Моделирование бизнес-процессов

О.Б. Назарова  
О.Е. Масленникова
 

МОДЕЛИРОВАНИЕ
БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ 

Учебное пособие 

3-е издание, стереотипное 

Москва 
Издательство «ФЛИНТА» 
2023

УДК 004.9:338.24(075.8) 
ББК  65.290-2я73 
         Н19 

Рецензенты:
зам. декана международного факультета ЮУрГУ Г.А. Шепталин; 

начальник отдела программирования  
ООО «Корпоративные системы Плюс» Я.В. Осипов 

Н19 

Назарова О.Б. 
Моделирование бизнес-процессов : учебное пособие / О.Б. Назарова, 
О.Е. Масленникова. — 3-е изд., стер. — Москва : ФЛИНТА, 2023. — 261 с. 
— ISBN 978-5-9765-3700-2. — Текст : электронный.

Учебное 
издание 
представляет 
собой 
теоретико-практическое 
руководство по моделированию бизнес-процессов с использованием 
современных подходов и методологий. Содержательно представляет собой 
описание наиболее востребованных на сегодня методологий и нотаций 
моделирования бизнес-процессов на уровне, достаточном для усвоения 
ключевых правил и требований выполнения этих процессов. Практическая 
часть 
представляет 
возможности 
использования 
всех 
наиболее 
распространённых методологий для практики моделирования бизнеспроцессов конкретного предприятия. Структурно это выражается в 
комплексе лабораторных работ и заданий для самостоятельной работы, 
дающих полную картину возможностей современных методологий и 
технологий моделирования. Структурно издание включает в себя две части, 
девять приложений. 
Предназначено для студентов и магистрантов, обучающихся по 
направлени-ям подготовки 09.03.03, 09.04.03 «Прикладная информатика» и 
38.03.05, 38.04.05 «Бизнес-информатика», может быть полезно для 
преподавателей, учителей школ, интересующихся методологическими 
основами, проблемами и практикой моделирования бизнес-процессов. 

УДК 004.9:338.24(075.8) 
ББК 65.290-2я73 

ISBN 978-5-9765-3700-2  
  © Назарова О.Б., 
       Масленникова О.Е., 2017 
   © Издательство «ФЛИНТА», 2017 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ......................................................................... ...............................................6

ЧАСТЬ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................  ............................................. .7 

Глава 1. SADT (Structured Analysis and Design Technique) МЕТОДОЛОГИЯ 
СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА 
И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ............................................................ ...............................................9

1.1. Основы структурного анализа и проектирования 
на примере SADT...................................................................... ...............................................9
1.2. Методология IDEF0 для создания функциональной модели ......................................12
1.3. Методология IDEF3 для создания модели потоков работ...........................................15
Вопросы для самостоятельной работы................................... .............................................20

Глава 2. DFD – ДИАГРАММЫ ПОТОКОВ ДАННЫХ....... .............................................22

2.1. Основные символы. Контекстная диаграмма 
и диаграмма  первого уровня................................................... .............................................22
2.2. Этапы и правила построения DFD-модели. 
Словарь данных.  Миниспецификации................................... .............................................24
2.3. Сравнительный анализ SADT-моделей 
и потоковых моделей................................................................ .............................................28
Вопросы для самостоятельной работы................................... .............................................30

Глава 3. RUP – МЕТОДОЛОГИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО АНАЛИЗА И 
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ................................................................ .............................................31

3.1. Основы объектно-ориентированного анализа и проектирования на примере методологии 
Rational Unified Process (RUP)................................................. .............................................31
3.2. Базис универсального языка моделирования (UML) ..... .............................................33
3.3. Средства UML. Особенности реализации диаграмм...... .............................................40
Вопросы для самостоятельной работы................................... .............................................54

Глава 4. КОНЦЕПЦИЯ «АРХИТЕКТУРЫ ИНТЕГРИРОВАННЫХ 
ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ» – ARIS (Architecture  of Integrated Information 
Systems) ..................................................................................... .................................................55 

4.1. Общие положения и понятия............................................ .............................................55
4.2. Моделирование расширенных цепочек процесса, управляемого событиями (диаграмма 
еЕРС – extendedEventDrivenProcessChain) ............................. .............................................56
4.3. Моделирование причинно-следственных связей отказов системы 
(дерево отказов – FTA – FAULT TREE ANALYSIS) ............ .............................................63
Вопросы для самостоятельной работы................................... .............................................71

Глава 5. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ  
К МОДЕЛИРОВАНИЮ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ ............... .............................................73

5.1. Структурный подход к моделированию бизнес-процессов.........................................73
5.2. Объектно-ориентированный подход к моделированию  
бизнес-процессов ...................................................................... .............................................75
5.3. Процессный подход к моделированию бизнес-процессов ..........................................79
5.4. Сравнительный анализ методологических подходов моделирования бизнес-процессов
..................................................................................................... .............................................83

5.5. Моделирование причин и факторов (диаграмма Исикавы) ......................................... .86 
5.6. Оценка качества моделирования бизнес-процессов .......  .......................................... ... 97 
Вопросы для самостоятельной работы................................... .............................................105

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................... .............................................106

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................... .............................................107

ПРИЛОЖЕНИЯ.......................................................................... .............................................110

Приложение 1
Дополнительный материал по методологии SSADM ........... .............................................110
Приложение 2
Обзор свободных программных решений, реализующих UML.........................................112
Приложение 3
Пример документирования прецедентов................................ .............................................115

ЧАСТЬ 2. ПРАКТИКУМ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ

ВВЕДЕНИЕ .................................................................................. .............................................116

ГЛАВА 1. МЕТОДИКИ ОПИСАНИЯ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ 
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ...................................................................... .............................................118

1.1
Анализ существующих методик описания предметных областей деятельности.118

1.2
Лабораторная работа №1. Практическое применение методик описания предметных 

областей деятельности ............................................................. .............................................123

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ..................126

2.1
Автоматизированные технологии моделирования бизнес-процессов: современность, 

проблемы, перспективы ........................................................... .............................................126
2.2
Лабораторная работа №2. Case-технологии:

классификация, проблемы внедрения..................................... .............................................130
2.3
Лабораторная работа №3. Сравнительная характеристика возможностей современных 

инструментальных средств моделирования........................... .............................................133

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ............................141

3.1. Лабораторная работа №4. Практическое применение методов сбора и анализа 
информации о предметной области деятельности ................ .............................................141
3.2 Лабораторная работа №5. Постановка задачи «Автосалон». Построение модели 
организационной структуры.................................................... .............................................151
3.3
Лабораторная работа №6. Построение диаграммы причин и факторов (Исикавы), 

влияющих на эффективность деятельности «Автосалона».. .............................................164

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ  С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 
РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ ..... .............................................169

4.1
Лабораторная работа №7. Построение функциональной модели IDEF0 деятельности 

предприятия «Автосалон» ....................................................... .............................................169
4.2
Лабораторная работа №8. Построение диаграммы потоков данных (DFD – Data Flow 

Diagram) предприятия «Автосалон» ....................................... .............................................177
4.3
Лабораторная работа №9. Разработка спецификации процессов деятельности 

предприятия «Автосалон» ....................................................... .............................................186
4.4
Лабораторная работа №10. Построение модели потоков работ IDEF3 деятельности 

предприятия «Автосалон» ....................................................... .............................................188
4.5
Лабораторная работа №11. Построение диаграммы прецедентов (use case diagram) 

деятельности предприятия «Автосалон»................................ .............................................190

4.6
Лабораторная работа №12. Построение диаграммы последовательности действий 

(sequence diagram) и коопераций (collaboration diagram) деятельности предприятия 
«Автосалон» .............................................................................. .............................................195
4.7
Лабораторная работа №13. Построение расширенных цепочек процесса, 

управляемого событиями, (диаграмма еЕРС – extended Event Driven Process Chain) 
деятельности предприятия «Автосалон»................................ .............................................198
4.8
Лабораторная работа №14. Построение диаграммы причинно-следственных связей 

отказов системы  (дерево отказов – FTA – Fault Tree Analysis) деятельности предприятия 
«Автосалон» .............................................................................. .............................................204
4.9
Лабораторная работа №15. Разработка регламента бизнес-процессов предприятия 

«Автосалон» .............................................................................. .............................................209

РЕЗЮМЕ ...................................................................................... .............................................216

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............. .............................................217

ПРИЛОЖЕНИЯ.......................................................................... .............................................219

Приложение 1. Бланки для выполнения заданий лабораторной работы №1....................219
Приложение 2. Контрольно-измерительные материалы ...... .............................................220
Приложение 3. Задания для самостоятельной работы.......... .............................................238
Приложение 4. Структура шаблона регламента выполнения бизнес-процесса ...............244
Приложение 5. Структура классификации процессов .......... .............................................254
Приложение 6. Интеллектуальная карта ................................ .............................................260

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное учебное издание в первую очередь призвано обеспечить будущих 

бакалавров и магистров направления подготовки «Прикладная информатика» 
теоретическим и практическим материалом для освоения дисциплины «Проектирование информационных систем» и смежных с ней. 

Фундаментом для изучения данной дисциплины является уверенный уровень 

знаний, умений и навыков работы с прикладным программным обеспечением 
общего назначения, достаточный уровень компетенций в вопросах системного 
анализа, теории информационных систем и баз данных.

Особенность издания определяется следующими позициями: во-первых, оно 

состоит из двух частей – теоретической и практико-ориентированной; во-вторых, 
материал первой части – теоретической позволяет на должном уровне освоить 
методологическую составляющую проектирования информационных систем, которые параллельно можно отработать при выполнении заданий лабораторных, 
семинаров практической части издания; материал второй части – практикума –
это набор практических заданий, полностью отражающий рекомендованные 
стандартом и рассмотренные в рабочей программе курса необходимые к освоению умения и навыки и владения будущего бакалавра Прикладной информатики, 
с учетом усложнения подачи некоторого материала для будущих магистров.

Данное издание возможно применять как основу для построения теоретиче
ской и практической частей курсов направления подготовки «Бизнесинформатика», таких как «Моделирование бизнес-процессов», «Методы и инструменты управления бизнес-процессами», «Управления жизненным циклом 
ИС».

ЧАСТЬ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность данной части работы определяется несколькими позициями. Во-первых, на 

сегодняшний день можно констатировать тот факт, что моделирование бизнес-процессов, моделирование бизнеса вообще стало неотъемлемой составляющей реализации любого проекта, 
связанного с модернизацией и развитием деятельности компании. В этом случае полная, непротиворечивая и адекватная бизнес-модель предметной области позволит существенно ускорить и упростить принятие руководителем управленческого решения по реорганизации бизнеса. Кроме того, для успешного моделирования бизнес-процессов необходимо тесное взаимодействие между специалистами в сфере информационных технологий и экспертами в предметной области бизнеса. Но такое тесное взаимодействие невозможно, если не будет общего языка, на котором смогли бы говорить обе стороны. 

Во-вторых, основа анализа деятельности – существующий бизнес-процесс, который для 

исследования необходимо смоделировать в контексте «как есть», когда как для определения 
действия по его совершенствованию – в контексте «как должно быть» с последующим созданием необходимых регламентов и отслеживанием за их исполнением. Отправной точкой в этой 
цепочке должно стать качественное моделирование, которое не возможно без знаний правил и 
требований к моделированию бизнес-процессов вообще, и методологий его реализации в частности. Другими словами, руководители предприятия всех уровней должны владеть инструментом организации деятельности вверенных им подразделений.

В-третьих, анализ перечня областей профессиональной деятельности и профессиональ
ных задач будущих выпускников направления подготовки «Прикладная информатика» и «Бизнес-информатика» позволяет сделать предварительный вывод о том, что без компетенций в области моделирования бизнес-процессов и информационных систем профессиональная деятельность бакалавра и магистра по выбранным направлениям подготовки будет несостоятельна.

Данная часть пособия посвящена теоретической стороне вопроса. Содержательно пред
ставляет собой описание наиболее востребованных на сегодня методологий анализа и моделирования бизнес-процессов на уровне достаточном для усвоения ключевых правил и требований 
к выполнению этих процессов. 

Структурно это выражается в пяти главах последовательно представляющих методоло
гию структурного анализа и проектирования (SADT, глава 1), технологию моделирования потоков данных (DFD, глава 2), методологию RUP объектно-ориентированного подхода к анализу и проектированию (глава 3), концепцию архитектуры интегрированных информационных 
систем (ARIS, глава 4). Пятая глава посвящена обобщению представленных методологий в 
подходы с представлением их сравнительного анализа, а также освящению вопросов оценки 
качества результатов моделирования.

Особенность логики представления учебного материала такова, что позволяет обучаю
щемуся фактически в режиме самостоятельной работы овладеть ключевыми теоретическими 
позициями каждого подхода и методологии, параллельно есть возможность отработать элементарные умения профессионального моделирования с помощью второй части издания – Моделирование бизнес-процессов.

Глава 1 «SADT (Structured Analysis and Design Technique) методология структурного ана
лиза и проектирования» позволяет обучающемуся ознакомится с основами структурного анализа и проектирования на примере SADT, этапами и правилами исследования предметной области в рамках методологии IDEF0 и ключевыми позициями методологии IDEF3 для создания 
модели потоков работ.

Вторая глава «DFD – диаграммы потоков данных» содержательно представлена учебным 

материалом, позволяющим освоить сущностные характеристики технологии моделирования 
потоков данных (основные символы, контекстная диаграмма и диаграмма первого уровня), 
этапы и правила построения DFD-модели, создания словаря данных и разработки миниспецификаций процессов. Сравнительная характеристика DFD и SADT позволит обучающемуся 

грамотно делать выбор в пользу той или иной методологии при определенных условиях предметной области.

Третья глава «RUP – методология объектно-ориентированного анализа и проектирова
ния» знакомит обучающихся с основами объектно-ориентированного анализа и проектирования на примере методологии Rational Unified Process (RUP), позволяет освоить базис универсального языка моделирования (UML). Учебный материал по средствам UML и особенностям 
реализации диаграмм в RationalRose представлен на примере трех диаграмм (диаграммы прецедентов (usecasediagram), диаграммы последовательности действий (sequencediagram) и коопераций (collaborationdiagram) поскольку данные средства часто используются на этапе проектирования ИС.

Глава 4 «Концепция «Архитектуры интегрированных информационных систем» – ARIS 

(Architecture of Integrated Information Systems)» позволяет обучающемуся ознакомиться с общими положениями и понятиями ARIS, освоить правила и требования моделирования расширенных цепочек процесса, управляемого событиями (диаграмма еЕРС – extended Event Driven
Process Chain), моделирования причинно-следственных связей отказов системы  (дерево отказов – FTA – FAULT TREE ANALYSIS).

Пятая глава «Методологические подходы к моделированию бизнес-процессов» носит 

обобщающий характер. В ее содержание включен учебный материал в целом по методологическим подходам (структурному, объектно-ориентированному, процессному), их характерологическому сопоставлению. Отдельное место в главе уделяется правилам и требованиям моделирования причин и факторов (диаграмма Исикавы) и подходам к оценке качества моделирования бизнес-процессов.

Весь набор учебного материала данной части издания возможно параллельно с изучением 

отрабатывать посредством выполнения заданий лабораторных работ и семинаров, содержательно представленных в во второй части. Практическая значимость издания может быть оценена с позиций применимости представленных правил и требований к реальным задачам различных предметных областей.

Желаем удачи в изучении!

Глава 1. SADT (STRUCTURED ANALYSIS AND DESIGN TECHNIQUE) МЕТОДОЛОГИЯ 

СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Основы структурного анализа и проектирования

на примере SADT

SADT (Structured Analysis and Design Technique) – одна из известных методологий структур
ного анализа и проектирования систем, введенная Россом в 1973г. SADT успешно использовалась 
в военных, промышленных и коммерческих организациях для решения разнообразных задач:

 долгосрочное и стратегическое планирование;
 автоматизированное производство и проектирование;
 обучение персонала;
 встроенное программное обеспечение (ПО) для оборонных систем;

управление финансами и МТ снабжением и др.

Более 10 лет SADT была «бумажной» технологией, но в середине 80х, когда на письмен
ных столах появились ПК с графическими возможностями, SADT пересела за компьютер. 
SADT – это совокупность графического языка и формальных правил описания систем. Пользователи SADT, моделируя систему, как бы «раскладывают» сложные системы на более простые 
и понимаемые части, создавая легко читаемые диаграммы. Методология SADT позволяет создавать логическую модель системы. При этом модель понимается как представление системы, 
показывающее, что является сутью системы, что система делает и с какими объектами работает.

С точки зрения SADT модель может основываться либо на функциях системы, либо на ее 

предметах (объектах, данных, информации и т.д.). Соответственно модели принято называть 
функциональными (активностными) моделями и моделями данных.

Функциональная модель представляет с нужной степенью точности систему функций, ко
торые отражают свои взаимоотношения через объекты (предметы) системы. 

Модель данных двойственна к функциональной модели и представляет собой подробное 

описание объектов системы, связанных системными функциями.

Полная методология SADT заключается в построении моделей двух типов для более пол
ного описания сложной системы. 

Рассмотрим процесс моделирования – процесс создания точного описания системы в ме
тодологии SADT.

Основным рабочим элементом при моделировании является диаграмма. Модель объеди
няет и организовывает диаграммы в иерархические древовидные структуры. Чем выше уровень 
диаграммы, тем она менее детализирована. 

В состав диаграммы входят блоки, изображающие  функции системы и дуги, связывающие 

блоки вместе, и изображающие взаимодействия и взаимосвязи между блоками (объекты, обрабатываемые системой).

SADT требует, чтобы в диаграмме было 3-6 блоков для обеспечения удобства чтения, по
нимания, наглядно, достаточный уровень точности). Блоки на диаграммах изображаются прямоугольниками и сопровождаются текстами в виде глагольных выражений, дуги изображаются 
стрелками и сопровождаются текстами в виде существительных.

В отличие от других методов структурного анализа в SADT каждая сторона блока имеет 

вполне определенное особое назначение: 

 левая сторона предназначена для входа, обозначается I – input;
 верхняя сторона – для управления, обозначается C – control;
 правая сторона – для выхода, обозначается O – output;
 нижняя сторона – для исполнителей, обозначается M – mechanism (рис. 1.1.1).

Рис. 1.1.1. Обозначение сторон блока на функциональной модели SADT

Схема кодирования дуг – ICOM – получила название по первым буквам английских экви
валентов input, control, output, mechanism. 

ICOM-коды отражают определенные принципы функционирования системы:
− входы преобразуются в выходы;
− управления ограничивают или предписывают функции;
− исполнители описывают, за счет чего выполняются преобразования.
Пример использования дуг согласно их назначению представлено на рис. 1.1.2.

Рис. 1.1.2. Пример использования дуг согласно их назначению

Дуги в SADT-диаграмме представляют наборы данных, которые  состоят с функциями в 

4-х возможных отношениях (вход, выход, управление, исполнитель):

− входные дуги изображают данные, используемые и преобразуемые функциями;
− управляющие дуги обычно изображают информацию, управляющую действиями 

функций;

− выходные дуги изображают данные, в которые преобразуются входы;
− исполнительские дуги отражают способ реализации функций.
Блоки на диаграмме изображают основные функции системы и размещаются в виде сту
пенчатой схемы в соответствии с их доминированием (влияние одного блока на другой) и нумеруются. Номера блоков служат однозначными идентификаторами для функций и организуют эти функции в иерархию модели.

В SADT-диаграммах существует 5 типов взаимосвязи между блоками для описания их 

взаимодействия (отношений):

− управление;
− вход;
− обратная связь по управлению;
− обратная связь по входу;
− выход – исполнитель (рис.1.1.3а-д).
Отношение управления возникает тогда, когда выход одного блока непосредственно 

влияет (является управлением) на блок с меньшим доминированием.