1. Функциональное моделирование информационной системы с использованием CASE-технологии IDEF.
2. Описание логики взаимодействия и последовательности выполнения работ.

2. План занятия

1. Контроль знаний путем тестирования (тест ИСЭ002).
2. Разработка многоуровневой модели деятельности информационной системы (модель AS - IS) с помощью CASE-средства BPwin с использованием технологий IDEF 0 и IDEF 3 :
   • Описание свойств модели (Model Properties).
   • Создание ПЕРВОГО уровня функциональной модели – разработка контекстной диаграммы.
   • Создание ВТОРОГО уровня функциональной модели – проведение детализации контекстной работы и разработка диаграммы декомпозиции.
   • Создание ТРЕТЬЕГО уровня функциональной модели – проведение детализации работы второго уровня, реализующей функцию Учет деятельности организации. Выполнение данного этапа разработки допускает создание диаграммы декомпозиции с использованием одной из двух методологий – IDEF 0 (1-й вариант) или IDEF 3 (2-й вариант). По 2-му варианту создание сценария и диаграммы последовательности выполнения отдельных работ (Workflow Diagram) в процессе учета деятельности выполняется с использованием методологии IDEF 3.
3. Разработка словаря работ и словаря стрелок, которые позволяют отобразить описание соответствующих фрагментов модели.

1. Функциональное моделирование информационной системы с использованием технологии IDEF необходимо проводить, используя CASE-средство BPwin , которое загружается командой Пуск/Программы/Computer Associates/BPwin 4.0/BPwin4.0 . Технологические процессы IDEF-моделирования изложены в разделе 4 «Теоретические сведения к практическому занятию».
2. Разрабатывая контекстную диаграмму, следует учитывать, что свойства модели можно оформить следующим образом, используя сведения соответствующие моделируемой предметной области:
   • Model Name : Деятельность фирмы «Имя»;
   • Project (название проекта): Модель деятельности фирмы «Имя»;
   • ФИО, группа;
   • Scope (область моделирования, включающая цель моделирования, т.е. вопросы, на которые построенная модель должна дать ответ) – например, «Общее управление бизнесом компании: исследование рынка, закупка компонентов, тестирование и продажа продукции» или «Технологические, финансовые и управленческие аспекты деятельности фирмы»;
   • Time Frame (тип модели) : AS-IS;
   • Definition (определение , назначение модели) : Учебная модель, описывающая деятельность фирмы «Имя»;
   • Viewpoint (точка зрения – лицо, чья точка зрения принята при разработке) : Руководитель предприятия и главный менеджер;
   • Status : WORKING;
   • Purpose (цель) : Моделировать текущие бизнес-процессы фирмы «Имя» с целью регламентации ее деятельности;
   • Source (источник информации) : Анализ предметной области и анализ входных документов;
   • Author Name : ФИО.
3. При выполнении декомпозиции контекстной диаграммы следует учитывать, что она, являясь вторым уровнем декомпозиции модели системы, представляет собой подпроцесс или дочернюю работу , реализованную в виде контекстной работы, которая в этом случае выступает как родительская работа , реализованная в виде родительской диаграммы (Parent Diagram ) . Диаграмма декомпозиции второго уровня должна содержать не менее трех функциональных блоков, один из которых должен выполнять функцию моделирования учета деятельности организации, а остальные должны выполнять функцию моделирования бизнес-процессов , реализуемых в системе.
4. На каждом шаге декомпозиции следует следить за процессом автоматического перемещения интерфейсных дуг (стрелок) на нижние уровни модели и стараться без необходимости не допускать создания туннелированных стрелок. В случае их появления следует убирать туннели.
5. При реализации третьего уровня декомпозиции следует учитывать, что каждая из разработанных диаграмм декомпозиции является третьим уровнем декомпозиции работ второго уровня и представляет собой подпроцесс или дочернюю работу, реализованную в виде дочерней диаграммы (Child Diagram) соответствующей работы третьего уровня. Все работы второго уровня в этом случае выступают как родительские работы , реализованные в виде родительских диаграмм (Parent Diagrams ).
6. Декомпозицию работы второго уровня, моделирующей функцию учета, и создание сценария взаимодействия работ следует выполнять, используя технологию IDEF 3, которая использует в качестве функциональных блоков единицы работы (Unit of Work, UOW ) , а также и необходимые объекты ссылок (Referents) , которые могут быть как внедрены в сценарий из словаря стрелок, так и созданы заново.
7. Словарь работ и словарь стрелок создаются на каждом уровне декомпозиции модели, причем необходимым условием их разработки является наличие описания работы (activity) и описания данных, зафиксированных на интерфейсной дуге (arrow ) .
8. Результаты работы сохранить в файле Функц_модель ИС_Имя_ IDEF.bp1 в своей папке ИСЭ .
9. Пример обобщенной функциональной модели приведен в

4. Теоретические сведения к практическому занятию

4.1. IDEF 0-технология

Методология IDEF0 предназначена для моделирования деятельности организации. На начальном этапе разработки проекта создается модель, предназначенная для описания существующих бизнес-процессов и технологических процессов на предприятии по принципу «AS - IS» («Как есть»), причем, что немаловажно, она представляет предприятие с позиции сотрудников, которые на нем работают и досконально знают все нюансы, в том числе и неформальные. AS-IS – «что мы делаем сегодня», перед тем, как перепрыгнуть на то, «что мы будем делать завтра».

Модель деятельности или, иначе говоря, функциональная модель. Функциональная модель рассматривает систему как набор действий, в котором каждое действие преобразует некоторый объект или набор объектов . Технология IDEF 0 использует принцип функциональной декомпозиции систем (разбиение системы на фрагменты). Принцип декомпозиции означает, что функциональную модель следует строить по правилу «сверху вниз» , от общего вида модели к частным моделям. Поэтому обычно функциональная модель решения задачи представляет собой совокупность частных функциональных моделей .

Функциональные модели выделяют действия посредством представления в виде специального элемента – блока . Блок – основной структурный элемент функциональной модели, графическим представлением которой является диаграмма . Наименование действия – отглагольное существительное или глагол . В результате декомпозиции м одели создается совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

Методология IDEF 0 основана на четырех основных понятиях: функциональный блок (узел), интерфейсная дуга, декомпозиция, глоссарий.

Функциональный блок

Фундаментальным понятием технологии IDEF 0 является понятие функционального блока . Он предназначен для представления определенного вида деятельности (Activity) , которая представляет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. Эта функция в свою очередь означает некоторое действие (набор действий), имеющее фиксированную цель и приводящее к некоторому конечному результату.

Функциональный блок изображается прямоугольником, стороны которого имеют следующие значения:

• Верхняя сторона – управление.
• Нижняя сторона – механизм.
• Правая сторона – выход.
• Левая сторона – вход.

Функциональный блок имеет имя, которое задается в глагольном наклонении или отглагольным существительным. Взаимодействие между действием и окружающим его миром, в том числе и с другими действиями, отображается с помощью интерфейсных дуг (стрелок).

Интерфейсная дуга

Интерфейсная дуга отображает элемент системы, который или обрабатывается функциональным блоком, или оказывет иное влияние на деятельность (функцию), отображенную данным функциональным блоком. Интерфейсная дуга изображается в виде стрелки, которая обозначает носителя , обеспечивающего перенос данных или объектов от одной дея­тельности к другой. Стрелки описывают взаимодействие работ с внешним миром и между собой, представляют собой некую информацию и именуются существительными .

Имя стрелки указывает ее роль (совокупность возможных ролей обозначается – ICOM ):

Вход функционального блока – I nput .

Управление – C ontrol .

Выход функционального блока – O utput .

Механизм – M echanism .

Вход (Input ) – это материал или информация, которые используются или преобразуются работой для получения результата (выхода). Стрелки входа может не быть.

Управление (Control) – правила, стратегии, процедуры или стандарты, которыми руководствуется работа. Оно влияет на работу, но не преобразуется работой. Стрелка рисуется как входящая в верхнюю грань работы. Каждый функциональный блок должен иметь как минимум одну стрелку управления.

Часто сложно определить, являются ли данные входом или управлением. Если данные в работе изменяются или перерабатываются, то это, скорее всего, вход, а если нет – управление. Если определить статус стрелки сложно, рекомендуется рисовать стрелку управления.

Выход (Output) – материал или информация, которые производятся работой. Обязательна хотя бы одна стрелка выхода, исходящая из правой грани работы.

Механизм исполнения (Mechanism) – ресурсы, которые выполняют работу (например, персонал, станки, устройства и т. п.). Стрелка рисуется как входящая в нижнюю грань работы. Стрелки механизма могут не изображаться. В общем виде функциональный блок показан на рис. 2.1.

На рис. 2.1 все интерфейсные дуги показаны в виде поименованных стрелок. По требованиям стандарта каждый функциональный блок должен иметь по крайней мере один выход и одно управление, так как каждая задача (процесс) должны иметь хотя бы один выход и хотя бы одно правило ее решения. Интерфейсная дуга «Механизм» может не изображаться.

Из нескольких функциональных блоков, соединенных интерфейсными дугами требуемым образом, строится функциональная модель.

Следует обратить внимание на то, что стрелки могут разветвляться, осуществляя требуемые соединения функциональных блоков.

Входом функционального блока может быть не только выход другого функционального блока, но и его управление или даже механизм . В результате в функциональной модели могут быть различные, достаточно сложные и необычные процессы решения задач в информационной системе.

Создание диаграмм в технологии IDEF0

При разработке модели деятельности организации следует использовать три типа диаграмм:

• I тип диаграммы – Контекстная диаграмма (может быть только одна) – вершина древовидной структуры, которая представляет собой наиболее абстрактный уровень описания системы и ее взаимодействие с внешней средой. В ней определена контекстная функция ;
• II тип диаграммы – Диаграмма декомпозиции .

Диаграммы декомпозиции предназначены для детализации работы и содержат родственные работы, т. е. дочерние работы, имеющие общую родительскую работу. Работы нижнего уровня – это то же самое, что работы верхнего уровня, но в более детальном изложении. Диаграммы создаются аналитиком для того, чтобы провести сеанс экспертизы, т. е. обсудить диаграмму со специалистом предметной области.

После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы – эксперты предметной области указывают на соответствие реальных бизнес-процессов созданным диаграммам. Найденные несоответствия исправляются, и только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступать к следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие модели реальным бизнес-процессам на любом и каждом уровне модели.

Необходимо установить число работ не более шести (3–6), иначе диаграмма плохо читается (перенасыщена). 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.

В диаграмме декомпозиции слева вверху располагается работа наиболее важная и выполняемая первой. Последовательно вниз идут работы менее важные или выполняемые позже.

• III тип диаграммы – Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами (этих диаграмм может быть сколько угодно, т. к. дерево может быть построено на любую глубину и не обязательно с корня).

4.2. Технологический процесс IDEF0-моделирования:

Рис. 2.2

CASE-средство BPWin имеет простой и понятный пользовательский интерфейс для построения требуемых функциональных моделей и сценариев. Он зависит от используемой технологии. На рис. 2.2 показано окно BPWin (Computer Associates BPWin ).

Основная панель инструментов окна Computer Associates BPwin содержит следующие кнопки:

Навигатор модели показывает состав модели по уровням разработки. С его помощью можно легко и быстро переходить с уровня на уровень. Работа с навигатором модели аналогична работе с Проводником системы Windows.

Панель специальных инструментов содержит следующие основные кнопки:

Окно модели является местом создания функциональной модели исследуемой системы. В нем строятся и редактируются функциональные блоки, рисуются и редактируются стрелки, осуществляется декомпозиция.

Подготовка модели

1. Нажать кнопку создания модели для вызова окна диалогового окна BPWin (рис. 2.3):

В диалоговом окне BPWin произвести следующие действия:

• выбрать Business Process (IDEF0) ;
• задать имя модели и нажать кнопку ОК ;
• в окне Properties for New Model зафиксировать фамилию автора модели;
• нажать кнопку ОК .

1. Командой Model/Model Properties вызвать диалоговое окно Model Properties (рис. 4), в котором оформить свойства модели в соответствии с методическими рекомендациями, изложенными в разделе 2.

Первый уровень моделирования

1. Оформить функциональный блок в окне модели, выполнив следующие действия:
   • в контекстном меню функционального блока выбрать команду Name … ;
   • в диалоговом окне Activity Properties (рис. 2.5) в закладке Name задать имя работы (краткое), помещаемой в данный функциональный блок, а в закладке Definition в поле Definition описание работы;
   • в закладке Font задать шрифт Arial Cyr и установить флажки, позволяющие использовать этот шрифт во всех функциональных блоках диаграммы (All activities in this diagram, All activities in this model и Change all occurrences of this font in the model ), после чего нажать кнопку ОК .

• в диалоговом окне Arrow Properties (рис. 2.7), в закладке Name задать имя стрелки (краткое), а в закладке Definition в поле Definition вписать достаточно подробное описание назначения этой стрелки;

• в контекстном меню стрелки выбрать команду Font … ;
• в диалоговом окне Arrow Properties (рис. 2.8), в закладке Font задать шрифт Arial Cyr и установить флажки, позволяющие использовать этот шрифт для всех стрелок диаграммы (All Arrows in this diagram, All Arrows in this model, All instances of this Arrow и Change all occurrences of this font in the model );

1. Оформить стрелку Выход, левые границы правыми ;
2. Оформить стрелку Управление , для чего повторить п. 2, заменив левые границы верхними ;
3. Оформить стрелку Механизм, для чего повторить п. 2, заменив левые границы нижними .

Второй уровень моделирования

Любой уровень моделирования

Для создания декомпозиции модели на любом уровне моделирования, следует выполнить следующие действия:

• активизировать щелчком конкретный функциональный блок;
• повторить п. 3 для текущего уровня модели.

1. Тип и стиль оформления стрелки можно выбрать в диалоговом окне Arrow Properties (рис. 2.9), вызываемом командой Style из контекстного меню стрелки.

1. Для установки переноса по словам следует, выделив название, уменьшить размер прямоугольника, после чего он автоматически увеличится книзу.
2. Каждая стрелка, нарисованная на диаграмме высшего уровня, должна обязательно присутствовать на диаграмме более низкого уровня.
3. Новая стрелка, нарисованная на диаграмме низкого уровня (неразрешенная (unresolved ) стрелка), помещается в квадратные скобки (туннели), которые подчеркивают отсутствие такой стрелки на более высоком уровне. Чтобы убрать туннели следует:
   • выбрать пункт меню Arrow Tunnel ;
   • в диалоговом окне Border Arrow Editor (Редактор граничных стрелок) выбрать опцию Resolve it to Border Arrow (Разрешить как граничную стрелку). В результате туннель на текущем уровне будет убран, а стрелка появится на предыдущем уровне, причем если он не первый, то она – туннелированная (рис. 2.10).

1. Чтобы копировать туннелированные стрелки с нижнего уровня на верхний следует:
   • щелкнуть правой клавишей мыши по квадратным скобкам;
   • выбрать пункт меню Off Page Reference ;
   • в диалоговом окне Off_Page Arrow Reference выбрать диаграмму, на которую следует поместить стрелку и установить требуемый переключатель типа стрелки (рис. 2.11);

• нажать одну из кнопок: ОК and Go To Diagram (перейти к выбранной диаграмме) или ОК and Remain In Current Diagram (остаться в текущей диаграмме).

1. При создании стрелки обратной связи по управлению следует установить опцию указания направления стрелки Extra Arrowhead (из контекстного меню).
2. Если надписи на стрелках расположены неудачно (очень далеко и т. п.), следует установить флажок Squiggle (в контекстном меню) для выноски надписи.

1. В диаграмме декомпозиции слева вверху располагается функциональный блок, в котором помещается наиболее важная и выполняемая первой работа. Последовательно вниз идут работы менее важные или выполняемые позже.
2. Перенос по словам внутри работ производится в режиме Name Editor … нажатием клавиши Enter .
3. Диагональ в левом верхнем углу прямоугольника означает, что соответствующая работа не декомпозирована.
4. Чтобы показать не только номера дочерних работ, которые появляются автоматически, но и префиксы (А), следует выбрать команду Model/Model Properties, закладку Numbering, флажок (опция) Show prefix (рис. 2.13).

1. Чтобы у дочерних работ показать номера работ и номера уровней (двух-, трех-, четырехзначные номера) следует выбрать команду Model/Model Properties, закладку Numbering, флажок (опция) Use diagram numbering format (рис. 2.13).
2. Чтобы различить разные версии одной и той же диаграммы, отдельным версиям следует присвоить номера (C - number), задаваемые произвольно в меню Diagram Properties на закладке Kit.

Построение дерева модели

• командой Diagramm/Add/Node Tree вызвать диалоговое окно Node Tree Wizard_Step 1 of 2 (рис. 2.14);
• провести диалог, выбрав нужное количество уровней дерева узлов (Number of levels );
• нажать кнопку Готово.

4.3. IDEF3-технология

Технология IDEF3 – это методология описания процессов, рассматривающая последовательность выполнения и причинно-следственные связи между ситуациями и событиями. При помощи IDEF3 описывают логику выполнения работ, очередность их запуска и завершения.

Технология IDEF3 использует категорию сценариев для упрощения структуры описаний сложного многоэтапного процесса. Сценарий ( Scenario) – это повторяющаяся последовательность ситуаций или действий, которые описывают типичный класс проблем, присутствующих в организации или системе, а также – это описание последовательности свойств объекта в рамках рассматриваемого процесса. IDEF0-модели связаны с IDEF3-сценариями, так как каждая IDEF0-модель может быть представлена в виде одного или нескольких IDEF3-сценариев.

Технология IDEF3 предназначена для обеспечения сбора данных о процессе и позволяет:

• документировать имеющиеся данные о технологии выполнения процесса, выявленные, скажем, в процессе опроса специалистов предметной области;
• анализировать существующие процессы и разрабатывать новые;
• моделировать ситуации, определяя ситуации, в которых требуется принятие решения , влияющего на жизненный цикл процесса, например изменение конструктивных, технологических или эксплуатационных свойств конечного продукта;
• содействовать принятию оптимальных решений при реорганизации процесса.

Сценарий в IDEF3-технологии

Диаграммы сценариев описывают действия и события, которые должны быть обработаны за заданный промежуток времени. Сценарий сопровождается описанием процессов и может быть использован для документирования каждой функции системы. Следовательно, сценарии являются частью си­стемного анализа, так как дают возможность проанализировать ситуацию во времени и описать объекты, участвующие в одном процессе одновременно.

При использовании IDEF3-технологии в основе всех построений лежат два типа диаграмм:

1. Диаграмма описания последовательности этапов процесса.
2. Диаграмма состояний объекта.

Используются следующие стандартные условные обозначения:

Регламентация последовательности выполнения единиц работы осуществляется внедрением в диаграмму перекрестков (Junction ) разного назначения.

Символ J перекрестка может принимать одно из следующих значений:

• & – слияние результатов всех действий, если стрелки входят в перекресток; запуск всех действий, если стрелки выходят из него;
• О – слияние результатов действий, если хотя бы одно из входных действий завершено; запуск хотя бы одного действия;
• Х – слияние только одного действия из ряда входящих в перекресток; запуск только одного действия из выходящих из него.

Иллюстрацией использования перекрестка в диаграммах описания последовательности этапов процесса является рис. 2.15. Из него следует, что перекресток – это средство построения сложных разветвленных технологических процессов.

Описание разрабатываемой или исследуемой технологии в виде сначала диаграмм описания последовательности этапов технологического процесса , а затем в виде диаграммы состояний объектов дает полное представление о выполняемых действиях и результатах их применения.

Следовательно, в руках у менеджеров и разработчиков информационных систем появляется сильный инструмент создания сценариев сложных процессов управления, которые требуют изучения и автоматизации.

4.4. Технологический процесс IDEF3-моделирования

Подготовка модели

1. Нажать кнопку создания модели.
2. В диалоговом окне BPWin выполнить следующие действия:
   • выбрать Process Flow (IDEF3) ;
   • задать имя модели;
   • нажать кнопку ОК ;
   • в диалоговом окне Properties for New Model подтвердить указанные там свойства.

Оформление действия

1. Нажать кнопку создания действия (Activity Box Tool ).
2. В нужном месте окна модели щелкнуть левой клавишей мыши.
3. В контекстном меню действия выбрать команду Name …
4. В диалоговом окне Activity Properties , в закладке Name задать имя действия (рис. 2.16).

1. В диалоговом окне Activity Properties в закладке Font задать Arial Cyr, ОК .

Оформление данных

1. Нажать кнопку создания данных. (Referent Tool ).
2. В нужном месте окна Referent щелкнуть левой клавишей мыши, чтобы внедрить имена данных из созданного словаря сущностей (опция Entity ) или из созданного словаря стрелок (опция Arrow ), или создать их заново (опция Other ) (рис. 2.17).

1. В диалоговом окне Referent Properties (рис. 2.18), в закладке Font задать Arial Cyr установить нужные флажки и нажать кнопку ОК .

5. Домашнее задание к следующему занятию

1. Продумать и определить материальные объекты или физические лица, представляющие собой источники или приемники информации (внешние сущности).
2. Продумать и разработать реляционную модель данных, обрабатываемых информационной системой:
   • составить список сущностей и их атрибутов,
   • показать отношения между сущностями.
3. На основе разработанного технического задания продумать и предложить преподавателю названия отдельных работ, реализуемых в системе в процессе выполнения каждой из ключевых работ, помещенных в диаграмму декомпозиции второго уровня.
4. Выполнение п.п. 1–3 домашнего задания зафиксировать в файле с именем «Информация ко 3-му занятию.doc », выполненном в Word, и представить преподавателю.
5. Проработать раздел «Теоретические сведения к практическому занятию » практикума по 3-му занятию.

1.6. Фрагмент диаграммы дерева узлов (Node Tree Diagram) при выполнении декомпозиции блока учет деятельности по второму варианту (IDEF3)

Словарь работ (Activity Dictionary)

Словарь стрелок (Arrow Dictionary)

Версия для печати

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.).

Большинство из тех, кто занимается реализацией проектов, связанных с созданием или развитием корпоративных информационных систем, согласны с тезисом, что заказчику нужна информационная система, которая повышает эффективность деятельности предприятия. Однако заказчики и разработчики информационных систем до сих пор разговаривают на разных языках: они по-разному понимают - что значит повысить эффективность предприятия.

Разработчики информационных систем очень часто под повышением эффективности понимают рост количества рабочих станций в локальной вычислительной сети (ЛВС) предприятия, рост пропускной способности ЛВС, рост количества документов, обработка которых осуществляется на автоматизированных рабочих местах (АРМах) и т.п.

Заказчики под повышением эффективности предприятия понимают рост производительности труда, уменьшение себестоимости и увеличение качества производимых продуктов и услуг. В последнее время в жизнь заказчиков стремительно врываются новые условия и новые понятия: стратегия развития, ключевая компетенция, бизнес-архитектура, бизнес-правила и многое другое.

Для того, чтобы заказчик и разработчик информационной системы понимали друг друга, необходимо, чтобы разработчик переориентировался с решения технических задач по созданию или развитию информационной системы на решение комплексных задач по повышению эффективности деятельности предприятия заказчика. При таком подходе на первый план выступает проблема эффективного способа изучения сферы деятельности заказчика:

• обследование существующей бизнес-архитектуры, деловых процессов, бизнес-правил, информационных потоков;
• идентификация проблем, "узких" мест, отрицательно влияющих на эффективность деятельности предприятия;
• разработка и реализация мероприятий по устранению имеющихся проблем и изменению бизнес-архитектуры предприятия, перестройке деловых процессов;
• разработка конкретного проекта корпоративной информационной системы, реализация этого проекта и сопровождение в будущем.

В рамках такого подхода повысить эффективность работы разработчика информационных систем призваны инструментальные средства, предназначенные для моделирования предприятия и ре-инжиниринга деловых процессов. Одним из представителей такого семейства инструментальных средств являются CASE-инструменты для функционального моделирования деловых процессов.

В этой статье приведен обзор одного класса средств для функционального моделирования деловых процессов, ориентированных на использование методологии IDEF0.

IDEF0 - методология функционального моделирования

В ходе реализации программы интегрированной компьютеризации производства (ICAM), предложенной в свое время ВВС для аэрокосмической промышленности США, была выявлена потребность в разработке методов анализа взаимодействия процессов в производственных системах. Для удовлетворения этой потребности была разработана методология IDEF0 (Integrated Definition Function Modeling), которая в настоящее время принята в качестве федерального стандарта США. Методология успешно применялась в самых различных отраслях, продемонстрировав себя как эффективное средство анализа, проектирования и представления деловых процессов. В настоящее время методология IDEF0 широко применяется не только в США, но и во всем мире. В России IDEF0 успешно применялся в государственных учреждениях (к примеру, в Государственной Налоговой Инспекции), в аэрокосмической промышленности (при проектировании космодрома в Плесецке), в Центральном Банке и коммерческих банках России, на предприятиях нефтегазовой промышленности и предприятиях других отраслей.

Основные понятия IDEF0

В основе IDEF0 методологии лежит понятие блока, который отображает некоторую бизнес-функцию. Четыре стороны блока имеют разную роль: левая сторона имеет значение "входа", правая - "выхода", верхняя - "управления", нижняя - "механизма" (см. рис. 1).

Взаимодействие между функциями в IDEF0 представляется в виде дуги, которая отображает поток данных или материалов, поступающий с выхода одной функции на вход другой. В зависимости от того, с какой стороной блока связан поток, его называют соответственно "входным", "выходным", "управляющим".

Принципы моделирования в IDEF0

В IDEF0 реализованы три базовых принципа моделирования процессов:

• принцип функциональной декомпозиции;
• принцип ограничения сложности;
• принцип контекста.

Принцип функциональной декомпозиции представляет собой способ моделирования типовой ситуации, когда любое действие, операция, функция могут быть разбиты (декомпозированы) на более простые действия, операции, функции. Другими словами, сложная бизнес-функция может быть представлена в виде совокупности элементарных функций. Представляя функции графически, в виде блоков, можно как бы заглянуть внутрь блока и детально рассмотреть ее структуру и состав (см. рис. 2).

Принцип ограничения сложности. При работе с IDEF0 диаграммами существенным является условие их разборчивости и удобочитаемости. Суть принципа ограничения сложности состоит в том, что количество блоков на диаграмме должно быть не менее двух и не более шести. Практика показывает, что соблюдение этого принципа приводит к тому, что функциональные процессы, представленные в виде IDEF0 модели, хорошо структурированы, понятны и легко поддаются анализу.

Принцип контекстной диаграммы. Моделирование делового процесса начинается с построения контекстной диаграммы. На этой диаграмме отображается только один блок - главная бизнес-функция моделируемой системы. Если речь идет о моделировании целого предприятия или даже крупного подразделения, главная бизнес-функция не может быть сформулирована как, например, "продавать продукцию". Главная бизнес-функция системы - это "миссия" системы, ее значение в окружающем мире. Нельзя правильно сформулировать главную функцию предприятия, не имея представления о его стратегии.

При определении главной бизнес-функции необходимо всегда иметь ввиду цель моделирования и точку зрения на модель. Одно и то же предприятие может быть описано по-разному, в зависимости от того, с какой точки зрения его рассматривают: директор предприятия и налоговой инспектор видят организацию совершенно по-разному.

Контекстная диаграмма играет еще одну роль в функциональной модели. Она "фиксирует" границы моделируемой бизнес-системы, определяя то, как моделируемая система взаимодействует со своим окружением. Это достигается за счет описания дуг, соединенных с блоком, представляющим главную бизнес-функцию.

Применение IDEF0

После ознакомления с базовыми понятиями и принципами функционального моделирования деловых процессов естественным является вопрос: как это помогает повышать эффективность и качество деятельности предприятия.

Построение модели КАК ЕСТЬ . Обследование предприятия является обязательной частью любого проекта создания или развития корпоративной информационной системы. Построение функциональной модели КАК ЕСТЬ позволяет четко зафиксировать, какие деловые процессы осуществляются на предприятии, какие информационные объекты используются при выполнении деловых процессов и отдельных операций. Функциональная модель КАК ЕСТЬ является отправной точкой для анализа потребностей предприятия, выявления проблем и "узких" мест и разработки проекта совершенствования деловых процессов.

Бизнес-правила . Модель деловых процессов позволяет выявить и точно определить бизнес-правила, используемые в деятельности предприятия.

На рис. 3 представлен фрагмент функциональной модели документооборота. При выполнении операции "сортировать документы" используется бизнес-правило: "регистрации не подлежат: документы, присланные в копии для сведения, телеграммы и письма о разрешении командировок и отпусков...". Это правило зафиксировано в инструкции по документообороту. Функциональная модель позволяет не только идентифицировать существование этого правила, но также определить, при выполнении какой операции и на каком рабочем месте оно должно применяться.

В рамках функциональной модели бизнес-правило выглядит следующим образом: "если в приемную поступил документ, предназначенный руководству, он подлежит сортировке, в результате которой на основании инструкции определяется, подлежит ли документ регистрации или нет".

Если при разработке информационной системы не будет учтено это бизнес-правило, то такая система будет функционировать неадекватно.

Очень часто бизнес-правила на предприятии не записаны в инструкции: они как бы есть, но и их как бы нет. В результате попытки изменить что-либо в деятельности предприятия или подразделения могут закончиться неудачей только лишь потому, что эти изменения противоречат сложившимся бизнес-правилам.

Информационные объекты . Функциональная модель позволяет идентифицировать все информационные объекты, которыми оперирует предприятие в своей деятельности. В отличие от информационных моделей (Data Flow Diagrams, IDEF1X) функциональная модель IDEF0 отражает, как именно используются информационные объекты в рамках деловых процессов.

Построение модели КАК БУДЕТ . Создание и внедрение корпоративной информационной системы приводит к изменению условий выполнения отдельных операций, структуры деловых процессов и предприятия в целом. Это приводит к необходимости изменения системы бизнес-правил, используемых на предприятии, модификации должностных инструкций сотрудников. Функциональная модель КАК БУДЕТ позволяет уже на стадии проектирования будущей информационной системы определить эти изменения. Применение функциональной модели КАК БУДЕТ позволяет не только сократить сроки внедрения информационной системы, но также снизить риски, связанные с невосприимчивостью персонала к информационным технологиям.

Распределение ресурсов . Функциональная модель позволяет четко определить распределение ресурсов между операциями делового процесса, что дает возможность оценить эффективность использования ресурсов.

Особенно эта задача актуальна при создании новых деловых процессов на предприятии. Например, компания, которая специализируется на разработке заказного программного обеспечения, приняла решение создать собственную службу сбыта. Функциональная модель делового процесса по продаже программного обеспечения позволит руководству компании четко определить, какие ресурсы необходимо выделить для того, чтобы обеспечить функционирование службы сбыта, сколько сотрудников необходимо привлечь для работы в новой службе, какие функциональные обязанности эти сотрудники должны выполнять и т.д.

Программные системы IDEF0

В настоящее время существует множество CASE средств, поддерживающих функциональное моделирование в стандарте IDEF0.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методология функционального моделирования IDEF0 является достаточно простым инструментом, который позволяет разработчикам корпоративных информационных систем изучить сферу деятельности заказчика и решать задачи по повышению эффективности этой деятельности.

Применение функционального моделирования позволяет решать не только технические проблемы заказчика, связанные с информационными технологиями, но также проблемы, имеющие отношение к сфере деятельности заказчика. Это позволяет превратить проект информационной системы из "пачки бумаги", за которую заказчик не хочет платить, в услугу, которая может принести заказчику дополнительный эффект, сопоставимый с последующей автоматизацией.

Методология IDEF0

Методология IDEF0 предписывает построение иерархической системы диаграмм - единичных описаний фрагментов системы. Сначала проводит­ся описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма), после чего проводится функциональная деком­позиция - система разбивается на подсистемы и каждая подсистема опи­сывается отдельно (диаграммы декомпозиции). Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так далее до достижения нужной степени подробности.

Каждая IDEF0-диаграмм а содержит блоки и дуги. Блоки изображают функции моделируемой системы. Дуги связывают блоки вместе и отобра­жают взаимодействия и взаимосвязи между ними.

Функциональные блоки (работы) на диаграммах изображаются прямоугольниками, означающими поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты. Имя работы должно быть выражено отглагольным существительным, обозначающим действие.

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.

Каждая сторона блока имеет особое, вполне определенное назначение. Левая сторона блока предназначена для входов, верхняя - для управления, правая - для выходов, нижняя - для механизмов. Такое обозначение отражает определенные системные принципы: входы преобразуются в выходы управление ограничивает или предписывает условия выполнения преобразований, механизмы показывают, что и как выполняет функция.

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 наимение 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.

Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде стрелок, изображаемых одинарными линиями со стрелками на концах. Стрелки представляют собой некую информацию и именуются существительными.

В IDEF0 различают пять типов стрелок.

Вход - объекты, используемые и преобразуемые работой для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы.

Управление -.информация, управляющая действиями работы. Обычно управляющие стрелки несут информацию, которая указывает, что должна выполнять работа. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку управления, которая изображается как входящая в верхнюю грань работы.

Выход - объекты, в которые преобразуются входы. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода, которая рисуется как исходящая из правой грани работы.

Механизм - ресурсы, выполняющие работу. Стрелка механизма рисуется как входящая в нижнюю грань работы. По усмотрению аналитика стрелки механизма могут не изображаться на модели.

Вызов - специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова рисуется как исходящая из нижней части работы и используется для указания того, что некоторая работа выполняется за пределами моделируемой системы.

Рис. 2.1 Типы стрелок

В методологии IDEF0 требуется только пять типов взаимодействий между блоками для описания их отношений: управление, вход, обратная связь по управлению, обратная связь по входу, выход-механизм. Связи по управлению и входу являются простейшими, поскольку они отражают прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты.

Рис. 2.2. Связь по выходу

Рис. 2.3. Связь по управлению

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.

Рис. 2.4. Обратная связь по входу

Рис. 2.5. Обратная связь по управлению

Связи «выход-механизм» 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 вес 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:

Рис. 2.6. Связь выход-механизм

непомеченные ветви содержат вес объекты, указанные в общей метке дуги после слияния;

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

количество блоков на диаграмме - N;

уровень декомпозиции диаграммы - L ;

сбалансированность диаграммы - В;

число стрелок, соединяющихся с блоком, - А

Данный набор факторов относится к каждой диаграмме модели. Далее будут перечислены рекомендации по желательным значениям факторов диаграммы.

Необходимо стремиться к тому, чтобы количество блоков на диаграммах нижних уровней было бы ниже количества блоков на родительских диаграммах, т. е. с увеличением уровня декомпозиции убывал бы коэффициент. Таким образом, убывание этого коэффициента говорит о том. что по мере декомпозиции модели функции должны упрощаться, следовательно, количество блоков должно убывать.

Диаграммы должны быть сбалансированы. Это означает, что в рамках одной диаграммы не должно происходить ситуации, изображенной на рис. 2.7: у работы 1 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.

Рис. 2.7. Пример несбалансированной диаграммы

Введем коэффициент сбалансированности диаграммы

Необходимо стремиться, чтобы Кь был минимален для диаграммы.

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.

При запуске BPWin по умолчанию появляется основная панель инструментов, палитра инструментов и Model Explorer.

При создании новой модели возникает диалог, в котором следует указать, будет ли создана модель заново, или она будет открыта из репозитория ModelMart, внести имя модели и выбрать методологию, в которой будет построена модель (рис. 2.8).

Рис.2.8 Диалог создания модели

BPWin поддерживает три методологии - IDEF0, IDEF3 и DFD. В BPWin возможно построение смешанных моделей, т. е. модель может содержать одновременно как диаграммы IDEF0, так и IDEF3 и DFD. Состав палитры инструментов изменяется автоматически, когда происходит переключение с одной нотации на другую.

Модель в BPWin рассматривается как совокупность работ, каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Если щелкнуть по любому объекту модели левой кнопкой мыши, появляется всплывающее контекстное меню, каждый пункт которого соответствует редактору какого-либо свойства объекта.

Построение модели системы должно начинаться с изучения всех документов, описывающих ее функциональные возможности. Одним из таких документов является техническое задание, а именно разделы "Назначение разработки", "Цели и задачи системы" и "Функциональные характеристики системы " .

После изучения исходных документов и опроса заказчиков и пользователей системы необходимо сформулировать цель моделирования и определить точку зрения на модель. Рассмотрим технологию ее построения на примере системы "Служба занятости в рамках вуза", основные возможности которой были описаны в лабораторной работе № 1.

Сформулируем цель моделирования: описать функционирования системы, которое было бы понятно ее пользователю, не вдаваясь в подробности, связанные с реализацией. Модель будем строить с точки зрения пользователей (студент, преподаватель, администратор, деканат, фирма).

Начнем с построения контекстной IDEF0-диаграммы. Согласно описанию системы основной функцией является обслуживание ее клиентов посредством обработки запросов, от них поступающих. Таким образом, определим единственную работу контекстной диаграммы как «Обслужить клиента системы». Далее определим входные и выходные данные, а также механизмы и управление.

Для того чтобы обслужить клиента, необходимо зарегистрировать его в системе, открыть доступ к БД и обработать его запрос. В качестве входных данных будут использоваться «имя клиента», «пароль клиента», «исходная БД», «запрос клиента». Выполнение запроса ведет либо к получению информации от системы, либо к изменению содержимого БД (например, при составлении экспертных оценок), поэтому выходными данными будут являться «отчеты» и «измененная БД». Процесс обработки запросов будет выполняться монитором системы под контролем администратора.

Таким образом, определим контекстную диаграмму системы (рис. 2.9).

Рис 2.9. Контекстная диаграмма системы

Проведем декомпозицию контекстной диаграммы, описав последовательность обслуживания клиента:

Определение уровня доступа в систему.

Выбор подсистемы.

Обращение к подсистеме.

Изменение БД (при необходимости).

Получим диаграмму, изображенную на рис. 2.10.

Закончив декомпозицию контекстной диаграммы, переходят к декомпозиции диаграммы следующего уровня. Обычно при рассмотрении третьего и более нижних уровней модели возвращаются к родительским диаграммам и корректируют их.

Рис. 2.10. Декомпозиция работы «Обслуживание, клиента системы»

Декомпозируем последовательно все блоки полученной диаграммы. Первым этапом при определении уровня доступа в систему является определение категории пользователя. По имени клиента осуществляется поиск в базе пользователей, определяя его категорию. Согласно определенной категории выясняются полномочия, предоставляемые пользователю системы. Далее проводится процедура доступа в систему, проверяя имя и пароль доступа. Объединяя информацию о полномочиях и уровне доступа в систему, для пользователя формируется набор разрешенных действий. Таким образом, определение уровня доступа в систему будет выглядеть как показано на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Декомпозиция работы «Определение уровня доступа в систему»

После прохождения процедуры доступа в систему монитор анализирует запрос клиента, выбирая подсистему, которая будет обрабатывать запрос. Декомпозиция работы «Обращение к подсистеме» не отвечает цели и точке зрения модели. Пользователя системы не интересуют внутренние алгоритмы ее работы. В данном случае ему важно, что выбор подсистемы будет произведен автоматически, без его вмешательства, поэтому декомпозиция обращения к подсистеме только усложнит модель.

Декомпозируем работу «Обработка запроса клиента», выполняемую подсистемой обработки запросов, определения категорий и полномочий пользователей. Перед осуществлением поиска ответа на запрос необходимо открыть БД (подключиться к ней). В общем случае БД может находиться на удаленном сервере, поэтому может потребоваться установление соединения с ней. Определим последовательность работ:

Открытие БД.

Выполнение запроса.

Генерация отчетов.

После открытия БД необходимо сообщить системе об установлении соединения с БД, после чего выполнить запрос и сгенерировать отчеты для пользователя (рис. 2.12).

Необходимо отметить, что в «Выполнение запроса» включается работа различных подсистем. Например, если запрос включает в себя тестирование, то его будет исполнять подсистема профессиональных и психологических тестов. На этапе выполнения запроса может потребоваться изменение содержимого БД, например при составлении экспертных оценок. Поэтому, на диаграмме необходимо предусмотреть такую возможность.

Рис. 2.12.

При анализе полученной диаграммы возникает вопрос, по каким правилам происходит генерация отчетов? Необходимо наличие заранее сформированных шаблонов, по которым будет производиться выборка из БД, причем эти шаблоны должны соответствовать запросам и должны быть заранее определены. Кроме того, клиенту должна быть предоставлена возможность выбора формы отчета.

Скорректируем диаграмму, добавив в нее стрелки «Шаблоны отчетов» и «Запросы на изменение БД» и туннельную стрелку «Клиент системы». Туннелирование «Клиента системы» применено для того, чтобы не выносить стрелку на диаграмму верхнего, так как функция выбора формы отчета не является достаточно важной для отображения ее на родительской диаграмме.

Изменение диаграммы потянет за собой корректировку всех родительских диаграмм (рис. 2.13 - 2.15).

Декомпозицию работы «Выполнение запроса» целесообразно провести при помощи диаграммы DFD (лабораторная работа № 3), так как методология IDEF0 рассматривает систему как совокупность взаимосвязанных работ, что плохо отражает процессы обработки информации.

Рис. 2.13. Декомпозиция работы «Обработка запроса клиента»

Рис. 2.14. Декомпозиция работы «Обслуживание клиента системы»(вариант 2)

Рис. 2.15. Контекстная диаграмма системы (вариант 2)

Перейдем к декомпозиции последнего блока «Изменение БД». С точки зрения клиента, данные системы располагаются в одной БД. Реально в системе присутствует шесть БД:

БД пользователей,

БД студентов,(вариант 2)

БД вакансий,

БД успеваемости,

БД тестов,

БД экспертных оценок,

БД резюме.

Согласно цели моделирования клиенту важно понимать, что поступившие данные не сразу обновляются в системе, а проходят дополнительный этап обработки и контроля. Алгоритм изменения можно сформулировать следующим образом:

Определяется БД, в которой будет изменяться информация.

Оператором формируется временный набор данных и предоставляется администратору.

Администратор осуществляет контроль данных и вносит их в БД.

Данную модель реализовать другим способом, предоставив возможность обновления БД непосредственно по запросам, минуя процесс контроля данных. В этом случае необходимо обеспечить контроль целостности БД для избежания ее повреждения. В этом случае диаграмма будет выглядеть следующим образом (рис. 2.17).

Рис. 2.16. Декомпозиция работы «Изменение БД»

Рис. 2.17. Декомпозиция работы «Изменение БД» (вариант 2) Для первого варианта, изображенного на рис. 2.12

Проведение дальнейшей декомпозиции «Изменения БД» будет усложнять модель, объясняя, как осуществляется физическое изменение БД в системе. При этом пользователь не получит никакой дополнительной информации о работе системы службы занятости. Декомпозицию этой работы целесообразно проводить в процессе проектирования БД системы на этапе создания логической модели БД.

Декомпозиция работы «Выполнение запроса» будет проведена в следующей лабораторной работе, иллюстрируя применение диаграмм DFD для описания процессов обработки информации.

Проведем количественный анализ моделей, изображенных на рис. 2.12 и 2.13, согласно вышеописанной методике. Рассмотрим поведение коэффициента ^ у этих моделей. У родительской диаграммы «Обработка запроса клиента» коэффициент равен 4/2 = 2, а диаграммы декомпозиции 3/3 = 1. Значение коэффициента убывает, что говорит об упрощении описания функций с понижением уровня модели.

Рассмотрим изменение коэффициента К b у двух вариантов моделей.

для второго варианта

Коэффициент К b не меняет своего значения, следовательно, сбалансированность диаграммы не меняется.

Будем считать, что уровень декомпозиции рассмотренных диаграмм достаточен для отражения цели моделирования, и на диаграммах нижнего Уровня в качестве наименований работ используются элементарные функции (с точки зрения пользователя системы).

Подводя итоги рассмотренного примера необходимо отметить важность рассмотрения нескольких вариантов диаграмм при моделировании системы. Такие варианты могут возникать при корректировке диаграмм, как это было сделано с «Обработкой запроса клиента» или при создании альтернативных реализаций функций системы (декомпозиция работы «Изменение БД»). Рассмотрение вариантов позволяет выбрать наилучший и включить его в пакет диаграмм для дальнейшего рассмотрения.

IDEF0 - нотация графического моделирования, используемая для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, связывающие эти функции. Нотация IDEF0 является одной из самых популярных нотаций моделирования бизнес-процессов.

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 .

Функциональный блок (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. 3.).

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).

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.

Рис. 3. - Функциональный блок

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 (Рис.4.).

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.

Рис. 4. - Схема декомпозиции функциональных блоков модели

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".

Обычно IDEF0-модели несут в себе сложную и концентрированную информацию, и для того, чтобы ограничить их перегруженность и сделать удобочитаемыми, в стандарте приняты соответствующие ограничения сложности.

Рекомендуется представлять на диаграмме от трех до шести функциональных блоков, при этом количество подходящих к одному функциональному блоку (выходящих из одного функционального блока) интерфейсных дуг предполагается не более четырех.

Стандарт IDEF0 содержит набор процедур, позволяющих разрабатывать и согласовывать модель большой группой людей, принадлежащих к разным областям деятельности моделируемой системы.

Обычно процесс разработки является итеративным и состоит из следующих условных этапов : 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.

Модель IDEF0 рекомендована к применению в предприятии при описании бизнес-процессов на верхнем уровне. При составлении функциональной модели бизнес-процесса (IDEF0) описываются выполняемые функции и входные, выходные потоки материальных, финансовых ресурсов и информации (документов, файлов).

Условные обозначения формата IDEF0 представлены в таблицах 2,3.

Таблица 2. - Графические символы нотации IDEF0

Таблица 3. - Графические символы нотации IDEF0