信息系统建模.ppt

信息系统建模,信息项目实施方法手册（第2版）,作者简介,Adrian Specker，于苏黎士联邦科技大学获得博士学位并被授予最高荣誉奖章。1985-1988年在某电信公司负责物流管理工作。1988-1995年在瑞士一家著名的咨询公司担任高级顾问和项目主管。1998-2005年在苏黎士联邦科技大学从事教学与科研工作，同时担任Loghouse Engineering股份公司总裁。从2005年10月开始执教于西北瑞士科技大学，主要研究领域为信息系统建模和信息系统项目实施。,简介,本书第一次从方法论角度对在实践中广泛应用的信息系统建模方法和技术进行了全面阐述，提出了信息系统建模方法的综合框架体系，将迄今为止面向流程、面向功能、面向对象和面向任务的25种建模方法，以及ARIS、UML、结构化分析和MTO分析等集成化建模方法进行了系统化的分析、比较和总结。,第二部分（项目实施）简介,第二部分主要讨论项目实施和IT系统设计的实施建模。打个比方，就像造房子，怎样从最初的一个想法到最后可以交钥匙的房子？首先要有周密的设计图纸，然后才可以根据图纸造房子。盖房子的人们也是在面对一个复杂的系统，也需要借助一个实施模型。,作为一本面向实践的简明手册，本书第二部分详细介绍了几种主流的信息项目实施模型，并重点说明了信息项目实施的各个阶段以及在每个阶段应采用的建模方法，从而可以作为一本涵盖面广的教科书和实践指南。,主要介绍的内容,第 8章 项目实施模型第 9章 项目申请第10章 初步方案第11章 项目方案,项目实施模型,项目实施模型可以理解为借助于各种方法来设计信息系统的多阶段流程。系统设计主要为一下两部分：先设计一个包含所有细节的整体计划，然后根据这个整体计划进行实施（瀑布模型）不需要首先设计出一个包含细节的框架蓝图，而是先迅速将分支领域进行实施，在实施过程中不断对系统进行补充（螺旋模型）,1、系统技术不足。比如：功能不强大、灵活性较差、操作不方面等。所以我们需要解决的问题：投入使用的信息系统不仅功能要齐全，而且操作要简单。2、实施过程历时过长。对ERP的两个研究同时显示，项目实施耗时差异很大，上下波动范围在半年到10年之间。产生波动的原因在于所选择的系统本身。我们可以看出：信息系统的选用直接影响了项目实施的成功率。3、达标数量少。信息系统导入后，达标情况非常糟糕。比如，在导入ERP系统后，只有29%的企业能够提高按时完成率。4、信息系统的经济性。运用信息系统后能否给企业带来好的效益。简单的说就是物有所值。,信息系统的实施经常面临的困难：,所有阶段的总和被成为“软件生命周期”。在阶段性的系统设计中，往往在内容方面和时间方面都制定了阶段性的目标。这一点符合系统工程“从框架到具体”的要求，也符合创建阶段划分清晰、一目了然的项目单元的基本原则。因此，建议采用起源于其他工程活动的软件开发过程模型。,项目实施方法,因为信息系统工程的基本原则是基于系统工程，这里有必要简单介绍一下系统工程的主要基本原则。下面介绍，依据系统工程方法的生命周期模型。,为了能使技术系统设计能够在规定的时间里完成规定的任务，在设计中普遍采用系统工程的方法。这也就是说，系统工程并不是专门针对IT系统的。,系统工程不仅提供了“系统思维”，而且还给出了一个具有普遍意义的过程模型，也就是“生命周期阶段模型”，这个模型清楚、明晰地把系统设计的整个过程分成几个阶段（图）。阶段性模型的优点在于给出了中间结果，有利于委托人进行监督，有利于对成本和时间控制，是项目得以顺利进行的有力保证。,系统工程的生命周期阶段模型,在每个阶段中，要对系统进行更为详细的设计。在初步方案中我们观察的是总体系统，花费在改阶段的费用应该适度。在总体研究阶段，先制定一个总体构想，在详细研究阶段则对子系统进行分析。在实施阶段对系统进行构建和实施运行。生命周期阶段模型反映了“从总体到细节”为中心的几本思想，也就是先制定一个一般的解决框架，然后一步一步细化，即在每个阶段中逐步深化,生命周期阶段模型,从总体到细节,在项目申请阶段，会体验不同的项目备选方案，比如从功能有限的初步解决方案到集成的总体系统，最终只确定一个项目方案，并制定相应的项目申请书。如果面对一个大型的项目，我们要考虑潜在效用和经济性，选择最适合此公司的备选方案，形成项目的初步方案，基于该方案，可以逐步设计系统，逐步使系统具体化。各个业务流程对方案的要求汇总在一起，勾画出哪些是最好的总体构想，在最终的评估基础上，可以将系统再进一步具体化，将解决方案详细化。当然，对于每个业务流程都要制订一个详细方案。,顺序实施模型：瀑布模型,首先我们来看一下经典的软件工程的瀑布模型。这个模型需要大量的前期准备工作，这点和系统工程师一致的，特别是要遵从以“从整体到细节”的原则。也是先在内容上和时间上明确各个阶段的工作，然后完整地按计划顺序地进行实施。“完整”指的是初步方案只有一个阶段，要全面考虑所有能想象到的系统。,瀑布模型中各个活动的先后顺序,阶段性：瀑布模型分为几个阶段，各阶段定义明确，一目了然。从粗略到细节：系统从粗略设计开始，对各个阶段进行逐步深入分析，使之具体化。顺序性：各个阶段的各项活动都按照一定的次序进行（概要设计、详细设计、编程、实施等）。完整性：各个阶段的活动要完整，完全延展到各自涉及的领域（比如所有系统领域的 方案设计）。,瀑布模型遵循的原则,里程碑式：对每个阶段都定义一个里程碑作为检验点，在每个阶段的最后，项目委托人可以根据这些信息决定是否继续实施该项目。质量检验：每个阶段的执行结果在随后的一个阶段里都要再次进行核实确认。每个阶段在完成后都要进行质量检查。减少错误：只有在研究工作全部完成后，才可以进行系统实施。只有这样，才能在系统实施前错误，减少损失。持续不断的改造：逐步优化模型。问题解决周期：在每个阶段中都要经过一个问题解决周期，直到投入应用。,设计任务一览,下面我们简单介绍一下瀑布模型每个阶段的重要任务和阶段性成果。,1、项目申请在项目申请阶段要分析项目所要达到的目标，明确项目设计的群体，确认是否关注了正确的问题。调查结果记录在项目申请和业务案例（Business case）中。2、初步方案在初步方案阶段中，首先要制定一个粗略的解决方案，对系统构想的社会技术变量进行分析、设计和评估。3、项目方案在确定了问题解决的原则后，就进入了项目总体方案的研究阶段。在项目总体方案中，要对流程、功能、对象任务和系统构架进行说明。在定义各项要求的时候，尽可能地做到只进行逻辑性说明，即与具体软件系统无关。,4、需求建议书和评估大多数软件项目都是由企业外的供应商承包的，所以在这样的情况下必须在需求建议书中明确规定，供应商必须提供什么样的服务，企业需要承担多少费用。5、审核和合同在评估阶段结束之后，就进入了审核阶段和合同订立阶段。在合同签订之前，首先必须将在评估阶段中的不明确环节解释清楚。合同签订涉及委托的所有方面以及项目实施的模式。在项目实施前，必须将所有的模式明确化。也就是说，在进程上、费用上、内容上要仔细规划，并明确相应的责任。,6、详细方案要在各个层面上对所有数据元素和所有功能进行详细说明。详细方案设计时，要考虑到所选择的技术系统，并遵循技术系统的限制条件。这里要建立一个分项目小组，保证专业知识从客户传递到供应商那里。7、设计和实施要进行标准软件构件配置，或者进行必要的修改或编程。除了编码之外，在这个阶段还要将模块进行集成，对系统进行测试。8、项目交付和上线运行最后进入运行阶段，必须对操作人员进行培训。将老系统中的实际数据转到新系统中后，就可以正式上线运行了。,瀑布模型的问题在于，需求分析和设计需要长时间地停留在纸面上。其进展速度主要取决于将来的用户对这一项目方案的预期效果的想象。越接近实施阶段，这个问题也就越突出。另一个问题在于，在项目进展的过程中，项目目标和条件不断变化。,瀑布模型的优缺点,苏黎世联邦科技大学企业研究中心分析了一个银行的软件开发过程。在“批评阶段”首先收集了该软件开发过程里的主要缺点。这个银行的方法论采用瀑布模型。参与这个项目的工作人员讲述了如下主要问题：,信息部门和专业部门之间合作不融洽缺少共同语言缺少一个共同的行之有效的建模方法阶段交替环节存在很大的知识流失,原因在哪里？,一个主要原因在于流程是顺序进行的，而实施该流程的组织是按照功能分工的。（参考图）,结论：项目的最终用户没有足够的想象力去事先想象将来的产品。这也是软件项目经常中途搁浅的原因。工作重点的转变以及经常调整工作团队阻碍了各个参与方之间的有效沟通，我们称这一现象为“团队断层（Team Breaks）”。,按照功能的工作分工导致“团队断层”,团队的不断更换带来的直接后果就是各团队所采用的建模技术不同。不同的建模技术又致使每个功能性阶段都有自己的主要视图（Look），这在瀑布模型里也是经常出现的。团队断层导致了“模型断层”，即在建模技术上和建模视图上的断层。,瀑布模型中的“模型断层”,主要视图和“模型断层”,周期循环实施模型：螺旋模型,在瀑布模型里，每个阶段只进行一项唯一的工作（比如初步方案的制订、项目实施），但这些唯一的工作都必须完全、充分的完成。系统只有在整个项目结束后才具备所有的功能，才可以使用。,与瀑布模型不同，螺旋模型在项目的每个阶段都要综合完成所有的任务，每个阶段都经过一个循环，而在内容上则要对前一个阶段进行扩展，在每个阶段完成后，产生一个可使用的系统，系统在功能上随着各个阶段的不断扩展。我们将此理解为“增量式开发”。,可见，螺旋模型与瀑布模型最重要的不同之处在于，螺旋模型在每个阶段都循环往复地执行“所有”的工作，比如初步方案制订、项目方案制订等。螺旋模型的工作没有瀑布模型的工作范围广泛，但是在螺旋模型的每个阶段的工作得以不断扩展。,Next：在项目阶段和进度计划方面对这两个模型进行比较。,在瀑布模型中，因为每个阶段都只有一项工作，所以阶段名称就以此工作命名。螺旋模型继承了各项工作，每个阶段以预定目标命名，每个循环所实现的成果必须交付给用户。在螺旋模型中，随着系统设计的循环往复，每个阶段的工作范围逐步缩小，然而每个工作会继续循环下去。,比如要开发一个互联网浏览器，第一阶段要先设计一个简单的浏览器，第二阶段再加上邮件收发和其他一些主要功能。瀑布模型则相反，它要求从刚开始就要为某个特定系统设计所有主要的功能，第一版本完成后就交付使用。,瀑布模型的中心思想是“从整体到细节”，而螺旋模型的核心原则是“从重要到次要”。螺旋模型的每个阶段都集成了所有的工作，在第一阶段就已经可以提交系统下层某个方面的详细构想了。这个方面会在接下去的阶段里进一步完善和扩展。,螺旋模型主要优点在于其速度，用户可以马上使用并且给予可信的评价。这个IT项目开发方法的中心思想就是，把不同分系统（过程、目标、功能、任务和技术）通过目标明确的措施集成起来，把实际的系统尽可能快的开发出来。,螺旋模型要求项目用户尽可能参与开发。这样一来，不仅用户能较快地了解系统，而且在相当的程度上可以决定初步使用阶段后的系统开发。,最终用户的参与螺旋模型的出发点是这样的：每个步骤完成后，都由用户进行检验，最后用户根据检验结果对系统提出的新要求。这样一来，螺旋模型就自动把用户牵扯进来，用户和开发人员之间就有了互动。,螺旋模型的优缺点,优点,螺旋模型的主要优点在于能够较早地获得来自用户较为可信的评价。这促使开发人员把注意力集中于向用户提供各种功能，而不是把精力浪费在充分利用技术提供的可能上。在螺旋模型的框架下，要求在每个阶段里的所有设计任务都必须集成起来，因此，那些具有各种能力的团队就自然形成了。这样一来，团队断层和横型断层也就不会出现。,螺旋模型的优缺点,缺点,螺旋模型要求尽快地开始实施重要的功能，这自然也隐藏着一种巨大的风险，比如在某些情况下技术解决方案朝一个错误的方向发展。因此，在考虑不周到的情况下可能会产生错误。有时一个简单的程序似乎足够了，但是随着时间的推移，系统变得越来越庞大，然后人们才发现，由于事先没有搞清楚，导致最后解决方案超出了自己开发的能力范围。,项目实施模型,两种模型的对比：瀑布模型是一个分析和设计的循序渐进的深入过程。分析必须尽可能广泛透彻。只有在所有分析工作完成后，才可以进行项目实施。而在螺旋模型中，系统在每一阶段都有新的进展，在每一阶段之后系统都要交付给用户。,顺序实施模型与周期实施模型的结合,通过前面的介绍，可能会有这样一个印象：根据现今的知识，我们无论如何都应该绝对摒弃瀑布模型，螺旋模型总是优于瀑布模型。其实，应该从不同的项目的具体情况出发，客观地选择模型。,瀑布模型和螺旋模型是两个极端的模型，都是为了说明模型特点而形成的典型例子。,进行设计的时候要根据具体的情况选择两种形式的混合体。,循环的问题解决周期,问题解决的周期是一个发现问题、明确实施步骤到最优解决问题的过程。在每个系统设计阶段都会有一个问题解决周期，而在螺旋模型中有可能出现多次重复循环。需要注意的是，千万不能从“空腹”中寻求解决方案。也就是说，在每个阶段，首先要进行现状分析以便认识问题，然后建立量化的、可测定的目标，然后才可以进行方案的“综合”。在方案分析阶段，要修正错误，周期性的完善方案。在开始的时候，方案不会很快就得到大家的认同，而是要经过众人的检验。,项目申请,项目最初往往起源于一个问题或是一个项目提议。经过鉴别后，将问题进一步说明，制订出目标，确定项目内容和项目范围，最后汇总成项目申请。项目申请的篇幅根据主题和项目规模有所不同，可以仅有一张纸的篇幅，也可以是附带综合商业案例（Business Case）的内容广泛的文档。项目申请必须从企业的视角出发，确定项目的重点在哪里，需要多少成本以及能带来的多少效用。,项目申请,内容,项目申请是投资申请，管理层就此对项目进行评估。项目申请不仅仅是申请项目资金，申请时还必须考虑到项目策略和项目的经济性，也就是说还要包含商业案例。在项目申请中要认清企业的真正需求，制定出框架，提出建议的解决方案，说明方案的可能结果，并且阐述问题所在，另外，项目申请还要含有对必要的投资和项目经济性的详细说明。项目申请的成本不会太高，它通常由现有的预算支付。,项目申请,步骤,形式或问题的表现是什么？利益的群体是什么？项目中有哪些关联和自由度？如果项目不可实施，将会发生什么？,项目战略和经济性目标是什么？制定项目目标（Mission Statement）,不同的项目方案中，哪些是可能的？有哪些经济和战略潜力？那些是可能的技术和组织方面的解决方案？如何进行企业内容的整合?可操作性和解决方案的后果？,项目的成本和效用？项目的经济性如何？最大的潜力对应着哪个项目方案？如何测定项目的成果、如何对其进行验证？,对完成的项目申请进行归档。,项目决策和批准。以后的步骤和可能的附加条件？,项目方案,问题分析,在一个新项目的最初阶段，我们面对的是一个问题、一个主意或者一个产品解决方案的构想。我们首先需要在现有的基础上对这些想法进行深刻地分析。我们必须仔细考虑，应该重点关注哪些潜在的需求，应该选择哪些作为项目的中心任务，然后把真实目的和对解决方案的预期具体化。,分析和权衡要完成的任务找出重要的方面（困难、弊端）研究任务的启动方式确定限制条件和自由度解释不明白的概念,按照以下的步骤进行问题和任务的分析,概要当前状态核问题。分析对当前状态、弱点、问题进行分析，界定与项目的依赖关系项目目标设定。备选项目备选项目和申请方案选择项目描述 经过优化的商业流程、实现的功能、基础数据、组织和技术方面。,项目申请的内容总结了初始结果，结构可以按照以下形式,经济性、战略潜力和风险成本、效用和收益 分析一次性成本、每年的重复性成本、资源需求、可量化和不可量化的效用、经济性指标如资本价值和投资回收期等。企业角度上的战略效用风险识别和评价 组织方面的风险、资源的可用性、技术的风险、使用者接受风险、经济性风险和项目成果的可测量性。不实施项目的后果项目规划划分项目阶段和制订进度计划项目组织建议正式的项目申请,初步方案,在递交了文档齐全的项目申请书并得到批准以后，我们就需要制订初步方案，在初步方案中要阐述应该遵循什么样的最佳原则以实现项目目标。这相当于一个预研究，在这里可以用20%的总项目费用来勾画出一个初步方案，这样可以确定将来项目方案越80%的面貌。初步备选方案的涉及面应尽量宽广一些。,初步方案,内容,在初步方案阶段开始之前，要再一次检查项目申请中药解决的问题，进一步明确是否该问题确实是真正要解决的问题。初步方案要求逻辑清晰地对现有现有系统进行分析、对环境系统进行识别，并评估环境系统的影响。最后在一定费用范围内（80/20规则）制订初步备选方案。在进一步投资之前，同样要确定方案的几本可行性。,将20%的费用花费在解决80%的易于处理的问题，而用80%的费用解决占20%的困难问题。,80/20规则,初步方案,步骤,总体系统分析，系统界定和环境分析：流程地图，组织，整体构架，强势和弱点，机会和风险，数量与频率？实施时可能的优先级？,新信息系统的主要目标是什么？组织、功能和技术方面的目标？制定一个完整的目标目录,可能的初步备选方案（原则）有哪些？备选的总体系统架构有哪些？企业部门应该拥有哪些自主权？实施时需要哪些资源？,成本、经济性、效用和风险有哪些？哪一个是最好的初步备选方案？实施的时间和资金方面的状况如何？,将选择的初步备选方案整理成文。,决定是否通过初步方案。是否应该进入下一个阶段可能的附加条件？,项目方案,选定最优的初步方案并制订成文后，信息系统的框架才“大致地”确定下来。项目方案可以是初步方案的具体化,项目方案,内容,项目方案可以使初步方案的具体化。项目方案深入阐述了在技术允许的范围内以什么样的方式调整和优化现有的业务流程。项目方案要清晰地构想好每个业务流程，还要说明不同系统要素之间的联系。构想和详细说明的难点杂鱼如何确定合适的详细程度。过于具体会导致过高的成本，但另一方面也不能太流于表面。,项目方案,步骤,必须支持哪些流程和分支流程？现有的功能和对象有哪些？现在有什么优势和弱点？哪些是最重要的数量和频率？,哪些是组织方面的目标？哪些是技术方面的目标？完善和补充目标列表？,对于每个业务流程都制订项目备选方案？系统功能和系统详细说明。对关键领域进行解释并制定单个方案。制订关于总体关系和接口的方案。,成本和经济性效用如何？评价各种解决方案和集成方案。,附带运行和导入方案的新项目方案。,对合适的项目方案进行决策。应该进入下一个阶段吗？可能的条件?,Thanks,