[Перевод] Потенциал точек зрения ArchiMate: От обычного EA-моделирования до PLM
Введение
На протяжении всего моего времени работы с моделью и языком ArchiMate от The Open Group, внимательно наблюдая за практиками сообщества, я не переставал удивляться тому, насколько мало используются «точки зрения» (viewpoint«ы), предложенные в ArchiMate 2.1.
Я открыл их для себя благодаря отличному бесплатному опенсорсному решению Archi, разработанному Филлипом Бовуаром (Phillip Beauvoir), которое очень грамотно раскрывает потенциал представлений (view) в помощи заинтересованным сторонам, желающими создать всеобъемлющую модель архитектуры рассматриваемых ими организаций.
Я воспользовался этими возможностями, работая над интероперабельностью PLM, благодаря чему смог подчеркнуть ценность привносимую согласованными открытыми стандартами в обмен, совместное использование и долгосрочное хранение производственных данных, PLM-процессы, модельно-ориентированное проектирование систем и интеграцию предприятия с заводом.
Я считаю, что понимать и уметь применять точки зрения так же важно, как и разбираться во всех остальных 60 (или около того) конструкциях языка ArchiMate.
Цели этой статьи менялись с течением времени. Изначально она была направлена на демонстрацию механизма View и Viewpoint в том виде, в котором я открыл его для себя в ArchiMate 2.1 благодаря Archi. Затем ее целью стало подчеркнуть эволюцию в ArchiMate 3.1 и продемонстрировать, как их можно использовать для многомасштабного моделирования в контексте PLM с конкретным примером их использования для интероперабельности PLM. Но это в итоге будет в следующей версии статьи, потому что я снова почувствовал необходимость переработать статью после более глубокого изучения последней версии ISO 42010, относящейся к Architecture Framework. Почему? Потому что ArchiMate просто применил лучшие практики и концепции, определенные в этом стандарте (который также был принят несколькими другими моделями и языками описания архитектуры).
Часть 1 — Представления и точки зрения, как они определены в ISO 42010
Viewpoint («точка зрения» или метод описания), которым оперирует ArchiMate, на самом деле является понятием, определенным в стандарте ISO/IEC/IEEE 42010: «Системная и программная инженерия — Описание Архитектуры» — международный стандарт для описания архитектуры систем и программного обеспечения. Последняя версия, ISO/IEC/IEEE 42010:2011, определяет требования к описанию системных, программных и корпоративных архитектур. Его цель — стандартизировать практику описания архитектуры путем определения стандартных терминов, создания концептуальной основы для выражения, передачи и анализа архитектур, а также определения требований, применимых к описаниям архитектуры, архитектурным моделями и языкам описания архитектуры. Следуя своему предшественнику, IEEE Std 1471, стандарт проводит строгое различие между архитектурой и описанием архитектуры.
ISO 42010 проводит строгое различие между архитектурой и описанием архитектуры!
Стандарт определяет следующие понятия:
Точка зрения на архитектуру (Architecture Viewpoint): Рабочий продукт, устанавливающий соглашения для построения, интерпретации и использования архитектурных представлений для определения конкретных системных интересов.
Архитектурное представление (Architecture View): Рабочий продукт, выражающий архитектуру системы с точки зрения конкретных системных интересов.
Интерес (системы) (Concern): Польза или проблемы в системе, относящиеся к одной или нескольким заинтересованным сторонам (стейкхолдерам). Интерес относится к любому воздействию на систему в ее окружающей среде, включая воздействия разработки, технологические, деловые, эксплуатационные, организационные, политические, экономические, юридические, регулирующие, экологические и социальные воздействия.
Вид модели (Model Kind): Соглашение о типе моделирования. Архитектурное представление состоит из нескольких моделей, каждая из которых соответствует одному конкретному виду модели.
Заинтересованная сторона (Stakeholder): Индивидуум, команда, организация или их группы, имеющие интерес в системе.
Описание архитектуры (Architecture description): Рабочий продукт, используемый для выражения архитектуры.
Язык описания архитектуры (Architecture description language): Любая форма выражения, используемая для описания архитектуры.
ISO/IEC 42010 требует, чтобы язык описания архитектуры, соответствующий этому стандарту, определял интересы, связанные с языком, типичные заинтересованные стороны, которые имеют эти интересы, виды моделей, реализованные языком, которые определяют эти интересы, и любые правила соответствия, связывающие эти виды моделей. Язык описания архитектуры может определять одну или несколько точек зрения на архитектуру, но это не является обязательным.
В качестве примеров языков описания архитектуры можно привести BPMN, SysML, UML и… ArchiMate.
Представления — идеальный механизм для передачи информации о целях в области архитектуры. В общем случае представление определяется как часть описания архитектуры, которая рассматривает набор связанных интересов и адресована набору заинтересованных сторон. Представление задается с помощью точки зрения, которая предписывает концепции, модели, методы анализа и визуализации, которые предоставляются представлением.
Проще говоря, представление — это то, что вы видите, а точка зрения — это то, откуда вы смотрите.
Метамодель, предложенная ISO/IEC 42010 для описания архитектуры системы, выглядит следующим образом:
Контекст описания архитектуры, включающий систему, ее окружение, заинтересованные стороны с интересами и целями, архитектуру, демонстрируемую системами, и ее описания. Вся суть заключается в описаниях.
Метамодель описания архитектуры, на которой идентифицированы рассматриваемая система, заинтересованные стороны и интересы. Описание выражает архитектуру, демонстрируемую рассматриваемой системой, и включает в себя обоснование архитектуры (architecture rationale), соответствие (с правилами) и представления, объединяющие различные виды моделей, где представления обуславливаются (governed) точками зрения.
Метамодель элементов и соответствий описания архитектуры отражает то, как элементы описания архитектуры могут связываться друг с другом с помощью некоторых правил соответствия (correspondance rules).
Метамодель обоснования архитектуры отражает обоснование архитектурных решений, связанных с интересами и влияющих на элементы описания архитектуры.
Метамодель Architecture Framework идентифицирует заинтересованные стороны и интересы, а также включает в себя набор точек зрения на архитектуру, объединяющих виды моделей, с некоторыми правилами соответствия.
Язык описания архитектуры определяет заинтересованные стороны и их интересы, а также охватывает точки зрения на архитектуру с видами моделей, имеющими определенные правила соответствия.
В соответствии с ISO 42010 лишь несколько языков считаются языками описания архитектуры, в частности SysML и ArchiMate.
Теперь же давайте рассмотрим это в контексте ArchiMate 2.1 и ArchiMate 3. Особое внимание мы уделим представлениям и точкам зрения.
Часть 2 — Представления и точки зрения, как они определены в ArchiMate 2.1
Сложность создания и поддержания целостной архитектуры предприятия была определена уже давно. Исследователями были созданы модели для классификации и позиционирования различных архитектурных описаний, например, модель Закмана (Zachman Framework). К сожалению, предложенные подходы скорее классифицируют и разделяют архитектурные описания, нежели дают представление об их согласованности.
Именно поэтому в ArchiMate принят более гибкий подход, при котором архитекторы и другие заинтересованные стороны могут определять свои собственные представления архитектуры предприятия. Делается это посредством точек зрения, как они определены в стандарте ISO 42010. Давайте разберемся, как это реализовано в ArchiMate. Это может быть проиллюстрировано с помощью следующей диаграммы:
Доступ к модели осуществляется с помощью набора представлений, которые структурированы по усредненному положению точек зрения, с целью облегчить общение и сотрудничество между различными заинтересованными сторонами.
ArchiMate 2.1 предлагает следующую классификацию точек зрения:
Проектировочные (designing), для принятия решений (deciding) и информирующие (informing) для проектировщиков (которые используют UML), менеджеров, которым необходимо принять решение на основе анализа (которые используют аналитические инструменты), и, наконец, для всех заинтересованных сторон, которые должны быть проинформированы (которые используют иллюстрации) соответственно.
Обзорные (overview), согласованности (coherence) и деталей (details)
Это отражает следующий рисунок, включенный в спецификации версии 2.1:
Мы видим, что здесь определены различные типы моделей, заинтересованные стороны и цели. Следует подчеркнуть, что ArchiMate — не единственный используемый архитекторами язык, и что для информирования могут использоваться другие представления, такие как чертежи, или модели на более специализированных языках для разработчиков программного обеспечения (UML) или архитекторов бизнес-процессов (BPMN).
Точки зрения можно комбинировать со слоями ArchiMate: бизнес-слой, слой приложений, технологический (ICT), мотивационный и слой реализации и миграции (мне на самом деле не очень нравится использование слова «слой» рядом с «мотивационный» и «реализации и миграции», я предпочел бы здесь слово «перспектива»). Все элементы моделирования, допускаемые точкой зрения, могут принадлежать как одному слою, так и сразу нескольким. Но как это все представить в понятном виде, имея около 25 точек зрения и около 60 конструкций моделирования? Чтобы лучше понять и объяснить их применимость для обеспечения интероперабельности PLM, я подготовил для ArchiMate 2 два постера.
Этот первый постер описывает точки зрения ArchiMate, их содержание и то, как они связаны со слоями. Присвоив каждому слою ArchiMate определенный цвет, я отобразил точки зрения в виде боксов, где эти цвета указывают, откуда взяты конструкции, используемые в точках зрения. Распределение по слоям примерно соответствует процентному соотношению цветов, используемых для раскраски боксов. Боксы заключены в другой тип боксов, представляющих слои. Эти боксы пересекаются, благодаря чему можно четко отследить, какие точки зрения на все 100% посвящены одному слою, а какие — связям между слоями. Этот второй тип точек зрения предназначены для сотрудничества между различными архитекторами, например, архитектором бизнес-процессов и архитектором информационных систем.
Одна из самых интересных и специфичных точек зрения — это информационная (Information) точка зрения, которая касается всех бизнес-, прикладных и информационно-коммуникационных технологий (ICT), в то время как многие другие модели архитектуры предприятия рассматривают только информационный слой.
На втором постере продемонстрировано позиционирование информационных структур для «макро»-объектов, представленных с помощью точек зрения ArchiMate. Но что еще за «макро»-объекты? Рассматривая точки зрения Archi, вы найдете такие названия Business Processes, Business Product, Organizations, Project и т.д. Каждая из них моделируется с помощью набора типов взаимосвязанных элементов на языке ArchiMate. Следовательно, они являются средством для описания составных объектов с более высоким уровнем организации.
На представленном изображении можно увидеть, что некоторые из них включены в один слой, а некоторые являются межслойными, т.е. предназначены сразу для нескольких перспектив. Например, Application Usage нацелен на связь прикладного и бизнес-уровней, объясняя, как приложения используются бизнесом для создания ценности.
Мне особенно понравилось, как Archi предоставляет функционал, связанный с видами и точками зрения. Мы вернемся к этому в пятой части этой статьи.
Кроме того, использование инструмента в различных проектах привело к необходимости создания концепции «макрообъекта», которая также будет рассмотрена далее.
Меня вполне устраивали точки зрения, предлагаемые ArchiMate V2.1, и их ценность. К сожалению, в ArchiMate 3.1 произошли некоторые изменения, и точкам зрения стало уделяться меньше внимания. Давайте рассмотрим это в следующей главе.
Часть 3 — Эволюция в ArchiMate 3.1
Я создал новый набор изображений для ArchiMate 3.1, отражающий новый набор точек зрения, рассматриваемых в новой версии, и указывающий на точки зрения, которых больше нет.
Здесь указаны заинтересованные стороны, которых касаются точки зрения, а точки зрения связаны с представлениями, расположенными в общей структуре, например, на слоях, определенных ArchiMate.
Основные изменения:
Введение представлений, связанных со стратегией, с точками зрения на стратегию, реализацию результатов, карту возможностей и карту ресурсов.
Физическое представление, с внедрением объектов оборудования, сетей дистрибуции и материалов (поддержка виртуального производства и логистики). Должно ли оно быть частью технологического слоя или бизнес-слоя, где также существуют физические элементы: физические продукты и люди?
10 точек зрения были удалены
Кроме того, точки зрения теперь стали ориентировочными, а служат не частью спецификации. Даже не смотря на то, что для большинства организаций требовалась небольшая адаптация, я должен признаться, что немного разочарован тем, что набору предопределенных точек зрения в ArchiMate придается меньшее значение, поскольку его можно рассматривать как базовый набор точек зрения, обеспечивающий некоторую гармонизацию в отношении корпоративной практики. Я считаю, что механизм точек зрения — это скрепа определения методологии, связанной с использованием ArchiMate.
Второй представленный постер иллюстрирует связь с другими стандартами.
STEP, который концентрируется на обмене, совместном использовании и долгосрочном архивировании производственных данных, предоставляет протоколы применения моделей деятельности в IDEF0 с информационными потоками между функциями. Я уже показывал в других статьях, что его можно легко перевести в ArchiMate со всеми потоками между функциями: отражение бизнес-объектов по отношению к бизнес-функциям или данных между прикладными функциями, используя подход функционального анализа. Затем, назначая функции организациям или процессам (бизнеса) или прикладным компонентам (приложения), процесс контекстуализируется, а фактический рабочий поток должен быть реализован с помощью протоколов применения. Информационные модели (ARM и AIM) включены в информационные представления.
Я также отразил в этой модели модельно-ориентированные архитектуры и стандартизированные OMG языки.
Наконец, я расположил различные языки бизнес-моделирования в соответствии с их предполагаемым использованием заинтересованными сторонами.
Все эти языки являются более специализированными, чем ArchiMate, и нацелены на создание более детальных моделей. Важно учитывать, что ArchiMate не стремится заменить их, а предоставляет общий словарь и метамодель для обеспечения сотрудничества между различными типами специалистов.
Третий постер отображает моделирующие конструкции и представления, связанные с теми или иными точками зрения, в отношении к слоям ArchiMate. Я также выделил активные, поведенческие и пассивные моделирующие конструкции.
Учитывая, что в ArchiMate 3 появились новые моделирующие конструкции (возможность, ход действий, объект, материал, оборудование), потребовались новые точки зрения. Но некоторые из них наоборот были удалены. Как следствие, использование старых точек зрения в Archi с поддержкой ArchiMate 3 больше невозможно. Это влечет за собой ряд последствий с точки зрения совместимости, в частности, если вы хотите повторно использовать практики, которые были построены на этих точках зрения.
Еще один важный вопрос — должны ли точки зрения ArchiMate быть зафиксированны в инструментах, подлежат ли они параметризации инструмента, с поддержкой различных наборов точек зрения: точки зрения ArchiMate 2.1, точки зрения ArchiMate 3, точки зрения, специально определенные организациями, использующими ArchiMate, или, наконец, точки, определенные той или иной методологией, например, TOGAF?
В любом случае, определение точек зрения для управления представлениями, создаваемыми для описания архитектуры, является ключевым моментом. Это позволяет реализовать в инструментах моделирования интересные возможности. Следующая глава призвана проиллюстрировать это на примере Archi, эталонной реализации ArchiMate с открытым исходным кодом.
Часть 4 — Иллюстрация на примере Archi
Использование представлений и точек зрения может выглядеть очень абстрактно. Однако благодаря тому, как это реализовано в Archi, эти инструменты раскрывают свою настоящий потенциал. При создании диаграммы в Archi, которая соответствует представлению, с ней можно связать одну из точек зрения, определенных ArchiMate. Какой от этого будет эффект? Если это новая диаграмма, то изменяется палитра и будут предлагаться только те элементы моделирования, которые относятся к данной точке зрения.
Например, на следующем скриншоте показано представление модели без привязки к точке зрения. Палитра в правой части показывает все элементы моделирования ArchiMate.
Теперь мы выберем точку зрения «Physical». В палитре отображаются только моделирующие конструкции, относящиеся к этой точке зрения. Кроме того, все остальные элементы представления немного приглушены.
Это очень практичный способ выделения частей глобального представления, которые касаются только какого-то конкретного заинтересованного лица, что делает его очень удобной функцией фильтрации, которую можно использовать для анализа модели предприятия.
Наконец, поскольку интересы/цели связаны с точками зрения, обуславливающими представлениями, это облегчает создание точных представлений, согласованных с явно определенными целями, и способствует повторному использованию в коммуникации, сотрудничестве и анализе. Что мы здесь видим, так это обоснование того, почему ArchiMate опирается на ISO 42010, а также то, как ArchiMate использовал этот стандарт для того, чтобы получить статус языка описания архитектуры, со всеми вытекающими отсюда преимуществами. Отметим, что то же самое происходит и с SysML, который также является языком описания архитектуры.
В проектах, в которых я участвовал, мне приходилось использовать ArchiMate и Archi для описания сложных систем. Я столкнулся с некоторыми ограничениями, связанными с тем, как точки зрения определяются в ArchiMate и реализуются в Archi. Об этом мы поговорим в следующей главе статьи.
Часть 5 — Введение в многомасштабное моделирование
Учитывая терминологию для именования точек зрения, представляется, что точки зрения могут быть способом описания верхних «макро»-объектов, таких как проект или организация, которые не рассматриваются модельными конструкциями языка: нет элемента модели под названием проект или организация.
При использовании ArchiMate в нескольких исследовательских проектах (см. «Проджект-менеджеры и точки зрения ArchiMate»), направленных на подготовку и обеспечение интероперабельности PLM, оказалось, что рассмотрение этих составных «макро» объектов обладает большим потенциалом для обуздания сложностей возникающей динамической производственной сети (Dynamic Manufacturing Network). Этот потенциал был изучен в опубликованных работах исследовательских проектов IMAGINE и Standard Interoperability PLM. Но поскольку ArchiMate предоставляет «плоские модели», пришлось предложить новый подход под названием «моделирование поверх UML2/SysML», который описан в одной из моих статей в LinkedIn: «Динамическая производственная сеть — от плоских семантических графов к составным моделям», с сопутствующей недавно опубликованной научной статьей. Не стесняйтесь изучать ее и оставлять отзывы.
Грубо говоря, он заключается в моделировании ArchiMate в UML, не как профиля, а как модели класса, включая отношения, которые отображаются как класс отношений UML. То же самое можно сделать с блок-схемой SysML. Затем макрообъекты, соответствующие некоторым точкам зрения (организация, проект и т. д.), также моделируются как составные элементы модели, которые находятся на более высоком уровне декомпозиции, чем обычная модельная конструкция ArchiMate. Наконец, модели архитектуры предприятия создаются в виде объектных диаграмм с созданием связанных спецификаций экземпляров, типизированных с использованием созданной ArchiMate модели.
Таким образом, мы по-прежнему используем язык ArchiMate без каких-либо изменений, только расширяя его «макрообъектами», позволяющими перейти от плоского моделирования к многомасштабному, что очень удобно для систем, оперирующих системами. Для некоторых представлений, управляемых некоторыми точками зрения, мы предоставляем не только диаграмму, но и модель, содержащуюся на макрообъекте, связанном с представлением (например, проект A, предприятие B и т. д.). Это особенно актуально и полезно для сетей предприятий и сложных программ, включающих множество проектов, а также при решении вопросов интероперабельности PLM
Часть 6 — Представления, точки зрения и интероперабельность PLM
Существует множество определений, исходящих от промышленных компаний или поставщиков решений, но лично я принял и продолжаю рассматривать определение PLM, предложенное компанией CIMDATA.
PLM — это стратегический подход к бизнесу, в рамках которого применяется последовательный набор бизнес-решений, поддерживающих совместное создание, управление, распространение и использование информации об определении изделия. PLM поддерживает расширенное предприятие (клиентов, партнеров по проектированию и поставкам и т. д.). PLM охватывает период от разработки концепции до окончания срока службы изделия или завода. PLM объединяет людей, процессы, бизнес-системы и информацию. PLM — это не определение части или частей технологии (как часто делают поставщики решений), а определение бизнес-подхода к решению проблемы управления полным набором информации об определении продукта: создание этой информации, управление ею на протяжении всего срока службы, распространение и использование на протяжении всего жизненного цикла продукта. Однако она опирается на такие решения, как системы управления данными об изделии (фаза проектирования) (сегодня поставщики часто называют их PLM-решениями), но также используются и другие COTS, например ERP (фаза производства) или решения MCO (фаза поддержки).
Для обеспечения универсального, безопасного, управляемого доступа и использования информации, определяющей продукт, для которой обеспечивается целостность бизнес-процессов, важно уловить бизнес-контекст. В моей прошлой деятельности, связанной с обеспечением интероперабельности PLM для эффективного совместного использования, обмена и долгосрочного архивирования данных об изделиях и процессах (с целью отслеживания), в качестве важного инструмента выступало моделирование предприятия.
Однако специалисты по PLM и архитекторы предприятий — это две группы, которые не очень хорошо знают друг друга. PLM-специалисты более «ориентированы на данные о продуктах и процессах» и вынуждены учитывать всю цепочку поставок (т.е. много предприятий), в то время как стандарты архитекторов предприятий более «ориентированы на информационную систему предприятия» и рассматривают одно предприятие. ArchiMate очень слабо решает задачу описания производимого продукта с помощью единственной конструкции: Product. Для производственных данных и PLM необходимо учитывать различные виды разбивки продукта, а также элементы конфигурации, которые являются ключевыми для качества, контрактов и цифровой преемственности.
Это влияет на способ определения набора заинтересованных сторон, учитывая роли, которые не предлагаются ArchiMate по умолчанию. Это также приводит к необходимости учитывать динамическую сеть предприятий, каждое предприятие и его информационная система представляют собой узел сети и имеют свой набор точек зрения, которые ориентированы на одно предприятие, на одну фазу жизненного цикла продукта или на глобальную сеть предприятий. Точки зрения, ориентированные на фазы или глобальную сеть, должны быть общими для партнеров по цепочке поставок и, по возможности, стандартизированы для более эффективного цифрового сотрудничества и стратегии PLM. Следующая модель представляет собой цепочку поставок Airbus 380 на основе данных, полученных из интернета. Различные роли здесь предложены в качестве видов заинтересованных сторон, которые связаны с производимой продукцией, подлежащей интеграции, эксплуатации, сертификации и поддержке. Рассматриваемый масштаб не совпадает с тем, который обычно рассматривается в ArchiMate и связанных с ним практиках.
Рассматриваемые бизнес-процессы, связанные с PLM, могут быть частными и внутри одного предприятия, публичными и частью расширенного предприятия, входящего в сеть, или публичными и межорганизационными, управляемыми на уровне сети (все предприятие на одном уровне). Последний случай не специфичен для авиации или оборонной промышленности и более распространен в мебельной промышленности. Тем не менее, он может стать неплохим подспорьем для обеспечения интероперабельности PLM и эффективного цифрового сотрудничества при приемлемых затратах, при условии, что не может быть достигнута унификация PLM-решений в цепочке поставок и во времени.
ArchiMate и механизм точек зрения, предложенный в ISO42010, сохраняют точность при использовании в PLM-контексте, но это требует некоторой адаптации практики и использования языка моделирования. Наиболее адаптированными решениями для моделирования являются комбинации ArchiMate с другими языками описания архитектуры, обеспечивающие композитное моделирование и возможности расширения. Для этого хорошо подходят среды моделирования SysML/UML2. Это можно сделать, используя профиль UML и возможность объединения моделей с различными языками (как предлагает Sparx Enterprise Architect) или используя моделирование ArchiMate поверх UML2/SyML, как предложено в одной из моих исследовательских работ и продемонстрировано с помощью Magic Draw.
Заключение
Я считаю, что механизм точек зрения — одна из самых важных функций ArchiMate для поддержки совместного создания модели предприятия, отражающей и объединяющей все взгляды множества заинтересованных сторон. Благодаря слоям и аспектам он согласованно предоставляет людям одинаковые наборы представлений.
Моя исследовательская деятельность вылилась в то, что я подробно изучил их в ArchiMate 2.1 и 3.1, а также создал постеры, отражающие полный набор точек зрения, их расположение на слоях и моделирующие конструкции ArchiMate, которые можно использовать для работы с ними.
Затем я проследил связь со стандартом ISO 42010 об архитектурных моделях, подчеркнув, что ArchiMate — это язык описания архитектуры, соответствующий определению в этом стандарте.
Использование ArchiMate может быть расширено с помощью некоторых инновационных практик для создания многомасштабных моделей, представляющих цепочку поставок промышленного продукта, что актуально при изучении интероперабельности PLM. Это стало темой многих моих научных работ (концепций) и статей в LinkedIn (о практическом применении).
Я надеюсь, что эта статья побудит вас заново открыть и изучить потенциал точек зрения ArchiMate, и что вы найдете полезными постеры и затраченное на это все время.
Больше актуальных знаний и лучших практик по визуализации с помощью Archimate можно получить в рамках курса «Archimate / Практика».
