Лабораторная работа №7: Разработка мнемосхемы бизнес-процесса

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 РАЗРАБОТКА МНЕМОСХЕМЫ БИЗНЕСПРОЦЕССА
1 Цель занятия
Научиться синтезировать знания о системе в единую визуальную модель –
мнемосхему, формируя целостное понимание бизнес-процесса. Сформировать навык
представления сложной системы в интуитивно понятной форме, где структура, потоки
ресурсов и границы системы наглядны.
Место в системном анализе
Данная лабораторная работа посвящена синтезу видения системы (модели)
(«как выглядит целиком?»). Студент должен научиться синтезировать собранные
знания в единую картину, формируя понимание целостности системы в виде
визуальной интуитивно понятной схемы.
2 Общие теоретические сведения
2.1 Формирование мнемонической схемы объекта исследования
Мнемоническая схема (мнемосхема) – наглядное, схематическое, условное
представление системы или процессов системы в символьно-графической форме,
наглядно отображающее исследуемую систему. Мнемосхема состоит из графических
элементов, взаимосвязанных между собой при помощи соединительных линий.
Мнемосхемы эффективно используют в случаях если:
– система имеет сложную структуру;
– процессы в системе управляются по большому числу параметров;
– структура системы может оперативно видоизменяться.
Мнемосхема – это не просто схема, а язык системного мышления: она
превращает набор фактов в живое видение системы.
Мнемосхемы предназначаются при требовании выполнения следующих
функций:
– Наглядно отобразить структуру изучаемой системы, предоставить
информацию о ее состоянии в том объеме, который необходим для выработки
оптимальных решений и формирования управляющих воздействий для эффективного
функционирования системы.
– Отобразить взаимосвязи и характер взаимодействия системы подсистем и
элементов с другими объектами системы, а также внешней средой.
– Сигнализировать обо всех существенных нарушениях в системе.
– Создать
целостность восприятия системы посредством взаимного
пространственного расположения подсистем различного уровня и элементов.
– Оказать помощь специалисту, выполняющему изучение системы в условиях
большого количества поступающей информации.
– Облегчить процессы информационного поиска, логической систематизации и
обработки поступающей информации в процессе изучения системы, подчинив их
определенной логике.
– Отобразить общее состояние, как системы, так и состояния отдельных
элементов, свойств, отношений, параметров и зависимостей и т.п.
– Обеспечить внешнюю опору для качественной оценки системы, выработки
оптимальных решений и формирования управляющих воздействий.
2.2 Основные принципы построения мнемосхемы
Представление в виде мнемосхемы соответствует первому способу выделения
систем, при котором из системы вычленяется множество составных элементов и между
ними выявляются системообразующие межэлементные связи и отношения,
придающие этому множеству целостность.
Сложность построения мнемосхемы заключается в отсутствии жестких правил.
В данном процессе нет ничего абсолютного и его нельзя свести к набору условных
конструкций.
Рассмотрим основные положения к построению мнемосхемы,
выработанные в процессе многолетней практики их применения.
1. Мнемосхема должна содержать только необходимые элементы для контроля
и управления системой.
2. Отдельные элементы или группы элементов, наиболее существенные для
контроля и управления, на мнемосхеме должны выделяться размерами, формой,
цветом или другими способами.
3. Соединительные линии на мнемосхеме должны быть простой конфигурации,
минимальной длины и иметь наименьшее число пересечений. Следует избегать
большого числа параллельных соединительных линий, расположенных рядом.
4. Форма и размеры элементов мнемосхемы должны обеспечивать однозначное
зрительное восприятие системы.
Рассмотрим основные принципы построения мнемосхемы.
Принцип простоты и адекватности. К мнемосхеме обычно предъявляются
два противоречивых требования: простота и адекватность исследуемой системе.
Степень сложности (или простоты) мнемосхемы определяется уровнем ее
детализации, зависящим от принятых предположений, допущений, степени полноты и
достоверности сведений об исследуемой системе: чем меньше предположений,
допущений и достоверных сведений, тем выше уровень детализации и, следовательно,
проще модель и, в то же время менее адекватна исследуемой системе. Процессы
функционирования реальных систем практически невозможно описать полно и
детально, что обусловлено существенной сложностью таких систем. Основная
проблема при разработке мнемосхемы состоит в нахождении компромисса между
простотой ее описания и необходимостью учета многочисленных особенностей,
присущих реальной системе.
Попытка построить единую универсальную мнемоническую модель сложной
системы с большим количеством нагрузочных параметров, несомненно, обречена на
неудачу ввиду ее необозримости и невозможности анализа. Для достижения
компромисса между простотой модели, и в тоже время ее адекватности исследуемой
системе, на начальном этапе моделирования необходимо четко сформулировать цель
моделирования, что позволит однозначно определить какие подсистемы, элементы и
взаимосвязи между ними войдут в создаваемую модель, а какие будут носить
затемняющий понимание характер.
Принцип выравнивания. Ни один элемент мнемосхемы не должен располагаться
случайным образом, т.е. нельзя располагать элементы или подсистемы где-либо на
мнемосхеме только потому, что там присутствует свободное пространство.
Принцип уменьшения визуального шума. Визуальный шум является одним из
основных препятствий для получения комплексного информационного представления
о сложной системе. Можно выделить два типа визуального шума.
1. Перегруженность. При работе с мнемосхемами, имеющими значительные
размеры, большое количество всевозможных подсистем, элементов и бесчисленное
множество соединительных линий различных цветов и яркостей, зрительная система
подвергается большой нагрузке, что затрудняет восприятие и анализ системы в целом.
2. Фоновый шум. В качестве фона мнемосхемы рекомендуется применять
малонасыщенные и нейтральные цвета средней частоты спектра. Не допускается
использование в большом количестве цветов, которые затрудняют восприятие модели.
Принцип использования привычных ассоциаций и стереотипов. Сущность
данного принципа состоит в применении на мнемосхемах таких условных обозначений
элементов, которые ассоциируются с общепринятыми буквенными обозначениями
данных элементов. Желательно использовать, если это возможно, вместо абстрактных
знаков и символов, графические образы, которые ассоциируются с элементами (рис.
1). Если изображение или его часть знакомо специалисту, то он сможет
идентифицировать его даже по его фрагменту.
Клиентский
сценарий
Серверный
сценарий
Клиентский сценарий
Серверный сценарий
Таблица
стилей
HTML
Таблица стилей
HTML
а
б
Рис. 1. Принцип использования привычных ассоциаций
и стереотипов: а – использование абстрактных символов;
б – использование символов, которые ассоциируются с элементами
Принцип избыточности. Для улучшения восприятия структуры системы
иногда бывает необходимо параллельное представление наиболее важных
компонентов или взаимосвязей.
Принцип повтора. Некоторые компоненты стилевого оформления должны
повторяться, что сделает мнемосхему более цельной, согласованной и упорядоченной.
Повторяться могут маркеры списков, шрифтовое оформление (кегль, жирность),
цветовые решения, пространственные взаимосвязи, толщина соединительных линий,
распределение свободного пространства и т.п. Положительная роль повтора очень
сильна в одностраничных мнемосхемах, а в многостраничных без него не обойтись. В
случае если оформляется несколько мнемонических схем для одной системы, то
принцип повтора выходит на первый план – при отсутствии повторяющихся
элементов, каждая мнемосхема лишится связности и стилевого единства. Но
необходимо избегать избыточного повтора, который будет подавлять смысловое
содержание.
2.3 Мнемонические элементы и принципы визуальной иерархии
элементов
Итак, мнемосхема состоит из графических (мнемонических) элементов,
взаимное расположение которых и формирует представление о системе в целом. В
зависимости от поставленной задачи моделирования, мнемоническим элементом
может быть представлена любая часть системы, например, для системы университет в
качестве
мнемонических
элементов
можно
представить:
обучающихся,
преподавателей, оборудование или иные другие физически существующие объекты
рассматриваемой системы. При этом каждый такой элемент должен иметь уникальное
имя и описание.
Мнемонический элемент – отдельный объект, размещенный на мнемосхеме.
При этом элементом может быть строка текста, изображение, а также группа
взаимосвязанных ресурсов, воспринимаемых как единое целое. Степень понимания
системы на основании мнемонической схемы напрямую зависит от того, насколько
хорошо организованы мнемонические элементы. Если мнемосхема не имеет
визуальной иерархии, то это существенно затрудняет процесс восприятия модели на
этапе выявления интересующих свойств системы, что предопределяет
самостоятельное формирование понимания того, какие элементы являются главными,
а какие второстепенными. Ясная визуальная иерархия всегда снижает затраты времени
по начальному восприятию структуры исследуемой системы и способствует
систематизации содержания таким образом, чтобы понять систему в целом.
Мнемосхемы с ясной визуальной иерархией обладают следующими свойствами:
1. Элементы, являющиеся частями друг друга, представляются в виде вложений.
Необходимо организовать внешний вид элементов таким образом, чтобы он ясно и
четко отображал отношения между элементами – какие элементы связаны между
собой, какие являются частями других элементов (подсистем).
2. Каждый элемент мнемосхемы необходимо взвешивать по его способности
помочь воспринять структуру системы. Мнемосхема не должна содержать лишних,
затемняющих её элементов. Применять элементы, обозначающие несущественные
особенности системы, не следует. Необходимо определить относительную важность
каждого из элементов модели по отношению к поставленной системной цели.
3. Необходимо обособить на мнемосхеме элементы системы, обладающие
относительной автономностью. Эти обособленные участки должны быть четко
отграничены от других и согласно принципу структурности должны иметь
завершенную, легко запоминающуюся и отличающуюся структуру.
4. Равнозначные элементы (например, базы данных, рабочие места, структурные
подразделения и т.д.) необходимо обозначать одинаковыми графическими объектами,
сгруппировывать под одним заголовком, применять к ним одинаковый стиль
оформления или размещать их в единую четко определенную область мнемонической
схемы (рис. 2).
БД
а
Отчеты
б
Intenet
в
г д
е
Рис. 2. Равнозначные элементы необходимо обозначать одинаковыми
графическими объектами: а – база данных; б – документы, отчеты;
в – информационное взаимодействие объектов через интернет,
г – интерпретатор, д – сервер
5. Значение графического элемента должно определяться его окружением.
Желательно выделять размером, формой или цветом элементы, наиболее
существенные для оценки системы и принятия решений. Например, важные элементы
отображаются несколько крупнее, выделяются цветом, отделяются свободным
пространством, размещаются ближе к верхней части или центру мнемосхемы или
используются различные комбинации данных способов. Кроме того, в процессе
проектировании модели системы желательно снизить нагрузки (особенно
когнитивную и визуальную) для облегчения восприятия и использования модели. Но
иногда необходимо увеличить ту или иную нагрузку. Например, чтобы акцентировать
внимание, можно расширить модель дополнительной визуальной информацией и тем
самым повысить нагруженность модели (основные факторы визуального веса: цвет,
контраст, яркость, размер, плотность и т.п.).
6. Логически связанные между собой элементы должны быть связаны визуально.
Связанные элементы обычно объединяют в группы, тогда они воспринимаются как
единое целое, а не как скопление артефактов (рис. 3). Сбалансированная иерархия
помогает не только задать порядок восприятия модели, но также помогает объединять
отдельные элементы в единое целое. Ни один элемент системы не должен занимать
случайную область мнемонического пространства, тогда они образуют один
визуальный компонент, а не рассредоточиваются по мнемосхеме. Это способствует
организации информации, уменьшению визуального шума и повышает восприятие
структуры системы.
Но если структурных элементов большое количество, то структурировать
необходимо лишь те элементы, между которым можно установить четкую связь. Таким
образом, в компонентном составе системы должны присутствовать ясно выделенные
подсистемы элементов, которые желательно ассоциировать с некоторым заголовком.
Рис. 3. Общая схема взаимодействия клиента
и интернет-приложения
Американский ученый-психолог Джордж Миллер обнаружил закономерность,
суть которой состоит в том, что кратковременная человеческая память может
запомнить и повторить только 7 ± 2 элемента. Соответственно группировать элементы
системы желательно с учетом этого правила – то есть не более семи в группе, в
крайнем случае – девяти. При этом группировка, естественно, должна быть
осмысленной (как расположение элементов в группах, так и расположение самих групп
относительно друг от друга).
Например, в интерфейсе Microsoft Office Word почти все элементы
сгруппированы по три-четыре-пять объектов. Такие небольшие группы объектов
наиболее хорошо воспринимаются пользователя без использования каких-либо
специальных мнемонических приемов в течение короткого временного промежутка.
Согласно закономерности Миллера основными недостатками приведенного ниже
элементного состава системы является отсутствие структуризации и отсутствие явных
логических связей (каждый элемент представлен изолированно): заведующий
кафедрой; заседание кафедры; секретарь; заместитель заведующего кафедрой;
преподаватели; СУБД; аспирант; магистрант; деканат факультета; студент;
результирующая HTML-разметка; интерпретатор; стилевые таблицы; серверный
сценарий; клиентский сценарий; – протокол заседания кафедры; база данных.
Во-первых, на данном списке очень сложно обнаружить необходимый элемент,
т.к. они не упорядочены. Во-вторых, понять, как функционирует система. В-третьих,
не очевидно, что между данными элементами существует смысловая
(информационная) связь. Представим тот же самый элементный состав системы, но
визуально разбитый на логические группы.
Руководство факультета: – деканат
факультета.
Руководство кафедры:
–
–
–
–
заведующий кафедрой;
заместитель заведующего кафедрой. Учебно-вспомогательный персонал:
секретарь;
администратор.
Профессорско-преподавательский состав:
– преподаватели. Интернет-портал кафедры АСУ (уровень бизнес-логики):
– интерпретатор; – стилевые таблицы; – серверный сценарий.
Интернет-портал кафедры АСУ (уровень представления данных):
– клиентский сценарий;
– результирующая HTML-разметка. Интернет-портал кафедры АСУ
(уровень хранения данных): – база данных; – СУБД.
Организация учебного процесса:
–
–
–
–
–
заседание кафедры;
протокол заседания кафедры. Обучающиеся:
студент;
аспирант;
магистрант.
Таким образом, данный принцип способствует структурированию информации,
пониманию того, как организована система и установлению логических связей между
элементами.
2.4 Отображение взаимосвязей между элементами
В процессе функционирования системы между отдельными ее компонентами (в
процессе их взаимодействия между собой) передается множество ресурсов, которые
необходимы для надлежащего выполнения функций и достижения поставленных
целей, как отдельных системных компонентов, так и системы в целом. Любая система
на концептуальном уровне может быть представлена как множество некоторых
ресурсов, используемых системой. Под ресурсом понимается элемент системы,
внутренним строением которого можно пренебречь, но его наличие и свойства важны
для надлежащего функционирования системы. Обычно различают два типа ресурсов:
– постоянные, которые всегда присутствуют в системе (преподаватели,
оборудование);
– временные, которые поступают и покидают систему в процессе ее
функционирования (студенты).
Ресурсы в процессе функционирования системы выполняют различные
действия, с которым связано два события – начало и окончание. Под действием
понимается определенное мероприятие, которое направленно на достижение какойлибо цели и выполняется под управлением некоторого объекта (рис.4).
Элемент/подсистема
системы
Элемент/подсистема
системы
Ресурс
Tначальное
Действие
Tконечное
Рис. 4. Отображение соединительных линий на
мнемонической схеме
Для отображения взаимосвязи между подсистемами различных уровней и
элементами на мнемосхеме используют соединительные линии. При этом, чем сложнее
система, тем более многочисленны и разветвлены соединительные линии на
мнемосхеме. Таким образом, при построении мнемосхемы актуальной задачей
становится структурирование взаимосвязей, определение их характеристик и факторов
влияния. Рассмотрим основные характеристики отображения взаимосвязей между
отдельными компонентами (рис. 5 и рис.6).
1. Соединительные линии должны иметь наименьшую длину и количество
пересечений.
2. Не должны пересекать контуры мнемонических элементов или каким-либо
другим способом затруднять восприятие.
3. Соединительные линии, отражающие взаимодействия между элементами
системы, должны быть подписаны.
4. Материальные, информационные и финансовые взаимосвязи должны
обозначаться линиями различных типов. Допускается разделять соединительные
линии по виду передаваемых ресурсов в рамках системы, так и вне нее:
– материальные (образуются в результате транспортировки, складирования и
выполнения иных материальных операций с ресурсами, рис. 5, а);
– информационные (образуются в результате передачи сообщений в устной,
документной (бумажной, электронной) или через интернет или иных формах, рис. 5,
б-в );
– финансовые (движение финансовых ресурсов рис. 5, г).
Запрос
О т ве т
Доставка
на склад
а
б
У тв е р ж д е н ие
Р
Оплата услуг
Отчет
в
г
Рис. 5. Отображение соединительных линий на мнемосхеме
по виду передаваемых ресурсов: а – материальные; б – информационные;
в – информационные (через интернет); г – финансовые
Отчёт (на
согласование)
Указания по
результатам
анализа отчёта
Рис. 6. Разновидности связей в системах
Рис. 7. Примеры фрагментов мнемосхем
Обратите внимание: на первой мнемосхеме нет границы организационной
системы (неправильно), а на второй – есть (правильно).
Для оценки мнемосхем используются коэффициенты информативности и
заполнения поля.
1. Коэффициент информативности – отношение числа пассивных (слабо
воздействующих на процессы системы) и активных (воздействующих на процессы
системы) элементов.
2. Коэффициент заполнения поля – отношение числа пассивных элементов
мнемосхем к общему числу элементов мнемосхемы.
В качестве недостатков мнемонических схем можно выделить следующие:
– сложность компромисса между простотой и адекватностью описания модели
(данный недостаток можно ассоциировать с любыми моделями);
– нетривиальная и субъективная интерпретация результатов моделирования;
– проблемы размерности модели;
– сложность обеспечения стохастической сходимости реальных процессов с
моделируемыми.
Часто при большом количестве передаваемых ресурсов (более 10) стрелки на
мнемосхеме нумеруют, чтобы показать очерёдность выполнения действий.
Рис. 8. Пример фрагмента мнемосхемы с нумерацией потоков (стрелок)
2.5 Пример выполнения работы
Шаг 1. Исходные данные (из ЛР №3)
Процесс: обучение новых сотрудников. Подразделения: HR-отдел, Центр
обучения, Цех. Добавлены:
– Подразделения: Бухгалтерия, Руководство компании, Внешний вуз.
– Документы: Запрос на обучение, Заявка, Протокол аттестации, Отчёт о
затратах, Уведомление о готовности, План обучения, Счёт, Акт приёма, График
занятости, Оценка эффективности.
Шаг 2. Таблица элементов для первоочередных мер
Причина
Нет механизма
обратной связи от
цеха
Многоступенчатое
согласование
графиков
Элемент мнемосхемы,
связанный с причиной
Цех, HR-отдел, мастер цеха,
новичок
HR-отдел, Цех, Руководство,
Календарь-план
Обоснование
Проблема заключается в разрыве
информационного потока после завершения
обучения
Избыточное количество согласующих лиц
замедляет процесс планирования
Шаг 3. Построение мнемосхемы (MS Visio или draw.io)
– Внутренние элементы: HR, Центр обучения, Цех, Новый сотрудник,
Инструктор, Мастер, Бухгалтер, Руководитель, ИТ-система.
– Документы: Перечислены выше.
– Внешние элементы: Внешний вуз, Поставщик оборудования, Клиент.
– Граница системы: Чёткая рамка, отделяющая внутренние и внешние
элементы.
– Потоки ресурсов:
– Сплошная стрелка — материальные (оборудование),
– Пунктирная — информационные (документы),
– Волнистая — финансовые (платежи).
– Нумерация стрелок: от 1 до 12, показывает последовательность.
– Связи без передачи ресурса (5+): например, контроль сроков, согласование
графиков, обратная связь.
– Материальные потоки не прерываются (например, оборудование поступает
напрямую в цех).
Шаг 4. Выполнение заданий для подгруппы (см. п. 3.4).
Шаг 5. Оформление отчёта (в соответствии с п. 2.6).
2.6 Оформление отчёта
Отчёт включает:
– Исходный процесс и его расширение.
– Таблица элементов для первоочередных мер.
– Мнемосхема процесса.
– Анализ соответствия требованиям.
– Выполненные задания для подгруппы.
– Ответы на вопросы из п. 4 (выводы).
– Рефлексия: для чего это мне, что удалось понять, что не было ясно.
3 Задачи для самостоятельного решения студентами
3.1 Подготовка исходных данных из предыдущих работ
Возьмите процесс, использованный в ЛР №3, и расширьте его:
– Добавьте 3–6 подразделений, участвующих в процессе (можно включить
внешние).
– Добавьте 5–10 ключевых документов, циркулирующих в процессе (например,
заявки, отчёты, договоры, протоколы).
3.2 Сформулируйте таблицу элементов мнемосхемы для первоочередных мер по
лабораторной работе № 6
На основе анализа Парето, выберите 2–3 причины, попавшие в зону «области
первоочередных мер» и включите их в таблицу:
Причина
Пример: Не
эффективен
документооборот
...
Элемент мнемосхемы,
связанный с причиной
Обоснование
HR-отдел, Центр обучения, ИТслужба, система
документооборота
...
Причина касается передачи документов между
подразделениями; ИТ-служба отвечает за
внедрение ПО
...
3.3 Сформировать мнемосхему, описывающую бизнес-процесс, разработанный
в п. 3.1.
Требования к мнемосхеме:
– не менее 12 внутренних элементов (без учёта документов и связей);
– не менее 5 документов;
– не менее 4 внешних элементов;
– не менее 12 ресурсов всех 3-х типов (см. п. 2.4) без учёта связи с внешними
элементами, которые считаются отдельно;
– внутренние элементы должны быть отделены от внешних;
– не менее 5 связей без передачи ресурса;
– стрелки на мнемосхеме должны быть пронумерованы,
указывая
последовательность их выполнения;
– должна быть граница организационной системы;
– линии потоков ресурсов (материальных, финансовых, энергетических,
информационных) должны быть различны по цвету или форме начертания.
– материальные потоки не должны прерываться.
3.4 Задания для подгрупп
Для первой подгруппы: Анализ визуальной иерархии и когнитивной нагрузки
1. Выберите три ключевых элемента на своей мнемосхеме (например: HR, Цех,
Центр обучения).
Проанализируйте их визуальный вес:
– размер;
– цвет;
– положение (центр/периферия);
– окружение (свободное пространство, группировка).
2. Ответьте:
– Какие элементы выделены? Почему?
– Соответствует ли визуальная иерархия реальной значимости элементов в
процессе?
– Есть ли элементы, которые "кричат", но не важны, или наоборот – важные, но
«зашумленные»?
3. Обоснуйте текстом (не менее 300 знаков): как принципы визуальной иерархии
влияют на способность быстро понять систему и почему плохая иерархия может
привести к ошибкам в управлении?
Для второй подгруппы: Диагностика через мнемосхему – поиск «скрытых
трещин»
1. Найдите на мнемосхеме:
– разрывы информационных потоков (нет обратной связи);
– избыток соединительных линий (хаос);
– элементы без входов или выходов («мертвые зоны»);
– одинаково оформленные, но разные по роли элементы.
2. Для каждого найденного дефекта определите:
– тип проблемы (структурная, коммуникационная и т.д.);
– его влияние на функционирование системы.
3. Обоснуйте текстом (не менее 300 знаков): как мнемосхема позволяет
диагностировать состояние системы (развитие, зрелость, деградация), можно ли по
её внешнему виду определить, находится ли система на грани кризиса? Приведите
примеры.
4 Контрольные вопросы
1 Из каких элементов состоит мнемоническая схема?
2 Назовите основные принципы построения мнемосхемы.
3 Какими свойствами обладают мнемосхемы с ясной визуальной иерархией?
4 Что понимается под ресурсом системы, и какие типы ресурсов существуют?
5 Какие типы отображений соединительных линий на мнемонической схеме
наиболее часто используются?
6 Перечислите основные недостатки мнемонических схем?
7 Для чего используется коэффициенты информативности и заполнения поля?
8 Как называется элемент системы, внутренним строением которого можно
пренебречь, но его наличие и свойства важны для надлежащего функционирования
системы?
9 Какую роль играет мнемосхема в переходе от анализа к синтезу в системном
мышлении?
10 Почему мнемосхема считается «языком управления» в сложных системах?