Разработка имитационной модели для совершенствования бизнес-процесса энергетической компании

В условиях непрерывного развития перед каждой организацией на первый план становится вопрос грамотного и эффективного управления предприятием, что представляет собой достаточ-ʜo трудный и кропотливый процесс, требующий определенной компетентности в области рационального сочетания разнообразных методов управления. И перед лицом, принимающим решения, стоит задача проанализировать огромный объем данных для выбора оптимального пути организации. Таким образом, на помощь приходит один из методов обработки и управления большими объемами данных – метод статистического имитационного моделирования (СИМ) [1].

Многие крупные компании к обязательному этапу в принятии управленческих решений относят 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 параметрами для множества экспериментов.

На СИМ-модели можно исследовать объекты, реальные эксперименты с которыми невозможны, 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 полную информацию об исследуемом процессе [2].

Цель СИМ состоит в воспроизведении поведения исследуемой системы на основе результатов анализа наиболее существенных взаимосвязей между ее элементами, или, другими словами, разработка симулятора исследуемой предметной области для проведения различных экспериментов, позволяет имитировать поведение системы во времени.

Цель и задачи разработки

Рассмотрим бизнес-процесс установки прибора контроля потребления электроэнергии. Основная цель имитационного моделирования – это совершенствование бизнес-процесса «Установка прибора контроля потребления электроэнергии» посредством прогнозирования времени, затрачиваемого на установку прибора контроля, и выявления факторов, негативно влияющих на рассматриваемый процесс.

Для достижения цели моделирования обозначим задачи, подлежащие решению.

• 1.    Произвести анализ рассматриваемого биз-нес-процесса.

• 2.    Представить формализованное описание бизнес-процесса посредством блок-схемы.

• 3.    Провести статистическое исследование случайных величин, выделенных в ходе анализа биз-нес-процесса.

• 4.    Разработать моделирующий алгоритм для программной реализации имитационной модели.

• 5.    Реализовать моделирующий алгоритм и получить результаты моделирования.

Описание и анализ бизнес-процесса «Установка прибора контроля потребления электроэнергии»

В качестве объекта исследования было выбрано региональное отделение энергетической компании 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 информационные потоки, исполнители процесса и используемые ресурсы. Отчетливо заметно, что бизнес-процесс подвержен влиянию большой совокупности случайных факторов, которые делают его сложным с точки зрения формализации и моделирования.

Рассматриваемый бизнес-процесс состоит из ряда этапов, продолжительность которых зависит от воздействия на них случайных факторов. Бизнес-процесс начинается с регистрации заявления на установку прибора контроля, поступающего от клиента. Поскольку время обращения очередного клиента не определено, на данном этапе выделяется случайная величина СВ1 – это время между поступающими заявками. Далее заявление направляется в технический отдел для анализа технической возможности установки у клиента прибора контроля потребления электроэнергии (СВ2 – длительность передачи заявления для анализа технической возможности). Заявление с результатами анализа направляется для принятия решения о технической возможности установки прибора учета электроэнергии начальнику ПАО «Самараэнерго», длительность проработки технической возможности обозначается СВ3. Далее процесс разветвляется։ в случае когда техническая возможность отсутствует, установка счетчика невозможна, клиента ставят на очередь до появления такой возможности (СВ4 – длительность постановки клиента на очередь) и процесс завершается, если же техническая возможность имеется, производится оформление наряда и квитанции на оплату установки прибора учета потребления электроэнергии (СВ5 – это длительность оформления наряда и квитанции на оплату установки).

Оператор абонентского отдела ПАО «Россети Волга» оформляет квитанцию на установку прибора учета электроэнергии и направляет ее клиенту, одновременно с этим в технический отдел направляется наряд на установку счетчика,

Оператор

Заявление,

Заявление

Технический отдел

Чек

(оговор

Счетчик,

Номер

Номер наряда

Номер эчередк

Обслуживание завершено

СВ2 длительность передачи заявления для анализа тех возможности

Данные для осуществление заявки ---------► резолюцию

СВЗ Длительность проработки гех возможности

СВб - ятительность выдачи квитанции на оплат/ установки

CBS - ятительность оплаты установки

Номер договора -------►

Установка счетчика

Технический отдел

Документы на установку

СВ 11 Длительность установки счётчика

Данные об установке

Данные о заявке

Данные о клиенте

|СВ5:Длительность оформления

(наряда и квитанции на оплат/ установки

Заявление на оплату и установку

Внесение квитанции

'В-: Длительность выдачи саряда на установку

Данные для покупи

С В10: Дл ител ьн ость закупки счётчика

Отчет об оплате ------►

Данные клиента ^

Оператор

Заявление

Выдача квитанции установку

Финансовый отдел

Оператор

Выдача наряда на установку счетчика

Заявление на оплату

Номер квитанции

Данные Для установки

Проработка технической возможности

Оператор

Заключение договора

СВ9 Длительность заключения договора

Оператор

Номер очереди

Постановка на очередь

СВ4:Длительность постановки клиента на очередь

Оплата установки

Клиент

Поступление заявления

СВ1 время между поступающими заявками

Передача заявления для технического анализа

Данные для осуществления заящщ--

Покупка счетчика

Клиент

Данные о счетчике

Счетчик у клиента отсутствует

Данные для оформления

Техническая возможность имеется

Оформление наряда и квитанции на установку прибора

Техническая возможность отсутствует

Счетчик у клиента имеется

Свитам ци$

Рисунок 1. Бизнес-процесс установки прибора контроля потребления электроэнергии следовательно, выделяются случайные величины: СВ6 – длительность выдачи квитанции на оплату и СВ7 – длительность выдачи наряда на установку. Клиент производит оплату за установку прибора в кассу компании (СВ8 – длительность оплаты установки), оплаченная квитанция поступает в расчетную группу абонентского отдела для внесения в базу данных клиентов. Абонентский отдел заключает договор с клиентом (СВ9 – длительность 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 закупки счетчика – СВ10. Если же счетчик у клиента имеется, то технический отдел ПАО «Россети Волга» производит его установку (СВ11 – длительность установки счётчика).

Отметим, что практически все бизнес-про-цессы социальной и экономической сферы подвержены воздействию случайных факторов, оказывающих негативное влияние на управление этими процессами. Статистическое имитационное моделирование базируется на моделировании динамики функционирования сложных систем с учетом влияния на принятие управленческих решений случайных факторов.

Период моделирования бизнес-процесса установки прибора контроля потребления электроэнергии ограничивается временем от поступления заявки до момента завершения обслуживания.

Разработка моделирующего алгоритма

Перед этапом разработки моделирующего алгоритма было проведено статистическое исследование 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 моделирующего алгоритма можно просмотреть функционирование бизнес-процесса так, как это происходит в реальности.

В ходе исследования был выбран моделирующий алгоритм со случайным шагом. Использование выбранного алгоритма обусловлено тем, что заявки в систему поступают не через одинаковые промежутки времени, количество заявок невелико.

Обобщенная блок-схема моделирующего алгоритма бизнес-процесса по установке прибора контроля потребления электроэнергии представлена на рисунке 2. Моделирующий алгоритм начинается с ввода исходных данных, на основе которых осуществляется моделирование биз-нес-процесса. После ввода данных следует блок, в котором объявляются и обнуляются используемые в модели переменные. После этого блока начинается моделирование значений случайных величин.

Блок 3 моделирует время между поступающими заявками СВ1 и СВ2, здесь определяется и фиксируется шаг моделирования. После того как значение СВ1и СВ2 в блоке 3 было смоделировано, 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 выполнения данного условия моделирование может выполняться в двух направлениях։ первое – продолжение 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 моделирующем 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 технической возможности);

– заработная плата сотрудников по обработке заявки;

– заработная плата сотрудников по установке приборов учета.

После того как программа рассчитает итоговые показатели, выполнение переходит к блоку 6, в котором осуществляется вывод результатов моделирования. Если время между поступившими клиентами меньше периода моделирования, то переходим к блоку 7 – соответственно, при этом моделируется процесс проверки на наличие технической возможности (см. СВ3).

В блоке 8 проверяет вероятность наличия технической возможности установки прибора (количество заявок больше количества сотрудников по установке приборов)։ если техническая возможность отсутствует, то моделируется отсутствие технической возможности – блок 9 и моделируется длительность постановки клиента на очередь – блок 10 (см. СВ4).

Рисунок 2. Блок-схема моделирующего алгоритма

Если техническая возможность имеется, то моделируется процесс наличия технической возможности – блок 11. Далее в блоке 12 моделируется процесс оформления квитанции и наряда на установку с СВ5, затем в блоке 13 моделируется длительность выдачи квитанции с СВ6 и в блоке 14 моделируется длительность оплаты квитанции клиентом с СВ 8.

В блоке 15 моделируется длительность процесса выдачи наряда на установку прибора (СВ7). Затем управление переходит к блоку 16, где моделируется длительность процесса заключения договора (см. СВ9).

Далее в блоке 17 происходит проверка вероятности наличия счетчика у клиента, если счётчик отсутствует, то в блоке 18 моделируется отсутствие счетчика и в блоке 19 моделируется длительность покупки счетчика клиентом (см. СВ10).

Если же счетчик имеется в наличии у клиента, 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 условия в блоке 4.

На основании моделирующего алгоритма можно программно реализовать модель и посмотреть 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 имитационноймодели в системе AnyLogic

Любую модель можно описать на языке программирования, однако для удобства были разработаны 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 имитационной модели.

Реализация СИМ-модель в системе AnyLogic показана на рисунке 3.

Выходные данные, полученные на имитационной модели, выявили недостатки в исследуемом бизнес-процессе։ больше половины заявок не смогут быть выполнены, так как их необходимо поставить на очередь по следующим причи-нам։ отсутствию технической возможности компании на установку прибора учета, длительному времени ожидания оплаты услуг и покупки прибора учета клиентом.

^тобы выяснить какие показатели имеют наибольшее влияние на рассматриваемый биз- нес-процесс, было принято решение внести изменение в эксперименты на СИМ-модели։ последовательно исключить из рассмотрения в модели вышеперечисленные причины. В результате многочисленных экспериментов было установлено, что этап покупки прибора учета клиентом имеет наибольшее негативное влияние на рассматриваемый процесс по сравнению с остальными причинами. На рисунке 4 показана реализация модели 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 ожидания 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 вопросу изменения процесса установки прибора контроля электроэнергии, уменьшения времени осуществления самого процесса с помощью предоставления прибора учета клиентам. Также ЛПР может вносить ряд других поправок в рассматриваемый бизнес-процесс и в режиме реального времени наблюдать потенциально точный результат от этих корректировок, не расходуя

Рисунок 4. Реализация модели в AnyLogiс с исключением этапа закупки прибора учета

ресурсов, связанных с изменениями в реальном бизнес-процессе.