如何建構系統模型:一步步指導你的建模過程

企業流程模型

以「正規化」的符號對流程的「行為」與「內容」進行描述的工程。在企業流程建模(Business Process Modeling)中,正規化的符號是一套標準化的圖形和符號,用於描述和表示業務流程的行為和內容。這些符號的使用可以幫助理解、分析和優化業務流程。

  • 企業流程(Business process):依據企業「營運目標」所展開來的流程。
  • 工作流程(Work-flows):依據「工作邏輯」所展開來的流程。

什麼是模型 (What is a model)?

模型是一種抽象系統,用來以簡化和概括的方式描述現實世界中的某個系統或現象。其目的是幫助理解、分析和預測系統的行為和性能。在模型中,所有相關的要素(例如:元素、關係、操作等)都應被精確和詳細地描述,以便進行深入的研究和應用。模型通過抽象化來簡化現實系統,只保留最重要和相關的部分,從而減少複雜性,便於處理和分析。模型具有特定的目標或用途,如預測、模擬、分析或設計,並可以分為數學模型、物理模型、邏輯模型和概念模型等類型。

在建構模型時,精確描述系統的範圍、確定相關元素、分析元素間的互動方式以及研究其具體操作行為是至關重要的。模型需要經過驗證,以確保其準確性和可靠性,其中驗證是檢查模型的結構是否正確,確認模型能否準確反映現實世界的行為。模型廣泛應用於工程、經濟、社會科學、生物學等領域,通過建模,可以進行實驗模擬、風險評估、策略規劃和問題解決等。

系統模型的建構(Modeling)

系統模型的建構過程(Modeling Process

  1. Determine the object/purpose of model(確定模型的對象/目的)
    首先需要明確模型的目標和目的,確定模型要描述或解決的問題。
  2. Determine the boundary(確定邊界)
    確定模型的範圍和邊界,定義哪些元素和關係包含在模型中,哪些不包含。
  3. Find the object/purpose related elements(找出與對象/目的相關的元素)
    找出所有與模型目標相關的元素,這些元素是構成模型的基本單元。
  4. Find the relationships between elements(找出元素之間的關係)
    分析這些元素之間的相互關係,確定它們如何互動。
  5. Study the operations of elements and relationships(研究元素和關係的操作)
    研究和分析這些元素和相關的具體操作方式和行為。
  6. Formulation(公式化)
    將研究結果和操作方式進行公式化,建立數學模型或邏輯模型。

以下舉例,展示了如何應用系統模型的建構過程來解決一個具體問題。假設我們要建模一個企業的訂單處理系統,以優化處理時間並提高效率。

  • 目標:建立一個訂單處理系統模型,以優化訂單從接收到完成的整個過程,縮短處理時間,並提高整體效率。
  • 範圍:從訂單接收、審核、付款處理、倉庫揀貨、包裝、發貨到客戶確認收貨的整個過程。
  • 元素:訂單接收、訂單審核、付款處理、倉庫揀貨、包裝、發貨、客戶確認收貨。
  • 關係:
    • 訂單接收與訂單審核:訂單接收後需立即審核。
    • 訂單審核與付款處理:審核通過後進行付款處理。
    • 付款處理與倉庫揀貨:付款完成後,倉庫開始揀貨。
    • 倉庫揀貨與包裝:揀貨完成後進行包裝。
    • 包裝與發貨:包裝完成後進行發貨。
    • 發貨與客戶確認收貨:發貨後等待客戶確認收貨。
  • 操作:
    • 訂單接收:記錄客戶訂單信息。
    • 訂單審核:核實訂單的有效性和庫存情況。
    • 付款處理:確認付款完成。
    • 倉庫揀貨:根據訂單從庫存中揀選商品。
    • 包裝:將揀選的商品進行包裝。
    • 發貨:將包裝好的商品發送給客戶。
    • 客戶確認收貨:客戶收到商品並確認。
  • 公式化:計算從客戶下訂單到訂單完成的整個流程中,各個步驟所需的時間。

數據收集與建模支持

  • Collection of data refers to elements, relations and operations(數據收集:涉及元素、關係和操作)
    收集有關元素、關係和可操作的數據,以支持模型的驗證和應用。
  • Verification + Validation(驗證和驗證)
    透過驗證和驗證來確保模型的準確性和可靠性。驗證是指檢查模型是否正確構建,驗證是指檢查模型是否能夠正確描述現實。

3種方法進行系統模型的建構過程​​

  • 自上而下方法(Top-Down Approach):從高層次的概念開始,逐步分解到具體細節。
  • 自下而上方法(Bottom-Up Approach):從具體細節開始,逐步組合成高層次的概念。
  • 混合方法(Hybrid Approach):結合以上兩種方法的特點。

3種觀點可以用來設計企業流程模型

  • 電腦系統工作邏輯的觀點:以電腦系統的運作邏輯來設計流程模型。
  • 使用者的觀點:從使用者的角度來設計,使其更易於理解和操作。
  • 資訊流的觀點:關注資料在流程中的流動和處理​​。

ARIS企業流程模型建構的方法

ARIS(Architecture of Integrated Information Systems)是一種由 A.-W. Scheer 博士開發的整合資訊系統架構,旨在描述企業和應用系統的開發。它使用標準的商業描述方法,專注於業務流程的描述和分析。無論部門數量、企業規模或現有軟體如何,ARIS 在所有環境中都能有效運作。

AS-IS: 流程現況描述

  • 分解動作:將複雜的業務目標分解成多個具體步驟,形成一個完整的流程圖。
  • 資料表單:展示資料的收集和處理過程,從開始到結束的每個步驟,包含資料檢核和確認步驟。
  • 承辦人員:展示不同承辦人員在流程中的角色和職責,從開始到結束的每個步驟,以及各步驟的執行者,特別注意了不同部門或人員之間的交互和協作。

完整確實地以流程的觀點,對「現行」的工作流程進行描述。著眼的是現有的情況,不設及過去,也不設及將來。聚焦在「描述現有的工作步驟」。

業務流程再造(Business Process Reengineering, BPR)

BPR建模的定義(Modeling of BPR)

業務流程再造的建模旨在使用抽象的概念框架、數學模型和模擬工具,來表示組織中的資訊和資訊流。這種方法可以幫助企業重新設計其業務流程,以提高效率和效果。

BPR常用的方法(Methodology)

  • DFD(Data Flow Diagrams)
    資料流圖,用於描述系統中的數據流動和處理過程。
  • Work-Flows
    工作流程圖,用於表示業務過程中的各個步驟及其順序。
  • UML(Unified Modeling Language)
    統一建模語言,一種標準的建模語言,用於軟體工程和系統設計。
  • Petri-nets
    一種數學建模語言,用於描述和分析分佈式系統的動態行為。
  • IDEF(Integration DEFinition for Function Modeling)
    一種建模語言,用於描述製造和企業過程。
  • BPMN(Business Process Model and Notation)– 40%
    業務流程模型與標註,是一種標準化的圖形表示法,用於描述業務流程的模型。它由Object Management Group(OMG)開發,目的在提供一種簡單易懂的方式,讓業務分析師和技術開發人員都能清晰地理解業務流程。BPMN的主要目的是橋接業務過程設計和IT實現之間的鴻溝。

流程模型建構

流程模型建構是流程導向的資訊系統方法論的核心。通過流程模型,可以清晰地描述流程的各個環節、執行者、輸入輸出以及相互之間的關係,為流程分析、優化和自動化提供基礎。

參考資料:國立中央大學企業管理學系副教授 – 呂俊德博士

數位化管理數位化流程的運算思維

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