3.2. Методология idef0
Методология IDEF0 представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области, процесса, информационной или материальной системы. Функциональная модель отображает функциональную структуру объекта, системы, процесса, т.е. производимые им действия и связи между этими действиями.
Результатом применения методологии IDEF0 является модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов, глоссария, имеющих ссылки друг на друга. Диаграммы - главные компоненты модели.
Каждая IDEF0-диаграмма содержит блоки и интерфейсные дуги (рис.1.). Блоки изображаются прямоугольниками, означающими поименованные процессы, функции, работы в организации. Дуги (стрелки) связывают блоки и отображают взаимодействия и взаимосвязи между ними.
Каждая сторона блока имеет строго определенное значение. Левая сторона предназначена для входов, правая – для выходов, верхняя – для управления, нижняя – для механизмов. Входящие ресурсы преобразуются процессом. Результатом этого преобразования являются материальные выходы или информация. Для выполнения любой реальной работой необходимы инструменты, персонал, программные продукты – это механизмы. Порядок выполнения работ определяется управляющими воздействиями – приказы, нормативные документы, государственный или отраслевой стандарт, технические условия.
Рис. 1.
В данной методологии существует пять видов взаимодействий между функциональными блоками для описания их отношений: управление, вход, обратная связь по управлению, обратная связь по входу, выход-механизм.
Таблица 1
Тип связи |
Графическое изображение |
Связь по входу |
|
Связь по управлению |
|
Обратная связь по входу |
|
Обратная связь по управлению |
|
Связь выход-механизм |
|
Важнейшей особенностью IDEF0 является возможность отображения управляющих воздействий. В соответствии с требованиями стандарта IDEF0 для каждой функции на диаграмме должно быть указано хотя бы одно управляющее воздействие. Это означает, что никакая функция без управления выполняться не может.
Часто встречаются ситуации, в которых сложно определить, являются данные входом или управлением. В этом случае подсказкой может служить то, перерабатываются (изменяются) ли данные в работе или нет. Если изменяются, то, скорее всего, это - вход, если нет, - управление. При рассмотрении предприятий и организаций выделяют следующие виды объектов:
материальные потоки (детали, товары, сырье и т.д.);
финансовые потоки (наличные и безналичные, инвестиции и т.д.), потоки документов (коммерческие, финансовые и организационные документы);
потоки информации (информация, данные о намерениях, устные распоряжения и т.д.);
ресурсы (сотрудники, станки, машины, ПО и т.д.).
При этом в различных случаях входящими и исходящими интерфейсными дугами могут отображаться все виды перечисленных выше объектов, управляющими - только относящиеся к потокам документов и информации, а дугами-механизмами - только ресурсы.
Обратная связь по управлению и обратная связь по входу являются наиболее сложными, поскольку представляют собой итерацию или рекурсию.
Рис. 2. Пример обратной связи по управлению
Связи «выход-механизм» встречаются нечасто. Они отражают ситуацию, когда выход одной функции становится средством достижения цели для другой. Такие связи характерны при распределении источников ресурсов (например, требуемые инструменты, обученный персонал, материалы и т.д.).
Методология IDEF0 предполагает построение иерархической системы диаграмм. Сначала описывается процесс в целом и его взаимодействие с внешней средой, т.е. строится контекстная диаграмма, представленная единственным функциональным блоком. Затем производится функциональная декомпозиция контекстной диаграммы. Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции. При этом уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели.
При проведении декомпозиции следует придерживаться правил:
Каждая детальная диаграмма является декомпозицией блока из более общей (родительской) диаграммы.
Каждая диаграмма иллюстрирует "внутреннее строение" блока на родительской диаграмме.
Каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию.
Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно такими же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.
К родительскому блоку нельзя ничего добавить и из него ничего не может быть удалено.
Блоки размещаются по степени важности, как это 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 левом верхнем углу. Наименее доминирующий – в правом нижнем. Таким образом, топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные.
Важным понятием IDEF0 является туннелирование стрелок. Туннельные стрелки означают, что данные, отображаемые этими стрелками, не рассматриваются на родительской или дочерней диаграмме.
Рис. 3. Декомпозиция диаграмм
На рис. 3 приведен пример декомпозиции контекстной диаграммы. На рис. 4-5 изображены примеры туннельных стрелок.
Рис. 4.
Стрелка, помещенная в туннель (круглые скобки) на границах функционального блока, означает, что она не обязательна на следующем уровне декомпозиции (рис.4).
Стрелка, помещенная в туннель на свободном конце, означает, что она отсутствует на родительской диаграмме (рис.5).
Рис. 5.
Иерархию работ в модели демонстрирует диаграмма дерева узлов. Дерево узлов позволит следить за изменениями в процессе моделирования при добавлении или удалении функциональных блоков, проведении декомпозиции.
Рис. 6. Дерево узлов
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:
Ограничение количества функциональных блоков на диаграмме тремя-шестью. Верхний предел (шесть) заставляет разработчика использовать иерархии при описании сложных процессов, а нижний предел (три) гарантирует, что на соответствующей диаграмме достаточно деталей, чтобы оправдать ее создание.
Ограничение количества подходящих к одному функциональному блоку (выходящих из одного функционального блока) интерфейсных дуг четырьмя.
Для проведения
количественного анализа диаграмм [4]
вычисляется коэффициент сбалансированности:
,
где N - количество блоков на диаграмме,
A - количество стрелок. Необходимо, чтобы
Kb
был минимален для диаграммы.
Необходимо стремиться к тому, чтобы количество блоков на диаграммах нижнего уровня было меньше количества блоков на родительских диаграммах, т.е. с увеличением уровня декомпозиции убывал бы коэффициент N/L (L – уровень декомпозиции). Таким образом, убывание этого коэффициента говорит о том, что по мере декомпозиции модели функции должны упрощаться.
Для диаграммы,
представленной на рис.7, коэффициент
сбалансированности равен
.
Рис. 7. Пример несбалансированной диаграммы
Данная диаграмма является несбалансированной, так как у работы 1 входящих стрелок и стрелок управления значительно больше, чем выходящих. Такая ситуация может иметь место в моделях, описывающих производственные процессы, что вполне допустимо. Например, при описании процедуры сборки в блок может входить множество стрелок, описывающих компоненты изделия, а выходить одна стрелка – готовое изделие.
В заключение следует отметить, что практически все проекты обследования и анализа финансовой и хозяйственной деятельности предприятий сейчас в России так или иначе связаны с построением автоматизированных систем управления. Благодаря этому стандарты IDEF0 в понимании большинства стали условно неотделимы от внедрения информационных технологий, хотя с их помощью порой можно эффективно решать даже небольшие локальные задачи. При проведении сложных проектов обследования предприятий разработка моделей в стандарте IDEF0 позволяет наглядно и эффективно отобразить весь механизм деятельности предприятия в нужном разрезе.
Вопросы для самоконтроля
Перечислите основные элементы IDEF0 диаграммы.
Каково назначение сторон функционального блока?
Перечислите типы стрелок.
Какой тип стрелки (связи) является обязательным для функционального блока?
Перечислите типы взаимосвязей между функциональными блоками.
Какие виды обратной связи существуют в IDEF0-диаграммах?
Что такое контекстная диаграмма?
Что называется порядком доминирования?
Как располагаются функциональные блоки по принципу доминирования.
Перечислите основные правила декомпозиции.
Что такое туннелирование стрелок?
Как вычисляется коэффициент сбалансированности диаграммы? Приведите пример.
Перечислите ограничения сложности диаграмм.