Принципы оптимизации бизнес-процессов на основе анализа результатов ФСА-моделирования в системе Business Studio

Авторы: Антон Антипин, Дмитрий Могилко, Игорь Аренков, Ольга Гринченко
Информация об авторах

Одним из ключевых эффектов применения процессного подхода к управлению является возможность точного определения критических для бизнес-системы ресурсов и операций. В настоящей статье описаны подходы к решению задачи оптимизации бизнес-процессов на основе интеграции системы Business Studio (статистическая оценка параметров бизнес-процессов) и электронных таблиц MS Excel (постановка и решение оптимизационной задачи) без применения других специализированных программных продуктов.

А. Общие положения: понятия и определения

Системный анализ бизнес-процессов включает следующие этапы:

  • Описание (идентификация) элементарных операций функциональных бизнес-процессов;
  • Определение цепочек связей (отношений предшествования) на множестве элементарных операций и синтез сквозных бизнес-процессов.

Основными показателями качества бизнес-процессов являются:

  • Эффективность (= результативность / ресурсоемкость);
  • Оперативность;
  • Удовлетворенность потребителя.

В общем случае оптимизационная модель бизнес-процесса включает:

  • Множество переменных, выражающих интенсивность (частоту) воспроизведения операций бизнес-процесса ;
  • Целевую функцию, выраженную суммой произведений параметров результативности бизнес-процесса на интенсивность воспроизведения операций бизнес-процесса;
  • Систему ресурсных ограничений, выраженных суммой произведений параметров ресурсоемкости (оперативности) бизнес-процесса на интенсивность воспроизведения операций бизнес-процесса;
  • Систему технологических ограничений, выраженных условиями (временного) предшествования выполнения операций бизнес-процесса.

В качестве примеров моделей оптимизации бизнес-процессов ниже приведены формализованные постановки задач планирования выпуска продукции и составления расписания выполнения работ (ограниченной размерности). При описании выбраны определенные размерности задач — для более наглядной записи параметров модели оптимизации (целевой функции и ограничений).

1. «Об ассортименте продукции»

Дано: Имеются n = 3 вида продукции (выпускаемые предприятием), прибыль от продажи единиц продукции которых соответственно равна (показатели результативности бизнес-процесса «Продажи») .

В процессе производства видов продукции используются (последовательно) m = 3 технологические операции, при этом производство каждого вида характеризуется соответствующими продолжительностями операций на изготовление единицы продукции (показатели оперативности бизнес-процесса «Производство»):

  • Для 1-го вида: единиц времени;
  • Для 2-го вида: ;
  • Для 3-го вида: ;

Фонд рабочего времени, в течение которого могут выполняться технологические операции, ограничен соответствующими предельными значениями (ресурсные ограничения) единиц времени в сутки.

Найти: Оптимальный суточный объем производства каждого вида продукции с целью максимизации суммарной прибыли от ее реализации при соблюдении ограничений на общую продолжительность технологических операций.

Решение: Решение задачи представляется множеством переменных , соответствующих количеству производимых в сутки единиц продукции соответствующих видов (интенсивность операций бизнес-процессов).

С учетом введенных переменных ограничения могут быть записаны в следующем виде:

  • Чтобы суммарная продолжительность технологических операций не превышала их предельное время:
    • Для 1-й операции (по всем видам продукции):

    • Для 2-й операции (по всем видам продукции):

    • Для 3-й операции (по всем видам продукции):

  • И целевая функция в виде:

    ,

    Где  — множество допустимых альтернатив, обусловленных ограничениями задачи.

2. «Минимизации суммарного штрафа за нарушение директивных сроков»

Дано: Имеются n работ, характеризующиеся продолжительностью выполнения (показатели оперативности бизнес-процесса) . При этом заданы директивные сроки окончания выполнения соответствующих работ (временные ограничения) и штрафы за их нарушение (показатели результативности бизнес-процесса) .

Найти: Оптимальное расписание (очередность выполнения работ) с целью минимизации суммы штрафов за нарушение директивных сроков завершения выполнения соответствующих работ.

Решение: Для решения задачи используется множество булевых переменных :

а также множества переменных , соответствующих моментам времени начала выполнения работ и , отражающих факт нарушения директивных сроков завершения работ:

С учетом введенных переменных ограничения могут быть записаны в следующем виде:

  • Чтобы переменные принимали единичное значение при нарушении директивных сроков:

    ,

    Где Q — константа, значительно превышающая значения параметров работы:

    • Для 1-й работы:

    • Для 2-й работы:

      и т. д.

  • Чтобы из 2-х любых работ выполнение одной из них предшествовало другой:
    • Для 1-й и 2-й работ (в системе ограничений в зависимости от значения лишь одно из выражений будет выступать в виде ограничения, а другое будет истинным всегда):

    • Для 1-й и 3-й работы:

      и т. д.;

    • Для 4-й и 5-й работы:

  • И целевая функция в виде:

    ,

    Где  — множество допустимых альтернатив, обусловленных ограничениями задачи.

Анализ приведенных моделей позволяет определить в качестве «критических» (общей модели оптимизации бизнес-процессов) следующие параметры ограничений:

  • Матрицу параметров ресурсоемкости (оперативности) операций бизнес-процессов:

  • Соответствующий вектор объема доступных ресурсов предприятия:

  • Матрицу (взаимосвязанных) параметров отношений предшествования (очередности) на множестве операций бизнес-процессов:

Одним из способов оптимизации «критических» параметров бизнес-процессов является подход, описанный в Теории ограничений (предложенной Элия Голдратт) и включающий следующие шаги:

  1. Идентификация ограничений системы;
  2. Определение способа максимального использования («дозагрузки») ограничений системы;
  3. Определение критического ограничения системы;
  4. Увеличение «пропускной способности» (за счет ослабления) критического ограничения;
  5. Оценка прироста в достижении цели организации и определение следующего (критического) ограничения системы (переход к ш.1).

Интерпретация данного способа оптимизации бизнес-процессов с точки зрения вычислительного аспекта предполагает решение следующих задач:

  1. Определение параметров ресурсных ограничений системы бизнес-процессов (достигается на основе описания и имитационного моделирования процессов средствами системы Business Studio):;
  2. Анализ чувствительности целевого эффекта деятельности к изменению параметров оперативности и ресурсоемкости бизнес-процессов (осуществляется в среде MS Excel путем многократного решения оптимизационной задачи для различных исходных данных);
  3. Ранжирование с точки зрения убывания «критичности» ресурсных ограничений системы;
  4. Определение способа оптимизации параметров бизнес-процессов (в составе критического ресурсного ограничения системы) с целью «ослаблении» ограничения и как следствие — роста целевого эффекта деятельности;
  5. Возврат к п.1 (применение цикла непрерывного улучшения до тех пор, пока затраты на улучшение критических параметров бизнес-процессов покрываются приростом результативности деятельности предприятия).

Имитационное моделирование средствами системы бизнес-моделирования Business Studio позволяет в качестве параметров операций в интересах оптимизации бизнес-процессов использовать следующие:

  • «Критические» времена (выполнения и ожидания в очереди) операции бизнес-процесса;
  • «Критические» средние времена (использования и ожидания доступности) ресурса бизнес-процесса;
  • «Критические» средние стоимостные оценки (ресурсоемкости) операций бизнес-процесса;
  • «Критические» средние стоимостные оценки используемых временных ресурсов;
  • «Критические» средние стоимостные оценки используемых материальных ресурсов.

Для удобства анализа — сведения о критических операций и ресурсах бизнес-процессов в Отчете (по результатам имитации) может быть представлено в следующей форме (например):

Б. Настройки Business Studio: построение Отчета

Представленный вариант Отчета «Критические операции и ресурсы бизнес-процесса» может быть реализован средствами Business Studio с использованием, например следующих «критических» ограничений:

  1. Критические временные ресурсы (люди), выявленные в ходе проведения имитации. К таким ресурсам мы отнесем ресурсы, процент загрузки которых превышает порог в 60%;
  2. Критические операции (конечное действие, не требующее дальнейшей детализации). К таким операциям мы отнесем операции, время выполнения которых по результатам имитации составило 8 и более часов.

В результате создания отчета формируется следующее представление данных (Рисунок 1), например:

Рисунок 1. Внешний вид отчета по критическим ресурсам

Основными этапами настройки Отчета «Критические операции и ресурсы бизнес-процесса» являются следующие:

  • Создание динамического отчета от класса «Имитации»;
  • Создание привязки типа «Объект» для вывода названия имитации;
  • Создание сложной привязки для вывода информации о критических временных ресурсах имитируемых процессов;
  • Создание фильтра для выборки ресурсов с заданным уровнем загрузки (более 60%);
  • Создание сложной привязки типа «Список» для вывода критических операций;
  • Создание совокупности двух сложных привязок типа «Список» с фильтрами для вывода сведений о декомпозируемых процессах.

С подробным описанием алгоритма настройки Отчета «Критические операции и ресурсы бизнес-процесса» можно ознакомиться на сайте busset.ru

Внешний вид отчета представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Внешний вид отчета

Таким образом, описанный подход совместного использования системы бизнес-моделирования Business Studio с электронными таблицами MS Excel позволяет эффективно решать вычислительные задачи анализа и оптимизации критических параметров бизнес-процессов без применения других специализированных программных продуктов.

Используемая литература:

[1] Система бизнес-моделирования Business Studio 3. Методика «Имитационное моделирование и функционально-стоимостной анализ». — Группа компаний «Современные технологии управления»
[2] Могилко Д.Ю., Шаныгин С.И. «Оптимизационные задачи в принятии управленческих решений». — СПб.: ТЭИ. — 2011. — 48 с. (доступна на сайте busset.ru по теме «Оптимизация бизнес-процессов» дистанционной программы обучения)

Рекомендуемые материалы по тематике