Методика разработки функциональных моделей среде IDEF 0

  1. Введение в IDEF0
  2. Концепция IDEF0
  3. Основные понятия методологии и языка IDEF0
  4. Синтаксис графического языка IDEF0
  5. Семантика языка IDEF0
  6. Свойства диаграм IDEF0
  7. Отношения между блоками диаграммы и другими диаграммами (окружающей средой)
  8. Правила построения диаграм
  9. Ссылочные номера (коды)
  10. Методика разработки функциональных моделей в среде IDEF0
  11. Организация процесса функционального моделирования и управления проектом
  12. Перспективы развития методологии функционального моделирования IDEF0

В предыдущих разделах описаны инструментальные возможности методологии IDEF0 как средства функционального моделирования производственно-технических и организационно-экономических систем. В настоящем разделе кратко излагаются некоторые методические приемы построения моделей, облегчающие практическое применение этой методологии.

Общие положения

Как уже отмечалось во Введении, объектами функционального моделирования и структурного анализа по методологии IDEF0 являются организационно-экономические и производственно-технические системы. Согласно основным положениям системного анализа и системотехники [ 4 ] системой называется совокупность взаимодействующих объектов любой, в том числе различной, физической природы, обладающая выраженным системным свойством (свойствами), т.е. свойством, которого не имеет ни одна из частей системы при любом способе членения, и не выводимым из свойств частей. Части системы, обладающие собственными системными свойствами, называются подсистемами. Объединение нескольких систем, обладающее системным свойством, называют надсистемой или системой более высокого (2-го, 3-ьего и т.д.) порядка. Элементом системы является объект с однозначно определенными известными свойствами, вытекающими из физических или экономических законов.
Система (подсистема, элемент) имеют входы и выходы. Входом называется дискретное или непрерывное множество «контактов», через которое воздействие среды передается системе. Выход – множество «контактов», через которое система воздействует на среду. Любой элемент системы имеет по
крайней мере один вход и один выход. Воздействие может состоять в передаче вещества, энергии, информации или комбинации этих сущностей.

Приведенные определения корреспондируются с определением функционального блока IDEF0 с той лишь разницей, что в методологии входные контакты подразделяются на собственно входы и управления. Функциональный блок, как отображающий моделируемую систему в целом
(блок А0), так и блок на любом уровне декомпозиции являются преобразующими блоками. Преобразующий блок – блок IDEF0 – диаграммы, преобразующий входы в выходы под действием управлений при помощи «механизмов» (см. разд. 2, 3). Преобразование – цель и результат работы любого блока на диаграмме любого уровня декомпозиции.
Преобразованию в блоке могут подвергаться материальные и информационные объекты, образующие соответствующие потоки.
Материальный поток – непрерывное или дискретное множество материальных объектов, распределенное во времени.

Информационный поток – множество информационных объектов, распределенное во времени.
Информация, участвующая в процессах, операциях, действиях и деятельности в целом, может быть классифицирована на три группы:

  • ограничительная информация;
  • описательная информация;
  • предписывающая (управляющая) информация.

Ограничительная информация — сведения о том, чего нельзя делать:
а) никогда, ни при каких обстоятельствах (кроме, быть может, форс-мажорных) в любой фазе и на любом этапе функционирования системы в целом;
б) в рамках функционирования конкретного блока.

Ограничительная информация содержится в законах, подзаконных актах, международных, государственных и отраслевых стандартах, а также в специальных внутренних положениях и документах предприятия, в частности, в технических требованиях, условиях, регламентах и т.д.
Описательная информация – сведения об атрибутах объекта (потока) преобразуемого функциональным блоком. Содержится в чертежах, технических и иных описаниях, реквизитах и т.п. документах, являясь неотъемлемым компонентом объекта в течение всего жизненного цикла. Эта информация сама преобразуется (изменяется) в результате выполнения функции.
Предписывающая (управляющая) информация – сведения о том, как , при каких условиях и по каким правилам следует преобразовать объект (поток) на входе в объект (поток) на выходе блока. Содержится в технологических (в широком смысле) инструкциях, руководствах, документах, определяющих «настройки» и характеристики блока

Рисунок 1 - Схематическое изображение связей преобразующего блока
Рисунок 1 — Схематическое изображение связей преобразующего блока

Схематическое изображение связей преобразующего блока в соответствии с соглашениями системы IDEF0 показано на рис.1. Ограничительная и предписывающая информация изображается стрелками, присоединяемыми к блоку на стороне управления, а описательная информация поступает на вход блока и формируется на его выходе, отображаясь стрелками входа и выхода соответственно.
Материальный поток и описывающий его информационный поток везде, где это не вызывает недоразумений, можно изображать одной стрелкой.

Классификация функций, моделируемых блоками IDEF0

Единообразное представление явлений и событий реального мира, происходящих в моделируемых системах, в виде функциональных блоков является большим преимуществом графического языка IDEF0 . Вместе с тем, практика построения моделей требует введения классификации явлений и событий с целью облегчения построения и интерпретации (понимания) функциональных моделей. Такая классификация облегчает выбор глубины декомпозиции моделируемых систем и способствует выработке единообразных подходов и приемов моделирования в конкретных предметных областях.
В настоящем РД предлагается классификация, ориентированная на достаточно широкий круг организационно-экономических и производственно-технических систем. Классификация делит все функции таких систем на четыре основных и два дополнительных вида. Каждая рубрика в классификации представляет собой класс преобразующих блоков, экземпляры которого возникают и используются при моделировании конкретной системы.

А) Основные виды функций

  1. Деятельность ( синонимы: дело, бизнес) – совокупность процессов, выполняемых (протекающих) последовательно или/и параллельно, преобразующих множество материальных или/и информационных потоков во множество материальных или/и информационных потоков с другими свойствами. Деятельность осуществляется в соответствии с заранее определенной и постоянно корректируемой целью, с потреблением финансовых, энергетических, трудовых и материальных ресурсов, при выполнении ограничений со стороны внешней среды. В модели IDEF0 деятельность описывается блоком А0 на основной контекстной диаграмме А-0. При моделировании крупных, многопрофильных структур (фирм, организаций, предприятий), которые по своему статусу занимаются различными видами деятельности, последние представляют собой различные экземпляры класса «деятельность» и могут найти отражение в дополнительной контекстной диаграмме А-1. В этом случае общая модель такой сложной структуры будет состоять из ряда частных моделей, каждая из которых относится к конкретному виду деятельности. Связь между этими частными моделями представляет отдельную методическую проблему, которая в рамках настоящего РД не рассматривается.
  2. Процесс (синоним: бизнес-процесс) – совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами.
    Процесс протекает в соответствии с управляющими директивами, вырабатываемыми на основе целей деятельности . В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы и выполняются ограничения со стороны других процессов и внешней среды.
  3. Операция – совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых действий,  преобразующих объекты, входящие в состав материального или/и информационного потока, в соответствующие объекты с другими свойствами. Операция выполняется : а) в соответствии с директивами, вырабатываемыми на основе директив, определяющих протекание процесса, в состав которого входит операция; б) с потреблением всех видов потребных ресурсов; в) с соблюдением ограничений со стороны других операций и внешней среды.
  4. Действие – преобразование какого-либо свойства материального или информационного объекта в другое свойство. Действие выполняется в соответствии с командой, являющейся частью директивы на выполнение операции, с потреблением необходимых ресурсов и с соблюдением ограничений, налагаемых на осуществление операции.

Б) Дополнительные виды функций:

  1. Субдеятельность – совокупность нескольких процессов в составе деятельности, объединенная некоторой частной целью (являющейся «подцелью» деятельности).
  2. Подпроцесс – группа операций в составе процесса, объединенная технологически или организационно.

Введенные выше понятия группы А образуют естественную иерархию блоков на IDEF0-диаграммах при декомпозиции, предусматривая четыре уровня последней. Однако при анализе сложных видов деятельности могут потребоваться промежуточные уровни декомпозиции, основанные на применении функций группы Б. Уровни декомпозиции, детализирующие действия, естественно считать состоящими из элементарных или простых функций.
В Приложении 1 приведены IDEF0-диаграммы, показывающие описанную в классификации иерархию функций в виде абстрактной метамодели. Из нее видно, как эти функции взаимодействуют между собой на разных уровнях декомпозиции. Метамодель служит шаблоном, применение которого может облегчить создание реальной модели в конкретной предметной области.

Организационно-технические структуры и механизмы IDEF0-моделей

Все функции, входящие в приведенную выше классификацию, находятся между собой в отношениях иерархической подчиненности по принципу «сверху вниз»: деятельность – субдеятельность – процесс – подпроцесс – операция – действие. Согласно методологии IDEF0 каждая функция выполняется посредством механизма. В большинстве систем, анализируемых при помощи функциональных моделей такими механизмами служат организационно-технические структуры. Одним из концептуальных принципов функционального моделирования (см. разд. 2) является «отделение «организации» от функций». Вместе с тем анализ показывает, что между иерархией функций (преобразований ) и иерархией механизмов существует соответствие, иллюстрируемое рис.2

 

Рисунок 2 - Соответствие между иерархиями
Рисунок 2 — Соответствие между иерархиями

Используя приведенные выше понятия системного анализа, определим элементы иерархии механизмов следующим образом.

Организационно-техническая система — организационная структура, персонал и комплекс технических средств (оборудование), необходимые для осуществления деятельности .
Организационно-техническая подсистема – часть организационно-
технической системы, обеспечивающая протекание процесса (субдеятельности).
Организационно-технический комплекс (модуль) — часть организационно-технической подсистемы, предназначенная для выполнения операции.
Организационно-технический блок – часть организационно-технического комплекса, обеспечивающая выполнение действия.

Таким образом, при корректном построении модели (без априорной привязки к «организации») появляется возможность связать ее блоки на разных уровнях декомпозиции с объектами организационно-технической структуры, выступающими в качестве механизмов. В этом случае, и это методически крайне важно, организационно-техническая структура становится результатом функционального моделирования.

Во многих моделях находит или должно находить отражение явление, состоящее в формировании или специфической настройке (перестройке) механизмов в ходе деятельности. Это явление часто именуется реинжинирнгом производства и/или бизнес-процессов на предприятии (в организации)

Рисунок 3 - Схема субдеятельность
Рисунок 3 — Схема субдеятельность

Явление отражается в модели как субдеятельность, поскольку почти всегда состоит из нескольких процессов. Укрупненная схема этой субдеятельности приведена на рис. 3. Согласно схеме входом и одновременно потребляемым ресурсом субдеятельности являются финансы, преобразуемые в другие виды ресурсов – энергетические, трудовые, материальные (оборудование, вспомогательные материалы и т.п.). ( см. Приложение 1) .
Механизм любого уровня обеспечивает выполнение деятельности (процесса, операции, действия), потребляя ресурсы: финансовые, энергетические, трудовые, непосредственно или с помощью промежуточных преобразований (рис. 3), т.е. специфических процессов, которые можно назвать поддерживающими, обеспечивающими или вспомогательными ( по аналогии с вспомогательными производствами, цехами, участками на машиностроительном предприятии) по отношению к основным процессам, где происходят преобразования, однозначно обусловленные целью деятельности.
Существенный признак вспомогательного процесса: этот процесс не создает конечного продукта деятельности и, следовательно, прибыли.

Управление – особый вид процесса, операции, действия

Один из общих принципов методологии IDEF 0 требует, чтобы к каждому блоку на диаграмме должна быть присоединена хотя бы одна управляющая стрелка, отображающая условия правильного функционирования блока ( см. разд. 8). Это требование есть следствие положения системотехники, согласно которому управление есть такое воздействие ( преимущественно информационное) на систему, которое стимулирует ее функционирование в направлении достижения некоторой цели [4 ]. В связи с этим можно сформулировать ряд определений и методических положений, которыми следует руководствоваться при отражении управлений на функциональных моделях.

Управление деятельностью – процесс, состоящий, как минимум, из следующих операций:

  • формулирование целей деятельности;
  • оценивание ресурсов, необходимых для осуществления деятельности и их сопоставление с имеющимися ресурсами;
  • сбор информации об условиях протекания и фактическом состоянии деятельности («глобальная» обратная связь);
  • выработка и принятие решений, направленных на достижение целей по п.1, в частности, решений о распределении ресурсов по процессам, входящим в состав деятельности;
  • оформление решений в виде директив на управление процессами;
  • реализация решений (исполнение директив) и оценка их результатов («локальная обратная связь»);

корректировка (в случае необходимости, например, при нехватке ресурсов) ранее сформулированных целей (самонастройка, адаптация). Именно решения и их реализация – суть те стимулирующие воздействия на систему, о которых говорилось выше.

Управление процессом – операция, состоящая, как минимум, из следующих действий:

  • анализ директивы на управление процессом, ее декомпозиция на директивы управления операциями;
  • сбор (прием по каналам связи) информации о ходе выполнения операций, ее обобщение и формирование сведений о состоянии процесса; передача данных в подсистему управления деятельностью;
  • сопоставление информации о ходе операций с данными директив и выработка локальных решений, направленных на устранение отклонений: корректировка (в случае необходимости) директив на выполнение операций.

Управление операцией – действие, состоящее в выработке на основании директивы на управление операцией команд на управление действиями, в реализации этих команд, оценке результатов выполнения, передаче необходимой информации в комплекс управления процессом, корректировке команд в случае необходимости.
Блоки управления должны присутствовать на каждой IDEF 0-диаграмме (кроме тех, которые являются декомпозициями самих таких блоков). Через них осуществляются управляющие воздействия на остальные блоки диаграммы. Именно эти блоки воспринимают ограничивающую и предписывающую информацию и преобразуют ее в соответствующие директивы и команды. Имена блоков управления, как правило, содержат глагол «Управлять…».

Стрелки, исходящие из блока с именем «Управлять …», описывают централизованную схему управления (управленческую «вертикаль»). Возможны варианты структур, в которых выходная информация одного из блоков является управляющей для другого. Это отображает децентрализацию управления («горизонтальные» связи) (см. Приложение 1).

Типизация функциональных моделей и IDEF 0– диаграмм

Эффективность и производительность труда разработчиков функциональных моделей могут быть повышены за счет применения типовых моделей и отдельных диаграмм, ориентированных на применение в конкретных предметных областях. Так, например, на основе представлений о жизненном цикле продукции (изделия) можно предложить типовую диаграмму уровня А0 для промышленного предприятия, которая может иметь вид, схематически показанный на рис. 4

Рисунок 4 - Типовая диаграмма уровня А0
Рисунок 4 — Типовая диаграмма уровня А0

Фрагмент типовой модели промышленного предприятия в формате IDEF0 дан в Приложении 2.

Аналогичные типовые модели могут быть разработаны для других видов бизнеса (оказание услуг, транспорт, банковское дело, финансовая деятельность и т.д.).

4. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. – М.: Радио и связь. 1985,
— 200 с.

 

 

Вам также может понравиться

Об авторе WebSofter

Web - технологии

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...