APPLICATION OF SIMULATION MODELING TO IMPROVE THE BUSINESS PROCESS OF AN ENERGY COMPANY

Full Text

Введение В условиях непрерывного развития перед каждой организацией на первый план становится вопрос грамотного и эффективного управления предприятием, что представляет собой достаточ- но трудный и кропотливый процесс, требующий определенной компетентности в области раци- онального сочетания разнообразных методов управления. И перед лицом, принимающим ре- шения, стоит задача проанализировать огромный объем данных для выбора оптимального пути ор- ганизации. Таким образом, на помощь приходит один из методов обработки и управления боль- шими объемами данных - метод статистического имитационного моделирования (СИМ) [1]. Многие крупные компании к обязательному этапу в принятии управленческих решений от- носят метод СИМ, который позволяет строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности. СИМ-модель можно многократно «проиграть» во времени для одного эксперимента либо с изменяющимися па- раметрами для множества экспериментов. На СИМ-модели можно исследовать объекты, реальные эксперименты с которыми невозмож- ны, опасны или несут значительные финансовые затраты. Управление временем - характерное свойство СИМ-моделей: быстропротекающие процессы замедлять, а процессы с медленными изменениями состояний ускорять. Исследования на модели позволяют получить достаточно пол- ную информацию об исследуемом процессе [2]. Цель СИМ состоит в воспроизведении пове- дения исследуемой системы на основе результа- тов анализа наиболее существенных взаимосвя- зей между ее элементами, или, другими словами, разработка симулятора исследуемой предметной области для проведения различных эксперимен- тов, позволяет имитировать поведение системы во времени. Цель и задачи разработки Рассмотрим бизнес-процесс установки при- бора контроля потребления электроэнергии. Ос- новная цель имитационного моделирования - это совершенствование бизнес-процесса «Установка прибора контроля потребления электроэнергии» посредством прогнозирования времени, затрачи- ваемого на установку прибора контроля, и выяв- ления факторов, негативно влияющих на рассма- триваемый процесс. Для достижения цели моделирования обозна- чим задачи, подлежащие решению. Произвести анализ рассматриваемого биз- нес-процесса. Представить формализованное описание бизнес-процесса посредством блок-схемы. Провести статистическое исследование слу- чайных величин, выделенных в ходе анализа биз- нес-процесса. Разработать моделирующий алгоритм для программной реализации имитационной модели. Реализовать моделирующий алгоритм и по- лучить результаты моделирования. Описание и анализ бизнес-процесса «Установка прибора контроля потребления электроэнергии» В качестве объекта исследования было выбра- но региональное отделение энергетической ком- пании ПАО «Россети Волга». На рисунке 1 представлено содержательное описание бизнес-процесса. Формализованное описание отражено в виде блок-схемы в нотации «Процесс», где отображены управляющие и ин- формационные потоки, исполнители процесса и используемые ресурсы. Отчетливо заметно, что бизнес-процесс подвержен влиянию большой со- вокупности случайных факторов, которые дела- ют его сложным с точки зрения формализации и моделирования. Рассматриваемый бизнес-процесс состоит из ряда этапов, продолжительность которых зави- сит от воздействия на них случайных факторов. Бизнес-процесс начинается с регистрации заяв- ления на установку прибора контроля, поступа- ющего от клиента. Поскольку время обращения очередного клиента не определено, на данном этапе выделяется случайная величина СВ1 - это время между поступающими заявками. Далее за- явление направляется в технический отдел для анализа технической возможности установки у клиента прибора контроля потребления электро- энергии (СВ2 - длительность передачи заявления для анализа технической возможности). Заяв- ление с результатами анализа направляется для принятия решения о технической возможности установки прибора учета электроэнергии началь- нику ПАО «Самараэнерго», длительность про- работки технической возможности обозначается СВ3. Далее процесс разветвляется: в случае ког- да техническая возможность отсутствует, уста- новка счетчика невозможна, клиента ставят на очередь до появления такой возможности (СВ4 - длительность постановки клиента на очередь) и процесс завершается, если же техническая воз- можность имеется, производится оформление наряда и квитанции на оплату установки прибо- ра учета потребления электроэнергии (СВ5 - это длительность оформления наряда и квитанции на оплату установки). Оператор абонентского отдела ПАО «Россе- ти Волга» оформляет квитанцию на установку прибора учета электроэнергии и направляет ее клиенту, одновременно с этим в технический от- дел направляется наряд на установку счетчика, Рисунок 1. Бизнес-процесс установки прибора контроля потребления электроэнергии следовательно, выделяются случайные величины: СВ6 - длительность выдачи квитанции на опла- ту и СВ7 - длительность выдачи наряда на уста- новку. Клиент производит оплату за установку прибора в кассу компании (СВ8 - длительность оплаты установки), оплаченная квитанция посту- пает в расчетную группу абонентского отдела для внесения в базу данных клиентов. Абонентский отдел заключает договор с клиентом (СВ9 - дли- тельность заключения договора), и сотрудники компании выясняют, есть ли у клиента прибор контроля (счетчик). Далее процесс разветвляет- ся: в случае если счетчик у клиента отсутствует, то ему необходимо его купить, длительность за- купки счетчика - СВ10. Если же счетчик у клиен- та имеется, то технический отдел ПАО «Россети Волга» производит его установку (СВ11 - дли- тельность установки счётчика). Отметим, что практически все бизнес-про- цессы социальной и экономической сферы под- вержены воздействию случайных факторов, ока- зывающих негативное влияние на управление этими процессами. Статистическое имитацион- ное моделирование базируется на моделировании динамики функционирования сложных систем с учетом влияния на принятие управленческих ре- шений случайных факторов. Период моделирования бизнес-процесса уста- новки прибора контроля потребления электро- энергии ограничивается временем от поступления заявки до момента завершения обслуживания. Разработка моделирующего алгоритма Перед этапом разработки моделирующего ал- горитма было проведено статистическое иссле- дование всех случайных величин, выделенных для моделирования на этапе анализа бизнес-про- цесса, определены их параметры распределения и проведено математическое описание модели. Моделирующий алгоритм наглядно показывает полный процесс моделирования, основанный на статистических данных. При помощи моделиру- ющего алгоритма можно просмотреть функцио- нирование бизнес-процесса так, как это происхо- дит в реальности. В ходе исследования был выбран моделиру- ющий алгоритм со случайным шагом. Использова- ние выбранного алгоритма обусловлено тем, что заявки в систему поступают не через одинаковые промежутки времени, количество заявок невелико. Обобщенная блок-схема моделирующего ал- горитма бизнес-процесса по установке прибора контроля потребления электроэнергии пред- ставлена на рисунке 2. Моделирующий алгоритм начинается с ввода исходных данных, на осно- ве которых осуществляется моделирование биз- нес-процесса. После ввода данных следует блок, в котором объявляются и обнуляются использу- емые в модели переменные. После этого блока начинается моделирование значений случайных величин. Блок 3 моделирует время между поступа- ющими заявками СВ1 и СВ2, здесь определяется и фиксируется шаг моделирования. После того как значение СВ1и СВ2 в блоке 3 было смоде- лировано, управление переходит к следующему блоку. Блок 4 - это блок выполнения условия. Условием в данном случае является сравнение времени между обращением очередного клиента с окончанием периода моделирования. Периодом моделирования является месяц. После выполне- ния данного условия моделирование может вы- полняться в двух направлениях: первое - продол- жение моделирования процесса обработки заявки (если время обращения очередного клиента не выходит за пределы периода моделирования), второе - выход из алгоритма и расчет итоговых показателей (если время обращения очередного клиента превышает время окончания периода моделирования). Расчет итоговых показателей на моделиру- ющем алгоритме показан в блоке 5. Итоговыми показателями являются: число поступивших заявок; число обработанных заявок; число клиентов в очереди (отсутствие счет- чиков); число клиентов в очереди (отсутствие техни- ческой возможности); заработная плата сотрудников по обработке заявки; заработная плата сотрудников по установке приборов учета. После того как программа рассчитает итого- вые показатели, выполнение переходит к блоку 6, в котором осуществляется вывод результатов мо- делирования. Если время между поступившими клиентами меньше периода моделирования, то переходим к блоку 7 - соответственно, при этом моделируется процесс проверки на наличие тех- нической возможности (см. СВ3). В блоке 8 проверяет вероятность наличия тех- нической возможности установки прибора (коли- чество заявок больше количества сотрудников по установке приборов): если техническая возмож- ность отсутствует, то моделируется отсутствие технической возможности - блок 9 и моделиру- ется длительность постановки клиента на оче- редь - блок 10 (см. СВ4). Рисунок 2. Блок-схема моделирующего алгоритма Если техническая возможность имеется, то моделируется процесс наличия технической воз- можности - блок 11. Далее в блоке 12 моделиру- ется процесс оформления квитанции и наряда на установку с СВ5, затем в блоке 13 моделируется длительность выдачи квитанции с СВ6 и в бло- ке 14 моделируется длительность оплаты квитан- ции клиентом с СВ 8. В блоке 15 моделируется длительность про- цесса выдачи наряда на установку прибора (СВ7). Затем управление переходит к блоку 16, где моде- лируется длительность процесса заключения до- говора (см. СВ9). Далее в блоке 17 происходит проверка ве- роятности наличия счетчика у клиента, если счётчик отсутствует, то в блоке 18 моделирует- ся отсутствие счетчика и в блоке 19 моделиру- ется длительность покупки счетчика клиентом (см. СВ10). Если же счетчик имеется в наличии у клиен- та, то в блоке 20 моделируется процесс наличия счетчика и в блоке 21 моделируется длительность установки прибора учета электроэнергии (см. СВ11). На блоке 21 заканчивается обслуживание установки одной заявки, следовательно, после блока 21 алгоритм возвращается к проверке ус- ловия в блоке 4. На основании моделирующего алгоритма можно программно реализовать модель и посмо- треть поведение системы в тот или иной момент Рисунок 3. Реализация СИМ-модели в AnyLogic времени при различных обстоятельствах, а также подобрать оптимальные параметры. На основе проанализированного бизнес-про- цесса разработана СИМ-модель. Теоретической и методологической основой создания модели послужили источники информации [3-10]. Реализация имитационной модели в системе AnyLogic Любую модель можно описать на языке про- граммирования, однако для удобства были разра- ботаны специальные инструменты с внедренным языком программирования и пользовательским интерфейсом, реализующие различные методы в имитационном моделировании. Например, таким инструментом является AnyLogic - программное обеспечение для имитационного моделирования, которое было выбрано для реализации имитаци- онной модели. Реализация СИМ-модель в системе AnyLogic показана на рисунке 3. Выходные данные, полученные на имитаци- онной модели, выявили недостатки в исследу- емом бизнес-процессе: больше половины заявок не смогут быть выполнены, так как их необходи- мо поставить на очередь по следующим причи- нам: отсутствию технической возможности ком- пании на установку прибора учета, длительному времени ожидания оплаты услуг и покупки при- бора учета клиентом. Чтобы выяснить какие показатели имеют наибольшее влияние на рассматриваемый бизнес-процесс, было принято решение внести из- менение в эксперименты на СИМ-модели: после- довательно исключить из рассмотрения в модели вышеперечисленные причины. В результате мно- гочисленных экспериментов было установлено, что этап покупки прибора учета клиентом имеет наибольшее негативное влияние на рассматрива- емый процесс по сравнению с остальными при- чинами. На рисунке 4 показана реализация моде- ли с исключением данного этапа. На основании результатов, полученных в ходе модельных экспериментов, принято реше- ние: чтобы увеличить количество выполненных заявок и ускорить процесс установки приборов учета, нужно предоставлять счетчики клиенту от самой компании, чтобы сократить время ожида- ния покупки клиентом оборудования. Тем самым увеличится количество выполненных заявок, тем самым прибыль компании тоже увеличится за счет роста количества оплат клиентами услуг за установку прибора учета электроэнергии. Заключение По результатам СИМ бизнес-процесса ЛПР может принять управленческое решение по во- просу изменения процесса установки прибора контроля электроэнергии, уменьшения време- ни осуществления самого процесса с помощью предоставления прибора учета клиентам. Также ЛПР может вносить ряд других поправок в рас- сматриваемый бизнес-процесс и в режиме реаль- ного времени наблюдать потенциально точный результат от этих корректировок, не расходуя Рисунок 4. Реализация модели в AnyLogic с исключением этапа закупки прибора учета ресурсов, связанных с изменениями в реальном бизнес-процессе.

About the authors

E. A Bogdanova

Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics

Email: helen.bogdan@mail.ru
Samara, Russian Federation

O. Yu Borodina

Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics

Email: oksana.borodina.2000@bk.ru
Samara, Russian Federation

References

Supplementary files