Описание стандарта IDEF0. IDEF0 методология. Нотация, принципы моделирования

IDEF0 Diagrams Software - Create IDEF0 diagrams and business diagrams rapidly with rich examples and templates. Provide some IDEF0 knowledge.

IDEF Definition

IDEF is based on the Structured Analysis and Design Technique (SADT), a graphical approach to system description, introduced by Douglas T. Ross in the early 1970s. Since then, system analysts at Softech, Inc. have refined and used SADT in a wide variety of problems. In 1981, the U.S. Air Force Program for Integrated Computer-Aided Manufacturing (ICAM) standardized and made public a subset of SADT, called IDEF.

Was originally used to apply structured methods to better understand how to improve manufacturing productivity. IDEF0 was initially created at Northrop Corporation in 1966, and first available commercially by SofTek in 1972. An IDEF0 activity diagram contains one level of decomposition of a process. Boxes within a diagram show the subprocesses of the parent process named by the diagram. Arrows between the boxes show the flow of products between processes.

Innovative IDEF0 Software

Edraw Max is an easy to use IDEF0 diagrams software, which creates IDEF0 diagrams and business diagrams rapidly with rich examples and templates.

Build hierarchical diagrams using IEDF0 process charting models for model configuration management, need and benefit analyses, requirements definitions, and continuous improvement models.

System Requirements

Works on Windows 7, 8, 10, XP, Vista and Citrix

Works on 32 and 64 bit Windows

Works on Mac OS X 10.2 or later

Software Features

Edraw is:

state of the art
vector-based
more than just IDEF0, IDEF1, IDEF2 Diagrams which can make over 200 kinds of diagrams
easy to use with drag and drop interface, premade symbols and automatic formatting tools
accompanied by a plethora of well-designed templates and examples
designed with broad file format compatibility

IDEF0 diagrams typically include the following components:

Context diagram - The topmost diagram in an IDEF0 model.

Parent/child diagram - An IDEF0 decomposition hierarchy using parent/child relationships.

Node trees - Tree-like structures of nodes rooted at a chosen node, and used to represent a full IDEF0 decomposition in a single diagram.

The Benefits of Using IDEF0 to Model Business Processes

Understanding - modeling helps discover the nature of the business being modeled; that is, what is being done in the business.
Communication - once understanding has been reached, the nature of the business processes can be documented and these documents easily communicated.
Enlightenment - modeling helps to uncover anomalies, redundancies deficiencies and inefficiencies in the existing (as-is) business process.
Improvement - a model allows you to select deficient areas of the business and its processes and improve them.
Redesign - a model provides a tangible basis for redesigning the process, performing simulations of the redesigned (to-be) business process as defined by the strategy. This means that strategies can be tested before implementation takes place.

The IDEF0 Modeling Techniques

An IDEF0 model represents the activities of the business from the point of view of the business, how those business activities interrelate, resources used to conduct each activity, and the result or output of each activity. The model consists of graphics and associated text supporting the graphics.

The IDEF0 modeling technique consists of a graphic language and a modeling process that can be used to develop a rich process description. It is an intuitive way to define, analyze and document the business as a whole and the processes of the business.

Основной из трех методологий, поддерживаемых BPwin, является IDEF0. IDEF0, относится к семейству IDEF, которое появилось в конце шестидесятых годов под названием SADT (Structured Analysis and Design Technique). IDEF0 может быть использована для моделирования широкого класса систем. Для новых систем применение IDEF0 имеет своей целью определение требований и указание функций для последующей разработки системы, отвечающей поставленным требованиям и реализующей выделенные функции. Применительно к уже существующим системам IDEF0 может быть использована для анализа функций, выполняемых системой и отображения механизмов, посредством которых эти функции выполняются. Результатом применения IDEF0 к некоторой системе является модель этой системы, состоящая из иерархически упорядоченного набора диаграмм, текста документации и словарей, связанных друг с другом с помощью перекрестных ссылок. Двумя наиболее важными компонентами, из которых строятся диаграммы IDEF0, являются бизнес-функции или работы (представленные на диаграммах в виде прямоугольников) и данные и объекты (изображаемые в виде стрелок), связывающие между собой работы. При этом стрелки, в зависимости от того в какую грань прямоугольника работы они входят или из какой грани выходят, делятся на пять видов:

Стрелки входа (входят в левую грань работы) - изображают данные или объекты, изменяемые в ходе выполнения работы.

Стрелки управления (входят в верхнюю грань работы) - изображают правила и ограничения, согласно которым выполняется работа.

Стрелки выхода (выходят из правой грани работы) - изображают данные или объекты, появляющиеся в результате выполнения работы.

Стрелки механизма (входят в нижнюю грань работы) - изображают ресурсы, необходимые для выполнения работы, но не изменяющиеся в процессе работы (например, оборудование, людские ресурсы…)

Стрелки вызова (выходят из нижней грани работы) - изображают связи между разными диаграммами или моделями, указывая на некоторую диаграмму, где данная работа рассмотрена более подробно.

Все работы и стрелки должны быть именованы. Первая диаграмма в иерархии диаграмм IDEF0 всегда изображает функционирование системы в целом. Такие диаграммы называются контекстными. В контекст входит описание цели моделирования, области (описания того, что будет рассматриваться как компонент системы, а что как внешнее воздействие) и точки зрения (позиции, с которой будет строиться модель). Обычно в качестве точки зрения выбирается точка зрения лица или объекта, ответственного за работу моделируемой системы в целом.

Рисунок 7.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги

Работы на диаграммах изображаются в виде прямоугольников (функциональные блоки). Каждая работа изображает какую-либо функцию или задачу и именуется глаголом или глагольной фразой, обозначающей действие, например «Изготовление изделия», «Обслуживание клиента» и т.д. Стрелки помечаются существительным и обозначают объекты или информацию, связывающую работы между собой и с внешним миром.

После описания контекста проводится функциональная декомпозиция- система разбивается на подсистемы и каждая подсистема описывается в том же синтаксисе, что и система в целом. Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так до достижения нужного уровня подробности. В результате такого разбиения, каждый фрагмент системы изображается на отдельной диаграмме декомпозиции.

После того как контекст описан, проводится построение следующих диаграмм в иерархии. Каждая последующая диаграмма является более подробным описанием (декомпозицией) одной из работ на вышестоящей диаграмме. Пример декомпозиции контекстной работы показан на Рис.7.2 и Рис.7.4. Описание каждой подсистемы проводится аналитиком совместно с экспертом предметной области. Обычно экспертом является человек, отвечающий за эту подсистему и, поэтому, досконально знающий все ее функции. Таким образом, вся система разбивается на подсистемы до нужного уровня детализации, и получается модель, аппроксимирующая систему с заданным уровнем точности. Получив модель, адекватно отображающую текущие бизнес-процессы (так называемую модель AS IS), аналитик с легкостью может увидеть все наиболее уязвимые места системы. После этого, с учетом выявленных недостатков, можно строить модель новой организации бизнес-процессов (модель TO BE).

Одной из наиболее важных особенностей методологии SADT является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель.

На рисунке 7.2, где приведены три диаграммы и их взаимосвязи, показана структура IDEF0.-модели. Каждый компонент модели может быть декомпозирован на другой диаграмме. Каждая диаграмма иллюстрирует "внутреннее строение" блока на родительской диаграмме.

Рисунок 7.2 - Пример контекстной диаграммы

Как видно на Рис.7.2, BPwin позволяет выделять работы и стрелки разными цветами, а также привязывать имена стрелок к самим стрелкам (стрелка по имени “Отчетность”), что повышает наглядность и читаемость диаграммы.

Рисунок 7.3 - Пример диаграммы декомпозиции

Рисунок 7 . 4 - Пример контекстной диаграммы

Рисунок 7.5 - Пример диаграммы декомпозиции

Иерархия диаграмм

Построение IDEF0-модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты - одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок представляет всю систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг - они также представляют полный набор внешних интерфейсов системы в целом.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции исходной функции. Данная декомпозиция выявляет полный набор подфункций, каждая из которых представлена как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждая из этих подфункций может быть декомпозирована подобным образом для более детального представления.

Во всех случаях каждая подфункция может содержать только те элементы, которые входят в исходную функцию. Кроме того, модель не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено.

Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются точно теми 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.

Рисунк 7.6 - Структура SADT-модели. Декомпозиция диаграмм

Рисунок 7.7 - Соответствие должно быть полным и непротиворечивым

Некоторые дуги присоединены к блокам диаграммы обоими концами, у других же один конец остается неприсоединенным. Неприсоединенные дуги соответствуют входам, управлениям и выходам родительского блока. Источник или получатель этих пограничных дуг может быть обнаружен только на родительской диаграмме. Неприсоединенные концы должны соответствовать дугам на исходной диаграмме. Все граничные дуги должны продолжаться на родительской диаграмме, чтобы она была полной и непротиворечивой.

Как было отмечено, механизмы (дуги с нижней стороны) показывают средства, с помощью которых осуществляется выполнение функций. Механизм может быть человеком, компьютером или любым другим устройством, которое помогает выполнять данную функцию (рисунок 7.8).

Рис. 7.8. Пример механизма

Каждый блок на диаграмме имеет свой номер. Блок любой диаграммы может быть далее описан диаграммой нижнего уровня, которая, в свою очередь, может быть далее детализирована с помощью необходимого числа диаграмм. Таким образом, формируется иерархия диаграмм.

Для того, чтобы указать положение любой диаграммы или блока в иерархии, используются номера диаграмм. Например, А21 является диаграммой, которая детализирует блок 1 на диаграмме А2. Аналогично, А2 детализирует блок 2 на диаграмме А0, которая является самой верхней диаграммой модели. На рисунке 7.9 показано типичное дерево диаграмм.

Рисунок 7.9 - Иерархия диаграмм

Лекция 8. Методологии DFD и IDEF 3

Цель работы:

изучение основных принципов методологии IDEF0,
создание нового проекта в BPWin,
формирование контекстной диаграммы,
проведение связей.

Описание системы с помощью IDEF0 называется функциональной моделью. Функциональная модель предназначена для описания существующих бизнес-процессов, в котором используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником графического языка является сама 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 наименее 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.

Типы стрелок

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 дугиперед разветвлением;
ветви, помеченные после точки разветвления, содержат все объектыили 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 меткедуги после слияния;
помеченные перед слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в общей метке после слияния,

Количественный анализ диаграмм

Для проведения количественного анализа диаграмм перечислим показатели модели:

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.

Инструментарий BPWin

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 репозитария 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.

Пример

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.

Контекстная диаграмма

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 доступав 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 изменениесодержимого БД, например при составлении экспертных оценок. Поэтому, на диаграмме необходимо предусмотреть такую возможность.

Рис. 2.12.

Корректировка диаграммы

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 нарис. 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.

Контрольные вопросы

Список Контрольных вопросов :

Что представляет собой модель в нотации IDEF0?
Что обозначают работы в IDEF0?
Назовите порядок наименования работ?
Какое количество работ должно присутствовать на одной диаграмме?
Что называется порядком доминирования?
Как располагаются работы по принципу доминирования?
Каково назначение сторон прямоугольников работ на диаграммах?
Перечислите типы стрелок.
Назовите виды взаимосвязей.
Что называется граничными стрелками?
Объясните принцип именования разветвляющихся и сливающихся стрелок.
Какие методологии поддерживаются BPWin?
Перечислите основные элементы главного окна BPWin.
Опишите процесс создания новой модели в BPWin.
Как провести связь между работами?
Как задать имя работы.
Опишите процесс декомпозиции работы.
Как добавить работу на диаграмму?
Как разрешить туннелированные стрелки?
Может ли модель BPWin содержать диаграммы нескольких методологий?

Известная сегодня уже не только в узких кругах аббревиатура IDEF0 является первой методологией, стандартизирующей работу над бизнес-процессами. Она была разработана в середине прошлого века в рамках аэрокосмического проекта в США и, показав свою эффективность, стала федеральным стандартом. В нашей стране в 2000 году подготовлен документ «Методология функционального моделирования IDEF0. Руководящий документМетодология функционального моделирования IDEF0 Руководящий документ. Издание официальное. Госстандарт России РД IDEF0 – 2000. Разработан Научно-исследовательским Центром CALS – технологий «Прикладная Логистика». Принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России 2000 г. Москва », но как стандарт он так и не был утвержден. Хотя это не помешало данной методологии стать в нашей стране одним из наиболее популярных инструментов графического моделирования бизнес-процессов. В данной статье я предлагаю вам рассмотреть модель IDEF0 и оценить актуальность этого подхода в настоящее время.

Основные понятия и сокращения

Разберемся немного с названиями ключевых элементов методологии. Графический стандарт IDEF0 является частью методологии SADT (Structured Analysis and Design Technique – метод структурного анализа и проектирования). IDEF – это сокращение от ICAM Definition, а ICAM образовано от Integrated Computer Aided Manufacturing, что переводится как интегрированная компьютеризация производства. Методология SADT – это целое семейство из 15 разных моделей, которые в комплексе должны были позволить исследовать структуру, параметры и характеристики производственно-технических и организационно-экономических систем.

IDEF0 – это функциональная модель, которая является ядром построения всех остальных конструкций, она увязывает воедино информационные и материальные потоки, оргструктуру, управляющие воздействия и саму деятельность компании. Графический стандарт для моделирования процессов также принято называть нотацией . То есть нотация – это система требований и правил построения модели деятельности в том или ином виде. Поэтому IDEF0 уместно называть нотацией, входящей в состав методологии SADT.

Нотация IDEF0 – это достаточно строгая методика, которая изначально была разработана, как и стандарты технического конструирования, для ручного моделирования. Поэтому там содержатся требования по размещению стрелок, формату всех элементов, содержанию информационной рамки к IDEF0 диаграмме и пр. Поскольку деятельность компании – это сложная многоуровневая система действий, то схем получается всегда много, и необходима однозначная систематизация и навигация по всем элементам модели. Сейчас это делают в основном компьютерные системы, поддерживающие моделирование в данной нотации. На территории России наиболее известными и доступными на сегодня являются системы AllFusion Process Modeler и Business Studio. Обзору этих систем я планирую посвятить отдельные статьи.

Функциональный блок

Центральным элементом модели IDEF0 является функция , которая на схеме отображается в виде функционального блока – прямоугольника, внутри которого указано действие в форме отглагольного существительного. Действие может быть очень разным по масштабу – от деятельности компании вообще и до конкретной манипуляции в частности. Примеры: «Производство и продажа керамической посуды» и «Нанесение рисунка на изделие».

Обязательные элементы функционального блока в IDEF0

Независимо от масштаба действий все функции отображаются единообразно и обязательно содержат 4 ключевых потока, которые жестко закреплены за сторонами функционального блока:

слева – входы или используемые ресурсы для выполнения функции;
справа – выходы или результаты выполнения функции;
сверху – управляющие воздействия, которые определяют, как и сколько нужно произвести результатов;
снизу – механизмы, которые отражают, кто и с помощью чего должен выполнить эту работу.

Такой подход позволяет немного сэкономить на пояснениях в схемах и добиться однозначности в отображении потоков, что придает стройности всей модели.

Для построения функциональной модели методология IDEF0 требует соблюдать следующие правила.

Входы – это ресурсы, которые переносят свою стоимость в выходы полностью, то есть расходуются на создание результата полностью, а механизмы – это ресурсы, которые переносят свою стоимость только частично (оборудование – через амортизацию, а люди – через заработную плату).
Управление – это необходимый элемент модели, так как он привязывает все действия к системе регламентов компании, четко обозначая, какие правила и требования должны быть соблюдены в процессе выполнения функции. Часто к этому потоку относятся формально, но при этом схема теряет строгость, а иногда даже смысл.
У каждого функционального блока должна быть как минимум одна стрелка с каждой стороны (так как не может быть работы без ресурсов или результатов, а также неполной будет инструкция без исполнителя или инструкции).

Рассмотренная схема является «кирпичиком» подхода IDEF0. Функциональное моделирование предполагает постепенный переход от общего к частному за счет декомпозиции. Декомпозиция – это «углубление» в рассматриваемую функцию, разделение ее на более мелкие функции. При этом, когда функция верхнего уровня представлена обобщенно и после декомпозирована, ее уместно уже назвать процессом.

Контекстная диаграмма

На самом верхнем уровне компания представляется как «черный ящик», в котором происходит некая деятельность, переводящая входы в выходы. Этот уровень принято называть «», то есть схема, описывающая контекст деятельности компании. Дополнительно на контекстной диаграмме отображаются ключевые характеристики всей модели.

Цель – конкретная формулировка назначения модели, по которой можно сверять в дальнейшем точность построения модели.
Точка зрения – от чьего лица строится модель, так как модель зависима всегда от ее автора и фокуса внимания. Если мы строим общую модель предприятия, то обычно она представляется с точки зрения его директора.
Тип модели – это указание на то, какая информация отображена на схемах. Здесь может быть 2 принципиальных варианта: AS IS («как есть») или TO BE («как будет»). Такое разделение необходимо, так как мы можем строить модели как для анализа деятельности, так и для ее трансформации. Мы должны четко отдавать себе отчет в том, что мы делаем, а также доносить эту информацию до окружающих.

Таким образом, контекстная диаграмма содержит в самом обобщенном виде описание деятельности компании, которую пронизывают потоки, связывающие компанию с внешним миром. Думаю, на них тоже следует остановиться немного поподробнее.

Основные потоки

Опыт показал, что, несмотря на кажущуюся простоту и формальность этого уровня, на нем часто приходится подолгу задерживаться, так как здесь должны быть отражены все значимые для собственника и рынка результаты. Ошибка может привести к созданию моделей, не выполняющих поставленные перед бизнесом задачи. Чтобы проверить, что значимые потоки отражены, убедитесь, что на вашей схеме присутствуют все 4 основные вида потоков.

Материальный: материалы и комплектующие на входе и готовая продукция на выходе.
Клиентский: потенциальный клиент на входе и удовлетворенный на выходе.
Финансовый: на входе это обычно инвестиции, платежи клиентов (выручка), кредиты и прочие доходы; на выходе – это платежи поставщикам, налоги, платежи по кредитам и прибыль.
Информационный: на входе это все потоки информации о внешней среде (состояние рынка, поведение конкурентов, технологические инновации и пр.), а на выходе – это поток информации, которую компания сообщает о себе миру (вся рекламная информация, а так же все виды отчетности перед контролирующими органами).

Обратите внимание, что компания – это открытая система, и в ней ничего не возникает и не исчезает. Компания способна только преобразовывать входящие потоки в выходящие, и если она это делает хорошо, то появляется дополнительный денежный поток (прибыль), отражающий в каком-то смысле качество работы всей системы.

(нажмите для увеличения)

Хорошо, если вы выделите каждый из этих типов потоков своим цветом, чтобы можно было легко различить движение ресурсов и не пропустить важные моменты. Например, часто можно наблюдать отсутствие клиента в потоках компании, поэтому и работа с ним строится по остаточному принципу – клиент часто чувствует себя помехой для сотрудников компании, задачи которого сфокусированы на обработке потока документов.

Стрелки управления могут быть представлены только 1 видом потока – информационным, который можно разбить на 2 подвида. Первый – это документы, такие как:

законы и нормы;
приказы, распоряжения;
инструкции и регламенты;
планы;
конструкторская документация и пр.

Второй – это недокументированная информация, к которой чаше всего относятся требования собственников.

И, наконец, механизмы – здесь только 2 вида потоков: оборудование (материальный) и исполнители (подразделения и люди). Здесь не может быть документов, как и не может быть людей на стрелках управления!

Для навигации в модели предусмотрена сквозная нумерация. Контекстная диаграмма нумеруется «А-0». В дальнейшем каждый функциональный блок получает свой номер, какой бы глубокой ни была декомпозиция.

Декомпозиция

После проработки потоков контекстной диаграммы можем перейти к декомпозиции. Переходя на уровень ниже, как бы открывая «черный ящик», мы сначала видим чистый лист со стрелками, которые были присоединены к функциональному блоку.

(нажмите для увеличения)

И вот здесь уже начинается собственно функциональное моделирование – мы должны понять, какой набор действий может связать эти потоки и обеспечить выполнение всех требований. Сложность состоит в том, что действий в компании очень много, а на схеме мы имеем право отобразить не более 9 функций, иначе схема станет нечитабельной и соответственно бесполезной.

Не всегда просто скомпоновать сложную деятельность так, чтобы она осталась наглядной, читабельной и при этом полной. Чаще всего прибегают при этом к разделению всего многообразия процессов на основные крупные блоки, наиболее значимыми из которых являются следующие.

Создание продукта (результата).
Продвижение и продажа – работа с клиентским потоком.
Обеспечение деятельности по созданию продукта – вторичные процессы, которые необходимы для соблюдения государственных требований или удобства работы (кадровый и бухгалтерский учет, транспортное обслуживание, уборка помещений и прочее).
Создание потоков управления – деятельность по разработке управленческих решений, которые будут определять требования ко всем процессам компании.

На рисунке ниже представлена диаграмма декомпозиции нашего примера.

(нажмите для увеличения)

На диаграмме процессы должны быть расположены по диагонали – это называется принципом доминирования , который подразумевает расположение функциональных блоков слева направо и сверху вниз – по степени важности или в хронологическом порядке. Так же происходит и нумерация блоков.

Дальнейшая работа над моделью аналогична первому шагу – проводится декомпозиция каждого функционального блока первого уровня. Нумерация блоков будет содержать при этом номер первого уровня: А1.1 … А1.n, A2.1 … A2.n и т.д.

Выводы об актуальности нотации

В рамках данной статьи удалось отобразить только основные понятия IDEF0-нотации на коротком примере IDEF0, по которым, конечно, сложно судить о методологии в целом. Но достаточно большой опыт использования данной нотации на практике позволяет мне сделать следующие выводы.

Модель обладает хорошим визуализирующим потенциалом, но, на мой взгляд, большее ее значение – в дисциплинирующем эффекте. Заложенные в методологию правила и ограничения заставляют выработать системное и строгое отношение к моделям, что очень хорошо сказывается на качестве конечного результата.
Модель позволяет выстроить потоки связи между внешне не сильно связанными вещами: связать подсистемы фронт и бэк-офисов с управлением, что гораздо хуже удается другим нотациям.
Подход прост и понятен для большинства участников проекта. Построение и чтение диаграмм в данной нотации ограничивается только желанием вникать в хитросплетение потоков бизнеса.

Некоторые из названных аргументов заставляют думать, что данный подход является лучшим и единственным для полного моделирования деятельности. Но не нужно забывать, что функциональная модель рассчитана только для верхнего уровня моделирования. Использование нотации IDEF0 для проектирования работы на уровне исполнителей ведет к тому, что схемы получаются чисто иллюстративными и на их основе невозможно построить толковый регламент, так как они не содержат:

конкретизации событий запуска и остановки процесса;
условий перехода от одних действий к другим;
возможности наглядно отобразить все ресурсы и исполнителей без перегрузки схемы стрелками.

Поэтому если пользоваться данной нотацией для тех задач, для которых она предназначена (структурирование деятельности верхнего уровня), то IDEF0 практически единственная на сегодня нотация, которая позволяет сделать это содержательно и аккуратно.

В проектном управлении этот стандарт моделирования наиболее применим там, где нужно связать наглядными потоками разные проекты или процессы. Графическая модель при этом позволит более рационально распределить ответственность и ресурсы по задачам. Логика выполнения задач проекта, отраженная на схемах, поможет подготовить более качественный календарный план в виде диаграммы Ганта.

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

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

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

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

Классификация входов и выходов работ

Стандарт предлагает следующую типизацию входов работ:

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

Основные элементы диаграммы:

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

Элемент	Графическое отображение и значение	Требования к оформлению
Функциональный блок	Изображается в виде прямоугольника. Представляют функции, определяемые как деятельность, процесс, операция, действие или преобразование.	1. Должен иметь уникальный идентификационный номер в правом нижнем углу; 2. Название должно быть в отглагольном наклонении.
Интерфейсная дуга (стрелка, дуга)	Изображается в виде однонаправленной стрелки. Представляют данные или материальные объекты, связанные с функциями.	1.Должна иметь уникальное наименование. 2.Наименование должно быть оборотом существительного. 3.Началом и концом дуги могут быть только функциональные блоки. 4.Источником может быть только выходная сторона блока, а приемником любая из трех оставшихся.

IDEF0 — модель:

Модель включает следующие документы, которые ссылаются друг на друга:

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

Например, для управляющей интерфейсной дуги «распоряжение об оплате» глоссарий может содержать перечень полей соответствующего дуге документа, необходимый набор виз и т.д.

Принцип декомпозиции при построении модели бизнес процессов

1. Контекстная диаграмма: цель и точка зрения

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

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

2. Детализация

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

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

Для достижения структурной целостности модели, используются следующие правила:

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

Принцип туннелирования

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

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

Принцип ограничения сложности

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

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

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

Количественный анализ диаграмм: коэффициент сбалансированности и оценка имен

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

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

Коэффициент сбалансированности

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

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

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

Введем коэффициент сбалансированности диаграммы:

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

Оценка имен

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

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.