Описание функциональной модели idef0. Основные методологии обследования организаций

Процесс бизнес-моделирования может быть реализован в рамках различных методик, отличающихся прежде всего своим подходом к тому, что представляет собой моделируемая организация. В соответствии с различными представлениями об организации методики принято делить на объектные и функциональные (структурные).

Объектные методики рассматривают моделируемую организацию как набор взаимодействующих объектов – производственных единиц. Объект определяется как осязаемая реальность – предмет или явление, имеющие четко определяемое поведение. Целью применения данной методики является выделение объектов, составляющих организацию, и распределение между ними ответственностей за выполняемые действия.

Функциональные методики , наиболее известной из которых является методика IDEF , рассматривают организацию как набор функций , преобразующий поступающий поток информации в выходной поток. Процесс преобразования информации потребляет определенные ресурсы. Основное отличие от объектной методики заключается в четком отделении функций (методов обработки данных) от самих данных.

С точки зрения бизнес-моделирования каждый из представленных подходов обладает своими преимуществами. Объектный подход позволяет построить более устойчивую к изменениям систему, лучше соответствует существующим структурам организации . Функциональное моделирование хорошо показывает себя в тех случаях, когда организационная структура находится в процессе изменения или вообще слабо оформлена. Подход от выполняемых функций интуитивно лучше понимается исполнителями при получении от них информации об их текущей работе.

Функциональная методика IDEF0

Методологию IDEF0 можно считать следующим этапом развития хорошо известного графического языка описания функциональных систем SADT ( Structured Analysis and Design Technique ). Исторически IDEF0 как стандарт был разработан в 1981 году в рамках обширной программы автоматизации промышленных предприятий, которая носила обозначение ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing ). Семейство стандартов IDEF унаследовало свое обозначение от названия этой программы ( IDEF = Icam DEFinition), и последняя его редакция была выпущена в декабре 1993 года Национальным Институтом по Стандартам и Технологиям США ( NIST ).

Целью методики является построение функциональной схемы исследуемой системы, описывающей все необходимые процессы с точностью, достаточной для однозначного моделирования деятельности системы.

В основе методологии лежат четыре основных понятия: функциональный блок, интерфейсная дуга, декомпозиция, глоссарий .

(Activity Box) представляет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта название каждого функционального блока должно быть сформулировано в глагольном наклонении (например, "производить услуги"). На диаграмме функциональный блок изображается прямоугольником (рис. 6.1). Каждая из четырех сторон функционального блока имеет свое 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 ).

Рис. 6.1.

Интерфейсная дуга (Arrow) отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию , представленную данным функциональным блоком. Интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками.

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 функционального блока подходит данная интерфейсная дуга, она носит название "входящей", "исходящей" или "управляющей".

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.

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 ) является основным понятием стандарта IDEF0 . Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции . При этом уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели.

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

Последним из понятий IDEF0 является глоссарий (Glossary) . Для каждого из элементов IDEF0 - диаграмм, функциональных блоков, интерфейсных дуг - существующий стандарт подразумевает создание и поддержание набора соответствующих определений, ключевых слов, повествовательных изложений и т.д., которые характеризуют объект, отображенный данным элементом. Этот набор называется глоссарием и является описанием сущности данного элемента. Глоссарий гармонично дополняет наглядный графический язык, снабжая диаграммы необходимой дополнительной информацией.

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 .

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.

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. Правильный выбор точки зрения существенно сокращает временные затраты на построение конечной модели.

Выделение подпроцессов . 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. 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.

Иногда отдельные интерфейсные дуги высшего уровня не имеет смысла продолжать рассматривать на диаграммах нижнего уровня, или наоборот - отдельные дуги нижнего отражать на диаграммах более высоких уровней – это будет только перегружать диаграммы и делать их сложными для восприятия. 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–приемника 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 ".

• Создание модели группой специалистов, относящихся к различным сферам деятельности предприятия. Эта группа в терминах IDEF0 называется авторами (Authors). Построение первоначальной модели является динамическим процессом, в течение которого авторы опрашивают компетентных лиц о структуре различных процессов, создавая модели деятельности подразделений. При этом их интересуют ответы на следующие вопросы:

  Что поступает в подразделение "на входе"?

  • Какие функции и в какой последовательности выполняются в рамках подразделения?
  • Кто является ответственным за выполнение каждой из функций ?
  • Чем руководствуется исполнитель при выполнении каждой из функций ?
  • Что является результатом работы подразделения (на выходе)?

  На основе имеющихся положений, документов и результатов опросов создается черновик (Model Draft) модели.

• Распространение черновика для рассмотрения, согласований и комментариев. На этой стадии происходит обсуждение черновика модели с широким кругом компетентных лиц (в терминах IDEF0 - читателей) на предприятии. При этом каждая из диаграмм черновой модели письменно критикуется и комментируется, а затем передается автору. Автор, в свою очередь, также письменно соглашается с критикой или отвергает ее с изложением логики принятия решения и вновь возвращает откорректированный черновик для дальнейшего рассмотрения. Этот цикл продолжается до тех пор, пока авторы и читатели не придут к единому мнению.
• Официальное утверждение модели. Утверждение согласованной модели происходит руководителем рабочей группы в том случае, если у авторов модели и читателей отсутствуют разногласия по поводу ее адекватности. Окончательная модель представляет собой согласованное представление о предприятии (системе) с заданной точки зрения и для заданной цели.

Наглядность графического языка IDEF0 делает модель вполне читаемой и для лиц, которые не принимали участия в проекте ее создания, а также эффективной для проведения показов и презентаций. В дальнейшем на базе построенной модели могут быть организованы новые проекты, нацеленные на производство изменений в модели.

IDEF0 на сегодняшний день является основным стандартом моделирования бизнес-процессов. Описание системы с помощью IDEF0 называется функциональной моделью . Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют, какие сущности она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и что производит.

При построении модели должна быть поставлена цель моделирования, отвечающая на следующие вопросы:

· почему этот процесс должен быть смоделирован?

· что должна показывать модель?

· что может получить читатель?

Примеры определения цели: "идентифицировать и определить текущие проблемы, сделать возможным анализ потенциальных улучшений", "идентифицировать роли и ответственность служащих для написания должностных инструкций", «определить возможность автоматизации…», «регламентировать процесс…» и т.д.

Точка зрения также является одним из ключевых элементов при построении модели. Точку зрения можно представить как взгляд человека, который видит систему в нужном для моделирования аспекте. Точка зрения должна соответствовать цели моделирования.

Основной концептуальный принцип методологии IDEF – представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия, происходящие в изучаемой системе. В IDEF0 все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в соответствие блок.

Функциональные блоки на диаграммах изображаются прямоугольниками, означающими поименованные процессы, функции, работы или операции, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты. Внутри каждого блока помещается его имя и номер. Имя блока должно быть активным глаголом, глагольным оборотом или отглагольным существительным, обозначающим действие.

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

Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе среде, представляются стрелками, входящими в блок или выходящими из него. Каждая сторона функционального блока имеет стандартное значение с точки зрения связи блок/стрелка. Стандартное расположение стрелок показано на рис.1.

Рис. 1. Контекст IDEF0.

Стрелки описывают взаимодействие блоков с внешним миром и между собой. Стрелки представляют собой некую информацию и именуются существительными или оборотами существительного.

В IDEF0 различают пять типов стрелок:

1. Вход - материал или информация, которые используются или преобразуется функциональным блоком для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа.

2. Управление - правила, стратегии, процедуры или стандарты, которыми руководствуется блок. Управление влияет на блок, но не преобразуется им.

3. Выход - материал или информация, которые производятся блоком. Блок без результата не имеет смысла и не должен моделироваться.

4. Механизм - ресурсы, которые выполняют блок, например, персонал предприятия, станки, устройства и т.д. По усмотрению аналитика стрелки механизма могут не изображаться в модели.

5. Вызов (Call) - специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова используется для указания того, что некоторая работа выполняется за пределами моделируемой системы.

Стрелки на контекстной диаграмме служат для описания взаимодействия системы с окружающим миром. Граничные стрелки - стрелки, которые начинаются у границы диаграммы, а заканчиваются у работы или наоборот. Внутренние стрелки связывают блоки между собой. Различают пять видов связей работ.

1. Связь по входу - стрелка выхода вышестоящего блока направляется на вход нижестоящего (рис. 2).

Рис. 2. Отношение «выход-вход».

2. Связь по управлению - выход вышестоящего блока направляется на управление нижестоящего (рис. 3).

Рис. 3. Отношение «выход-управление».

3. Обратная связь по управлению - выход нижестоящего блока направляется на управление вышестоящего (рис. 4).

Рис. 4. Обратная связь по управлению

4. Обратная связь по входу - выход нижестоящего блока направляется на вход вышестоящего (рис. 5).

Рис. 5. Отношение обратной связи по входу

5. Связь выход-механизм - выход одного блока направляется на механизм другого (рис. 6).

Рис. 6 Связь «выход-механизм».

В нотации IDEF0 описание системы (модель) организовано в виде иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Сначала проводится описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма). Контекстная диаграмма включает только один блок, характеризующий всю совокупность моделируемых процессов, без подробностей.

Рис. 7 Пример контекстной диаграммы IDEF0.

После чего проводится функциональная декомпозиция (рис.8) – этот блок деятельности (большой процесс) подразделяется на крупные подпроцессы – и каждый подпроцесс описывается отдельно (диаграммы декомпозиции). Затем каждый подпроцесс декомпозируется на более мелкие - и так далее до достижения необходимой детализации описания.

Рис.8 Пример диаграммы декомпозиции IDEF0.

IDEF0 диаграммы строятся с помощью программы BPWin. Предназначены они для графического моделирования происходящих бизнес-процессов

О методологии IDEF0

Методология IDEF0 широко используется благодаря простой и понятной для понимания графической нотации, применение которой для построения модели очень удобное. Главное место в методологии отводится диаграммам. На диаграммах отображают функции системы посредством геометрических прямоугольников, а также имеющиеся связи между функциями и внешней средой. Связи отображаются с помощью стрелок. В этом можно убедиться, увидев, что предлагает IDEF0 диаграмма, примеры которой можно найти в данной статье.

Тот факт, что в моделировании используется всего два графических примитива, позволяет довольно быстро объяснить действующие правила взаимодействий IDEF0 тем людям, которые не имеют никакого представления об этом Посредством диаграмм IDEF0 подключение заказчика к происходящим процессам осуществляется более быстро благодаря использованию наглядного языка графики. Можно увидеть, что предлагает IDEF0 диаграмма, примеры которой представлены ниже.

Элементы, используемые для IDEF0

Как уже упоминалось, используется 2 типа геометрических примитивов: прямоугольники и стрелки. Прямоугольники обозначают определённые процессы, функции, работы или задачи, что имеют цели и ведут к обозначенному результату. Взаимодействие процессов между собой и внешней средой обозначается с помощью стрелок. В IDEF0 различают 5 различных типов стрелок.

Возможности использования IDEF0

Методологию IDEF0 можно применять для описи функционального аспекта любой информационной системы.

Типы связей между процессами IDEF0

В интересах модели создавать такие связи построений, чтобы внутренние связи были как можно сильней, а внешние - как можно слабей. Это сильная сторона моделирования с помощью IDEF0. Примеры диаграмм вы можете увидеть сами и убедиться в правдивости этих слов. Для облегчения установления связей подобные соединяются в модули. Между модулями устанавливаются внешние связи, а внутри модулей - внутренние. Различают несколько типов связей.

1. Иерархическая («часть» - «целое») связь.

2. Управляющая (регламентирующая, подчинённая):

2) обратная связь управления.

3. Функциональная или технологическая:

2) обратная входная.

3) потребительская;

4) логическая;

5) методическая или коллегиальная;

6) ресурсная;

7) информационная;

8) временная;

9) случайная.

Построение блоков и связей в диаграммах

Методология IDEF0 предоставляет целый ряд правил и рекомендаций по своему использованию и улучшению качества использования. Так, в диаграмме отображается один блок, на котором можно задать название системы, её назначение. К блоку или от блока ведёт 2-5 стрелок. Можно больше или меньше, но как минимум две стрелки необходимы для входа/выхода, а остальные для дополнительных работ и их указания на диаграмме. Если стрелок больше 5, следует задуматься об оптимальности построения модели, и нельзя ли сделать её ещё более детализированной.

Построение блоков в диаграммах декомпозиции

Количество блоков, которое будет на одной диаграмме, рекомендовано в численности 3-6. Если их меньше, то такие диаграммы вряд ли будут нести смысловую нагрузку. Если количество блоков будет огромным, то прочитать такую диаграмму будет весьма сложно, учитывая наличие ещё и дополнительных стрелок. Для улучшения восприятия информации размещать блоки рекомендуется сверху вниз и слева направо. Такое расположение позволит отразить логику исполнения последовательности процессов. А также стрелки будут создавать меньшую путаницу, обладая минимальным количеством пересечений друг с другом.

Если запуск определённой функции никак не контролируется, и процесс может быть запущен в произвольный момент, то такую ситуацию обозначают отсутствием стрелок, означающих управление и вход. Но наличие такой ситуации может говорить потенциальным партнерам об определенной нестабильности и необходимости внимательнее присмотреться к потенциальному партнеру.

Блок, у которого есть только стрелка входа, говорит о том, что процесс получает входные параметры, но управление и корректировка во время исполнения не происходят. Блок, у которого есть только стрелка управления, используется для обозначения работ, которые вызываются только по особому распоряжению управляющей системы. Они управляются и корректируются на всех своих этапах.

Но пример построения IDEF0 диаграммы может убедить, что наиболее полноценным и охватывающим типом является диаграмма со стрелками входа и управления.

Именование

Для улучшения визуального восприятия каждый блок и каждая стрелка должны иметь своё собственное имя, которое позволит идентифицировать их среди множества других блоков и стрелок. Так выглядят в IDEF0 примеры диаграмм. Информационная система, построенная с помощью них, позволит разобраться во всех недостатках и сложностях моделей.

Часто используется слияние стрелок, и встают вопросы об их именовании. Но слияние возможно только в случае передачи однородных данных, поэтому отдельные имена не нужны, хотя в программе BPWin их можно задать. Также, если происходит расхождение стрелок, то их можно отдельно наименовать, чтобы понимать, что за что отвечает.

Если после ветвления нет наименования, то считается, что имя точно такое, как было до ветвления. Так может быть, если два блока требуют одинаковую информацию. Контекстная диаграмма IDEF0, пример которой можно найти в данной статье, подтвердит эти слова.

Информация о стрелках

Стрелки, входящие и выходящие из одного блока при построении диаграммы композиции, должны отображаться на ней. Имена геометрических фигур, перенесённых на диаграмму, должны в точности повторять информацию высшего уровня. Если две стрелы параллельны относительно дуг друга (т.е. начинаются на грани одного процесса и заканчиваются обе на одной грани другого процесса), то возможно, для оптимизации модели их следует объединить и подобрать подходящее имя, что прекрасно отображается в IDEF0 (примеры диаграмм в Visio можно посмотреть).

Пример реализации методологии IDEF0 на конкретной модели

Вы уже узнали, что такое IDEF0 диаграмма, примеры и правила построения таких диаграмм частично увидели. Теперь следует обратиться и к практике. Для лучшего понимания объяснение будет идти не на какой-то «общей» модели, а на конкретном примере, который позволит лучше и полнее понять особенности работы с IDEF0 в программе BPWin.

В качестве примера выступит скорость движения поезда из точки А в точку Б. Необходимо принять во внимание, что поезд не может развивать скорость больше взятой за допустимую. Эта грань устанавливается на основе опыта эксплуатации и влияния составов на железнодорожном пути. Следует понимать, что целью состава является доставка пассажиров, которые, в свою очередь, заплатили, чтобы в безопасности и с комфортом добраться до пункта назначения. Полезна IDEF0 диаграмма, примеры которой можно найти в этой статье.

Исходной информацией выступают:

1. данные про линию путей;
2. паспорт всей дистанции;
3. план пути.

Управляющие данные:

1. Указание начальника, заведующего службой путей.
2. Сведения о существующем потоке передвижения составов.
3. Сведения о запланированных ремонтах, реконструкциях и изменении путей.

Результатом модели является:

1. Ограничение допустимых скоростей с указанием причины ограничения.
2. Допустимые скорости при движении на раздельных пунктах и во время перегона составов.

Когда построена контекстная диаграмма, она должна быть детализирована, и затем создана композитная диаграмма, которая будет диаграммой первого уровня. На ней будут изображены все основные функции системы. Методология и диаграмма IDEF0, для которой делается декомпозиция, именуется родительской. IDEF0 декомпозиции называют дочерней.

Заключение

После декомпозиции на первом уровне проводится декомпозиция второго уровня - и так до тех пор, пока дальнейшая декомпозиция не потеряет своего смысла. Всё это делается для получения максимально детализированной графической схемы происходящих и планируемых процессов. Это готовый пример IDEF0 диаграммы, по которому вы можете ориентироваться уже сейчас.

Методология функционального моделирования IDEF0 – это технология описания системы в целом как множества взаимозависимых действий или функций. Важно отметить ее функциональную направленность, т.е. IDEF0-функции системы исследуются независимо от объектов, которые обеспечивают их выполнение. "Функциональная" точка зрения позволяет четко отделить аспекты назначения системы от аспектов ее физической реализации. Пример диаграммы IDEF0 приведем на рис. 3.6.19 а, 3.6.19 б, 3.6.19 в, 3.6.19г.

Наиболее часто IDEF0 применяется как технология исследования и проектирования систем на логическом уровне. По этой причине IDEF0, как правило, используется на ранних этапах разработки проекта до IDEF3-моделирования, для сбора данных и моделирования процесса "как есть". Результаты IDEF0-анализа могут применяться при проведении проектирования с использованием моделей IDEF3 и диаграмм потоков данных DFD.

Первый шаг при построении модели IDEF0 заключается в определении цели или назначения модели – набора вопросов, на которые должна отвечать модель. Набор вопросов можно сравнить с предисловием, в котором раскрывается назначение книги.

Границы моделирования предназначены для обозначения ширины охвата предметной области и глубины детализации и являются логическим продолжением уже определенного назначения модели. Как читающий модель, так и непосредственно ее автор должны понимать степень детальности ответов на поставленные в назначении модели вопросы.

Следующим шагом указывается предполагаемая целевая аудитория, для нужд которой создается модель. Зачастую от выбора целевой аудитории зависит уровень детализации, с которым должна создаваться модель. Перед построением модели необходимо иметь представление о том, какие сведения о предмете моделирования уже известны, какие дополнительные материалы и (или) техническая документация для понимания модели могут быть необходимы целевой аудитории, какие язык и стиль изложения являются наиболее подходящими.

Под точкой зрения понимается перспектива, с которой наблюдалась система при построении модели. Точка зрения выбирается таким образом, чтобы учесть уже обозначенные границы моделирования и назначение модели. Однажды выбранная точка зрения остается неизменной для всех элементов модели. При необходимости могут быть созданы другие модели, отображающие систему с других точек зрения. Примеры цели, границы и точки зрения приведены на рис. 3.6.19а.

Синтаксис графического языка IDEF0 включает блоки, стрелки, диаграммы и правила.

Блоки представляют функции, определяемые как деятельность, процесс, операция, действие или преобразование (см. ниже). Стрелки представляют данные или материальные объекты, связанные с функциями. Правила определяют, как следует применять компоненты; диаграммы обеспечивают формат графического и словесного описания моделей. Формат образует основу для управления конфигурацией модели.

Блок представляет собой прямоугольник, внутри которого помещается его имя и номер. Имя должно быть активным глаголом или глагольным оборотом, описывающим функцию. Номер блока размещается в правом нижнем углу. Номера блоков использую для их идентификации на диаграмме и в соответствующем тексте. Пример блока приведен на рис. 3.6.20.

Рис. 3.6.20. Пример блока

Поскольку модели IDEF0 моделируют систему как множество иерархически вложенных функций, то в первую очередь должна быть определена функция, описывающая систему в целом – контекстная функция . В IDEF0 эта контекстная функция представляется в виде одного прямоугольника. Пример такой контекстной функции приведен на рис.3.6.19а.

Любой блок может быть декомпозирован на составляющие его блоки. Декомпозицию часто ассоциируют с моделированием "сверху вниз", однако это не совсем верно. Функциональную декомпозицию корректнее определять как моделирование «снаружи внутрь» , при котором рассматриваем систему наподобие луковицы, с которой последовательно снимаются слои.

Описание любого блока должно как минимум включать описание объектов, которые блок создает в результате своей работы ("выхода") и объектов, которые блок потребляет или преобразует ("вход").

Рис.3.6.19а. Пример такой контекстной функции

Рис. 3.6.19 б. Пример диаграммы IDEF0

Рис. 3.6.19 в. Пример диаграммы IDEF0

Рис. 3.6.19 г. Пример диаграммы IDEF0

В IDEF0 также моделируются управление и механизмы исполнения. Под управлением понимаются объекты, воздействующие на способ, которым блок преобразует вход в выход. Механизм исполнения – объекты, которые непосредственно выполняют преобразование входа в выход, но остаются неизменными .

I (Input) – вход – то, что потребляется в ходе выполнения процесса;

С (Control) – управление – ограничения и инструкции, влияющие на ход выполнения процесса;

О (Output) – выход – то, что является результатом выполнения процесса;

М (Mechanism) – исполняющий механизм – то, что используется для выполнения процесса, но остается неизменным.

На рис. 3.6.21 представлены четыре возможных типа стрелок в IDEF0, каждый из которых соединяется с определенной стороной функционального блока.

Рис. 3.6.21. Каждый тип стрелки соединяется с определенной стороной функционального блока

Для названия стрелок, как правило, употребляются имена существительные. Как и в случае с функциональными блоками, присвоение имен всем стрелкам на диаграмме является необходимым условием для понимания сути изображенного. Примеры наименований стрелок приведены на рис. 3.6.19 а, 3.6.19 б, 3.6.19 в, 3.6.19 г.

Дадим подробное назначение каждой стрелки.

Стрелки входа. Вход, представляет собой сырье или информацию, потребляемую или преобразуемую функциональным блоком для производства выхода. Стрелки входа всегда направлены в левую сторону прямоугольника, обозначающего в IDEF0 функциональный блок. Наличие входных стрелок на диаграмме не является обязательным , так как возможно, что некоторые блоки ничего не преобразуют и не изменяют. Примером блока, не имеющего входа, может служить принятие решения руководством , где анализируется несколько факторов, но ни один из них непосредственно не преобразуется и не потребляется в результате принятия какого-либо решения.

Стрелки управления. Стрелки управления отвечают за регулирование того, как и когда выполняется функциональный блок. Так как управление контролирует поведение функционального блока для обеспечения создания желаемого выхода, каждый функциональный блок должен иметь как минимум одну стрелку управления. Стрелки управления всегда входят в функциональный блок сверху.

Управление часто существует в виде правил, инструкций, законов, политики, набора необходимых процедур или стандартов. Влияя на работу блока, оно само остается неизменным . Может оказаться, что целью функционального блока является как раз изменение того или иного правила, инструкции, стандарта и т.п. В этом случае стрелка, содержащая соответствующую информацию, должна рассматриваться не как управление, а как вход функционального блока.

Управление можно рассматривать как специфический вид входа. В случаях, когда неясно, относить ли стрелку к входу или к управлению, предпочтительно относить ее к управлению до момента, пока неясность не будет разрешена.

Стрелки выхода . Выход – это продукция или информация, получаемая в результате работы функционального блока. Каждый блок должен иметь как минимум один выход. Действие, которое не имеет никакого четко определяемого выхода, желательно не моделировать вообще или это один из первых кандидатов на исключение из модели.

При моделировании непроизводственных предметных областей выходами, как правило, являются данные, в каком-либо виде обрабатываемые функциональным блоком. В этом случае важно, чтобы названия стрелок входа и выхода были достаточно различимы по своему смыслу. Например, блок "Прием пациентов" может иметь стрелку "Данные о пациенте" как на входе, так и на выходе. В такой ситуации входящую стрелку можно назвать "Предварительные данные о пациенте", а исходящую – "Подтвержденные данные о пациенте".

Стрелки механизма исполнения . Механизмы являются ресурсом , который непосредственно исполняет моделируемое действие. С помощью механизмов исполнения могут моделироваться: ключевой персонал, техника и/или оборудование . Стрелки механизма исполнения могут отсутствовать, в случае если оказывается, что они не являются необходимыми для достижения поставленной цели моделирования.

Комбинированные стрелки . В IDEF0 существует пять основных видов комбинированных стрелок: 1) выход – вход, 2) выход – управление, 3) выход – механизм исполнения, 4) выход – обратная связь на управление и 5) выход – обратная связь на вход.

1) Стрелка выход – вход применяется, когда один из блоков должен полностью завершить работу перед началом работы другого блока. Так, на рис. 3.6.22 формирование счета должно предшествовать приему заказа.

Рис. 3.6.22. Комбинация стрелок выход – вход

2) Стрелка выход – управление отражает ситуацию преобладания одного блока над другим, когда один блок управляет работой другого . На рис. 3.6.23 принципы формирования инвестиционного портфеля влияют на поведение брокеров на бирже.

Рис. 3.6.23. Комбинированная стрелка выход – управление

3) Стрелки выход – механизм исполнения встречаются реже и отражают ситуацию, когда выход одного функционального блока применяется в качестве инструментария для работы другого блока. На рис. 3.6.24 зажим, используемый для закрепления детали, должен быть собран для того, чтобы выполнить сборку детали.

4) Обратные связи на вход и на управление применяются в случаях, когда зависимые блоки формируют обратные связи для управляющих ими блоков. На рис. 3.6.25 получаемая от брокеров информация о текущих биржевых курсах применяется для корректировки стратегии игры на бирже.

Рис. 3.6.24. Комбинированная стрелка выход – механизм исполнения

Рис. 3.6.25. Комбинированная стрелка выход – обратная связь на управление

5) Стрелка выход – обратная связь на вход обычно применяется для описания циклов повторной обработки чего-либо (рис. 3.6.26). Кроме того, связи выход – обратная связь на вход могут применяться в случае, если бракованная продукция может заново использоваться в качестве сырья, как это происходит, например, в процессе производства оконного стекла, когда разбитое стекло перемалывается и переплавляется заново вместе с исходным сырьем.

Рис. 3.6.26. Комбинированная стрелка выход – обратная связь на вход

Разбиение и соединение стрелок. Выход функционального блока может использоваться в нескольких других блоках. Фактически чуть ли не главная ценность IDEF0 заключается в том, что эта методология помогает выявить взаимозависимости между блоками системы. Соответственно IDEF0 предусматривает как разъединение, так и соединение стрелок на диаграмме. Разъединенные на несколько частей стрелки могут иметь наименования, отличающиеся от наименования исходной стрелки. Исходная и разъединенные (или объединенные) стрелки в совокупности называются связанными . Такая техника обычно применяется для того, чтобы отразить использование в процессе только части сырья или информации, обозначаемой исходной стрелкой (рис. 3.6.27). Аналогичный подход применяется по отношению к объединенным стрелкам.

Рис.3.6.27. Разъединенная на две части и переименованная стрелка

На IDEF0-диаграммах есть еще стрелки вида (¯). Такие стрелки называют туннелями. Они связаны с понятием связанных стрелок, которое используется для управления уровнем детализации диаграмм. На рис. 3.6.28, например, стрелка "корпоративная информационная система" – важный механизм исполнения для данной диаграммы, но, возможно, она более нигде не используется в модели. Туннель в данном случае используется как альтернатива загромождению родительских диаграмм помещением на них несущественных для их уровня стрелок.

Рис. 3.6.28. Пример применения туннеля

Кроме того, туннели применяются для отражения ситуации, когда стрелка, присутствующая на родительской диаграмме, отсутствует в диаграмме декомпозиции соответствующего блока. На рис. 3.6.29 туннель у стрелки "модуль производственного отдела" обозначает, что на диаграмме декомпозиции производственного отдела отсутствует стрелка механизма управления с соответствующим наименованием.

Полностью составленная IDEF0-диаграмма любого уровня содержит на своих полях служебную информацию, 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.

Все элементы заголовка диаграммы перечислены в табл. 3.1.6.

Рис. 3.6.29. Пример применения туннеля

Таблица 3.1.6. Элементы заголовка диаграммы IDEF0

Все элементы "подвала" диаграммы перечислены в табл. 3.1.7.

Таблица 3.1.7. Элементы "подвала" диаграммы IDEF0

Для каждого рецензента автором, как правило, подготавливается свой набор диаграмм. Предложения по изменениям и исправлениям возвращаются рецензентами автору для внесения их в модель. При возникновении разногласий между автором и рецензентом спорная диаграмма обычно рассылается всем рецензентам для достижения группового консенсуса.

Формально механизм рецензирования и модификации диаграмм поддерживается полями Status и нумерацией диаграмм, контроль истории изменений – полем Field (см. табл. 3.1.6).

Ни одна модель не должна строиться без ясного осознания объекта и целей моделирования. Выбранное определение цели моделирования должно отвечать на следующие вопросы:

Почему моделируется данный процесс?

Что выявит данная модель?

Как, ознакомившиеся с этой моделью лица смогут ее применить? Следующее предложение может служить примером формулирования цели моделирования. Выявить задачи каждого работника компании и понять в целом 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.

Для того чтобы поближе познакомится со стандартом IDEF0, о нем необходимо узнать следующее:

1. Для построения каких типов моделей данный стандарт используется.
2. Какие элементы графического языка включает нотация стандарта, и какие требования к оформлению диаграмм существуют в рамках стандарта.
3. Какие принципы моделирования бизнес процессов используются в стандарте (принцип декомпозиции, принцип ограничения сложности, принцип туннелирования).
4. Как можно оценить построенные диаграммы с точки зрения их перегруженности и сбалансированности.

IDEF 0 используется для создания функциональной модели , отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями.

Методология IDEF0 незначительно отличается от классической схемы описания бизнес-процессов DFD. Основным отличием является классификация входов работы.

Классификация входов и выходов работ

Стандарт предлагает следующую типизацию входов работ:

• Вход . Входит в работу слева и показывает информационные и материальные потоки, которые преобразуются в бизнес процессе.
• Управление. Входит в работу сверху и показывает материальные и информационные потоки, которые не преобразуются в процессе, но нужны для его выполнения.
• Механизм. Входит в работу снизу и показывает людей, технические средства, информационные системы и т.п., при помощи которых бизнес процесс реализуется.
• Результаты выходят из блока справа.

Основные элементы диаграммы:

Основу графического языка IDEF0, синтаксис и семантика которого определены с абсолютной строгостью, составляют блоки и соединяющие их стрелки, которые формируют иерархию детализируемых диаграмм.

IDEF0 — модель:

Модель включает следующие документы, которые ссылаются друг на друга:

• Графические диаграммы — главный компонент IDEF0-модели, который графически, с помощью блоков и стрелок и их соединений, отображает информацию о моделируемой системе. Блоки представляют основные функции. Эти функции могут быть разбиты (декомпозированы) на составные части и представлены в виде более подробных диаграмм. Процесс декомпозиции продолжается до тех пор, пока объект не будет описан на уровне детализации, необходимом для достижения целей конкретного проекта.
• Текст;
• Глоссарий — Для каждого элемента диаграммы создается и поддерживается набор определений, ключевых слов, пояснений, характеризующих объект, который представляет данный элемент. Этот набор называется глоссарием и является описанием сущности данного элемента. Глоссарий гармонично дополняет наглядный графический язык, снабжая диаграммы необходимой дополнительной информацией.

Принцип декомпозиции при построении модели бизнес процессов

1. Контекстная диаграмма: цель и точка зрения

Моделирования бизнес процесса начинается с контекстной диаграммы. Эта диаграмма называется А–0 (А минус ноль). На ней система представляется в виде одного блока и дуг, изображающих окружение системы. С помощью диаграммы можно увидеть взаимодействие моделируемой системы с внешней средой, все ее входы и выходы. Диаграмма А–0 устанавливает область моделирования и границы.

В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должна быть указана цель построения диаграммы и зафиксирована точка зрения . Точка зрения определяет уровень детализации, направление развития модели и позволяет разгрузить модель. Так при моделировании можно отказаться от детализации и исследования отдельных элементов, не являющихся необходимыми, исходя из выбранной точки зрения на систему.

2. Детализация

Затем блок, который отображает всю систему, детализируется на другой диаграмме.

Далее каждая функция диаграммы может быть детализирована на дочерней. Каждая функция моделируется отдельным блоком. Каждый родительский блок подробно описывается дочерней диаграммой на более низком уровне. Так происходит до тех пор, пока не будет получена структура, позволяющая ответить на вопросы, сформулированные в цели моделирования.

Для достижения структурной целостности модели, используются следующие правила:

• Все интерфейсные дуги, входящие в данный блок, или исходящие из него фиксируются на дочерней диаграмме.
• При нумерации блоков, цифра в правом нижнем углу прямоугольника указывает на уникальный порядковый номер самого блока на диаграмме, а обозначение под правым углом указывает на номер дочерней для этого блока диаграммы.

Принцип туннелирования

Часто бывают случаи, когда отдельные стрелки не имеет смысла продолжать рассматривать в дочерних диаграммах ниже какого-то определенного уровня в иерархии, или наоборот — отдельные блоки не имеют практического смысла выше какого-то уровня. С другой стороны, иногда возникает необходимость избавиться от отдельных “концептуальных” стрелок и не детализировать их глубже некоторого уровня.

Для решения подобных задач в стандарте IDEF0 предусмотрено понятие туннелирования . Обозначение “туннеля” в виде двух круглых скобок вокруг начала стрелки обозначает, что эта стрелка не была унаследована от функционального родительского блока и появилась (из “туннеля”) только на этой диаграмме. В свою очередь, такое же обозначение вокруг конца стрелки в непосредственной близи от блока – приёмника означает тот факт, что в дочерней по отношению к этому блоку диаграмме эта стрелка отображаться и рассматриваться не будет.

Принцип ограничения сложности

Для того, чтобы ограничить перегруженность моделей и сделать их удобными для восприятия, в стандарте приняты соответствующие ограничения сложности:

• ограничение количества функциональных блоков на диаграмме тремя-шестью. Верхний предел (шесть) заставляет разработчика использовать иерархии при описании сложных предметов, а нижний предел (три) гарантирует, что на соответствующей диаграмме достаточно деталей, чтобы оправдать ее создание;
• ограничение количества подходящих к одному функциональному блоку (выходящих из одного функционального блока) интерфейсных дуг четырьмя.

Разумеется, строго следовать этим ограничениям вовсе необязательно, однако, как показывает опыт, они являются весьма практичными в реальной работе.

Количественный анализ диаграмм: коэффициент сбалансированности и оценка имен

Для анализа диаграммы с точки зрения ее перегруженности и сложности для восприятия, используется количественный анализ. Для анализа используются следующие показатели:

• количество блоков на диаграмме — N;
• уровень декомпозиции диаграммы — L ;
• сбалансированность диаграммы — В;
• число стрелок, соединяющихся с блоком, — А.

Коэффициент сбалансированности

Необходимо стремиться к тому, чтобы количество блоков на диаграммах нижних уровней было бы ниже количества блоков на родительских диаграммах.

Так же диаграммы должны быть сбалансированы. Это означает, что в рамках одной диаграммы не должно происходить ситуации, когда входящих стрелок и стрелок управления значительно больше, чем выходящих.

Следует отметить, что данная рекомендация может не выполняться в моделях, описывающих производственные процессы. Например, при описании процедуры сборки в блок может входить множество стрелок, описывающих компоненты изделия, а выходить одна стрелка — готовое изделие.

Введем коэффициент сбалансированности диаграммы:

Необходимо стремиться, чтобы Кь был минимален для диаграммы и убывал с увеличение уровня декомпозиции.

Оценка имен

Помимо анализа графических элементов диаграммы необходимо рассматривать наименования блоков. Для оценки имен составляется словарь элементарных (тривиальных) функций моделируемой системы. Фактически в данный словарь должны попасть функции нижнего, уровня декомпозиции диаграмм.

Например, для модели БД элементарными могут являться функции «найти запись», «добавить запись в БД», в то время как функция «регистрация пользователя» требует дальнейшего описания.

После формирования словаря и составления пакета диаграмм системы необходимо рассмотреть нижний уровень модели. Если на нем обнаружатся совпадения названий блоков диаграмм и слов из словаря, то это говорит, что достаточный уровень декомпозиции достигнут.

Коэффициент, количественно отражающий данный критерий, можно записать как:

L*C

— произведение уровня модели на число совпадений имен блоков со словами из словаря. Чем ниже уровень модели (больше L), тем ценнее совпадения.