеджмент. 2021;8(2):185–200. https://doi.org/10.18334/lim.8.2.112126.

7. Вакорин М.П., Константинов Д.С., Мыльникова А.П. Оценка применимости нотации описания бизнеспроцессов для моделирования процесса управления рисками информационной безопасности в организации. Молодой ученый. 2022;445(50):6–8. URL: https://moluch.ru/archive/445/97853/ (дата обращения: 15.06.2025).

8. Репин В. Моделирование бизнес-процессов в нотации BPMN в Business Studio 5: Практическое руководство. Москва: Издательские решения; 2020. 106 с.

9. Потрясаев С.А. Комплексное моделирование сложных процессов на основе нотации BPMN. Известия Высших учебных заведений. Приборостроение. 2016;59(11):913–920. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2016-59-11-913-920.

10. Жихарев А.Г., Зимовец О.А, Тубольцев М.Ф., Кондратенко А.А. Теория систем и системный анализ. Маторин С.И. (ред.). Москва: Директмедиа Паблишинг; 2021. 456 с. URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=574641 (дата обращения: 05.06.2025).

11. Белайчук А.А., Братченко С.А. Необходимые и избыточные развилки в нотации BPMN 2.0. Стратегии бизнеса. 2017;(4):3–7. https://doi.org/10.17747/2311-7184-2017-4-03-07.

12. Ivanov S, Kalenkova A. Comparing Process Models in the BPMN 2.0 XML Format. Proceedings of ISP RAS. 2015;27(3):255–266. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2015-27(3)-17

13. Матвеев А.С., Руденко А.Ю., Прочухан В.В. Разработка рекомендаций перехода от нотации моделирования бизнес-процессов IDEF0 к нотации BPMN. Бизнес. Образование. Право. Вестник Волгоградского института бизнеса. 2016;36(3):176–182. URL: https://vestnik.volbi.ru/upload/numbers/336/article-336-1688.pdf (дата обращения: 17.06.2025).

14. Зимовец О.А., Малкуш Е.В., Маторин С.И., Корсунов Н.И. Сравнение нотаций DFD, IDEF0, IDEF3, EPC и BPMN с нотацией УФО-анализа.Экономика. Информатика. 2024;51(4):936–945. https://doi.org/10.52575/2687-0932-2024-51-4-936-945.

15. Клименко А.В., Жулин А.Б., Плаксин С.М., Головщинский К.И., Сивашева Н.М., Суворова И.К. и др. Разработка методических рекомендаций по описанию и оптимизации процессов в органах исполнительной власти в рамках подготовки внедрения ЭАР. Москва: Высшая школа экономики; 2004. 193 с. URL: https://textarchive.ru/c-1946975.html (дата обращения: 08.06.2025).