Структурный подход к моделированию методология idef0. Стандарт функционального моделирования IDEF0. Типы связей между процессами IDEF0

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

Целью методики является построение функциональной схемы исследуемой системы, описывающей все необходимые процессы с точностью, достаточной для однозначного моделирования деятельности системы.

В основе методологии лежат четыре основных понятия: функциональный блок, интерфейсная дуга, декомпозиция, глоссарий .

Функциональный блок (Activity Box) представляет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта название каждого функционального блока должно быть сформулировано в глагольном наклонении (например, "производить услуги"). На диаграмме функциональный блок изображается прямоугольником (Рис. 3.).

Каждая из четырех сторон функционального блока имеет свое определенное значение (роль), при этом:

Верхняя сторона имеет значение "Управление" (Control);

Левая сторона имеет значение "Вход" (Input);

Правая сторона имеет значение "Выход" (Output);

Нижняя сторона имеет значение "Механизм" (Mechanism).

Интерфейсная дуга (Arrow) отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию , представленную данным функциональным блоком. Интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками.

Рис. 3. - Функциональный блок

С помощью интерфейсных дуг отображают различные объекты, в той или иной степени определяющие процессы, происходящие в системе. Такими объектами могут быть элементы реального мира (детали, вагоны, сотрудники и т.д.) или потоки данных и информации (документы, данные, инструкции и т.д.).

В зависимости от того, к какой из сторон функционального блока подходит данная интерфейсная дуга, она носит название "входящей", "исходящей" или "управляющей".

Необходимо отметить, что любой функциональный блок по требованиям стандарта должен иметь, по крайней мере, одну управляющую интерфейсную дугу и одну исходящую. Это и понятно - каждый процесс должен происходить по каким-то правилам (отображаемым управляющей дугой) и должен выдавать некоторый результат (выходящая дуга), иначе его рассмотрение не имеет никакого смысла.

Обязательное наличие управляющих интерфейсных дуг является одним из главных отличий стандарта IDEF0 от других методологий классов DFD (Data Flow Diagram) и WFD (Work Flow Diagram).

Декомпозиция (Decomposition) является основным понятием стандарта IDEF0. Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции . При этом уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели.

Декомпозиция позволяет постепенно и структурировано представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой (Рис.4.).

Последним из понятий IDEF0 является глоссарий (Glossary). Для каждого из элементов IDEF0 — диаграмм, функциональных блоков, интерфейсных дуг — существующий стандарт подразумевает создание и поддержание набора соответствующих определений, ключевых слов, повествовательных изложений и т.д., которые характеризуют объект, отображенный данным элементом. Этот набор называется глоссарием и является описанием сущности данного элемента. Глоссарий гармонично дополняет наглядный графический язык, снабжая диаграммы необходимой дополнительной информацией.

Модель IDEF0 всегда начинается с представления системы как единого целого - одного функционального блока с интерфейсными дугами, простирающимися за пределы рассматриваемой области. Такая диаграмма с одним функциональным блоком называется контекстной диаграммой .

В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должна быть указана цель (Purpose) построения диаграммы в виде краткого описания и зафиксирована точка зрения.

Рис. 4. - Схема декомпозиции функциональных блоков модели

Определение и формализация цели разработки IDEF0-модели является крайне важным моментом. Фактически цель определяет соответствующие области в исследуемой системе, на которых необходимо фокусироваться в первую очередь.

Точка зрения определяет основное направление развития модели и уровень необходимой детализации .

Четкое фиксирование точки зрения позволяет разгрузить модель, отказавшись от детализации и исследования отдельных элементов, не являющихся необходимыми, исходя из выбранной точки зрения на систему. Правильный выбор точки зрения существенно сокращает временные затраты на построение конечной модели.

Выделение подпроцессов . В процессе декомпозиции функциональный блок, который в контекстной диаграмме отображает систему как единое целое, подвергается детализации на другой диаграмме. Получившаяся диаграмма второго уровня содержит функциональные блоки, отображающие главные подфункции функционального блока контекстной диаграммы, и называется дочерней (Child Diagram) по отношению к нему (каждый из функциональных блоков, принадлежащих дочерней диаграмме, соответственно называется дочерним блоком - Child Box).

В свою очередь, функциональный блок — предок называется родительским блоком по отношению к дочерней диаграмме (Parent Box), а диаграмма, к которой он принадлежит - родительской диаграммой (Parent Diagram). Каждая из подфункций дочерней диаграммы может быть далее детализирована путем аналогичной декомпозиции соответствующего ей функционального блока. В каждом случае декомпозиции функционального блока все интерфейсные дуги, входящие в данный блок или исходящие из него, фиксируются на дочерней диаграмме. Этим достигается структурная целостность IDEF0-модели.

Иногда отдельные интерфейсные дуги высшего уровня не имеет смысла продолжать рассматривать на диаграммах нижнего уровня, или наоборот — отдельные дуги нижнего отражать на диаграммах более высоких уровней - это будет только перегружать диаграммы и делать их сложными для восприятия. Для решения подобных задач в стандарте IDEF0 предусмотрено понятие туннелирования. Обозначение "туннеля" (Arrow Tunnel) в виде двух круглых скобок вокруг начала интерфейсной дуги обозначает, что эта дуга не была унаследована от функционального родительского блока и появилась (из "туннеля") только на этой диаграмме.

В свою очередь, такое же обозначение вокруг конца (стрелки) интерфейсной дуги в непосредственной близи от блока-приемника означает тот факт, что в дочерней по отношению к этому блоку диаграмме эта дуга отображаться и рассматриваться не будет. Чаще всего бывает, что отдельные объекты и соответствующие им интерфейсные дуги не рассматриваются на некоторых промежуточных уровнях иерархии, - в таком случае они сначала "погружаются в туннель", а затем при необходимости "возвращаются из туннеля".

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

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

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

Обычно процесс разработки является итеративным и состоит из следующих условных этапов : Создание модели группой специалистов, относящихся к различным сферам деятельности предприятия. Эта группа в терминах IDEF0 называется авторами (Authors). Построение первоначальной модели является динамическим процессом, в течение которого авторы опрашивают компетентных лиц о структуре различных процессов, создавая модели деятельности подразделений.

При этом их интересуют ответы на следующие вопросы:

Что поступает в подразделение "на входе"?

Какие функции и в какой последовательности выполняются в рамках подразделения?

Кто является ответственным за выполнение каждой из функций ?

Чем руководствуется исполнитель при выполнении каждой из функций ?

Что является результатом работы подразделения (на выходе)?

На основе имеющихся положений, документов и результатов опросов создается черновик (Model Draft) модели.

Распространение черновика для рассмотрения, согласований и комментариев. На этой стадии происходит обсуждение черновика модели с широким кругом компетентных лиц (в терминах IDEF0 — читателей) на предприятии. При этом каждая из диаграмм черновой модели письменно критикуется и комментируется, а затем передается автору. Автор, в свою очередь, также письменно соглашается с критикой или отвергает ее с изложением логики принятия решения и вновь возвращает откорректированный черновик для дальнейшего рассмотрения. Этот цикл продолжается до тех пор, пока авторы и читатели не придут к единому мнению.

Официальное утверждение модели. Утверждение согласованной модели происходит руководителем рабочей группы в том случае, если у авторов модели и читателей отсутствуют разногласия по поводу ее адекватности. Окончательная модель представляет собой согласованное представление о предприятии (системе) с заданной точки зрения и для заданной цели.

Наглядность графического языка IDEF0 делает модель вполне читаемой и для лиц, которые не принимали участия в проекте ее создания, а также эффективной для проведения показов и презентаций. В дальнейшем на базе построенной модели могут быть организованы новые проекты, нацеленные на производство изменений в модели.

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

Условные обозначения формата IDEF0 представлены в таблицах 2,3.

Таблица 2. - Графические символы нотации IDEF0

Таблица 3. - Графические символы нотации IDEF0

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

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

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

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

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

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

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

IDEF0 - методология функционального моделирования

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

Основные понятия IDEF0

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

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

Принципы моделирования в IDEF0

В IDEF0 реализованы три базовых принципа моделирования процессов:

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

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

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

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

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

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

Применение IDEF0

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Программные системы IDEF0

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

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

IDEF0 диаграммы строятся с помощью программы BPWin. Предназначены они для графического моделирования происходящих бизнес-процессов

О методологии IDEF0

Методология IDEF0 широко используется благодаря простой и понятной для понимания графической нотации, применение которой для построения модели очень удобное. Главное место в методологии отводится диаграммам. На диаграммах отображают функции системы посредством геометрических прямоугольников, а также имеющиеся связи между функциями и внешней средой. Связи отображаются с помощью стрелок. В этом можно убедиться, увидев, что предлагает IDEF0 диаграмма, примеры которой можно найти в данной статье.

Тот факт, что в моделировании используется всего два графических примитива, позволяет довольно быстро объяснить действующие правила взаимодействий IDEF0 тем людям, которые не имеют никакого представления об этом Посредством диаграмм IDEF0 подключение заказчика к происходящим процессам осуществляется более быстро благодаря использованию наглядного языка графики. Можно увидеть, что предлагает IDEF0 диаграмма, примеры которой представлены ниже.

Элементы, используемые для IDEF0

Как уже упоминалось, используется 2 типа геометрических примитивов: прямоугольники и стрелки. Прямоугольники обозначают определённые процессы, функции, работы или задачи, что имеют цели и ведут к обозначенному результату. Взаимодействие процессов между собой и внешней средой обозначается с помощью стрелок. В IDEF0 различают 5 различных типов стрелок.

Возможности использования IDEF0

Методологию IDEF0 можно применять для описи функционального аспекта любой информационной системы.

Типы связей между процессами IDEF0

В интересах модели создавать такие связи построений, чтобы внутренние связи были как можно сильней, а внешние - как можно слабей. Это сильная сторона моделирования с помощью IDEF0. Примеры диаграмм вы можете увидеть сами и убедиться в правдивости этих слов. Для облегчения установления связей подобные соединяются в модули. Между модулями устанавливаются внешние связи, а внутри модулей - внутренние. Различают несколько типов связей.

1. Иерархическая («часть» - «целое») связь.

2. Управляющая (регламентирующая, подчинённая):

2) обратная связь управления.

3. Функциональная или технологическая:

2) обратная входная.

3) потребительская;

4) логическая;

5) методическая или коллегиальная;

6) ресурсная;

7) информационная;

8) временная;

9) случайная.

Построение блоков и связей в диаграммах

Методология IDEF0 предоставляет целый ряд правил и рекомендаций по своему использованию и улучшению качества использования. Так, в диаграмме отображается один блок, на котором можно задать название системы, её назначение. К блоку или от блока ведёт 2-5 стрелок. Можно больше или меньше, но как минимум две стрелки необходимы для входа/выхода, а остальные для дополнительных работ и их указания на диаграмме. Если стрелок больше 5, следует задуматься об оптимальности построения модели, и нельзя ли сделать её ещё более детализированной.

Построение блоков в диаграммах декомпозиции

Количество блоков, которое будет на одной диаграмме, рекомендовано в численности 3-6. Если их меньше, то такие диаграммы вряд ли будут нести смысловую нагрузку. Если количество блоков будет огромным, то прочитать такую диаграмму будет весьма сложно, учитывая наличие ещё и дополнительных стрелок. Для улучшения восприятия информации размещать блоки рекомендуется сверху вниз и слева направо. Такое расположение позволит отразить логику исполнения последовательности процессов. А также стрелки будут создавать меньшую путаницу, обладая минимальным количеством пересечений друг с другом.

Если запуск определённой функции никак не контролируется, и процесс может быть запущен в произвольный момент, то такую ситуацию обозначают отсутствием стрелок, означающих управление и вход. Но наличие такой ситуации может говорить потенциальным партнерам об определенной нестабильности и необходимости внимательнее присмотреться к потенциальному партнеру.

Блок, у которого есть только стрелка входа, говорит о том, что процесс получает входные параметры, но управление и корректировка во время исполнения не происходят. Блок, у которого есть только стрелка управления, используется для обозначения работ, которые вызываются только по особому распоряжению управляющей системы. Они управляются и корректируются на всех своих этапах.

Но пример построения IDEF0 диаграммы может убедить, что наиболее полноценным и охватывающим типом является диаграмма со стрелками входа и управления.

Именование

Для улучшения визуального восприятия каждый блок и каждая стрелка должны иметь своё собственное имя, которое позволит идентифицировать их среди множества других блоков и стрелок. Так выглядят в IDEF0 примеры диаграмм. Информационная система, построенная с помощью них, позволит разобраться во всех недостатках и сложностях моделей.

Часто используется слияние стрелок, и встают вопросы об их именовании. Но слияние возможно только в случае передачи однородных данных, поэтому отдельные имена не нужны, хотя в программе BPWin их можно задать. Также, если происходит расхождение стрелок, то их можно отдельно наименовать, чтобы понимать, что за что отвечает.

Если после ветвления нет наименования, то считается, что имя точно такое, как было до ветвления. Так может быть, если два блока требуют одинаковую информацию. Контекстная диаграмма IDEF0, пример которой можно найти в данной статье, подтвердит эти слова.

Информация о стрелках

Стрелки, входящие и выходящие из одного блока при построении диаграммы композиции, должны отображаться на ней. Имена геометрических фигур, перенесённых на диаграмму, должны в точности повторять информацию высшего уровня. Если две стрелы параллельны относительно дуг друга (т.е. начинаются на грани одного процесса и заканчиваются обе на одной грани другого процесса), то возможно, для оптимизации модели их следует объединить и подобрать подходящее имя, что прекрасно отображается в IDEF0 (примеры диаграмм в Visio можно посмотреть).

Пример реализации методологии IDEF0 на конкретной модели

Вы уже узнали, что такое IDEF0 диаграмма, примеры и правила построения таких диаграмм частично увидели. Теперь следует обратиться и к практике. Для лучшего понимания объяснение будет идти не на какой-то «общей» модели, а на конкретном примере, который позволит лучше и полнее понять особенности работы с IDEF0 в программе BPWin.

В качестве примера выступит скорость движения поезда из точки А в точку Б. Необходимо принять во внимание, что поезд не может развивать скорость больше взятой за допустимую. Эта грань устанавливается на основе опыта эксплуатации и влияния составов на железнодорожном пути. Следует понимать, что целью состава является доставка пассажиров, которые, в свою очередь, заплатили, чтобы в безопасности и с комфортом добраться до пункта назначения. Полезна IDEF0 диаграмма, примеры которой можно найти в этой статье.

Исходной информацией выступают:

1. данные про линию путей;
2. паспорт всей дистанции;
3. план пути.

Управляющие данные:

1. Указание начальника, заведующего службой путей.
2. Сведения о существующем потоке передвижения составов.
3. Сведения о запланированных ремонтах, реконструкциях и изменении путей.

Результатом модели является:

1. Ограничение допустимых скоростей с указанием причины ограничения.
2. Допустимые скорости при движении на раздельных пунктах и во время перегона составов.

Когда построена контекстная диаграмма, она должна быть детализирована, и затем создана композитная диаграмма, которая будет диаграммой первого уровня. На ней будут изображены все основные функции системы. Методология и диаграмма IDEF0, для которой делается декомпозиция, именуется родительской. IDEF0 декомпозиции называют дочерней.

Заключение

После декомпозиции на первом уровне проводится декомпозиция второго уровня - и так до тех пор, пока дальнейшая декомпозиция не потеряет своего смысла. Всё это делается для получения максимально детализированной графической схемы происходящих и планируемых процессов. Это готовый пример IDEF0 диаграммы, по которому вы можете ориентироваться уже сейчас.

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.

1. 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).
2. 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.
3. 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.

1. Цель – конкретная формулировка назначения модели, по которой можно сверять в дальнейшем точность построения модели.
2. 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.
3. 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.

1. Материальный: материалы и комплектующие на входе и готовая продукция на выходе.
2. Клиентский: потенциальный клиент на входе и удовлетворенный на выходе.
3. Финансовый: на входе это обычно инвестиции, платежи клиентов (выручка), кредиты и прочие доходы; на выходе – это платежи поставщикам, налоги, платежи по кредитам и прибыль.
4. 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.

1. Создание продукта (результата).
2. Продвижение и продажа – работа с клиентским потоком.
3. 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).
4. 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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.

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.