Описание функциональной модели idef0. Методология функционального моделирования idef0. Нарушение структуры при внесении корректировок

Ключевые слова: структурный анализ и проектирование, функциональная модель, функциональный блок, интерфейсная дуга, контекстная диаграмма, декомпозиция, глоссарий, цель, точка зрения, выделение подпроцессов, декомпозиция, ограничение сложности, туннелирование.

Определение

IDEF 0 (Integration Definition for Function Modeling) – методология функционального моделирования для описания функций предприятия, предлагающая язык функционального моделирования для анализа, разработки, реинжиниринга и интеграции информационных систем бизнес процессов; или анализа инженерии разработки ПО (or software engineering analysis).

Методология IDEF0 является развитием метода структурного анализа и проектирования SADT (Structured Analysis and Design Technique).

IDEF0 как стандарт был разработан в 1981 году в рамках программы ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing – интегрированная компьютерная поддержка производства).

IDEF 0 – Integration DEFinition language 0 – основан на SADT и в своей исходной форме включает одновременно: определение языка графического моделирования (синтаксис и семантику) и описание полной (comprehensive) методологии разработки моделей.

Последняя редакция IDEF0 была выпущена в декабре 1993 года Национальным Институтом по Стандартам и Технологиям США (NIST).

В 1993 году IDEF0 была принята в качестве федерального стандарта в США, а в 2000 году – в качестве стандарта в Российской Федерации.

Применение IDEF0

IDEF0 используется для создания функциональной модели , то есть результатом применения методологии IDEF0 к системе есть функциональная модель IDEF0.

Функциональная модель – это структурное представление функций, деятельности или процессов в пределах моделируемой системы или предметной области.

Методология IDEF0 может быть использована для моделирования широкого спектра как автоматизированных, так и неавтоматизированных систем.

Для проектируемых систем IDEF0 может быть использована сначала для определения требований и функций и затем для реализации, удовлетворяющей этим требованиям и исполняющей эти функции.

Для существующих систем IDEF0 может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для учета механизмов, с помощью которых эти функции выполняются.

Цели стандарта IDEF0

Основные цели (objectives) стандарта:

задокументировать и разъяснить технику моделирования IDEF0 и правила ее использования;

обеспечить средства для полного и единообразного (consistently) моделирования функций системы или предметной области, а также данных и объектов, которые связывают эти функции;

обеспечить язык моделирования, который независим от CASE методов или средств, но может быть использован при помощи этих методов и средств;

обеспечить язык моделирования, который имеет следующие характеристики:

общий (generic) – для анализа систем и предметных областей;

строгий и точный (rigorous and precise) – для создания корректных, пригодных к использованию моделей);

краткий (concise) – для облегчения понимания, коммуникации, согласия между заинтересованными лицами и проверки. (to facilitate understanding, communication, consensus and validation);

абстрактный (conceptual) ­– для представления функциональных требований, независимых от физических или организационных реализаций;

гибкий ­– для поддержки различных фаз жизненного цикла проекта.

Строгость и точность (Rigor and Precision)

Правила IDEFØ требуют достаточной строгости и точности для удовлетвроения нужд без чрезмерных ограничений аналитика (to satisfy needs without overly constraining the analyst). IDEFØ правила включают следующее:

управление детализацией (control of the details communicated at each level) – от трех до шести функциональных блоков на каждом уровне декомпозиции;

связанный контекст (Bounded Context) – не должно быть недостающийх или лишних, выходящих за установленные рамки деталей;

связанность интерфейса диаграмм (Diagram Interface Connectivity) – номера узлов, функциональных блоков, C-numbers и Detail Reference Expression);

связанность структуры данных. (Data Structure Connectivity) – ICOM codes and the use of parentheses;

уникальные метки и заголовки (Unique Labels and Titles) – отсутствие повторяющихся названий;

синтаксические правила для графики (Syntax Rules for Graphics) – функциональные блоки и стрелки;

ограничения на разветвления стрелок данных (Data Arrow Branch Constraint) – метки для ограничений потоков данных на разветвлениях;

разделение данных на Вход и Управление (Input versus Control Separation) – правило для определения роли данных);

маркировка стрелок данных. Data Arrow Label Requirements (minimum labeling rules);

наличие Управления (Minimum Control of Function) – все функции должны иметь минимум одно Управление;

цель и точка зрения (Purpose and Viewpoint) – все модели имеют формулировку цели и точки зрения.

Основные понятия IDEF0

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.). 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. Функциональный блок

Интерфейсная дуга/стрелка (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 структурированно 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.

Моделирование. 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.

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.

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.

Методология функционального моделирования IDEF0 - это технология описания системы в целом как множества взаимозависимых действий, или функций. Важно отметить функциональную направленность 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. На рисунке 3 приведен пример типовой диаграммы IDEF0.

Наиболее часто IDEF0 применяется как технология исследования и проектирования систем на логическом уровне. По этой причине он, 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.

Синтаксис и семантика моделей IDEF0

Модели IDEF0

IDEF0 сочетает в себе небольшую по объему графическую нотацию (она содержит только два обозначения: блоки и стрелки) со строгими и четко определенными рекомендациями, в совокупности предназначенными для построения качественной и понятной модели системы.

Методология IDEF0 в некоторой степени напоминает рекомендации, существующие в книгоиздательском деле, часто набор напечатанных моделей IDEF0 организуется в брошюру (называемую в терминах IDEF0 комплект), имеющую содержание, глоссарий и другие элементы, характерные для законченной книги.

Первый шаг при построении модели IDEF0 заключается в определении 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. Вот несколько примеров точек зрения при построении моделей: клиент, поставщик, владелец, редактор.

Действия

Действие, обычно в IDEF0 называемое функцией, обрабатывает или переводит входные параметры (сырье, информацию и т.п.) в выходные. Поскольку модели IDEF0 представляют систему как множество иерархических (вложенных) функций, в первую очередь должна, быть определена функция, описывающая систему в целом - контекстная функция. Функции изображаются на диаграммах как поименованные прямоугольники, или функциональные блоки. Имена функций в IDEF0 подбираются по сходным правилам с именами действий в IDEF3 - с использованием глаголов или отглагольных существительных. Важно подбирать имена таким образом, чтобы они отражали систему так, как если бы она обозревалась с точки зрения, выбранной для моделирования.

Пример функционального блока приведен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Функциональный блок IDEF0

Выше мы определяли IDEF0 модели как иерархическое множество вложенных блоков. 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 вовнутрь", в котором мы рассматриваем систему наподобие луковицы, с которой последовательно снимаются слои.

Границы и связи

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

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 не потребляются при этом сами по себе.

I (Input) - вход - нечто, что потребляется в ходе выполнения процесса;

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

О (Output) - выход - нечто, являющееся результатом выполнения процесса;

М (Mechanism) - исполняющий механизм - нечто, что используется для выполнения процесса, но не потребляется само по себе. Рисунок 2.2 показывает 4 возможных типа стрелок в IDEF0, каждый из типов соединяется со своей стороной функционального блока.

Рисунок 2.2 - Каждый тип стрелки соединяется со своей

стороной функционального блока

Для названия стрелок, как правило, употребляются имена существительные. Стрелки могут представлять собой людей, места, вещи, идеи или события. Как и в случае с функциональными блоками, присвоение имен всем стрелкам на диаграмме является только необходимым условием для понимания читателем сути изображенного. Отдельное описание каждой стрелки в текстовом виде может оказаться критическим фактором для построения точной и полезной модели.

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 для принятия решения 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, и, если он выполняется, какой выход получается в результате его выполнения. 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 непосредственно не потребляется и не трансформируется в результате. 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 производит никакого четко определяемого выхода, не должно моделироваться вообще (по меньшей мере, должно рассматриваться в качестве одного 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: выход - вход, выход - управление, выход - механизм исполнения, выход - обратная связь на управление и выход - обратная связь на вход.

Стрелка выход - вход применяется, когда один из блоков должен полностью завершить работу перед началом работы другого блока. Так, на рисунок 2.3 формирование счета должно предшествовать приему заказа.

Рисунок 2.3 - Комбинация стрелок выход - вход

Стрелка выход - управление отражает ситуацию преобладания одного блока над другим, когда один блок управляет работой другого. На рисунке 2.4 принципы формирования инвестиционного портфеля управляют поведением брокеров на бирже.

Рисунок 2.4 - Комбинированная стрелка выход - управление

Стрелки выход - механизм исполнения встречаются реже и отражают ситуацию, когда выход одного функционального блока применяется в качестве оборудования для работы другого блока. На рисунке 2.5 зажим, устройство, используемое для закрепления детали во время ее сборки, должно быть собрано для того, чтобы выполнить сборку детали.

Рисунок 2.5 - Комбинированная стрелка выход - механизм исполнения

Обратные связи на вход и на управление применяются в случаях, когда зависимые блоки формируют обратные связи для управляющих ими блоков. На рисунке 2.6 получаемая от брокеров информация о текущих биржевых курсах применяется для корректировки стратегии игры на бирже.

Рисунок 2.6 - Комбинированная стрелка выход - обратная связь на управление

Стрелка выход - обратная связь на вход обычно применяется для описания циклов повторной обработки чего-либо. Рисунок 2.7 может служить примером применения стрелки такого типа. 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, при производстве оконного стекла, когда разбитое в процессе производства стекло перемалывается и переплавляется заново вместе с обыкновенным сырьем.

Рисунок 2.7 - 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 разбиение, так и соединение стрелок на диаграмме. Разбитые на несколько частей стрелки могут, иметь наименования, отличающиеся от наименования исходной стрелки. Исходная и разбитые (или объединенные) стрелки в совокупности называются связанными. Такая техника обычно применяется для того, чтобы отразить использование в процессе только части сырья или информации, обозначаемых исходной стрелкой (рисунок 2.8). Аналогичный подход применяется и к объединяемым стрелкам.

Рисунок 2.8 - Разбитая на две части и переименованная стрелка

Туннели

Понятие связанные стрелки используется для управления уровнем детализации диаграмм. Если одна из стрелок диаграммы отсутствует на родительской диаграмме (например, ввиду своей несущественности для родительского уровня) и не связана с другими стрелками той же диаграммы, точка входа этой стрелки на диаграмму или выхода с нее обозначается туннелем. На рисунке 2.9, 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.

Рисунок 2.9 - Пример применения туннеля

Построение моделей IDEF0

В этом подразделе мы рассмотрим методику построения моделей IDEF0 более подробно.

Диаграммы

На рисунке 2.10 типовая диаграмма IDEF0 показана вместе с находящейся на ее полях служебной информацией. Служебная информация 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.

Рисунок 2.10 - IDEF0-диаграмма со служебной информацией на полях

Все элементы заголовка диаграммы перечислены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Элементы заголовка диаграммы IDEF0

Все элементы "подвала" диаграммы перечислены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Элементы "подвала" диаграммы IDEF0

Построение моделей

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 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.

Точка зрения

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

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

Границы моделирования

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

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

Чтобы облегчить правильное определение границ моделирования при разработке моделей IDEF0, существенные усилия затрачиваются на разработку и рецензирование контекстной диаграммы IDEF0 (диаграммы "самого верхнего" уровня). Иногда даже прибегают к построению дополнительной диаграммы для отображения уровня, более высокого, чем контекстный, для данной модели, что позволяет обозначить систему, внутри которой располагается объект для моделирования. Существенные затраты на разработку контекстной диаграммы вполне оправданы, поскольку она является своего рода "точкой отсчета" для остальных диаграмм модели и вносимые в нее изменения каскадом отражаются на все лежащие ниже уровни.

Когда границы моделирования понятны, становятся ясными и причины, по которым некоторые объекты системы не вошли в модель.

IDEF0 - нотация графического моделирования, используемая для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, связывающих эти функции. Стандарт IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) утвержден в США в 1993 как Федеральный стандарт обработки информации. В России находится в статусе руководящего документа с 2000 года и в настоящее время в качестве стандарта не утвержден. Тем не менее методология IDEF0 является одним из популярных подходов для описания бизнес-процессов. К ее особенностям можно отнести:

использование контекстной диаграммы;

поддержка декомпозиции;

доминирование;

выделение 4 типов стрелок.

Контекстная диаграмма. Самая верхняя диаграмма, на которой объект моделирования представлен единственным блоком с граничными стрелками. Эта диаграмма называется A-0 (А минус нуль). Стрелки на этой диаграмме отображают связи объекта моделирования с окружающей средой. Диаграмма A-0 устанавливает область моделирования и ее границу. Пример диаграммы A-0 приведен на Рис. 1.

Рисунок 1. Диаграмма A-0 в нотации IDEF0

Поддержка декомпозиции. Нотация IDEF0 поддерживает последовательную декомпозицию процесса до требуемого уровня детализации. Дочерняя диаграмма, создаваемая при декомпозиции, охватывает ту же область, что и родительский процесс, но описывает ее более подробно. Согласно методологии IDEF0 при декомпозиции стрелки родительского процесса переносятся на дочернюю диаграмму в виде граничных стрелок.

Доминирование. Блоки модели IDEF0 на неконтекстной диаграмме должны располагаться по диагонали - от левого верхнего угла диаграммы до правого нижнего в порядке присвоенных номеров. Блоки на диаграмме, расположенные вверху слева, "доминируют" над блоками, расположенными внизу справа. "Доминирование" понимается как влияние, которое блок оказывает на другие блоки диаграммы. Расположение блоков на листе диаграммы отражает авторское понимание доминирования. Таким образом, топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные.

Выделение 4 типов стрелок. Выделяются следующие типы стрелок: "Вход", "Выход", "Механизм", "Управление". Входы преобразуются или расходуются процессом, чтобы создать то, что появится на его выходе. Управления определяют условия, необходимые процессу, чтобы произвести правильный выход. Выходы - данные или материальные объекты, произведенные процессом. Механизмы идентифицируют средства, поддерживающие выполнение процесса. Таким образом, блок IDEF0 показывает преобразование входа в выход с помощью механизмов с учетом управляющих воздействий.

Описание назначения графических символов, используемых в нотации IDEF0, приведено в Таблице 1.

Название	Графический символ	Описание
		Процесс обозначается прямоугольным блоком. Внутри каждого блока помещается его имя и номер. Имя должно быть активным глаголом, глагольным оборотом или отглагольным существительным. Номер блока размещается в правом нижнем углу. Номера блоков используются для идентификации на диаграмме и в соответствующем тексте.
		Стрелки обозначают входящие и исходящие из процесса объекты (данные). Каждая сторона функционального блока имеет стандартное значение с точки зрения связи блок-стрелка. В свою очередь, сторона блока, к которой присоединена стрелка, однозначно определяет ее роль. Стрелки, входящие в левую сторону блока - входы. Стрелки, входящие в блок сверху - управления. Стрелки, покидающие процесс справа - выходы, т.е. данные или материальные объекты, произведенные процессом. Стрелки, подключенные к нижней стороне блока, представляют механизмы.
Туннелированная стрелка		Туннелированные стрелки означают, что данные, передаваемые с помощью этих стрелок, не рассматриваются на родительской диаграмме и/или на дочерней диаграмме. Стрелка, помещенная в туннель там, где она присоединяется к блоку, означает, что данные, выраженные этой стрелкой, не обязательны на следующем уровне декомпозиции. Стрелка, помещаемая в туннель на свободном конце, означает, что выраженные ею данные отсутствуют на родительской диаграмме. Туннелированные стрелки могут быть использованы на диаграммах процессов в нотациях IDEF0, "Процесс", "Процедура".
		Элемент обозначает место, сущность или субъект, которые находятся за границами моделируемой системы. Внешние ссылки используются для обозначения источника или приемника стрелки вне модели. На диаграммах внешняя ссылка изображается в виде квадрата, рядом с которым показано наименование Внешней ссылки. Внешние ссылки могут быть использованы на диаграммах процессов в любых нотациях.
		Элемент, обозначающий другую диаграмму. Междиаграммная ссылка служит для обозначения перехода стрелки на диаграмму другого процесса без отображения стрелки на вышележащей диаграмме (при использовании иерархических моделей). В качестве междиаграммной ссылки не может выступать диаграмма процесса в нотациях EPC и BPMN. Междиаграммные ссылки могут быть использованы на диаграммах процессов в нотациях IDEF0, "Процесс", "Процедура".
		Элемент обозначает ссылку на типовую модель процесса. Наиболее часто повторяющиеся процессы в рамках модели бизнес-процессов могут быть выделены в качестве типовых в отдельную папку в Навигаторе . Диаграмма типового процесса формируется один раз в одном месте Навигатора . Далее на любой диаграмме может быть использован процесс-ссылка на типовой процесс. Параметры типового процесса заполняются непосредственно в Окне свойств типового процесса. Постоянный список субъектов, принимающих участие в выполнении типового процесса, формируется также в Окне свойств типового процесса. Список субъектов, принимающих участие при выполнении типового процесса в рамках вышележащего процесса, формируется в Окне свойств процесса-ссылки на типовой процесс. Процессы-ссылки могут быть использованы на диаграммах процессов в любых нотациях.
		Выносной элемент, предназначенный для нанесения комментариев. Элемент может быть использован на диаграммах процессов в любых нотациях.