Системы имитационного бизнес моделирования

Применение имитационного моделирования для оптимизации бизнес-процессов — своеобразная палочка-выручалочка для топ-менеджмента. Он позволяет определить, как преобразования повлияют на компанию, ставя эксперименты не на «живой» организации, а на ее модели. Заманчиво? Более подробные инструкции читайте в данной статье.

Деятельность компании необходимо оптимизировать… Для одних руководителей «оптимизация» — это приказ, спущенный сверху, для других — острая необходимость, проект, от результата которого зависит дальнейшая судьба компании. Так или иначе, к анализу и оптимизации деятельности приступают топ-менеджеры компании или внешние консультанты. Учитывая, что в качестве объекта оптимизации может быть абсолютно любой параметр: операторы, принимающие звонки, количество обслуживаемых клиентов или производимый продукт, возникающие идеи по улучшению могут быть абсолютно разные: от ликвидации отдела до внедрения новых технологий. Понять, какая идея наиболее выигрышная — сложно. А проводить эксперименты на реальной компании — слишком дорого.

Как построить правильный бизнес, не экспериментируя над компанией и сотрудниками? Как связаны имитационное моделирование и оптимизация бизнес-процессов? На эти вопросы мы постараемся ответить в данной статье.

Имитационное моделирование — метод исследования, основанный на том, что изучаемая система заменяется моделью, имитирующей эту систему. Над моделью проводят эксперименты и в результате получают информацию о реальной системе. Имитационное моделирование выполнения бизнес-процессов широко применяется в проектах по реинжинирингу деятельности компаний, когда необходимо заранее спрогнозировать результаты.

Показатели, которые подвергаются оптимизации в первую очередь, это:

• Затраты процесса;
• Продолжительность процесса;
• Количество обслуженных клиентов или количество произведенного продукта.

Неудовлетворительные значения этих показателей неизбежно снижают эффективность процесса, что приводит к потере денежных средств компании и недовольству руководителя. Почему именно эти показатели выделяются как основные? Высокая стоимость бизнес-процесса напрямую увеличивает затраты компании. Длительное выполнение процесса увеличивает вероятность того, что его результат будет получен не вовремя и к этому времени уже может быть никому не нужен. Недостаточное количество продукта процесса — комментировать, пожалуй, даже не требуется.

Метод имитационного моделирования позволяет оценить время выполнения процесса и время, затрачиваемое на задержки в ходе выполнения процесса, например: оператор ушел на обед или товарно-материальные ценности (ТМЦ) не подвезли вовремя. Также метод позволяет оценить количество продукта, получаемого за определенный интервал наблюдения.

Для определения стоимости процесса совместно с имитационным моделированием целесообразно проводить функционально-стоимостной анализ (ФСА). ФСА — метод расчета себестоимости продукта, который отличается от традиционного тем, что фокусируется на подсчете стоимости процессов, необходимых для производства продукта или предоставления услуги, а не на разделении затрат на прямые и косвенные и группировке этих затрат по статьям калькуляции. В основе ФСА лежит положение о том, что для производства продукта необходимо выполнить ряд процессов, на выполнение которых тратятся ресурсы. Стоимость бизнес-процесса рассчитывается путем переноса стоимости ресурсов на стоимость каждого шага процесса. Сумма расходов на выполнение всех шагов процессов составляет себестоимость продукта.

Проведение имитационного моделирования предполагает осуществление четырех основных этапов:

• Построение модели одного или нескольких процессов, выполнение которых необходимо оптимизировать;
• Запуск имитации выполнения процессов модели;
• Анализ полученных показателей;
• Повторение п.1–3 для альтернативных сценариев выполнения процесса и выбор наиболее оптимального.

Метод имитационного моделирования позволяет имитировать выполнение процесса так, как оно происходило бы в действительности, но в режиме ускоренного времени. Давайте рассмотрим, как процессы выполняются в жизни. Редкий процесс выполняется четко и быстро. Практически всегда возникают перерывы и задержки, связанные с тем, что поступает более приоритетная задача, необходимые сотрудники заняты или вовремя не заказали комплектующие. Примеров таких процессов множество, приведем лишь некоторые из них:

• Менеджер по продажам отвечает клиенту на письмо по электронной почте и в это время поступает телефонный звонок. Менеджер отрывается от работы, отвечает на звонок и только после этого возвращается к написанию письма;
• В процессе производства продукта используются товарно-материальные ценности, закупаемые у поставщика. Если отдел закупок поздно сделал заказ или поставщик не обеспечил поставку ТМЦ в обещанные сроки, производство продукта остановится и возобновится только после поступления необходимого количества ТМЦ;
• Когда заканчивается рабочий день Начальника отдела, составляющего план работ на следующий месяц, то процесс прерывается и продолжается только на следующий день, когда Начальник отдела выходит на работу;
• Для выполнения процесса «Ввод системы в эксплуатацию» необходимо большое количество специалистов, и если кто-то из них занят, то процесс не может быть выполнен.

Чтобы сымитировать все многообразие подобных ситуаций, необходимо учитывать ряд факторов:

• В какой момент времени возникают события, приводящие к запуску некоторой деятельности;
• Графики работы сотрудников и оборудования (т.н. трудовых ресурсов);
• Трудовой ресурс в один момент времени может выполнять только одну задачу;
• Значения переменных или вероятности, на основании которых выбирается следующий шаг;
• Результаты одной деятельности могут повлиять на протекание другой.

Добавляя к этим факторам описание бизнес-процессов, мы получаем модель, над которой можно проводить эксперименты и получать ответы на интересующие нас вопросы.

Рассмотрим подготовку бизнес-процесса к проведению имитации.

Первое, что необходимо сделать, это выделить событие, которое является сигналом для начала выполнения процесса — стартовое событие процесса. Например, сигналом для начала выполнения процесса «Подготовка коммерческого предложения» является событие «От клиента поступил запрос на коммерческое предложение». Стартовое событие может возникать с разной периодичностью, например, звонки от клиентов поступают каждые 10–20 минут, осуществлять плановую проверку работоспособности оборудования необходимо один раз в 2–3 месяца, а совещание у директора проводится каждую пятницу и начинается ровно в 9 утра. Очевидно, что часть событий возникает в определенные моменты времени, часть — через интервалы. Причем и момент времени, и интервал между повторениями событий могут быть случайными величинами, для которых указываются законы их возникновения.

Для каждого шага процесса необходимо задать длительность, которая может быть константой или случайной величиной. Например, длительность шага «Шлифовка детали», выполняемого станком с ЧПУ, составляет ровно 5 минут. Но если станок осуществляет шаг за фиксированное время, то, как только речь заходит о людях, нельзя не учитывать, что люди обладают сложным и непредсказуемым поведением. На выполнение, казалось бы, простого шага «Внесение информации о заявке клиента в Информационную систему» у одного исполнителя может уйти 5 минут, а у другого — 20. Кроме того время выполнения шага может быть случайной величиной по объективным причинам. Процесс «Ответ на звонок клиента» может занимать от 1 до 30 минут в зависимости от клиента и цели его звонка.

При описании бизнес-процесса важно обращать внимание на то, что это не всегда линейная последовательность шагов. Часто выбор следующего шага зависит от ряда условий, таких как «Текущая дата», «Количество уже обработанных заготовок». Или выбор дальнейшего шага носит вероятностный характер, например, вероятность того, что стандартный договор пройдет процедуру согласования клиентом, составляет 0.7, а вероятность того, что клиент пришлет замечания к тексту договора — 0.3.

Для того чтобы в результате имитации оценить стоимость процесса, для каждого шага необходимо задать перечень и стоимость ресурсов, используемых при его выполнении. Все ресурсы в зависимости от логики переноса стоимости на процесс делятся на 2 группы: трудовые и материальные. Трудовые ресурсы — это ресурсы, стоимость использования которых зависит от времени их использования в процессе. Ярким примером трудового ресурса является сотрудник. Стоимость материальных ресурсов от времени их использования не зависит и переносится на стоимость шага процесса сразу. Стоимость единицы материального ресурса задается в виде фиксированного значения. Стоимость единицы времени работы трудового ресурса может зависеть от смены, в которую используется трудовой ресурс.

Например, для выполнения шага «Сборка автомобиля» необходим материальный ресурс «Комплектующее изделие» и трудовой — «Рабочий». Стоимость комплектующего изделия составляет 1000 рублей. Стоимость рабочего — 100 рублей (в дневную смену) или 120 рублей (в ночную смену). Если сборка автомобиля выполняется в течение 4 часов, причем 2 часа в дневную смену и 2 часа в ночную смену, то стоимость использования ресурса «Рабочий» составит 440 рублей. Соответственно, общая стоимость ресурсов, которая будет перенесена на стоимость шага процесса — 1440 рублей.

Если при имитации стоит задача оптимизировать запасы товарно-материальных ценностей, то для процессов необходимо указать не только ресурсы, но и продукты, которые появляются на складе в результате их выполнения.

Спроектировав и настроив модель процессов, можно запускать имитацию. Поскольку временные параметры процессов и времена возникновения событий — случайные величины, один эксперимент с моделью даст только один вариант развития процесса. На основе множества повторов измерений можно получить более точные оценки показателей. Целесообразно проводить имитацию за весь период, интересующий аналитика, например, за квартал.

Таким образом, в результате проведения имитации получаются распределения значений стоимости и времени процесса, причем не только полезного времени выполнения процесса, но и времени, затраченного на ожидание необходимого количества или доступности материальных или временных ресурсов.

Но механизм имитационного моделирования может дать интересную информацию не только о выполнении бизнес-процессов, поскольку он также имитирует работу трудовых ресурсов и производство и потребление материальных. В результате, можно:

Идентифицировать «бутылочные горлышки» среди трудовых ресурсов — перегруженные ресурсы, к которым постоянно выстраивается очередь задач (шагов процессов), в результате чего они задерживают выполнение всех процессов.

Выявить трудовые ресурсы с низкой загрузкой.

Проанализировать производство и потребление материальных ресурсов и определить, возникает ли проблема дефицита или перепроизводства ресурсов. Дефицит приводит к увеличению времени выполнения процесса, а перепроизводство или закупка ресурсов в количестве, превосходящем потребности, влекут издержки на запасы.

Если в результате анализа полученные значения показателей процесса оказались неудовлетворительными, модель можно изменить в соответствии со следующей идеей по оптимизации и провести имитацию снова. По результатам всех экспериментов можно выбрать вариант с наиболее оптимальными значениями показателей. При этом хочется еще раз отметить, что проведение экспериментов не останавливает работу всего предприятия и не нарушает текущее выполнение операций.

Метод имитационного моделирования и функционально-стоимостной анализ также полезны, если необходимо спроектировать новый бизнес. Какая должна быть организационная структура этого бизнеса? Как часто должны выполняться процессы? Какая продолжительность и стоимость процессов является оптимальной? На все эти вопросы можно ответить ДО того, как компания начнет работать и выяснит, что трудовые ресурсы перегружены, а материальных — постоянно не хватает. Конечно, можно сначала создать компанию, организовать ее работу по принципу «как пойдет», убедиться, что попытка оказалась неудачной, и только потом приступить к решению задачи оптимизации деятельности. Но если спроектировать правильный, эффективно работающий бизнес сразу, многие проблемы просто не возникнут, что сэкономит ценное время, которое можно будет потратить на развитие молодой компании.

Наравне со многими плюсами метода имитационного моделирования процессов существует и ряд минусов. Нельзя не отметить тот факт, что для получения валидных результатов необходима работа по определению законов распределения случайных величин и внимательная работа по внесению всех данных для проведения имитации. Известное выражение наиболее ярко характеризует эту ситуацию. Кроме того, само по себе имитационное моделирование не дает ответов на вопросы, эффективно ли работает система, являются ли значения показателей оптимальными и как перестроить бизнес-процесс. Для этого необходим бизнес-аналитик. Но только с помощью механизмов имитационного моделирования и функционально-стоимостного анализа в ряде случаев бизнес-аналитик может быстро получить и обработать ту ценную информацию, которая абсолютно необходима руководителю для принятия важных управленческих решений. Причем принять эти решения руководитель сможет на основании сравнения значений ключевых показателей, а не поверив консультантам на слово.

Апрель 2010 г.

Рекомендуемые материалы по тематике

ARIS eEPC или «Процедура» Business Studio?

Почему не действуют консалтинговые «таблетки»? Замечания к докладу на конференции «ПРОЦЕССНОЕ УПРАВЛЕНИЕ сегодня и завтра»

Применение имитационного моделирования на практике

Разработка в Business Studio ТЗ на автоматизацию бизнес-процессов в BPMS

Оптимизируем бизнес-процесс с помощью симулятора

У оптимизации процессов непростая судьба. В середине двухтысячных даже запрещалось упоминать это слово, как скомпрометированное подразумеванием бесполезной деятельности. До сих пор люди стараются использовать синонимы типа реинжиниринг, improvement, performance и т.п. Тем не менее повышение эффективности является одной из целей деятельности по управлению бизнес-процессами. Основой для оптимизации является результат анализа данных об окружении и содержании процесса. В случае отсутствия возможности сбора статистических данных (например при дизайне нового процесса), они генерируются симуляторами БП.
В одном из предыдущих постов на Хабре я рассказал об онлайн-сервисе имитационного моделирования бизнес-процессов bpsimulator.com. Сегодня мы постараемся с его помощью решить конкретную задачу по повышению эффективности работы, например процесса розничного кредитования банка.

Цель оптимизации

Одна из ошибок — это начинать оптимизацию ради оптимизации, но мы нее такие, у нас есть вводная: рядом с отделением банка открылась точка продаж конкурирующего банка, предлагающего аналогичный продукт. Технологию и продукт менять нельзя, необходимо уменьшить время с момента подачи заявки до выдачи кредита для образования конкурентного преимущества.

Сбор данных о бизнес-процессе

Для начала необходимо собрать данные о необходимых функциях, их последовательности и исполнителях:
Список функций
1. «Оформление кредитной заявки» выполняет «Операционист» за 15-30 минут
2. «Верификация данных» выполняет «Верификатор» за 5-15 минут
3. «Определение рисков» выполняет «Скоринг (автоматически)» за 1 минуту
4. «Проверка СБ» выполняет «Сотрудник СБ» за 10-15 минут
5 «Принятие решения» выполняет «Кредитный менеджер» за 5-10 минут, процент одобрения (Approval Rate) AR=0.1
6. «Информирование клиента» выполняет «Оператор колл-центра» за 5 минут
7. «Уведомление об отказе» выполняет «SMS-шлюз (автоматически)» за 30 секунд
8. «Оформление кредита» выполняет «Операционист» за 10-20 минут
9. «Зачисление средств» выполняет «АБС (автоматически)» за 1 минуту
Состав организационных структур
1. Операционист: 2 сотрудника в 10 дополнительных офисах
2. Верификатор: 6 сотрудников в филиале
3. Сотрудник СБ: 10 сотрудников в филиале
4. Кредитный менеджер: 5 сотрудников в филиале
5. Оператор КЦ: 2 сотрудника КЦ
Внешние факторы
1.В отделение в день обращаются в среднем по 32 посетителя, равномерно в течении всего рабочего дня

Посетители не ходят равномерно, у операциониста ещё десяток задач по другим процессам, верификатору задания распределяются только раз в день, AR зависит от продукта, второй операционист собирается в декрет и т.п. Это крайне важно для следующего этапа, но сегодня мы будем учиться на простом примере.

Визуальное моделирование бизнес-процесса

Заходим на сервис, запускаем приложение и выбираем русский язык и создание новой модели. Щелкнув правой кнопкой мыши на названии, меняем его на «1.0.0 Розничное кредитование в банке ОАО АКБ „XXX“.

Это покажется разумным в дальнейшем, когда коллеги увидят экран вашего монитора.

Единственное, что пока находится в рабочей области — это панель управления с разделами: Модель, Дизайн, Симуляция и Вид. В разделе Дизайн нажимаем „Добавить генератор“ — это генератор задач, в нашем случае это генератор посетителей банка, желающих оформить кредит. Рядом расположена так же кнопка „Добавить функцию“, нам понадобится их 9. Разместим мышью эти объекты на модели последовательно сверху вниз.
У каждого объекта есть „вход“ — верхняя часть и „выход“ — нижняя. Для соединения объектов кликнем на „+“ в районе „выхода“ вышестоящего объекта и затем на „+“ нижестоящего (или любого другого). Так появится связь со стрелкой от выхода одного объекта ко входу другого.

При двойном клике на объекте откроется окно его свойств. Там необходимо поменять значения по-умолчанию на те данные, которые мы собрали о процессе.

Для изменения должности исполнителя необходимо дважды кликнуть на строку с ресурсом (помечено цифрой 3 на рисунке). Откроется окно менеджера ресурсов. Название должности надо поменять и нажать там же на галочку „Сохранить ресурс“, тогда название поменяется во всех функциях, где задействован данный специалист. Для функции „Оформление кредита“ в выпадающем списке надо выбрать уже созданного нами „Операционист“, а лишнюю строчку удалить. По окончанию моделирования окно „Управление ресурсами“ выглядит следующим образом (одну неиспользуемую автоматически созданную должность я удалил):

У функции „Принятие решения“ надо сделать два выхода, один на функцию „Информирование“, а второй на „Уведомление об отказе“. Таким образом на выходе этой функции образуется правило распределения хода процесса, логическое „ИЛИ“ (или будет принято положительное решение по кредиту и надо приглашать клиента в офис -10%, или достаточно будет проинформировать клиента об отрицательном решении -90%). Свойства функции должны выглядеть следующим образом:

Генератор назовем „Обращение клиента“, в разделе „Время работы“ дважды кликнув на строке „09:00-18:00“ можно редактировать количество клиентов в течение рабочего дня.
На этом этап моделирования обычно заканчивается, наша модель выглядит следующим образом:

Модель пройдет проверку на корректность, но не проходит проверку на адекватность. У нас сотрудники мидл-офиса филиала обслуживают заявки ещё 9 отделений и это обязательно надо смоделировать для получения адекватных результатов.

Можно конечно слить всех операционистов в одно абстрактное отделение, но тогда если пришло три посетителя в офис с двумя операционистами, то последний встанет в очередь на обслуживание, а в абстрактном допофисе его „примет“ свободный специалист из другого города. А если разделить кол-во сотрудников филиала на количество отделений, то будет смешно и не адекватно.
Возможно ещё продублировать генераторы и функции операциониста на модели ещё 9 раз, получится наглядно, но громоздко.

Добавим ещё один генератор задач с названием „Оформление заявки в другом ДО“ и количеством задач 32*9 = 288 в течение рабочего дня. Выход генератора подадим на вход функции „Верификация данных“. Между информированием клиента и оформлением кредита надо поставить фильтр, что бы заявки второго генератора не уходили в одно отделение. Поставим между ними объект „Точка контроля“ из раздела „Дизайн“ и в его свойствах надо нажать „Разрешить“ генератору с названием „Обращение клиента“ — дальше пройдут только те заявки, который этот операционист оформлял. Окончательная модель имеет вид:

Теперь можно запускать.

Имитационное моделирование бизнес-процесса

На панели инструментов в разделе „Симуляция“ нажимаем „Пуск“ — начнется симуляция, цифры на объектах модели будут отражать состояние процесса в масштабе времени 1 секунда реального времени равна 1 минуте времени процесса. Симуляция прекратиться через сутки процессного времени, т.е. через 24 минуты реального. Это долго, поэтому можно нажать следующую кнопку „Ускорить“ — тогда на расчет суток уйдет всего 24 секунды. По окончании симуляции у нас будут собраны все данные о состоянии процесса, задач, функций и загруженности сотрудников в течение всего периода симуляции.

Анализ бизнес-процесса

В разделе „Вид“ панели инструментов находится кнопка открытия окна „Статистика“, в нем во вкладках расположены графики состояния процесса. Так как у нас цель — уменьшить время выполнения задач, смотрим на вкладку „Задачи“:

среднее операционное время составляет около часа. Это значение нам надо будет как-то уменьшать. Первое, что приходит в голову — увеличить количество сотрудников на самых нагруженных участках. На вкладке „Чел. ресурсы“ видно, что на пределе своих сил работают верификаторы.

В разделе „Вид“ панели инструментов находится кнопка „Ресурсы“ открытия окна „Менеджер ресурсов“, увеличим количество верификаторов с 6 до 8 человек (не забываем нажимать галочку сохранения ресурса)

Операционное время работы над задачами практически не изменилось, но у верификаторов появилось слишком много свободного времени. Значит копать надо в другом направлении, например на времени выполнения критичной функции. У функции „Верификация данных“ максимальное время выполнения 15 минут в три раза больше минимального 5 минут. А что если удастся снизить максимальное время верификации до 10 минут? Для проверки гипотезы вернем количество верификаторов -6, а время выполнения функции „Верификация данных“ установим 6-10 минут. Запустим симуляцию.

Операционное время уменьшилось минут на 15, т.е. на 25%, а на некоторых прогонах этот результат доходит и до 50%, что является фактом того, что дальнейшую оптимизацию имеет смысл проводить на уровне конкретной функции.

Заключение

Как видите, для начала использования и получения практических результатов имитационного моделирования вполне хватает легкодоступных данных, простого инструмента и непрофессиональной квалификации. Каждый сможет решить свои задачи по оптимизации бизнес-процессов, проверки гипотез по внесению изменений, нормированию численности персонала. Если интересно, для чего нужны остальные поля настроек функций и в каких случаях их необходимо применять, можно посмотреть в справочном руководстве сервиса, а вопросам и пожеланиям я буду рад в комментариях.