Программа для idef0 диаграмм. Почему это важно для моей работы

6.2. Назначение и состав методологии SADT (IDEF0)

Методология SADT (Structured Analysis and Design Technique – методология структурного анализа и проектирования) представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели системы.

Начало разработки данной методологии было положено Дугласом Россом (США) в середине 60-х гг. ХХ в. С тех пор системные аналитики компании SofTech, Inc. улучшили SADT и использовали ее в решении широкого круга проблем. Программное обеспечение телефонных сетей, диагностика, долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, конфигурация компьютерных систем, обучение персонала, управление финансами и материально-техническим снабжением – вот некоторые из областей эффективного применения SADT. Широкий спектр областей указывает на универсальность и мощь методологии SADT. В программе «Интеграции компьютерных и промышленных технологий» (Integrated Computer Aided Manufacturing, ICAM) Министерства обороны США была признана полезность SADT. Это привело к публикации ее части в 1981 г., называемой IDEF0 (Icam DEFinition), в качестве федерального стандарта на разработку программного обеспечения. Под этим названием SADT стала применяться тысячами специалистов в военных и промышленных организациях . Последняя редакция стандарта IDEF0 была выпущена в декабре 1993г. Национальным институтом по стандартам и технологиям США (National Institute Standards and Technology, NIST).

Данная методология при описании функционального аспекта информационной системы конкурирует с методами, ориентированными на потоки данных (DFD). В отличие от них IDEF0 позволяет:

Описывать любые системы, а не только информационные (DFD предназначена для описания программного обеспечения);

Создать описание системы и ее внешнего окружения до определения окончательных требований к ней. Иными словами, с помощью данной методологии можно постепенно выстраивать и анализировать систему даже тогда, когда трудно еще представить ее воплощение.

Таким образом, IDEF0 может применяться на ранних этапах создания широкого круга систем. В то же время она может быть использована для анализа функций существующих систем и выработки решений по их улучшению.

Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

Модель (AS-IS, TO-BE или SHOULD-BE) может содержать 4 типа диаграмм [ , ]:

Контекстную диаграмму;

Диаграммы декомпозиции;

Диаграммы дерева узлов;

Диаграммы только для экспозиции (for exposition only, FEO).

Контекстная диаграмма (диаграмма верхнего уровня), являясь вершиной древовидной структуры диаграмм, показывает назначение системы (основную функцию) и ее взаимодействие с внешней средой. В каждой модели может быть только одна контекстная диаграмма. После описания основной функции выполняется функциональная декомпозиция, т. е. определяются функции, из которых состоит основная.

Далее функции делятся на подфункции и так до достижения требуемого уровня детализации исследуемой системы. Диаграммы, которые описывают каждый такой фрагмент системы, называются диаграммами декомпозиции . После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы – эксперты предметной области указывают на соответствие реальных процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия устраняются, после чего приступают к дальнейшей детализации процессов.

Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость функций (работ), но не связи между ними. Их может быть несколько, поскольку дерево можно построить на произвольную глубину и с произвольного узла.

Диаграммы для экспозиции строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели с целью отображения альтернативной точки зрения на происходящие в системе процессы (например, с точки зрения руководства организации).

6.3. Элементы графической нотации IDEF0

Методология IDEF0 нашла широкое признание и применение, в первую очередь, благодаря простой графической нотации, используемой для построения модели. Главными компонентами модели являются диаграммы. На них отображаются функции системы в виде прямоугольников, а также связи между ними и внешней средой посредством стрелок. Использование всего лишь двух графических примитивов (прямоугольник и стрелка) позволяют быстро объяснить правила и принципы построения диаграмм IDEF0 людям, незнакомым с данной методологией. Это достоинство позволяет подключить и активизировать деятельность заказчика по описанию бизнес-процессов с использованием формального и наглядного графического языка.

На следующем рисунке показаны основные элементы графической нотации IDEF0 .

Рис. 6.1. Элементы графической нотации IDEF0

Прямоугольник представляет собой работу (процесс, деятельность, функцию или задачу) , которая имеет фиксированную цель и приводит к некоторому конечному результату. Имя работы должно выражать действие (например, «Изготовление детали», «Расчет допускаемых скоростей», «Формирование ведомости ЦДЛ № 3»).

Взаимодействие работ между собой и внешним миром описывается в виде стрелок. В IDEF0 различают 5 видов стрелок :

- вход (англ. input) – материал или информация, которые используются и преобразуются работой для получения результата (выхода). Вход отвечает на вопрос «Что подлежит обработке?». В качестве входа может быть как материальный объект (сырье, деталь, экзаменационный билет), так и не имеющий четких физических контуров (запрос к БД, вопрос преподавателя). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Стрелки входа всегда рисуются входящими в левую грань работы;

- управление (англ. control) – управляющие, регламентирующие и нормативные данные, которыми руководствуется работа. Управление отвечает на вопрос «В соответствии с чем выполняется работа?». Управление влияет на работу, но не преобразуется ей, т.е. выступает в качестве ограничения. В качестве управления могут быть правила, стандарты, нормативы, расценки, устные указания. Стрелки управления рисуются входящими в верхнюю грань работы. Если при построении диаграммы возникает вопрос, как правильно нарисовать стрелку сверху или слева, то рекомендуется ее рисовать как вход (стрелка слева);

- выход (англ. output) – материал или информация, которые представляют результат выполнения работы. Выход отвечает на вопрос «Что является результатом работы?». В качестве выхода может быть как материальный объект (деталь, автомобиль, платежные документы, ведомость), так и нематериальный (выборка данных из БД, ответ на вопрос, устное указание). Стрелки выхода рисуются исходящими из правой грани работы;

- механизм (англ. mechanism) – ресурсы, которые выполняют работу. Механизм отвечает на вопрос «Кто выполняет работу или посредством чего?». В качестве механизма могут быть персонал предприятия, студент, станок, оборудование, программа. Стрелки механизма рисуются входящими в нижнюю грань работы;

- вызов (англ. call) – стрелка указывает, что некоторая часть работы выполняется за пределами рассматриваемого блока. Стрелки выхода рисуются исходящими из нижней грани работы.

6.4. Типы связей между работами

После определения состава функций и взаимосвязей между ними, возникает вопрос о правильной их композиции (объединении) в модули (подсистемы). При этом подразумевается, что каждая отдельная функция должна решать одну, строго определенную задачу. В противном случае необходима дальнейшая декомпозиция или разделение функций.

При объединении функций в подсистемы необходимо стремиться, чтобы внутренняя связность (между функциями внутри модуля) была как можно сильнее, а внешняя (между функциями, входящими в разные модули), как можно слабее. Опираясь на семантику связей методологии , введем классификацию связей между функциями (работами). Данная классификация является расширением . Типы связей приводятся в порядке уменьшения их значимости (силы связывания). В приводимых примерах утолщенными линиями выделяются функции, между которыми имеется рассматриваемый тип связи.

1. Иерархическая связь (связь «часть» – «целое») имеет место между функцией и подфункциями, из которых она состоит.

Рис. 6.2. Иерархическая связь

2. Регламентирующая (управляющая, подчиненная) связь отражает зависимость одной функции от другой, когда выход одной работы направляется на управление другой. Функцию, из которой выходит управление, следует считать регламентирующей или управляющей, а в которую входит – подчиненной. Различают прямую связь по управлению , когда управление передается с вышестоящей работы на нижестоящую (рис. 6.3), и обратную связь по управлению , когда управление передается от нижестоящей к вышестоящей (рис. 6.4).

3. Функциональная (технологическая) связь имеет место, когда выход одной функции служит входными данными для следующей функции. С точки зрения потока материальных объектов данная связь показывает технологию (последовательность работ) обработки этих объектов. Различают прямую связь по входу , когда выход передается с вышестоящей работы на нижестоящую (рис. 6.5), и обратную связь по входу , когда выход передается с нижестоящей к вышестоящей (рис.6.6).

Рис. 6.5. Прямая связь по входу	Рис. 6.6. Обратная связь по входу

4. Потребительская связь имеет место, когда выход одной функции служит механизмом для следующей функции. Таким образом, одна функция потребляет ресурсы, вырабатываемые другой.

Рис. 6.7. Потребительская связь

5. Логическая связь наблюдается между логически однородными функциями. Такие функции, как правило, выполняют одну и ту же работу, но разными (альтернативными) способами или, используя разные исходные данные (материалы).

Рис. 6.8. Логическая связь

6. Коллегиальная (методическая) связь имеет место между функциями, алгоритм работы которых определяется одним и тем же управлением. Аналогом такой связи является совместная работа сотрудников одного отдела (коллег), подчиняющихся начальнику, который отдает указания и приказы (управляющие сигналы). Такая связь также возникает, когда алгоритмы работы этих функций определяются одним и тем же методическим обеспечением (СНИП, ГОСТ, официальными нормативными материалами и т. д.), служащим в качестве управления.

Рис. 6.9. Методическая связь

7. Ресурсная связь возникает между функциями, использующими для своей работы одни и те же ресурсы. Ресурсно-зависимые функции, как правило, не могут выполняться одновременно.

Рис. 6.10. Ресурсная связь

8. Информационная связь имеет место между функциями, использующими в качестве входных данных одну и ту же информацию.

Рис. 6.11. Информационная связь

9. Временная связь возникает между функциями, которые должны выполняться одновременно до или одновременно после другой функции.

Кроме указанных на рисунке случаев, эта связь имеет место также между другими сочетаниями управления, входа и механизма, поступающими в одну функцию.

Рис. 6.12. Временная связь

10. Случайная связь возникает, когда конкретная связь между функциями мала или полностью отсутствует.

Рис. 6.13. Случайная связь

Из приведенных выше типов связей наиболее сильной является иерархическая связь, которая, по сути, и определяет объединение функций в модули (подсистемы). Несколько слабее являются регламентирующие, функциональные и потребительские связи. Функции с этими связями обычно реализуются в одной подсистеме. Логические, коллегиальные, ресурсные и информационные связи одни из самых слабых. Функции, обладающие ими, как правило, реализуют в разных подсистемах, за исключением логически однородных функций (функций, связанных логической связью). Временная связь свидетельствует о слабой зависимости функций друг от друга и требует их реализации в отдельных модулях.

Таким образом, при объединении функций в модули наиболее желательными являются первые пять видов связей. Функции, связанные последними пятью связями, лучше реализовывать в отдельных модулях.

В IDEF0 существуют соглашения (правила и рекомендации) по созданию диаграмм, которые призваны облегчить чтение и экспертизу модели [ , ]. Некоторые из этих правил CASE-средства поддерживают автоматически, выполнение других следует обеспечить вручную.

1. Перед построением модели необходимо определиться, какая модель (модели) системы будет построена. Это подразумевает определение ее типа AS-IS, TO-BE или SHOULD-BE, а также определения позиции, с точки зрения которой строится модель. «Точку зрения» лучше всего представлять себе как место (позицию) человека или объекта, в которое надо встать, чтобы увидеть систему в действии. Например, при построении модели работы продуктового магазина можно среди возможных претендентов, с точки зрения которых рассматривается система, выбрать продавца, кассира, бухгалтера или директора. Обычно выбирается одна точка зрения, наиболее полно охватывающая все нюансы работы системы, и при необходимости для некоторых диаграмм декомпозиции строятся диаграммы FEO, отображающие альтернативную точку зрения.

2. На контекстной диаграмме отображается один блок, показывающий назначение системы. Для него рекомендуется отображать по 2–4 стрелки, входящие и выходящие с каждой стороны.

3. Количество блоков на диаграммах декомпозиции рекомендуется в пределах 3–6. Если на диаграмме декомпозиции два блока, то она, как правило, не имеет смысла. При наличии большого количества блоков диаграмма становится перенасыщенной и трудно читаемой.

4. Блоки на диаграмме декомпозиции следует располагать слева направо и сверху вниз. Такое расположение позволяет более четко отразить логику и последовательность выполнения работ. Кроме этого маршруты стрелок будут менее запутанными и иметь минимальное количество пересечений.

5. Отсутствие у функции одновременно стрелок управления и входа не допускается. Это означает, что запуск данной функции не контролируется и может произойти в любой произвольный момент времени либо вообще никогда.

Рис. 6.14. Функция без управления и входа

Блок с наличием только управления можно рассматривать как вызов в программе функции (процедуры) без параметров. Если у блока имеется вход, то он эквивалентен вызову в программе функции с параметрами. Таким образом, блок без управления и входа эквивалентен функции, которая в программе ни разу не вызывается на исполнение.

На рис. 6.7–6.12, отображающих фрагменты диаграмм IDEF0, встречаются блоки без входа и управления. Это не стоит рассматривать как ошибку, так как подразумевается, что одна из этих стрелок должна быть.

6. У каждого блока должен быть как минимум один выход.

Рис. 6.15. Функция без выхода

Работы без результата не имеют смысла и не должны моделироваться. Исключение составляют работы, отображаемые в модели AS-IS. Их наличие свидетельствует о неэффективности и несовершенстве технологических процессов. В модели TO-BE эти работы должны отсутствовать.

7. При построении диаграмм следует минимизировать число пересечений, петель и поворотов стрелок.

8. Обратные связи и итерации (циклические действия) могут быть изображены с помощью обратных дуг. Обратные связи по входу рисуются «нижней» петлей, обратная связь по управлению – «верхней» (см. рис. 6.4 и 6.6).

9. Каждый блок и каждая стрелка на диаграммах должны обязательно иметь имя. Допускается использовать ветвление (декомпозицию) или слияние (композицию) стрелок. Это связано с тем, что одни и те же данные или объекты, порожденные одной работой, могут использоваться сразу в нескольких других работах. И наоборот, одинаковые или однородные данные и объекты, порожденные разными работами, могут использоваться в одном месте.

Рис. 6.16. Ветвление стрелок

При этом допускается задание различным ветвям стрелки уточняющих имен после разветвления (до слияния). Если какая-либо ветвь после ветвления не именована, то считается, что ее имя соответствует имени стрелки, записанному до ветвления.

Так, на рис. 6.16 управления, входящие в блоки «Изготовление деталей» и «Сборка изделия», имеют уточняющие значения и являются составной частью более общего управления «Чертежи». Для работы блока «Контроль качества» используются все чертежи.

На диаграмме не допускается рисовать стрелки, когда до и после ветвления они не именованы. На рис. 6.17 стрелка, входящая в блок «Формирование типовых ведомостей», не имеет имени до и после ветвления, что является ошибкой.

Рис. 6.17. Неправильное именование стрелок

10. При построении диаграмм для лучшей их читаемости может использоваться механизм туннелирования стрелок. Например, чтобы не загромождать лишними деталями диаграммы верхних уровней (родительские), на диаграммах декомпозиции начало дуги помещают в тоннель.

Рис. 6.18. Туннелирование стрелок

В данном примере при построении модели проведения новогоднего утренника механизм «два топора» не будет отображаться на диаграммах верхних уровней, при чтении которых может возникнуть справедливый вопрос: «А зачем нужны два топора на новогоднем утреннике?».

Аналогичным образом можно выполнять туннелирование с обратной целью – недопущения отображения стрелки на диаграммах низших уровней. В этом случае круглые скобки ставятся на конце стрелки. На контекстной диаграмме (см. рис. 6.21) затуннелирован механизм «Инженер службы пути», входящий в блок «Определение допускаемых скоростей». Такое решение принято, так как инженер непосредственно участвует во всех работах, отображенных на диаграмме декомпозиции этого блока (см. рис. 6.22). Чтобы не показывать эту связь и не загромождать диаграмму декомпозиции, стрелка была затуннелирована.

11. Все стрелки, входящие и выходящие из блока, при построении для него диаграммы декомпозиции должны быть отображены на ней. Исключение составляют затуннелированные стрелки. Имена стрелок, перенесенных на диаграмму декомпозиции, должны совпадать с именами, указанными на диаграмме верхнего уровня.

12. Если две стрелки проходят параллельно (начинаются из одной и той же грани одной работы и заканчиваются на одной и той же грани другой работы), то по возможности следует их объединить и называть единым термином.

Рис. 6.19. Объединение связей

13. Каждый блок на диаграммах должен иметь свой номер. Для того чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Блок на диаграмме верхнего уровня обозначается 0, блоки на диаграммах второго уровня – цифрами от 1 до 9 (1, 2, …, 9), блоки на третьем уровне – двумя цифрами, первая из которых указывает на номер детализируемого блока с родительской диаграммы, а вторая номер блока по порядку на текущей диаграмме (11, 12, 25, 63) и т. д. Контекстная диаграмма имеет обозначение «А – 0», диаграмма декомпозиции первого уровня – «А0», диаграммы декомпозиции следующих уровней – состоят из буквы «А», за которой следует номер декомпозируемого блока (например, «А11», «А12», «А25», «А63»). На рисунке показано типичное дерево диаграмм (диаграмма дерева узлов) с нумерацией.

Рис. 6.20. Иерархия диаграмм

В современных CASE-средствах механизмы нумерации работ поддерживается автоматически. CASE-средства обеспечивают также автоматическое построение диаграмм дерева узлов, которые содержат только иерархические связи. Вершиной такой диаграммы может быть любой узел (блок), и она может быть построена на любую глубину.

6.6. Пример построения модели IDEF0 для системы определения допускаемых скоростей

Расчет допускаемых скоростей движения поездов является трудоемкой инженерной задачей. При проходе поездом какого-либо участка фактическая скорость движения поезда не должна превышать предельно допускаемую. Эта предельно допускаемая скорость устанавливается исходя из опыта эксплуатации и специально проводимых испытаний по динамике движения и воздействию на путь подвижного состава. Непревышение этой скорости гарантирует безопасность движения поездов, комфортабельные условия езды пассажиров и т. п. Они определяются в зависимости от типа подвижного состава (марки локомотива и типа вагонов), параметров верхнего строения пути (типа рельсов, балласта, эпюры шпал) и плана (радиуса кривых, переходных кривых, возвышения наружного рельса и т. д.). Как правило, для установления допускаемых скоростей необходимо определить не менее двух (на прямых) и пяти (в кривых) скоростей, из которых и выбирается окончательная допускаемая скорость, как наименьшая из всех рассчитанных. Расчет этих скоростей регламентируются Приказом МПС России № 41 от 12 ноября 2001 г. «Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм Федерального железнодорожного транспорта».

Как было отмечено, построение модели IDEF0 начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты (контекстной диаграммы). Данная диаграмма отображает назначение (основную функцию) системы и необходимые входные и выходные данные, управляющую и регламентирующую информацию, а также механизмы.

Контекстная диаграмма для задачи определения допускаемых скоростей показана на рис.6.21. Для построения модели использовался продукт BPwin 4.0 фирмы Computer Associates.

Рис. 6.21. Контекстная диаграмма системы определения допускаемых скоростей (методология IDEF0)

В качестве исходной информации , на основе которой выполняется определение допускаемых скоростей, используются:

Данные проекта новой линии или проекта реконструкции (содержат всю необходимую информацию для реализации проекта, а именно километраж, оси раздельных пунктов, план линии и др.);

Подробный продольный профиль (содержит информацию, аналогичную рассмотренной выше);

Паспорт дистанции пути (содержит информацию, аналогичную рассмотренной выше, а также сведения о верхнем строении пути (ВСП));

Данные о результатах съемки плана пути вагоном-путеизмерителем;

Ведомость возвышений наружного рельса в кривых (содержит информацию о плане пути).

Часть исходной информации может быть взята из разных источников. В частности сведения о плане (параметрах кривых) могут быть взяты из проекта новой линии или проекта реконструкции, подробного продольного профиля, паспорта дистанции пути и т.д.

Управляющими данными являются:

Указание начальника службы пути дороги или Департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» на расчет;

Приказ № 41, содержащий нормативно-справочную информацию, порядок и формулы определения допускаемых скоростей;

Сведения о текущем или планируемом поездопотоке (данные о марках обращающихся локомотивов и типах используемых вагонов);

Сведения о планируемых ремонтах пути, реконструкции и переустройстве сооружений и устройств.

Результатом работы системы должны быть:

Ведомости допускаемых скоростей, содержащие все типы рассчитанных скоростей и позволяющие установить причину их ограничения;

Ведомости Приказа начальника дороги об установлении допускаемых скоростей на перегонах и раздельных пунктах (Приказ «Н») согласно принятой на дороге форме. Утвержденный Приказ «Н» официально закрепляет допускаемые скорости движения поездов;

Типовые формы № 1, 1а и 2, содержащие планируемые допускаемые скорости для разработки графика движения поездов.

Скорости, содержащиеся в Приказе «Н» и типовых формах, могут отличаться от рассчитанных и показываемых в ведомостях допускаемых скоростей. Это связано с тем, что в них отражают ограничения скорости не только по конструкции подвижного состава, параметров ВСП и кривых, но и по состоянию устройств и сооружений (деформация земляного полотна, перекос опор контактной сети и т. д.). Кроме того, они корректируются с учетом планируемых ремонтов пути, реконструкции и переустройства сооружений и устройств и т.д.

После построения контекстная диаграмма детализируется с помощью диаграммы декомпозиции первого уровня. На этой диаграмме отображаются функции системы, которые должны быть реализованы в рамках основной функции. Диаграмма, для которой выполнена декомпозиция, по отношению к детализирующим ее диаграммам называется родительской . Диаграмма декомпозиции по отношению к родительской называется дочерней .

Диаграмма декомпозиции первого уровня для рассматриваемой задачи приведена на рис.6.22. Как правило, при построении диаграммы декомпозиции исходная функция (декомпозируемая) разбивается на 3–8 подфункций (блоков). При этом блоки на диаграмме декомпозиции рекомендуется располагать слева направо сверху вниз, чтобы лучше была видна последовательность и логика взаимодействия подфункций.

Рис. 6.22. Диаграмма декомпозиции первого уровня (методология IDEF0)

Очередность выполнения функций для решения рассматриваемой задачи следующая:

Ввод и корректировка нормативно-справочной информации и данных по участкам дороги (блоки 1 и 2);

Подготовка задания на расчет (блок 3). В нем указывается, для какого участка и пути, а также марки локомотива и типа вагонов следует выполнить расчет;

Расчет допускаемых скоростей в соответствии с порядком и формулами, указанными в Приказе № 41 (блок 4). В качестве исходной информации выступают данные по пути участка (план, верхнее строение пути и т. д.) и нормативы, выбираемые на основании задания на расчет;

Формирование ведомостей допускаемых скоростей (блок 5). На базе результатов расчета создаются несколько видов выходных документов, которые, с одной стороны, позволяют выявить причину ограничений скорости, с другой стороны, выступают в качестве основы для подготовки регламентированных документов;

Формирование и подготовка проекта Приказа «Н» и типовых ведомостей (блоки 6 и 7).

После построения диаграммы декомпозиции первого уровня для указанных на ней функций строятся отдельные диаграммы (диаграммы декомпозиции второго уровня). Затем процесс декомпозиции (построения диаграмм) продолжается до тех пор, пока дальнейшая детализация функций не теряет смысла. Для каждой атомарной функции, описывающей элементарную операцию (т. е. функции, не имеющей диаграмму декомпозиции), составляется подробная спецификация, определяющая ее особенности и алгоритм реализации. В качестве дополнения к спецификации могут использоваться блок-схемы алгоритмов. Таким образом, процесс функционального моделирования заключается в постепенном выстраивании иерархии функций.

6.7. ICOM-коды

Стрелки, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются теми же самыми, что и стрелки, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы (см. рис. и ). Как следствие этого, границы функции верхнего уровня – это то же самое, что и границы диаграммы декомпозиции.

ICOM-коды (аббревиатура от Input, Control, Output и Mechanism) предназначены для идентификации граничных стрелок. ICOM-код содержит префикс, соответствующий типу стрелки (I, С, О или М), и порядковый номер (см. рис.).

Основной из трех методологий, поддерживаемых BPwin, является IDEF0. IDEF0, относится к семейству IDEF, которое появилось в конце шестидесятых годов под названием SADT (Structured Analysis and Design Technique). IDEF0 может быть использована для моделирования широкого класса систем. Для новых систем применение IDEF0 имеет своей целью определение требований и указание функций для последующей разработки системы, отвечающей поставленным требованиям и реализующей выделенные функции. Применительно к уже существующим системам IDEF0 может быть использована для анализа функций, выполняемых системой и отображения механизмов, посредством которых эти функции выполняются. Результатом применения IDEF0 к некоторой системе является модель этой системы, состоящая из иерархически упорядоченного набора диаграмм, текста документации и словарей, связанных друг с другом с помощью перекрестных ссылок. Двумя наиболее важными компонентами, из которых строятся диаграммы IDEF0, являются бизнес-функции или работы (представленные на диаграммах в виде прямоугольников) и данные и объекты (изображаемые в виде стрелок), связывающие между собой работы. При этом стрелки, в зависимости от того в какую грань прямоугольника работы они входят или из какой грани выходят, делятся на пять видов:

Стрелки входа (входят в левую грань работы) - изображают данные или объекты, изменяемые в ходе выполнения работы.

Стрелки управления (входят в верхнюю грань работы) - изображают правила и ограничения, согласно которым выполняется работа.

Стрелки выхода (выходят из правой грани работы) - изображают данные или объекты, появляющиеся в результате выполнения работы.

Стрелки механизма (входят в нижнюю грань работы) - изображают ресурсы, необходимые для выполнения работы, но не изменяющиеся в процессе работы (например, оборудование, людские ресурсы…)

Стрелки вызова (выходят из нижней грани работы) - изображают связи между разными диаграммами или моделями, указывая на некоторую диаграмму, где данная работа рассмотрена более подробно.

Все работы и стрелки должны быть именованы. Первая диаграмма в иерархии диаграмм IDEF0 всегда изображает функционирование системы в целом. Такие диаграммы называются контекстными. В контекст входит описание цели моделирования, области (описания того, что будет рассматриваться как компонент системы, а что как внешнее воздействие) и точки зрения (позиции, с которой будет строиться модель). Обычно в качестве точки зрения выбирается точка зрения лица или объекта, ответственного за работу моделируемой системы в целом.

Рисунок 7.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги

Работы на диаграммах изображаются в виде прямоугольников (функциональные блоки). Каждая работа изображает какую-либо функцию или задачу и именуется глаголом или глагольной фразой, обозначающей действие, например «Изготовление изделия», «Обслуживание клиента» и т.д. Стрелки помечаются существительным и обозначают объекты или информацию, связывающую работы между собой и с внешним миром.

После описания контекста проводится функциональная декомпозиция- система разбивается на подсистемы и каждая подсистема описывается в том же синтаксисе, что и система в целом. Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так до достижения нужного уровня подробности. В результате такого разбиения, каждый фрагмент системы изображается на отдельной диаграмме декомпозиции.

После того как контекст описан, проводится построение следующих диаграмм в иерархии. Каждая последующая диаграмма является более подробным описанием (декомпозицией) одной из работ на вышестоящей диаграмме. Пример декомпозиции контекстной работы показан на Рис.7.2 и Рис.7.4. Описание каждой подсистемы проводится аналитиком совместно с экспертом предметной области. Обычно экспертом является человек, отвечающий за эту подсистему и, поэтому, досконально знающий все ее функции. Таким образом, вся система разбивается на подсистемы до нужного уровня детализации, и получается модель, аппроксимирующая систему с заданным уровнем точности. Получив модель, адекватно отображающую текущие бизнес-процессы (так называемую модель AS IS), аналитик с легкостью может увидеть все наиболее уязвимые места системы. После этого, с учетом выявленных недостатков, можно строить модель новой организации бизнес-процессов (модель TO BE).

Одной из наиболее важных особенностей методологии SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель.

На рисунке 7.2, где приведены три диаграммы и их взаимосвязи, показана структура IDEF0.-модели. Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме. Каждая диаграмма иллюстрирует "внутреннее строение" блока на родительской диаграмме.

Рисунок 7.2 - Пример контекстной диаграммы

Как видно на Рис.7.2, BPwin позволяет выделять работы и стрелки разными цветами, а также привязывать имена стрелок к самим стрелкам (стрелка по имени “Отчетность”), что повышает наглядность и читаемость диаграммы.

Рисунок 7.3 - Пример диаграммы декомпозиции

Рисунок 7 . 4 - Пример контекстной диаграммы

Рисунок 7.5 - Пример диаграммы декомпозиции

Иерархия диаграмм

Построение IDEF0-модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты - одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок представляет всю систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг - они также представляют полный набор внешних интерфейсов системы в целом.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых представлена как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом для более детального представления.

Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено.

Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.

Рисунк 7.6 - Структура SADT-модели. Декомпозиция диаграмм

Рисунок 7.7 - Соответствие должно быть полным и непротиворечивым

Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы обоими концами, у других же один конец остается неприсоединенным. Неприсоединенные дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме. Неприсоединенные концы должны соответствовать дугам на исходной диаграмме. Все граничные дуги должны продолжаться на родительской диаграмме, чтобы она была полной и непротиворечивой.

Как было отмечено, механизмы (дуги с нижней стороны) показывают средства, с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или любым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию (рисунок 7.8).

Рис. 7.8. Пример механизма

Каждый блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть далее описан диаграммой нижнего уровня, которая, в свою очередь, может быть далее детализирована с помощью необходимого числа диаграмм. Таким образом, формируется иерархия диаграмм.

Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Например, А21 является диаграммой, которая детализирует блок 1 на диаграмме А2. Аналогично, А2 детализирует блок 2 на диаграмме А0, которая является самой верхней диаграммой модели. На рисунке 7.9 показано типичное дерево диаграмм.

Рисунок 7.9 - Иерархия диаграмм

Лекция 8. Методологии DFD и IDEF 3

На рис. 3.12 типовая IDEF0-диаграмма показана вместе с находя­щейся на ее полях служебной информацией, которая состоит из хоро­шо выделенных верхнего и нижнего колонтитулов (заголовка и "под­вала"). Элементы заголовка используются для отслеживания процесса создания модели. Элементы "подвала" отображают наименование мо­дели, к которой относится диаграмма, и показывают ее расположение относительно других диаграмм модели.

Рис. 3.12

Построение моделей

Ни одна модель не должна строиться без ясного осознания объек­та и целей моделирования . При выборе цели моделирования необхо­димо ответить на следующие вопросы:

• Почему моделируется данный процесс?
• Что выявит данная модель?
• Как ознакомившиеся с этой моделью смогут ее применить?

Следующее предложение может служить примером формулиро­вания цели моделирования : выявить задачи каждого работника компании и понять, в основном, взаимосвязь между отдельно взятыми за­дачами для разработки руководства по обучению новых сотрудников. Модели строятся для того, чтобы ответить на набор поставленных вопросов. Такие вопросы формулируются на ранних стадиях модели­рования и впоследствии служат основой для четкого и краткого опре­деления цели моделирования. Примерами таких вопросов могут быть:

• Каковы задачи менеджера?
• Каковы задачи клерка?
• Кто контролирует работу?
• Какая технология нужна для выполнения каждого шага и т.п.

Точка зрения

С методической точки зрения при моделировании полезно ис­пользовать мнение экспертов, имеющих разные взгляды на предмет­ную область, однако каждая отдельно взятая модель должна разраба­тываться исходя из единственной заранее определенной точки зрения. Часто другие точки зрения в краткой форме документируются в при­крепленных диаграммах FEO (см. ниже) исключительно для нагляд­ности изложения.

Точку зрения нужно подбирать достаточно аккуратно, основой для выбора должна служить поставленная цель моделирования. На­именованием точки зрения может являться название должности, под­разделения (например, руководитель отдела или менеджер по прода­жам). Как и в случае с определением цели моделирования, четкое определение точки зрения необходимо для обеспечения внутренней целостности модели и предотвращения постоянного изменения ее структуры. Может оказаться необходимым построение моделей с раз­ных точек зрения для детального отражения всех особенностей, выде­ленных в системе функциональных блоков.

Границы моделирования

Одним из положительных результатов построения функциональ­ных моделей оказывается четкое определение границ моделирования системы в целом и ее основных компонентов. Хотя и предполагается, что в процессе работы над Моделью будет происходить некоторое изменение границ моделирования , их вербальное (словесное) описа­ние должно поддерживаться с самого начала для обеспечения коорди­нации работы участвующих в проекте аналитиков. Как и при опреде­лении цели моделирования, отсутствие границ затрудняет оценку степени завершенности модели, поскольку границы моделирования имеют тенденцию к расширению с увеличением размеров модели.

Границы моделирования имеют два компонента: ширину охвата и глубину детализации. Ширина охвата обозначает внешние границы моделируемой системы. Глубина детализации определяет степень подробности, с которой нужно проводить декомпозицию функцио­нальных блоков.

Чтобы облегчить правильное определение границ моделирования при разработке IDEFO-моделей, существенные усилия затрачиваются на разработку и рецензирование контекстной диаграммы IDEFO (диаграммы "самого верхнего" уровня). Иногда даже прибегают к по­строению дополнительной диаграммы для отображения уровня более высокого, чем контекстный для данной модели, что позволяет обозна­чить систему, внутри которой располагается объект для моделирова­ния. Существенные затраты на разработку контекстной диаграммы вполне оправданы, поскольку она является своего рода "точкой отсче­та" для остальных диаграмм модели, и вносимые в нее изменения кас­кадом отражаются на все лежащие ниже уровни.

Когда границы моделирования понятны, также становится яс­ным, какие объекты системы по тем или иным причинам не вошли в модель.

Выбор наименования контекстного блока

Рекомендуется следующая последовательность действий при по­строении модели "с нуля": формулирование цели моделирования, выбор точки зрения, определение границ моделирования. Наименова­ние контекстного блока - функционального блока самого высокого уровня - обобщает определение границ моделирования.

Правила подбора имени для контекстного блока в целом не отли­чаются от общих правил именования функциональных блоков , поэто­му для них обычно подбирают обобщающие названия типа "Управле­ние отделом по работе с клиентами", "Обработка заказов" и т.п.

Определение стрелок на контекстной диаграмме

Стрелки IDEF0-диаграмм обычно проще проектировать в следую­щем порядке: выход, вход, механизм исполнения, управление. Каж­дый функциональный блок обозначает отдельную функцию, и эта функция часто имеет четко описываемые результаты работы. Наличие неясностей при анализе выходов того или иного функционального блока - возможный сигнал необходимости проведения реинжиниринга рассматриваемого бизнес-процесса.

Определение выходов . После идентификации возможных выходов полезно провести анализ модели на предмет предвидения всех возможных сценариев поведения процесса. Это означает, что если существует вероятность возникновения той или иной ситуации в ходе процесса, модель ее отражает. Многие начинающие аналитики забывают отразить негативные результаты работы функциональных блоков. Например, блок "Провести экзамен по вождению" определенно произведет поток водителей, только что получивших права, но вполне правомерно ожидать и поток лиц, не сдавших экзамен. Негативные результаты часто используются в качестве обратных связей, их анализ должен проводиться для каждого блока. Также важным является необходимость включения в модель "спорных" стрелок, решение о наличии которых в модели могут принимать рецензирующие модель эксперты.

Определение входов . Входы можно рассматривать как особым об­разом преобразуемые функциональными блоками сырье или инфор­мация для получения выхода. В производственных отраслях опреде­лить, как входное сырье преобразуется в готовую продукцию, обычно довольно просто. Однако при моделировании информационных пото­ков входной поток данных может представляться не потребляемым и не обрабатываемым вообще. Случаи, когда входящие и исходящие стрелки называются одинаково, крайне редки и в основном указыва­ют на бесполезность данного блока для системы в целом или на некор­ректный выбор имени для исходящей стрелки. Решением может служить применение более подробного описания для входящих и ис­ходящих потоков данных. Например, вход может иметь название "Предварительный диагноз пациента", а выход - "Уточненный диаг­ноз пациента".

Определение механизмов исполнения . После создания входов и выходов можно приступить к рассмотрению механизмов исполнения или ресурсов, относящихся к функциональному блоку. В понятие ме­ханизма исполнения входят персонал, оборудование, информацион­ные системы и т.п. Например, функциональный блок "Собрать де­таль" может потребовать использования какого-либо оборудования, например, гаечного ключа. При приеме экзаменов на водительские права механизмом исполнения является инспектор ГИБДД. Как пра­вило, определить механизмы исполнения для функциональных бло­ков довольно просто.

Определение управления . Наконец, должно быть определено управление, контролирующее ход работы функционального блока. Все функциональные блоки в IDEF0 должны иметь хотя бы одно управление. В случаях когда неясно, относить ли стрелку ко входу или к управлению, следует ее рисовать как управление. Важно помнить, что управление можно рассматривать как особую форму входа функ­ционального блока.

Когда контекстная диаграмма представляется завершенной, по­пробуйте задать следующие вопросы:

• Обобщает ли диаграмма моделируемый бизнес-процесс?
• Согласуется ли диаграмма с границами моделирования, точкой зрения и целью моделирования?
• Подходит ли выбранный уровень детализации стрелок для кон­текстного блока? (Обычно на контекстной диаграмме рекоменду­ется рисовать не более шести стрелок каждого типа.)

Нумерация блоков и диаграмм

Все функциональные блоки IDEF0 нумеруются . В номерах допус­кается использование префиксов произвольной длины, но в подав­ляющем большинстве моделей используется префикс А. Номер блока проставляется за префиксом. Контекстный блок всегда имеет но­мер АО.

Префикс повторяется для каждого блока модели. Номера исполь­зуются для отражения уровня декомпозиции, на котором находится блок. Блок АО декомпозируется в блоки Al, A2, A3 и т.д.; блок А1 - в А11, А12, А13 и т.д.; блок - А11 в А111, А112, А113 и т.д. Для каждо­го уровня декомпозиции в конце номера добавляется одна цифра.

Два подхода к началу моделирования

Модели могут проектироваться как с использованием подхода "в ширину", когда каждая диаграмма максимально детализируется перед своей декомпозицией, так и с подходом "в глубину", когда сна­чала определяется иерархия блоков, а затем создаются соединяющие их стрелки. Естественно, возможно применение комбинации этих подходов , причем иерархия блоков может иногда немного меняться после того, как нарисованы стрелки. Это происходит в случае, когда создание стрелок может изменить понимание внутренней архитекту­ры моделируемого объекта.

Когда остановиться

Сформулированная цель моделирования содержит вопросы, на которые должна отвечать модель. Когда становится возможным по­лучение ответов на них с помощью модели, последняя считается удов­летворяющей поставленным требованиям и рассматривается как за­вершенная . При построении декомпозиции первого уровня нужно следить за тем, чтобы все блоки на диаграмме лежали внутри опреде­ленных ранее границ моделирования. Перед декомпозированием бло­ка нужно удостовериться, не приведет ли это к превышению установ­ленной ранее глубины детализации данной модели. Еще одно правило состоит в том, что IDEF0-моделирование должно продолжаться до тех пор, пока стрелки предшествования (вход и выход) преобладают на диаграммах.

При необходимости дальнейшей детализации отдельных процес­сов может быть использована методология IDEF3 .

Другие диаграммы IDEF0

В дополнение к контекстным диаграммам и диаграммам декомпо­зиции при разработке и представлении моделей могут применяться другие виды IDEF0-диаграмм .

Дерево модели. Дерево модели - обзорная диаграмма, показы­вающая структуру всей модели. На рис. 4.11 приведен фрагмент такой диаграммы. Обычно вершина дерева соответствует контекстному блоку, под вершиной выстраивается вся иерархия блоков модели. Од­нако не запрещается назначать вершиной произвольный блок, помещая под ним все его детские блоки. Из-за высокой итеративности функционального моделирования можно ожидать, что дерево модели будет неоднократно изменяться существенным образом до тех пор, пока не будет получена его стабильная версия. Обзор модели с ис­пользованием дерева помогает сконцентрироваться на функциональ­ной декомпозиции модели.

Презентационные диаграммы. Презентационные диаграммы (For Exposition Only diagrams - FEO diagrams) часто включают в мо­дели, чтобы проиллюстрировать другие точки зрения или детали, выходящие за рамки традиционного синтаксиса IDEF0. Диаграммы FEO допускают нарушение любых правил построения диаграмм IDEF0 в целях выделения важных с точки зрения аналитика частей модели. Ес­тественно, если диаграмма FEO включена в модель исключительно для отображения другой точки зрения на систему, она, скорее всего, внешне будет выглядеть как обыкновенная IDEF0-диаграмма , удовле­творяя всем ограничениям IDEF0.

Один из способов использования FEO-диаграмм состоит в отделе­нии функционального блока от его окружения посредством создания диаграммы с единственным блоком и всеми относящимися к нему стрелками наподобие контекстной диаграммы (рис. 4.12). Это может оказаться полезным в ситуациях, когда необходимо быстро получить информацию об интерфейсе (стрелках) функционального блока, а со­ответствующая диаграмма декомпозиции содержит слишком много объектов.

Кроме того, встречаются следующие виды презентационных диа­грамм:

• копия IDEF0-диаграммы , которая содержит все функциональные блоки и стрелки, относящиеся только к одному из функциональных блоков, - это позволяет отразить взаимодействие между этим блоком и другими объектами диаграммы;

• копия IDEF0-диаграммы , которая содержит все функциональные блоки и стрелки, непосредственно относящиеся только ко входу и/или выходу родительского блока;
• различные точки зрения, как правило, на глубину одного уровня декомпозиции.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Основы работы в BPwin

С помощью этой лабораторной работы Вы сможете:

познакомиться с основными элементами рабочего интерфейса BPwin;

освоить технологию создания новой модели;

научиться редактировать построенную диаграмму.

Теоретические сведения

 Для упрощения процесса построения модели бизнес-процессов в IDEF0, можно использовать CASE-средство BPwin, которое позволяет наглядно представить функциональную декомпозицию системы.

AllFusion Process Modeler (BPwin) является инструментальным средством, полностью поддерживающим стандарт IDEF0, который был принят в начале 90-х годов в США на основе SADT.

Основная идея методологии SADT - построение древовидной функциональной модели предприятия.

Сначала функциональность предприятия описывается в целом, без подробностей. Такое описание называется контекстной диаграммой (рис. 1.1.) .

Взаимодействие с окружающим миром описывается в терминах входа (данные или объекты, потребляемые или изменяемые функцией),выхода (основной результат деятельности функции, конечный продукт),управления (стратегии и процедуры, которыми руководствуется функция) имеханизмов (необходимые ресурсы).

Рис. 1.1. Пример диаграммы IDEF0

Кроме того, при создании контекстной диаграммы формулируются цель моделирования, область (описания того, что будет рассматриваться как компонент системы, а что как внешнее воздействие) иточка зрения (позиция, с которой будет

строиться модель). Обычно в качестве точки зрения выбирается точка зрения лица или объекта, ответственных за работу моделируемой системы в целом.

Общая функция разбивается на крупные подфункции. Этот процесс называется

функциональной декомпозицией.

Затем каждая подфункция декомпозируется на более мелкие - и так далее до достижения необходимой детализации описания. Таким образом, формируется диаграмма

Этапы построения модели

1. Определение основного бизнес-процесса.

2. Построение контекстной диаграммы.

3. Построение диаграммы процесса верхнего уровня.

4. Функциональная декомпозиция каждого процесса, с помощью детализирующих диаграмм.

Практическое задание

Создание диаграммы А-0

Построение модели бизнес-процесса рассмотрим на примере работы мебельной фабрики. Во время проведения обследования предприятия были выявлены её целевые задачи, функциональные деятельности каждого из подразделений предприятия и функциональные взаимодействия между ними; информационные потоки внутри подразделений и между ними; внешние по отношению к предприятию объекты и внешние информационные воздействия, а так же нормативно-справочная документация, данные по имеющимся на предприятии средствам и системам автоматизации.

Целевые функции мебельной фабрики:

переработка сырья;

изготовление деталей для мебели;

сборка изделия;

контроль качества.

Нормативные документы мебельной фабрики:

чертежи (деталей, сборочный);

нормы по переработке сырья;

стандарты качества;

производственные инструкции;

инструкции по технике безопасности.

Подразделения предприятия:

цех по обработке сырья и бракованных изделий;

цех по изготовлению деталей;

сборочный цех;

отдел проверки качества изделия.

Основным сырьем для изготовления мебели является дерево .

Определим основной бизнес-процесс, используя выявленные целевые функции. Так как основное предназначение мебельной фабрики состоит в том, чтобы изготавливать мебель, значит, основным бизнес-процессом является ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕБЕЛИ.

Создадим контекстную диаграмму. В данном случае она представляет собой самое общее описание системы. Напомню, что в модели может быть только одна контекстная диаграмма.

Для построения контекстной диаграммы нам необходимо определить входную информацию (данные или материальные ресурсы), которая преобразуется в процессе для получения результата; выходную информацию - готовый результат; управление, которое влияет на процесс, но не преобразуется процессом.; механизмы, которые выполняют процесс.

Для контекстного процесса ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕБЕЛИ определим необходимую информацию:

ВХОД - сырьё;

УПРАВЛЕНИЕ – чертежи, производственные инструкции, инструкции по технике безопасности (нормативные документы);

МЕХАНИЗМЫ – персонал, производственное оборудование;

ВЫХОД – готовая мебель.

Задание 1. Запуск программы и открытие проекта.

Создание новой модели.

1. Запустите BPwin .

2. Выберите режим работы: создать новую модель (Create model ).

3. В поле Name введите имя модели:Изготовление мебели .

4. Из группы Type выберите тип диаграммыBusiness Process (IDEF0 ) (рис.

Рис. 1.2. Диалоговое окно создания модели

5. Нажмите OK.

После щелчка на кнопке ОК появляется диалог Properties for New Models (рис. 1.3.).

6. Укажите свою фамилию и инициалы.

Рис. 1.3. Диалоговое окно Properties for New Models

После этого вы увидите стандартное окно BPwin (рис. 1.4.):

Рис. 1.4. Стандартное окно BPwin

Основные инструменты BPwin

Все основные действия с диаграммами, такие как создание, редактирование и т.д., можно выполнить с помощью главного меню, либо контекстно-зависимого меню (меню, появляющееся при нажатии правой кнопке мыши). Принципы работы с меню являются стандартными для среды Windows: объект сначала делается активным, затем над ним осуществляются необходимые действия.

На основной панели инструментов расположены элементы управления, в основном знакомые по другим Windows-интерфейсам (рис. 1.5.):

Рис. 1.5. Элементы управления BPwin

Функциональность панели инструментов доступна из основного меню BPwin (табл. 1).

Таблица 1. 1. Элементы управления основной панели инструментов BPwin

На основной панели инструментов (либо в любом желаемом месте экрана) расположены инструменты редактора BPwin для IDEF0-диаграмм (рис. 1.6.).

Рис. 1.6. Панель инструментов редактора BPwin

Таблица 1.2. Инструменты редактора BPwin

Задание 2. Работа с блоком.

Построение контекстной диаграммы процесса ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕБЕЛИ.

Для ввода имени блока необходимо:

1. Щелкнуть правой клавишей мыши по блоку.

2. Выбрать команду Name .

3. В диалоговом окне ввести название «Изготовление мебели» (рис.1.7.).

Рис. 1.7. Диалоговое окно BPwin

4. Для того чтобы текст стал понятен, в контекстном меню выберите пункт

Font (рис. 1.8.):

Рис. 1.8. Контекстно-зависимое меню

5. В диалоговом окне Activity Properties в нижней части вкладкиFоnt установите флажки в опцияхАрр1у setting to , позволяющих изменить шрифт для всех работ на текущей диаграмме, в модели, и в группеGlobal , позволяющей изменить шрифт одновременно для всех объектов модели, в опцииScript выберите«кириллический».

3. Подвести курсор мыши к верхней стороне блока до образования темного треугольника и щелкнуть левой кнопкой мыши (рис. 1.11.).

Рис. 1.11. Построение дуги управления

Построение дуг входа имеханизмов производится аналогичным образом.

4. Постройте дуги входа имеханизмов .

Для построения дуги выхода выполняются те же действия, но в противоположном порядке: от правой стороны блока к правой стороне окна построения диаграмм.

5. Постройте дугу выхода.

Задание 4. Идентификация дуги управления.

1. Выберите на панели редактирования кнопку .

2. Щелкните правой кнопкой мыши по дуге.

3. Выберите команду Name (рис. 1.12.).

Рис. 1.12. Контекстно-зависимое меню

4. В диалоговом окне введите название дуги: «Нормативная документация»

История возникновения стандарта IDEF0

Стандарт IDEF0

Методологию IDEF0 можно считать следующим этапом развития хорошо известного графического языка описания функциональных систем SADT (Structured Analysis and Design Teqnique). Исторически, IDEF0, как стандарт, был разработан в 1981 году департаментом Военно-Воздушных Сил США в рамках программы автоматизации промышленных предприятий, которая носила обозначение ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing). Набор стандартов IDEF унаследовал свое название от этой программы (IDEF=ICAM DEFinition). В процессе практической реализации, участники программы ICAM столкнулись с необходимостью разработки новых методов анализа процессов взаимодействия в промышленных системах. При этом кроме усовершенствованного набора функций для описания бизнес-процессов, одним из требований к новому стандарту было наличие эффективной методологии взаимодействия в рамках «аналитик-специалист». Другими словами, новый метод должен был обеспечить групповую работу над созданием модели, с непосредственным участием всех аналитиков и специалистов, занятых в рамках проекта.

В результате поиска соответствующих решений родилась методология функционального моделирования IDEF0. C 1981 года стандарт IDEF0 претерпел несколько незначительных изменений, в основном, ограничивающего характера, и последняя его редакция была выпущена в декабре 1993 года Национальным Институтом По Стандартам и Технологиям США (NIST).

Графический язык IDEF0 удивительно прост и гармоничен. В основе методологии лежат четыре основных понятия:

Функциональный блок (Activity Box);

Интерфейсная дуга (Arrow);

Декомпозиция (Decomposition);

Глоссарий (Glossary).

Рассмотрим эти основные понятия подробнее

Функциональный блок (Activity Box)

Функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника (рис. 1) и олицетворяет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта название каждого функционального блока должно быть сформулировано в глагольном наклонении (например, “производить услуги”, а не “производство услуг”).

Каждая из четырех сторон функционального блока имеет своё определенное значение (роль), при этом:

Верхняя сторона имеет значение “Управление” (Control);

Левая сторона имеет значение “Вход” (Input);

Правая сторона имеет значение “Выход” (Output);

Нижняя сторона имеет значение “Механизм” (Mechanism).

Такое обозначение отражает определенные системные принципы: входы преобразуются в выходы, управление ограничивает или предписывает условия выполнения преобразований, механизмы показывают, что и как выполняет функция.

Каждый функциональный блок в рамках единой рассматриваемой системы должен иметь свой уникальный идентификационный номер.

Рис. 1. Функциональный блок.

IDEF0 требует, чтобы в диаграмме было не менее трех и не более шести блоков. Эти ограничения поддерживают сложность диаграмм и модели на уровне, доступном для чтения, понимания и использования.

Блоки в IDEF0 размещаются по степени важности, как ее понимает автор диаграммы. Этот относительный порядок называется доминированием. Доминирование понимается как влияние, которое один блок оказывает на другие блоки диаграммы. Например, самым доминирующим блоком диаграммы может быть либо первый из требуемой последовательности функций, либо планирующая или контролирующая функция, влияющая на все другие.

Наиболее доминирующий блок обычно размещается в верхнем левом углу диаграммы, а наименее доминирующий - в правом углу.

Расположение блоков на странице отражает авторское определение доминирования. Таким образом, топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные. Чтобы подчеркнуть это, аналитик может перенумеровать блоки в соответствии с порядком их доминирования. Порядок доминирования может обозначаться цифрой, размещенной в правом нижнем углу каждого прямоугольника: 1 будет указывать на наибольшее доминирование, 2 - на следующее и т. д.

Интерфейсная дуга (Arrow)

Также интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками. Интерфейсная дуга отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию, отображенную данным функциональным блоком.

Графическим отображением интерфейсной дуги является однонаправленная стрелка. Каждая интерфейсная дуга должна иметь свое уникальное наименование (Arrow Label). По требованию стандарта, наименование должно быть оборотом существительного.

С помощью интерфейсных дуг отображают различные объекты, в той или иной степени определяющие процессы, происходящие в системе. Такими объектами могут быть элементы реального мира (детали, вагоны, сотрудники и т.д.) или потоки данных и информации (документы, данные, инструкции и т.д.).

В зависимости от того, к какой из сторон подходит данная интерфейсная дуга, она носит название “входящей”, “исходящей” или “управляющей”. Кроме того, “источником” (началом) и “приемником” (концом) каждой функциональной дуги могут быть только функциональные блоки, при этом “источником” может быть только выходная сторона блока, а “приемником” любая из трех оставшихся.

Имя стрелки обычно задается именем существительным.

В методологии IDEF0 требуется только пять типов взаимодействий между блоками для описания их отношений:

Связь по входу (output-input), когда выход вышестоящей работы соединяется с входом нижестоящей (рис. 2);

Рис. 2. Связь по входу

Связь по управлению (output-control), когда выход вышестоящей работы соединяется с управлением нижестоящей (рис. 3);

Рис. 3. Связь по управлению

Обратная связь по входу (output-input feedback), когда выход нижестоящей работы соединяется с входом вышестоящей;

Рис. 4. Обратная связь по входу

Обратная связь по управлению (output-control feedback), когда выход нижестоящей работы соединяется с входом по управлению вышестоящей работы;

Рис. 5. Обратная связь по управлению

Связь выход-механизм (output-mechanism), когда выход одной работы направляется на механизм другой.

Рис. 6. Связь выход-механизм

Связи по управлению и входу являются простейшими, поскольку они отражают прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты.

Отношение управления возникает тогда, когда выход одного блока непосредственно влияет на блок с меньшим доминированием.

Обратная связь по управлению и обратная связь по входу являются более сложными, поскольку представляют собой итерацию или рекурсию. А именно выходы из одной работы влияют на будущее выполнение других работ, что впоследствии повлияет на исходную работу.

Обратная связь по управлению возникает тогда; когда выход некоторого блока влияет на блок с большим доминированием.

Связи «выход-механизм» встречаются нечасто. Они отражают ситуацию, при которой выход одной функции становится средством достижения цели для другой. Такие связи характерны при распределении источников ресурсов (например, требуемые инструменты, обученный персонал, физическое пространство, оборудование, финансирование, материалы).

В IDEF0 дуга редко изображает один объект. Обычно она символизирует набор объектов. Так как дуги представляют наборы объектов, они могут иметь множество начальных точек (источников) и конечных точек (назначений). Поэтому дуги могут разветвляться и соединяться различными способами. Вся дуга или ее часть может выходить из одного или нескольких блоков и заканчиваться в одном или нескольких блоках.

Разветвление дуг, изображаемое в виде расходящихся линий, означает, что все содержимое дуг или его часть может появиться в каждом ответвлении. Дуга всегда помечается до разветвления, чтобы дать название всему набору. Кроме того, каждая ветвь дуги может быть помечена или не помечена в соответствии со следующими правилами:

Непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в метке дуги перед разветвлением;

Ветви, помеченные после точки разветвления, содержат все объекты или их часть, указанные в метке дуги перед разветвлением.

Слияния дуг в IDEFO, изображаемое как сходящиеся вместе линии, указывает, что содержимое каждой ветви идет на формирование метки для дуги, являющейся результатом слияния исходных дуг. После слияния результирующая дуга всегда помечается для указания нового набора объектов, возникшего после объединения. Кроме того, каждая ветвь перед слиянием может помечаться или не помечаться в соответствии со следующими правилами:

Непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в общей метке дуги после слияния;

Помеченные перед слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в общей метке после слияния,

Необходимо отметить, что любой функциональный блок по требованиям стандарта должен иметь по крайней мере одну управляющую интерфейсную дугу и одну исходящую. Это и понятно – каждый процесс должен происходить по каким-то правилам (отображаемым управляющей дугой) и должен выдавать некоторый результат (выходящая дуга), иначе его рассмотрение не имеет никакого смысла.

При построении IDEF0 – диаграмм важно правильно отделять входящие интерфейсные дуги от управляющих, что часто бывает непросто. К примеру, на рисунке 7 изображен функциональный блок “Обработать заготовку”.

В реальном процессе рабочему, производящему обработку, выдают заготовку и технологические указания по обработке (или правила техники безопасности при работе со станком). Ошибочно может показаться, что и заготовка и документ с технологическими указаниями являются входящими объектами, однако это не так. На самом деле в этом процессе заготовка обрабатывается по правилам отраженным в технологических указаниях, которые должны соответственно изображаться управляющей интерфейсной дугой.

Рис. 7. Функциональный блок «Обработать заготовку».

Другое дело, когда технологические указания обрабатываются главным технологом и в них вносятся изменения (рис. 8). В этом случае они отображаются уже входящей интерфейсной дугой, а управляющим объектом являются, например, новые промышленные стандарты, исходя из которых производятся данные изменения.

Рис. 8. Функциональный блок «Корректировать технологические указания»

Приведенные выше примеры подчеркивают внешне схожую природу входящих и управляющих интерфейсных дуг, однако для систем одного класса всегда есть определенные разграничения. Например, в случае рассмотрения предприятий и организаций существуют пять основных видов объектов: материальные потоки (детали, товары, сырье и т.д.), финансовые потоки (наличные и безналичные, инвестиции и т.д.), потоки документов (коммерческие, финансовые и организационные документы), потоки информации (информация, данные о намерениях, устные распоряжения и т.д.) и ресурсы (сотрудники, станки, машины и т.д.). При этом в различных случаях входящими и исходящими интерфейсными дугами могут отображаться все виды объектов, управляющими только относящиеся к потокам документов и информации, а дугами-механизмами только ресурсы.

Обязательное наличие управляющих интерфейсных дуг является одним из главных отличий стандарта IDEF0 от других методологий классов DFD (Data Flow Diagram) и WFD (Work Flow Diagram).

Декомпозиция (Decomposition)

Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции. При этом уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели.

Декомпозиция позволяет постепенно и структурированно представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой.

Модель IDEF0 всегда начинается с представления системы как единого целого – одного функционального блока с интерфейсными дугами, простирающимися за пределы рассматриваемой области. Такая диаграмма с одним функциональным блоком называется контекстной диаграммой, и обозначается идентификатором “А-0” (рис. 9).

Рис. 9. Пример контекстной диаграммы

В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должна быть указана цель (Purpose) построения диаграммы в виде краткого описания и зафиксирована точка зрения (Viewpoint).

Определение и формализация цели разработки IDEF0 – модели является крайне важным моментом. Фактически цель определяет соответствующие области в исследуемой системе, на которых необходимо фокусироваться в первую очередь. Например, если мы моделируем деятельность предприятия с целью построения в дальнейшем на базе этой модели информационной системы, то эта модель будет существенно отличаться от той, которую бы мы разрабатывали для того же самого предприятия, но уже с целью оптимизации логистических цепочек.

Точка зрения определяет основное направление развития модели и уровень необходимой детализации. Четкое фиксирование точки зрения позволяет разгрузить модель, отказавшись от детализации и исследования отдельных элементов, не являющихся необходимыми, исходя из выбранной точки зрения на систему. Например, функциональные модели одного и того же предприятия с точек зрения главного технолога и финансового директора будут существенно различаться по направленности их детализации. Это связано с тем, что в конечном итоге, финансового директора не интересуют аспекты обработки сырья на производственных станках, а главному технологу ни к чему прорисованные схемы финансовых потоков. Правильный выбор точки зрения существенно сокращает временные затраты на построение конечной модели.

В процессе декомпозиции, функциональный блок, который в контекстной диаграмме отображает систему как единое целое, подвергается детализации на другой диаграмме. Получившаяся диаграмма второго уровня содержит функциональные блоки, отображающие главные подфункции функционального блока контекстной диаграммы и называется дочерней (Child diagram) по отношению к нему (каждый из функциональных блоков, принадлежащих дочерней диаграмме соответственно называется дочерним блоком – Child Box). В свою очередь, функциональный блок - предок называется родительским блоком по отношению к дочерней диаграмме (Parent Box), а диаграмма, к которой он принадлежит – родительской диаграммой (Parent Diagram). Каждая из подфункций дочерней диаграммы может быть далее детализирована путем аналогичной декомпозиции соответствующего ей функционального блока. Важно отметить, что в каждом случае декомпозиции функционального блока все интерфейсные дуги, входящие в данный блок, или исходящие из него фиксируются на дочерней диаграмме. Этим достигается структурная целостность IDEF0 – модели. Наглядно принцип декомпозиции представлен на рисунке 10. Следует обратить внимание на взаимосвязь нумерации функциональных блоков и диаграмм - каждый блок имеет свой уникальный порядковый номер на диаграмме (цифра в правом нижнем углу прямоугольника), а обозначение под правым углом указывает на номер дочерней для этого блока диаграммы. Отсутствие этого обозначения говорит о том, что декомпозиции для данного блока не существует.

Часто бывают случаи, когда отдельные интерфейсные дуги не имеет смысла продолжать рассматривать в дочерних диаграммах ниже какого-то определенного уровня в иерархии, или наоборот - отдельные дуги не имеют практического смысла выше какого-то уровня. Например, интерфейсную дугу, изображающую “деталь” на входе в функциональный блок “Обработать на токарном станке” не имеет смысла отражать на диаграммах более высоких уровней – это будет только перегружать диаграммы и делать их сложными для восприятия. С другой стороны, случается необходимость избавиться от отдельных “концептуальных” интерфейсных дуг и не детализировать их глубже некоторого уровня. Для решения подобных задач в стандарте IDEF0 предусмотрено понятие туннелирования. Обозначение “туннеля” (Arrow Tunnel) в виде двух круглых скобок вокруг начала интерфейсной дуги обозначает, что эта дуга не была унаследована от функционального родительского блока и появилась (из “туннеля”) только на этой диаграмме. В свою очередь, такое же обозначение вокруг конца (стрелки) интерфейсной дуги в непосредственной близи от блока – приёмника означает тот факт, что в дочерней по отношению к этому блоку диаграмме эта дуга отображаться и рассматриваться не будет. Чаще всего бывает, что отдельные объекты и соответствующие им интерфейсные дуги не рассматриваются на некоторых промежуточных уровнях иерархии – в таком случае, они сначала “погружаются в туннель”, а затем, при необходимости “возвращаются из туннеля”.