1.7. Моделирование процессов в нотации idef0

Методология функционального моделирования IDEFO – это технология описания системы в целом как множества взаимозависимых действий, или функций.

IDEFO 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.

Основным объектом диаграммы процессов в нотации IDEF0 является объект Activity (функция). Графически он представляет собой четырехугольник, изображающий функции, выполняемые в организации (см. рис. 1.7). Напомним, что каждую функцию (процедуру, работу) можно рассматривать в качестве некоторого процесса. На верхнем уровне каждый процесс может быть рассмотрен как «черный ящик», преобразующий входящие ресурсы в исходящие. Такое определение фактически совпадает с определением процесса в МС ИСО 9000:2005.

Второй основной составляющей стандарта IDEF0 являются стрелки (рис. 1.7). На диаграмме процесса в IDEF0 стрелки, входящие в функцию слева, служат для описания потоков материальных ресурсов или потоков информации, документов.

Рис. 1.7. Объекты и связи в нотации IDEF0

Входящие ресурсы преобразуются функцией (работой, процессом). Результатом этого преобразования являются материальные выходы или информация, которые показываются в виде стрелок, выходящих из правой стороны четырехугольника.

Стрелки входа процесса представляют собой сырье, или информацию, потребляемую или преобразуемую функциональным блоком для производства выхода. Стрелки входа всегда направлены в левую сторону прямоугольника, обозначающего в IDEFO функциональный блок.

Выход процесса – 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» [41].

Для выполнения любой реальной работы необходимы основные средства, инструменты, персонал, программные продукты и т.д. Все эти ресурсы отображаются на диаграмме стрелками, входящими в четырехугольник снизу.

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.

Чтобы можно было описать реальный процесс организации, следует отобразить управляющие воздействия, которые определяют порядок выполнения работы, управляют работой. Такими воздействиями могут быть, например, устное распоряжение руководителя, нормативный документ, государственный, отраслевой стандарт, технические условия и т.д. Управляющие воздействия показываются на диаграмме стрелками сверху. Любое управляющее воздействие существует в виде определенной информации, поэтому стрелки сверху в нотации IDEF0 обозначают управляющие информационные потоки. 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.

Управляющее воздействие осуществляется в виде правил, инструкций, законов, политики, набора необходимых процедур или стандартов. Влияя на работу функционального 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.

Порядок отображения стрелок должен строго соблюдаться при формировании моделей. Каждая сторона четырехугольника определяет тип стрелки. Нарушать эти правила нельзя. В противном случае создаваемые модели не только не соответствуют стандарту, но их невозможно будет читать.

Все стрелки начинаются от края диаграммы и подходят к функциям. Таким образом, край диаграммы в IDEF0 имеет глубокий смысл.

Важной особенностью IDEF0 является возможность отображения управляющих воздействий, или более обще, возможность описания управления процессами организации. В соответствии с требованиями стандарта IDEF0 для каждой функции на диаграмме должно быть показано хотя бы одно управляющее воздействие, что означает, что никакая функция без управления выполняться не может.

Моделирование процессов в нотации IDEF0 начинается с создания так называемой контекстной диаграммы, которая описывает деятельность организации или процесса в целом. На контекстной диаграмме отображаются важнейшие входы и выходы, механизмы, необходимые для работы, а также управляющие воздействия.

Для понимания принципов моделирования в IDEF0 рассмотрим пример построения простейшей диаграммы процесса.

Начнем описание процесса с того, что поместим на диаграмму три функции, как показано на рис. 1. 8. Первую функцию назовем «Планировать деятельность», вторую – «Осуществлять деятельность и вести регистрацию фактической информации», третью – «Анализировать, контролировать и управлять деятельностью». Обратим внимание, что для наименования функций могут быть использованы только глаголы или отглагольные существительные. Это одно из базовых требований нотации. Было бы, например, неправильно называть объект «Начальник коммерческого отдела» или «Отдел закупок».

Рис. 1.8. Формирование модели бизнес-процесса. Шаг 1

Важнейшими требованиями нотации являются количество объектов на диаграмме и количество стрелок, входящих в каждую сторону четырехугольника. В стандарте рекомендовано располагать на одной диаграмме не более шести и не менее двух функций. С каждой стороны в четырехугольник может входить не более шести стрелок одновременно. Оба эти требования ограничивают количество объектов на диаграмме процесса и заставляют аналитика более тщательно продумывать схему создаваемого процесса.

Объекты на диаграмме расположены в шахматном или так называемом порядке доминирования. Этот порядок является практически удобным и не следует, по возможности, от него отступать. Расположение объектов на диаграмме может не соответствовать реальной последовательности выполнения функций. Дело в том, что IDEF0 предназначены именно для описания процессов с точки зрения явления, а любые процессы управления системами являются цикличными.

Представим себе, что функцию планирования выполняет Коммерческий отдел (КО), который использует при этом средство автоматизации MS Excel. Для планирования КО использует информацию о рынке (прайс-листы и т.п.) и заявки клиентов. Регламентируется деятельность КО «Регламентом планирования», «Планом организации на год». Результатом работы КО является «План отгрузки ГП (готовой продукции)» (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Формирование модели бизнес-процесса. Шаг 2

Функцию «Осуществлять деятельность...» выполняет Производственный отдел (ПрО) и Цех. Для выполнения работ требуются сырье и материалы. Работы регламентируются нормативами на расход сырья государственными, отраслевыми стандартами, техническими условиями, требованиями клиента. Для работы ПрО требуется АСУ ТП собственной разработки. Для производства готовой продукции Цеху необходимы станки и прочее оборудование, т.е. основные средства (ОС).

Результат работы ПрО и Цеха – готовая продукция, которая является выходом функции «Осуществлять деятельность и вести регистрацию фактической информации». Кроме того, выходом этой функции является также фактическая информация о выполнении плана производства и отгрузки (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Формирование модели бизнес-процесса. Шаг 3

Нам осталось показать входы и выходы функции «Анализировать, контролировать и управлять деятельностью». Для нашего примера будем считать, что контролирует работу тот, кто ее планирует, т.е. КО.

В своей работе по анализу и контролю КО руководствуется регламентом анализа и контроля. Не стоит забывать и годовой план работы организации в целом. Для работы КО использует MS Excel.

Судя по схеме процесса (рис. 1.10), КО использует вход «Фактическая информация по выполнению плана». Для работы КО по анализу и контролю необходима плановая информация, иначе не с чем будет сравнивать фактические данные и невозможно принимать решения. Таким образом, необходимо показать на схеме, что «План отгрузки ГП», являющийся выходом первой функции процесса и попадающий на вход функции «Осуществлять деятельность», должен также попадать и на вход функции «Анализировать, контролировать и управлять деятельностью». При этом стрелка, изображающая «План отгрузки ГП», ветвится (рис. 1.11).

Регламент планирования

Рис. 1.11. Формирование модели бизнес-процесса. Шаг 4

Результатом работы КО является отчет для руководства организации «План/факт» (рис. 1.11). Стрелка, изображающая КО (как и MS Excel), не повторяется на диаграмме дважды. Она ветвится. Ветвление стрелок – прекрасный инструмент, позволяющий сделать диаграмму процесса более наглядной.

Очевидно, что необходимо отобразить на схеме процесса по крайней мере два типа обратных связей – по информации и управлению (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Формирование модели бизнес-процесса. Шаг 5

Первым типом обратной связи в диаграммах IDEF0 являются обратные связи по информации. Они показываются в виде стрелок, выходящих из правой стороны четырехугольника и входящих в левую сторону другого четырехугольника. Обратные связи этого типа на диаграмме процесса обязательно отображается снизу, т.е. обходят функции снизу. В нашем примере покажем обратную по информации («Информация для корректировки плана»). Стрелка, отображающая эту обратную связь, выходит из правой стороны четырехугольника «Анализировать, контролировать и управлять деятельностью» и входит в левую сторону четырехугольника «Планировать деятельность». Таким образом, мы отобразили на диаграмме процесса тот факт, что КО регулярно анализирует выполнение плана и в случае отклонений от него формирует информацию, необходимую для корректировки плана на следующий период.

Итак, обратные связи по информации позволяют отобразить на диаграммах информационные потоки, необходимые для корректировки действий, выполняемых по ходу бизнес-процесса.

Вторым видом обратной связи является обратная связь по управлению. Возможность отображения этих обратных связей – важнейшее преимущество нотации IDFE0. Обратная связь по управлению отличается от обратной связи по информации тем, что стрелка, изображающая ее на диаграмме, обходит ее сверху функций и входит в верхнюю сторону четырехугольника.

В нашем примере покажем обратную связь по управлению «Оперативное управляющее воздействие» в виде стрелки, выходящей из правой стороны четырехугольника «Анализировать, контролировать и управлять деятельностью» и входящий в верхнюю сторону четырехугольника «Осуществлять деятельность...». Эта обратная связь означает, что при анализе и контроле выполнения плана, КО принимает оперативные управленческие решения, регулирующие выполнение работ ПрО и Цеха по производству готовой продукции.

«План отгрузки ГП» имеет еще одно ветвление стрелки (рис. 1.11). Дело в том, что данная стрелка может являться одновременно информационным входом и входом по управлению. Это показывает, что при формировании моделей процессов в IDEF0 можно (и нужно!) эффективно использовать стрелки, отображающие обратные связи по информации и управлению.

Помимо ветвления стрелки могут также сливаться. Подробно правила ветвления и слияния стрелок описаны в стандарте IDEF0 [19]. Приведем несколько важных примеров использования этих правил (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Правила ветвления и слияния стрелок

Ветвление стрелок в ситуации 1 означает, что поток ресурсов А содержит в себе потоки Б и В. Например, план продаж может включать в себя план по отгрузке в натуральном выражении и план отгрузки в стоимостном выражении.

Ветвление стрелок в ситуации 2 недопустимо, так как оно означало бы, что поток А содержит в себе одновременно и А и Б, что некорректно.

Аналогично можно рассмотреть ситуации 3 и 4 слияния стрелок (рис. 1.13).

При построении диаграмм процессов в IDEF0 можно пользоваться механизмом ветвления и слияния стрелок (рис. 1.14). Стрелка, входящая на диаграмму процесса, ветвится на несколько других, отражающих более детально поток ресурсов или информации. Исходящие стрелки сливаются, показывая, как формируется результат выполнения процесса в целом. Сказанное справедливо также для стрелок сверху – управляющих воздействий и стрелок снизу – механизмов (персонал, инфраструктура).

Сырье

Рис. 1.14. Пример ветвления и слияния стрелок

Таким образом, ветвление и слияние стрелок позволяет показывать потоки ресурсов и информации сначала укрупненно, что важно для описания процессов на верхнем уровне, а затем более детально – для диаграмм процессов нижнего уровня. Указанный механизм эффективно используется для построения диаграмм IDEF0 при декомпозиции моделей бизнес-процессов.

Ветвление и слияние стрелок является важнейшим инструментом для создания моделей в IDEF0. Особенно наглядным этот факт становится при осуществлении декомпозиции моделей процессов с верхнего уровня на нижний.

Важнейшим понятием нотации IDEF0 является «туннелирование» стрелок. Выполним декомпозицию функции «Осуществлять деятельность» (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Формирование модели бизнес-процесса

На более детальном уровне эта функция включает в себя следующие функции (работы):

1. «Разрабатывать график производства».

2. «Выполнять подготовку производства».

3. «Изготавливать готовую продукцию».

4. «Хранить готовую продукцию на складе».

5. «Отгружать готовую продукцию клиенту».

При первом шаге декомпозиции мы получим схему процесса, на которой показаны стрелки, которые не будут входить ни в один четырехугольник. Стрелки «мигрировали» на уровень вниз. Теперь необходимо «подвязать» их к конкретным функциям, при этом можно использовать механизм ветвления и слияния стрелок. Обратим внимание, что все стрелки, показанные на верхнем уровне, будут показаны и на нижнем уровне. Таким образом, сохраняется связность при моделировании бизнес-процесса – детальные процессы оказываются однозначно связанными с процессами верхнего уровня и наоборот.

Функцию «План отгрузки ГП» подводим к функции «Разрабатывать график производства». К этой функции сверху также будут подведены «Требования клиента» и «План отгрузки ГП», но уже в виде управляющего воздействия. Выходом первой функции являются управляющее воздействие «График производства» и информационный поток «Данные графика производства».

Входящая стрелка «Сырье и материалы» ветвится на две стрелки: «Вспомогательное сырье» и «Основное сырье и материалы». Выходом второй функции процесса «Выполнять подготовку производства» являются «Данные по готовности оборудования».

Третья функция процесса «Изготавливать готовую продукцию» использует входящие материальные ресурсы «Основное сырье и материалы» и информацию «Данные графика производства» и «Данные по готовности оборудования». Выходами третьей функции являются «Данные по производству ГП», «ГП на складе» (готовая продукция, отгружаемая на склад) и «Брак». Выход «Брак» не был показан на диаграмме верхнего уровня, а появился только при подробном описании (рис. .116). Занимаясь описанием процесса на верхнем уровне, вполне возможно забыть один из выходов, либо, посчитав его малозначимым, просто опустить. На диаграмме процесса более низкого уровня этот выход должен быть отражен.

Четвертая функция процесса «Хранить готовую продукцию на складе» формирует выходы «Данные по запасам ГП» и «ГП на складе». При ее описании, однако, пришлось дополнительно ввести в рассмотрение и отобразить в виде стрелок исполнителя «Склад ГП» и управляющий вход «Условия хранения ГП на складе» (рис. 1.16).

Начало стрелки «Условия хранения ГП на складе» заключено в квадратные скобки. Это условное обозначение появляется, когда мы показываем на диаграмме новую более низкого уровня стрелку, которой нет на диаграмме верхнего уровня. Для стрелок, входящих в диаграмму процесса, квадратные скобки указывают в начале стрелки. Для новых стрелок, являющихся исходящими, квадратные скобки указывают в конце, как, например, для стрелки «Отчет по состоянию склада».

Квадратные скобки означают, что нарушена нотация описания процесса. Чтобы устранить возникшее противоречие с нотацией, необходимо либо сделать стрелку «туннельной», либо разрешить ее миграцию на диаграмму верхнего уровня. Так, например, стрелка «Брак» сделана «туннельной». Ее не отображают на диаграмме верхнего уровня, она будет видна только на текущей диаграмме. «Туннельные» стрелки заключают в круглые скобки. В случае со стрелкой «Склад ГП» мы разрешили противоречие с нотацией, устранив квадратные скобки и обеспечив миграцию стрелки «Склад ГП» на диаграмму верхнего уровня.

Таким образом, механизм туннелирования стрелок может быть эффективно использован при проведении декомпозиции бизнес-процессов. На диаграммах процесса верхнего уровня мы отображаем потоки ресурсов и информации укрупненно. При декомпозиции каждый раз мы можем отображать все более детальные потоки, при этом схема процесса усложняется за счет большего количества стрелок [34].

Рис. 1.16. Формирование модели бизнес-процесса

Следует отметить, что туннелирование стрелок обычно используют одновременно с ветвлением, что обеспечивает связность и прозрачность диаграмм процессов без излишнего усложнения.

Каждый объект (функция, работа) на диаграмме процесса в нотации IDEF0 должен быть пронумерован. Существует несколько способов нумерации. Наиболее простой и часто применяемый способ – дерево функций процесса (рис. 1.17).

Рис. 1.17. Диаграмма дерева функций

Нумерация диаграмм идет сверху вниз – от диаграммы верхнего уровня к диаграммам нижнего уровня. Каждая диаграмма нижнего уровня получает свой номер на основе номера родительской диаграммы верхнего уровня. Например, функции «Осуществлять деятельность...» присвоен номер А2, а функции процесса более низкого уровня – номера А21 – А25. Если мы декомпозируем функциям А22, то функции более детального процесса будут присвоены номера А221 – A22N. Буквенный индекс А вводится условно. Использование рассмотренного механизма нумерации делает отслеживание функций процессов достаточно наглядным. Количество функций на одной диаграмме не должно составлять более шести. В этом случае по номеру функции всегда можно однозначно определить уровень процесса.

Диаграмма процесса IDEF0 заключается в так называемую рамку IDEF0. Вверху и внизу диаграммы расположены несколько полей для отображения информации о диаграмме процесса (рис. 1.18).

Поле USED AT используют для указания ссылок на другие места модели (другие диаграммы), в которых есть ссылка на данную диаграмму.

Указания об авторе диаграммы, наименовании проекта, в ходе реализации которого была создана диаграмма, датах создания и последнего пересмотра проставляют на полях Author, Project, Date, Rev.

Поле Notes используют при проверке модели экспертом. Он читает диаграмму и в случае несогласия со схемой процесса делает свои замечания письменно, непосредственно на диаграмме. Каждое замечание должно быть пронумеровано. При указании замечания эксперт обводит порядковый номер замечания в поле Notes. Такой порядок разработан для того, чтобы автор модели – аналитик мог устранить все замечания, четко контролируя их количество. Количество исправлений должно соответствовать количеству замечаний.

Далее идут поля статуса диаграммы: Working, Draft и т.д. На каждом поле указывают дату, а также проставляется подпись лица, уполномоченного менять статус диаграммы. Диаграммы, находящиеся в работе, получают статус Working. Диаграммы, утвержденные и являющиеся обязательными для исполнения, могут получить, например, статус Publication.

В поле Context указывают номер диаграммы верхнего уровня, содержащей рассматриваемый на данной диаграмме процесс в виде одной из функций. Кроме того, на этом поле графически показано положение данной диаграммы среди функций диаграммы верхнего уровня.

Рис. 1.18. Рамка IDEF0

Рассмотрим поля, находящиеся в нижней части рамки диаграммы IDEF0. На поле Node проставляют номер узла, присвоенный данной диаграмме.

Затем следует поле Title, где указывают название диаграммы. Оно совпадает с названием декомпозированной функции диаграммы верхнего уровня.

На поле Number проставляют уникальный номер диаграммы, который присваивает автор. На поле без названия указывают номер листа с диаграммой в подшивке документов (для формирования отчета, содержащего несколько диаграмм).

Таким образом, рамка IDEF0 является удобным стандартным инструментом для указания основных характеристик диаграммы бизнес-процесса. Приводимые в ней данные однозначно определяют положение диаграммы среди других диаграмм, текущий статус, дату последнего пересмотра и т.д. Наличие стандартной рамки делает методологию IDEF0 еще более удобным инструментом для описания бизнес-процессов, поскольку во всех современных системах моделирования процессов (например BPWin 4), поддерживающих IDEF0, большинство важнейших полей рамки заполняется автоматически. Это делает процесс документирования моделей достаточно простым и прозрачным и существенно облегчает работу аналитиков при создании комплекта моделей бизнес-процессов организации.

Методология моделирования бизнес-процессов IDEF0 предназначена для описания процессов верхнего уровня. Описывая такие процессы, аналитик уделяет огромное внимание управлению процессами, обратным связям по управлению и информации. Приведем основные преимущества и недостатки методологии IDEF0:

Преимущества	Недостатки
• Полнота описания бизнес-процесса (управление, информационные и материальные потоки, обратные связи)	• Сложность восприятия (большое количество стрелок)
• Комплексность при декомпозиции (мигрирование и туннелирование стрелок)	• Большое количество уровней декомпозиции
	• Трудность увязки нескольких процессов, представленных в различных моделях одной и той же организации
• Возможность агрегирования и детализации потоков данных и информации (разделение и слияние стрелок)
• Наличие жестких требований методологии, обеспечивающих получение моделей процессов стандартного вида
• Простота документирования процессов
• Соответствие подхода к описанию процессов в IDEF0 МС ИСО 9000:2005

Важнейшей характерной чертой IDEF0 является полнота описания бизнес-процесса, которая достигается за счет наличия средств, отображающих управляющие воздействия, обратные связи по управлению и информации. Методология IDEF0 представляет аналитику возможность не заботиться о комплексности декомпозиции путем использования механизмов мигрирования и туннелирования стрелок. Такой механизм обеспечивает связность создаваемых диаграмм между собой. Кроме того, она делает модель процесса наглядной. Использование возможности разделения и слияния стрелок также способствует созданию более наглядных и проработанных моделей. Жесткие требования по формированию моделей в IDEF0 в сочетании с гибкими средствами представления потоков информации и ресурсов обеспечивают создание IDEF0-моделей стандартного вида.

Основным преимуществом методологии IDEF0 является также соответствие формата представления процесса в IDEF0 определению процесса МС ИСО 9000:2005, что позволяет выбирать IDEF0 в качестве внутреннего стандарта организации, регламентирующего описание бизнес-процессов.

К недостаткам IDEF0 можно отнести сложность восприятия схем процессов сотрудниками организации, особенно руководителями. Эффективное применение любой нотации предполагает обучение как сотрудников, так и руководителей умению читать и анализировать схемы процессов.

Кроме того, применяя IDEF0, сложно увязывать между собой модели нескольких процессов (например, сбыт и производство) при необходимости создания отдельных моделей для каждого из этих процессов. Однако недостаток является, скорее, техническим и может быть устранен путем предварительных договоренностей о правилах моделирования.

На практике часто встречаются ситуации, когда модели IDEF0 используют для описания последовательно выполняемых работ. В таких моделях, как правило, слабо отражено управление процессом, не указаны руководители, почти нет обратных связей. На наш взгляд, использовать IDEF0 для описания последовательно выполняемых работ некорректно [34].