Aplicación de las Técnicas de Modelado y Simulación en la Gestión de Incidencias de Servicios TI

Aplicación de las Técnicas de Modelado y Simulación en la Gestión de Incidencias de Servicios TI Elena Orta 1 , Mercedes Ruiz 1 y Miguel Toro 2 1 Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos Escuela Superior de Ingeniería C/ Chile, 1 11003 – Cádiz, España 2 Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática Avda. Reina Mercedes, s/n 41012 – Sevilla, España {elena.orta, mercedes.ruiz}@uca.es, miguelto[email protected] Resumen. Actualmente, cada vez son más las organizaciones de soporte TI que recurren a ITIL (Information Technology Infraestructure Library) para mejorar la gestión de las incidencias. En este trabajo se presenta un modelo de simulación de eventos discretos aplicado en el ámbito del proceso Gestión de Incidencias de ITIL que ayuda a las organizaciones a gestionar adecuadamente las incidencias con el objeto de optimizar el rendimiento y los resultados del proceso y garantizar el cumplimiento de los SLA (Service Level Agreement). El modelo permite analizar los efectos de la configuración de los grupos de soporte y de las políticas de gestión de las incidencias en el rendimiento y los resultados del proceso, en el nivel de alcance de los SLA y en la penalización que la organización tendría que asumir por su incumplimiento. Finalmente, se presentan y analizan los resultados que se obtienen con una configuración dada del proceso. Palabras clave: Gestión de servicios TI, Gestión de incidencias, Modelado y Simulación. 1 Introducción En la actualidad, los servicios TI representan una parte fundamental de los procesos de negocio de las organizaciones y el éxito de estas depende de que los servicios que ofrecen se correspondan con los objetivos del negocio y satisfagan las expectativas de los clientes. La importancia que tiene para las organizaciones gestionar adecuadamente sus servicios ha dado lugar a la aparición de nuevos estándares y marcos de trabajo, tales como, ISO/IEC 20000 [1][2], ITIL [3], CMMI-SVC [4] y COBIT [5], entre otros, que ayudan mejorar la gestión de los servicios. ITIL V3 propone utilizar las técnicas de modelado y simulación como herramientas de ayuda para resolver los problemas que presenta la gestión de servicios y para la mejora de los procesos de gestión. El propósito fundamental de este trabajo es aplicar las técnicas de modelado y simulación en el ámbito del proceso Gestión de Incidencias de ITIL V3. Asimismo, pretende ilustrar los beneficios de utilizar los modelos de simulación como una herramienta de gestión de las incidencias que venga a complementar a las ya existentes. En concreto, se propone un modelo de simulación de eventos discretos que permite analizar los efectos de la configuración de los grupos de soporte y de las políticas de gestión de incidencias en los resultados y el rendimiento del proceso, y en el nivel de alcance de los SLA (Service Level Agreement) acordados con los clientes. Por otro lado, el modelo permite analizar la penalización que tendría que asumir la organización por el incumplimiento de los tiempos de resolución establecidos. El trabajo se estructura de la siguiente manera: el apartado 2 ofrece una visión global del proceso Gestión de Incidencias. En el apartado 3 se introducen los conceptos generales de las técnicas de modelado y simulación, y se referencian trabajos actuales que aplican estas técnicas en el ámbito del proceso Gestión de Incidencias. En el apartado 4 se describe el caso de estudio en el que se aplica el modelo propuesto, se describen los escenarios que se han simulado y se resumen y analizan los resultados obtenidos. Finalmente, el apartado 5 contiene las conclusiones y trabajos futuros. 2 Gestión de Incidencias de los servicios TI ITIL (Information Technology Infraestructura Library) [3] ofrece un marco de buenas prácticas para la Gestión de Sevicios TI que sirve como base para una adecuada gestión de servicios, y que es necesario adaptar a las necesidades concretas de cada organización. ITIL V3 estructura los procesos de gestión de servicios en cinco módulos que se corresponden con las fases del ciclo de vida del servicio: Estrategia del Servicio, Diseño del Servicio, Transición del Servicio, Operación del Servicio y Mejora Continua del Servicio. En este trabajo nos centramos en el estudio del proceso Gestión de Incidencias del módulo Operación del Servicio. El objetivo principal del proceso Gestión de Incidencias de ITIL V3 [6] es solucionar las incidencias que provoquen una interrupción en el servicio de la manera más rápida y eficaz posible, sin preocuparse de analizar las causas que la han provocado sino exclusivamente de restaurar el servicio. Una incidencia [7] es “cualquier evento que no forma parte de la operación estándar de un servicio y que causa, o puede causar, una interrupción o una reducción de la calidad del mismo”. El proceso Gestión de Incidencias presenta una serie de problemas entre los que destacan los siguientes: el alto grado de incertidumbre que existe en la predicción de las incidencias, la dificultad para estimar los efectos del dimensionamiento de los grupos de soporte y de la configuración de las políticas de gestión de incidencias en los resultados del proceso y en el alcance de los SLA, el elevado coste de realizar experimentaciones reales y la complejidad del proceso de toma de decisiones para la mejora de la gestión de las incidencias, entre otros. Las organizaciones, por tanto, necesitan disponer de técnicas y herramientas que les ayuden a resolver estos problemas y a tomar decisiones para la mejora del proceso. En los siguientes apartados nos centramos en la aplicación de las técnicas de modelado y simulación en el contexto del proceso Gestión de Incidencias. 3 Simulación y Gestión de Incidencias de los servicios TI Las técnicas de modelado y simulación son valiosas herramientas que han venido utilizándose históricamente para la mejora de los procesos de la Ingeniería del Software [8] y actualmente también se aplican en el ámbito de los procesos de Gestión de Servicios TI [9]. En este apartado se introducen los conceptos generales de las técnicas de modelado y simulación, y se referencian algunos trabajos actuales que aplican la simulación en el contexto del proceso Gestión de Incidencias. 3.1 Conceptos generales de modelado y simulación Un modelo de simulación es un modelo matemático que representa de forma simplificada un sistema complejo y cuyas ecuaciones se resuelven mediante la simulación. Estos modelos permiten experimentar diferentes decisiones y analizar sus resultados en sistemas donde el coste o el riesgo de una experimentación real es muy elevado. El objetivo común de los modelos de simulación es proporcionar mecanismos para la experimentación, predicción del comportamiento, resolución de preguntas del tipo ¿Qué pasaría si…? y aprendizaje del sistema representado, entre otros. Existen diferentes enfoques de simulación, tales como, simulación de eventos discretos, sistemas dinámicos o simulación continua, simulación basada en agentes y enfoques híbridos que integran más de un enfoque de simulación para la obtención del modelo. El enfoque más adecuado en cada caso concreto dependerá de las características del problema que se quiere resolver mediante la simulación. 3.2 Trabajos relacionados Entre los trabajos actuales que proponen aplicar las técnicas de modelado y simulación en el ámbito del proceso Gestión de Incidencias se encuentran los siguientes: En [10] se propone un modelo de simulación de eventos discretos realizado con el entorno de simulación SIMPROCESS, cuyo propósito es optimizar el funcionamiento del HelpDesk (número de operadores y tiempo de trabajo de los operadores). En [11] se presenta SYMIAN, un modelo de simulación de eventos discretos que permite evaluar las principales métricas de comportamiento del proceso. El objetivo principal del modelo es minimizar el tiempo de interrupción del servicio con la restricción de conservar el número de operadores que tiene la organización. El modelo permite simular diferentes estrategias de reorganización de los operadores en los Grupos de Soporte, y ayuda a determinar la estrategia que maximiza el número medio de incidencias cerradas diariamente y minimiza el tiempo medio de resolución. De manera complementaria, en [12] se presenta HANNIBAL, una herramienta que utiliza SYMIAN y permite analizar el alineamiento de las políticas de gestión de incidencias activas en la organización con los objetivos de negocio. En el apartado 4.2 se describe el modelo de simulación de eventos discretos que se propone en el presente trabajo. La principal aportación de este modelo respecto de las propuestas de los trabajos referenciados anteriormente, es que permite analizar el comportamiento, los resultados y el rendimiento del proceso variando tanto composición del Service Desk y de los Niveles de Soporte, como la configuración de las políticas de gestión de incidencias. En concreto se han considerado políticas que determinan la severidad y la prioridad de las incidencias, políticas que determinan el grupo de soporte al que se asigna la incidencia y políticas que determinan el nivel y el grupo de soporte al que se escala la incidencia cuando se superan los tiempos de escalado establecidos. Por otro lado, el modelo también permite establecer valores diferentes de los parámetros de los SLA en función de la prioridad de la incidencia y el tipo de cliente: clientes oro y clientes normales. El análisis de los resultados obtenidos en las simulaciones del modelo ayudará a los gestores a tomar decisiones que les permitan optimizar los resultados y el rendimiento del proceso, así como garantizar el cumplimiento de los SLA establecidos. 4 Caso de estudio En este apartado se describe el caso de estudio en el que se enmarca el modelo propuesto y se explican las características del mismo. Asimismo, se describen los escenarios que se han simulado, y se recogen y analizan los resultados obtenidos. 4.1 Descripción del Problema Para el propósito de nuestro estudio hemos considerado una organización de soporte TI que tiene un Service Desk compuesto de dos grupos de soporte, Analistas y Operadores, y dos Niveles de Soporte formados por grupos de soporte especializados en resolver las incidencias de determinadas categorías. Los Analistas del Service Desk son los encargados de recepcionar y registrar la incidencia, analizarla y determinar la severidad y prioridad de ésta en función de las políticas de severidad y priorización establecidas en la organización. A continuación, en función de la prioridad de la incidencia, el tipo de cliente (clientes tipo oro y clientes normales en nuestro caso de estudio) y la política de asignación a los grupos de soporte activa en la organización, se determina el grupo soporte al que se asigna la incidencia. En el caso de que el grupo de soporte asignado no pueda resolver la incidencia en el tiempo establecido (tiempo de escalado), la incidencia se escala a un grupo de soporte de un Nivel de Soporte superior que se determina en función de la política de escalado establecida en la organización. En este contexto, la estructura de la organización de soporte TI y las políticas de gestión de incidencias implantadas determinan el rendimiento y los resultados del proceso, el grado de cumplimiento de los SLA que la organización firma con sus clientes y la penalización que la organización tendría que asumir por el incumplimiento de los SLA. El objetivo fundamental de este trabajo es presentar un modelo de simulación que permite analizar los efectos de la configuración de los grupos de soporte del ServiceDesk y de los Niveles de Soporte, así como de las políticas de gestión de incidencias en los resultados que se obtienen. A continuación se describe la estructura de la organización, las políticas de gestión de incidencias y los parámetros de los SLA considerados en el caso de estudio. 4.1.1 Estructura de la organización de soporte TI La organización considerada en el caso de estudio tiene un Service Desk con dos grupos de soporte, Analistas y Operadores, un Nivel de Soporte 1 con 10 grupos de soporte (Gs1:Gs10) y un Nivel de Soporte 2 con 5 grupos de soporte (Gs11:Gs15). Cada grupo de soporte se asigna a uno de los turnos de trabajo establecidos en la organización (mañana, tarde o noche). 4.1.2 Políticas de gestión de incidencias Las políticas de gestión de incidencias que se han considerado son las siguientes: a) Políticas de severidad. Determinan la severidad de la incidencia en función de la urgencia y el impacto de ésta en la organización [6]. En las Tablas 1 y 2 se describen las políticas consideradas en el caso de estudio. Por ejemplo, con la Política 1 a una incidencia de urgencia 1 (U1) e impacto 2 (I2) le corresponde una severidad 2 (S2). Las incidencias más severas toman el valor S1 y las menos severas el valor S4. Tabla 1. Política de severidad 1 I1 I2 I3 U1 S1 S2 S3 U2 S2 S3 S4 U3 S3 S4 S4 Tabla 2. Política de severidad 2 I1 I2 I3 U1 S1 S1 S2 U2 S2 S3 S4 U3 S3 S4 S4 b) Políticas de priorización. Determinan la prioridad de la incidencia en función del tipo de cliente y la severidad de la incidencia. En las Tablas 3 y 4 se muestran las políticas de priorización consideradas en el caso de estudio. Por ejemplo, con la Política 1 a una incidencia de un cliente tipo oro y severidad 2 (S2) le corresponde una prioridad 1 (P1). Las incidencias más prioritarias toman el valor P1 y las menos prioritarias el valor P4. Tabla 3. Política de priorización 1 Tipo Cliente S1 S2 S3 S4 Oro P1 P1 P3 P3 Normal P2 P2 P4 P4 Tabla 4. Política de priorización 2 Tipo Cliente S1 S2 S3 S4 Oro P1 P1 P3 P4 Normal P1 P2 P3 P4 c) Políticas de asignación a los grupos de soporte. Determinan el grupo de soporte al que se asigna la incidencia. Se han considerado cuatro políticas diferentes: − Política 1: asignación aleatoria a cualquiera de los grupos de soporte activos que tenga operadores libres. Si ninguno tiene operadores libres se asigna al grupo de soporte que tenga menos incidencias en la cola de espera. − Políticas 2, 3 y 4: asignación aleatoria a cualquiera de los grupos de soporte activos especializados en la categoría de la incidencia que tenga operadores libres. Si ninguno de ellos tiene operadores libres, la Política 2 asigna la incidencia al grupo de soporte que tenga menos incidencias en la cola de espera, la Política 3 a cualquiera de los grupos de soporte y la Política 4 al grupo de soporte que tenga el menor tiempo medio de resolución de las incidencias. d) Políticas de escalado. Determinan el nivel de soporte al que se escala la incidencia si el grupo de soporte asignado no la resuelve en el tiempo establecido (tiempo de escalado). Con la política de escalado considerada en el caso de estudio las incidencias se escalan desde los Analistas a los Operadores del Service Desk, desde los Operadores del Service Desk al Nivel de Soporte 1 y desde el Nivel de Soporte 1 al Nivel de Soporte 2. Asimismo, esta política también determina los tiempos de escalado y las políticas de asignación a los grupos de soporte que se aplicarán cuando se escalan las incidencias. 4.1.3 Parámetros del SLA Tomando como referencia las recomendaciones de ITIL V3 [6], se han considerado los siguientes parámetros de los SLA: − Tiempo Resolución Máximo (TRM): tiempo máximo que puede transcurrir entre la recepción de una incidencia y su resolución. − Porcentaje Incidencias Resueltas TRM: porcentaje mínimo de incidencias que hay que resolver sin sobrepasar el tiempo máximo de resolución acordado. − Penalización TRM: penalización que la organización tendría que asumir por el incumplimiento del parámetro Porcentaje Incidencias Resueltas TRM. Los valores de estos parámetros se establecen en función del tipo de cliente (clientes tipo oro y clientes normales) y la prioridad de la incidencia, siendo los más restrictivos los acordados para las incidencias más prioritarias de los clientes tipo oro (véase ejemplo de la Tabla 6). 4.2 Construcción del modelo de simulación En este apartado se describe el modelo de simulación siguiendo la propuesta de Kellner para describir modelos de simulación [13] y la metodología de Martínez y Richardson [14]. La implementación y simulaciones del modelo se han realizado utilizando la herramienta de simulación multiparadigma AnyLogic TM [15]. 4.2.1 Enfoque de simulación Atendiendo a la problemática descrita en el apartado anterior, se ha construido un modelo de simulación con la finalidad de que ayude a las organizaciones TI a decidir qué política de gestión de incidencias y qué configuración de los grupos de soporte es más adecuada respecto del cumplimiento de los SLA. Para poder tomar este tipo de decisiones es necesario representar las actividades del proceso de gestión de incidencias, la secuencia en la que éstas se realizan, los recursos que utilizan, el tiempo que tardan en realizarlas y cómo fluyen las incidencias a través de la secuencia de actividades. Asimismo, es necesario tratar cada incidencia de manera independiente y gestionar la asignación de recursos a los grupos de soporte. La simulación de eventos discretos permite modelar estos aspectos y por ello es el enfoque de simulación utilizado en la construcción del modelo. 4.2.2 Ámbito y propósito del modelo El ámbito del modelo es el proceso Gestión de Incidencias de ITIL V3. El propósito del modelo es ayudar a la organización a configurar los grupos de soporte del Service Desk y de los Niveles de Soporte, y a gestionar las incidencias recibidas por parte de los clientes para optimizar los resultados y el rendimiento del proceso, así como garantizar el cumplimiento de los SLA establecidos. La organización cumplirá los SLA siempre que el porcentaje de incidencias resueltas en el tiempo de resolución establecido sea mayor o igual al especificado en el parámetro Porcentaje Incidencias Resueltas TRM de los SLA. Por otro lado, el modelo también permite estudiar la penalización que la organización tendría que asumir por el incumplimiento de los tiempos de resolución máximos establecidos. 4.2.3 Parámetros de entrada Los parámetros de entrada permiten configurar los escenarios de simulación. Dado el elevado número de parámetros de entrada del modelo, a continuación se describen de forma general y se clasifican en las siguientes categorías: a) Parámetros de configuración de los clientes: tasa de incidencias recibidas y parámetros de los SLA (véase apartado 4.1.3). b) Parámetros de configuración de los grupos de soporte: − Número de personas que trabajan en cada grupo de soporte del Service Desk y de los Niveles de Soporte 1 y 2. − Categorías de las incidencias en las que están especializadas las personas que trabajan en cada grupo de soporte. − Parámetros que permiten definir la duración de las actividades de análisis y priorización de incidencias, y los tiempos que cada grupo de soporte emplea para resolver las incidencias en función de la categoría y prioridad de las mismas. Para esta información se proporcionan tres estimaciones del tiempo de trabajo: a) Tiempo mínimo, b) Tiempo medio y c) Tiempo máximo, que se utilizan, en tiempo de simulación, para calcular el tiempo real de trabajo atendiendo a una distribución triangular de probabilidad. − Porcentaje de incidencias que los grupos de soporte del Service Desk y del Nivel de Soporte 1 pueden resolver sin escalar las incidencias. c) Parámetros de configuración de las políticas de gestión de incidencias: parámetros que permiten definir las políticas de gestión de incidencias consideradas en el caso de estudio (véase el apartado 4.1.2) y seleccionar las políticas establecidas en la organización. 4.2.4 Variables de salida Las principales variables de salida que proporcionan información respecto del propósito del modelo pueden agruparse en las siguientes categorías: a) Indicadores de comportamiento: permiten estudiar las incidencias recibidas por el proceso y las que se ha sido capaz de resolver. Estas variables proporcionan esta información según los niveles de agregación: tipo de cliente, prioridad de la incidencia, y tipo de cliente y prioridad de incidencia. b) Indicadores de resultados: permiten analizar los niveles de cumplimiento de los objetivos definidos en los SLA. En concreto, proporcionan información respecto del porcentaje de incidencias resueltas en el tiempo máximo de resolución acordado y la penalización que tendría que asumir la organización por el incumpliendo de los SLA, según los niveles de agregación: total y tipo de cliente. c) Indicadores de rendimiento: permiten evaluar los niveles de rendimiento de los grupos de soporte: tamaño de la cola de espera, número de operadores libres y nivel promedio de utilización de cada grupo de soporte. 4.2.5 Modelo conceptual En este apartado se describen las actividades principales del proceso Gestión de Incidencias que se muestran en la Figura 1. Fig. 1. Actividades del proceso Gestión de Incidencias 1. Notificación. El Cliente notifica a la organización la incidencia. 2. Registro. El Sistema de Información registra la incidencia y la asigna a los Analistas del Service Desk. 3. Análisis Inicial. Los Analistas del Service Desk realizan un análisis inicial de la incidencia y determinan su severidad y prioridad. 4. Asignación. El Sistema de Información decide, en función de la prioridad de la incidencia y el tipo de cliente, a qué Nivel de Soporte asignar la incidencia. Como resultado de esta actividad, la incidencia será dirigida a los Analistas u Operadores del Service Desk, o a alguno de los Niveles de Soporte. En este último caso, el Sistema de Información aplicará la política de asignación a los grupos de soporte implantada para decidir a qué grupo de soporte asignar la incidencia. 5. Resolución. Pueden producirse las siguientes situaciones: a) el Grupo de Soporte tiene operadores disponibles que resuelven la incidencia y b) el Grupo de Soporte tiene operadores disponibles pero no pueden resolver la incidencia o se sobrepasa el tiempo máximo de espera establecido. - 6. Escalado. El Sistema de Información, utilizando la política de escalado y la política de asignación a los grupos de soporte establecida, asigna la incidencia a un Grupo de Soporte de un Nivel de Soporte superior. 7. Confirmación. Si la incidencia se ha resuelto correctamente, el Cliente la confirma. En caso contrario, el Sistema de Información la reasigna a un Grupo de Soporte. Estas actividades se han formalizado mediante clases que permiten almacenar la información de la incidencia (IncidenceRequest) y modelar las actividades del proceso: la notificación de las incidencias y el registro en el Sistema de Información de los datos proporcionados por los clientes (Source), las actividades que realizan los grupos de soporte (Service), el número de operadores disponibles en los grupos de soporte (ResourcePool), la resolución de las incidencias por los grupos de soporte (SelectOutput), la asignación inicial de las incidencias a los Analistas del Service Desk, el escalado de las incidencias (Enter y Exit) y la confirmación por parte de los clientes de que las incidencias se han resuelto satisfactoriamente (Sink). 4.3. Verificación y validación del modelo De acuerdo con la propuesta de [16] y [17], se han realizado los siguientes tests para comprobar la corrección del modelo: − Tests de verificación de la corrección y consistencia: Tests de consistencia dimensional (verifican que las dimensiones de las variables son consistentes y las unidades correctas), Tests de consistencia sintáctica (verifican que las ecuaciones que dirigen el comportamiento del modelo no tienen errores sintácticos) y Tests de validación semántica (verifican que las ecuaciones que dirigen el comportamiento del modelo no tienen errores semánticos). Estos tests se han realizado mediante las utilidades que proporciona AnyLogic TM . − Tests de validación de la estructura: Tests de confirmación de parámetros (evalúan los parámetros de entrada frente al conocimiento del mundo real) y Tests de sensibilidad del comportamiento (determinan los parámetros a los que el modelo es especialmente sensible). Para la realización de estos tests se ha utilizado información obtenida de la literatura [6], [11] y [12], así como los resultados de la experimentación del modelo. 4.4. Simulaciones del modelo En este apartado se presentan y analizan los resultados obtenidos en las simulaciones realizadas a partir de una configuración dada del proceso. 4.4.1 Configuración de parámetros de entrada para el caso de estudio Las simulaciones se han realizado considerando la configuración del proceso definida mediante los valores de los parámetros de entrada del modelo que a continuación se