ORIENTSOFT. Функциональное моделирование на базе стандарта IDEF0
Подождите немного. Документ загружается.
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
11
Синтаксис графического языка IDEF0
IDEF0 является иерархически организованной совокупностью диаграмм. При этом,
каждый блок диаграммы может рассматриваться как отдельный тщательно определенный
объект. Разделение такого объекта на его структурные части (блоки и дуги) называется
декомпозицией.
При декомпозиции на каждом уровне формируются формальные границы некоторой
части целой системы, которая в данный момент описывается. При этом, блок и
его касающиеся
его дуги описывают содержание этой границы.
Идентификация декомпозиций номерами узлов
IDEF0 модели в процессе структурной декомпозиции развиваются сверху вниз. При
этом, название диаграммы потомка совпадает с именем функции декомпозируемого блока.
Каждая диаграмма в рамках модели, как и каждый функциональный блок имеют свою
уникальную идентификацию. При этом номер диаграммы декомпозиции
совпадает с номером
блока на родительской диаграмме. Диаграмма верхнего уровня имеет номер А-0 и содержит
единственный блок А0. Блоки на диаграмме А0 имеют нумерацию А1, А2... А6, где буква А
обозначает Activity (функция).
Например, второй блок на диаграмме, являющейся декомпозицией блока А3 на
диаграмме А0 будет иметь обозначение А32. Обозначение А323 говорит
о том, что блок,
имеющий такой номер является третьим на диаграмме декомпозиции блока А32.
Связывание диаграмм декомпозиций с помощью С-номеров
При создании диаграмм, они нумеруются автором с помощь уникальных С-номеров. Это
необходимо, поскольку в процессе разработки, диаграммы многократно модифицируются и
изменяются. Чтобы обеспечить управление версиями диаграмм и наличие
в модели именно тех
вариантов, которые планировались, используют C-номера.
При внесении изменений и перерисовке диаграммы, автор изменяет C-номер диаграммы,
указывая старый номер в скобках, для того, чтобы сохранить преемственность и иметь
возможность обратиться при необходимости к исходной диаграмме.
Коды ICOM
Принятая в IDEF0 система обозначений для дуг позволяет аналитику за счет
использования ICOM кодов точно
определять и проверять связи по дугам между диаграммами.
Схема кодирования ICOM получила название по первым буквам английских слов Input
(Вход), Control (Управление), Output (Выход), Mechanism (Механизм).
При построении диаграммы следующего уровня, дуги, касающиеся декомпозируемого
блока, переносятся на диаграмму потомок в виде ICOM кодов I1..., C1..., O1..., M1... Таким
образом, после завершения работы на диаграммой ее внутренние дуги стыкуются с
внешними,
содержание которых может быть описана на более высоком уровне иерархии.
Диаграммы содержат блоки и дуги
Каждая диаграмма содержит блоки, изображающие функции моделируемой системы и
дуги, отражающие взаимодействия и взаимосвязи между блоками.
Функциональные блоки, представляют активную часть системы и именуются
глагольным оборотом (заготовить продукты). На диаграммах изображаются прямоугольником и
прорисовываются
сплошными линиями. Размер блока должен быть достаточным для того,
чтобы в нем поместилось имя функции.
Методология требует, чтобы на диаграмме было не более 6-и и не менее 3-х блоков. Это
обеспечивает наглядность и читабельность диаграмм, без ущерба сложности диаграмм и
описываемых систем.
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
12
Каждая сторона функционального блока имеет определенное назначение: левая сторона
предназначена для входов, верхняя для управления, правая для выходов и нижняя - для
механизмов.
Блоки на диаграмме размещаются по степени важности, как ее понимает автор диаграмм.
Под доминированием понимается влияние, которое один блок оказывает
на другие блоки
диаграммы. Так доминирующим блоком может быть либо первый из рассматриваемой
последовательности функций, либо планирующая или контролирующая функция. В левом
верхнем углу диаграммы располагается наиболее доминирующий блок, а в правом нижнем,
наименее доминирующий блок.
Дуги изображают объекты и выражаются существительным или существительным с
определением. На диаграммах они изображаются одинарными
линиями со стрелкой на конце.
Дуги изображают интерфейсы между функциями объекта анализа, а также между
объектом анализа и внешней средой.
На функциональных диаграммах IDEF0 дуги представляют множество объектов. Под
объектами понимаются как данные и информация, так и физические объекты (материалы,
изделия, машины, люди...). Метки, которые служат для обозначения объектов, описываемых
дугой располагаются как можно ближе к
стрелкам.
Между объектами и функциями на диаграммах возможны четыре вида отношений: вход,
управление, выход, механизм. Стороны блока графически сортируют объекты, изображаемые
касающимися дугами.
Существует пять типов взаимосвязей между блоками.
Взаимосвязь по управлению – когда выход одного блока влияет на выполнение функции
в другом блоке.
A
21
A
22
Взаимосвязь по входу – когда выход одного Блока является входом для другого.
A
21
A
22
Обратная связь по управлению – когда выходы из одной функции влияют на выполнение
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
13
других функций.
Обратная связь по входу – когда выход из одной функции является входом для другой
функции, выход которой является для него входом.
A
21
A
22
Взаимосвязь “выход-механизм” – когда выход одной функции является механизмом для
другой.
A21
A22
Как правило, дуга на диаграмме представляет не один объект, а целый набор объектов,
который описывается при декомпозиции диаграмм. Для описания ситуации, когда дуга является
набором объектов на диаграммах используют ветвление и слияние дуг.
Разветвления дуг, изображаемые в виде расходящихся линий показывают, что все
содержимое дуг или его часть может появиться в каждом ветвлении дуги. Дуга всегда
помечается до разветвления, чтобы дать имя всему набору объектов. Каждая ветвь дуги может
быть помечена или нет в соответствии со следующими правилами:
• непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в
метке дуги до развилки;
• ветви, помеченные после развилки содержат все объекты или их часть указанные в метке
перед развилкой (каждая метка уточняет, что именно содержит ветвь).
Слияние дуг, изображаемое как сходящиеся линии показывает, что содержание каждой
ветви формирует дугу, являющуюся результатом слияния. После слияния, дуга всегда
помечается, чтобы указать имя нового набора объектов. Каждая ветвь перед слиянием может
помечаться или не помечаться в соответствии со следующими правилами:
• непомеченные ветви содержат все объекты, указанные в общей метке после слияния
;
• помеченные пред слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в
общей метке после слияния (метка ветви четко указывает, что содержит ветвь).
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
14
Дуга вызова используется когда одна детализирующая диаграмма при определенных
условиях может использоваться в нескольких местах модели или находиться в другой модели.
А 34
MT/A42
В этом случае, нижняя стрелка, направленная вниз, показывает, где находиться
детализирующая диаграмма.
Показанная на рисунке дуга вызова показывает, что блок А34 детализирован в модели
MT на диаграмме А42.
Туннельные дуги означают, что данные, выраженные этими дугами не рассматриваются
на соответствующем уровне детализации.
Дуга, помещенная в туннель в месте присоединения к блоку, означает, что данные,
выраженные ею, не будут рассматриваться на диаграмме-потомке.
Дуга, помещаемая в туннель на свободном конце, означает, что данные, выраженные ею,
не относятся к родительском блоку и
на ней не описываются.
A
31
Ìåòêà
Дуги на диаграммах отражают не последовательность действий (временные
зависимости), а отношения между блоками, которые не зависят от потенциального следования.
Если при построении дуги,
возникают сомнения в ее необходимости, лучше оставить
дугу на диаграмме. Если автор не изобразит дугу при первом наброске, он рискует сделать
ошибочный пропуск. Поскольку диаграммы всегда проверяются другими специалистами
(Рецензировать, Обсудить и принять), они смогут исправить лишнюю дугу, но никто не
сможет обнаружить отсутствующую.
Не стоит пытаться отразить каждый объект в виде
отдельной дуги. Дуги на диаграммах
представляют наборы объектов, которые постепенно уточняются при декомпозиции. В крайнем
случае можно дать определение новой дуги в глоссарии. (Глоссарий - упорядоченный по
алфавиту список объектов модели с пояснениями и комментариями. Служит для согласования
используемой терминологии и текстового уточнения описываемых данных и функций).
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
15
Соглашения по построению диаграмм
В процессе построения диаграмм автор должен оценивать степень сложности
строящейся диаграммы, вызванную необходимостью сохранять максимальную простоту и
понятность при расположении ее блоков и дуг. Соглашения, принятые по размещению
элементов IDEF0 диаграмм помогают создавать более читабельные, ясные и понятные
диаграммы, так же как конструкции структурного программирования позволяют писать более
читабельные программы.
При размещению блоков:
1. Блоки располагаются на диаграмме от левого верхнего угла листа до правого нижнего и
нумеруются в том же порядке.
A
31
A
32
A
33
2. Номер каждого блока располагается в нижнем правом углу внутри прямоугольника.
Стандартное расположение номеров позволяет их легко находить.
3. При декомпозиции блока (особенно при коллективной работе) снаружи правого нижнего
угла блока записывается C-номер диаграммы. При таком расположении его легко найти
и отследить связи с меняющимися в ходе рецензирования диаграммами.
A31
DAK0010
При размещению дуг:
1. Дуги чертятся только по горизонтали и вертикали. Таким образом блоки визуально
воспринимаются как точки сбора дуг, которыми блоки по сути являются. Это помогает
также проследить за направлением дуг.
2. Блоки всегда имеют дуги управления, хотя могут и не иметь входных дуг. Дуги
управления накладывают ограничения и включают/выключают действие
функций
системы (без них система работать не может).
3. Если обрабатываемые функцией данные служат и в качестве входа и для управления,
вычерчивается только дуга управления. Это уменьшает сложность общей картины и
делает очевидным управляющий характер данных.
4. По возможности необходимо максимально увеличивать расстояние между
параллельными дугами, оставляя больше места для меток
. Это также помогает зрительно
определять количество дуг и прослеживать их пути.
5. Стремитесь максимально увеличить расстояние между блоками и поворотами дуг, а
также между пересечениями последних, чтобы облегчить процесс чтения диаграмм и
снизить количество ошибок при чтении диаграмм.
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
16
A11
A12
6. Объединение дуг, источники которых не выделены на диаграмме позволяют графически
подчеркнуть единый источник исходных данных.
A
11
A
12
7. Циклические обратные связи для одного и того же блока изображают только для того,
чтобы подчеркнуть ее важность. Обычно циклические обратные связи указывают на
диаграмме потомке.
При размещению блоков и дуг
1. Объединяйте дуги с общим источником или с общим приемником, если они
представляют связанные данные. Общее название лучше описывает суть данных.
A
11
A
12
2. По возможности (когда природа данных не слишком разнородна) минимизируйте число
дуг, касающихся каждой стороны блока.
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
17
A
11
A
12
A
13
3. Обратные связи по управлению рисуются "вверх и над". Это позволяет показать
ограничивающие обратные связи при минимальном количестве линий и указать на их
характер.
A
11
A
12
4. Обратные связи по входу рисуйте "вниз и под". Это позволяет показать обратные потоки
данных при минимальном количестве линий и подчеркнуть их характер.
A
11
A
12
5. По возможности присоединяйте дуги к блокам в одной и той же ICOM-позиции.
Соединения дуг в этом случае будут согласованы (это также упростит чтение диаграмм).
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
18
A11
A12
A13
6. При соединении блоков избегайте пересечения дуг.
A
11
A
12
A
13
7. Минимизируйте число петель и поворотов каждой дуги. Это также упростит диаграмму
и повысит ее читабельность.
A11
A12
A13
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
19
Процесс функционального моделирования
Эффективное моделирование с использованием стандарта IDEF0 для получения
результатов в соответствии со сроками и бюджетом должно представлять собой процесс, в ходе
которого координируется работа экспертов, авторов, читателей и тех, кто принимает
окончательную версию модели системы.
В процессе моделирования с использованием стандарта IDEF0 можно выделить
следующие основные этапы:
• подготовка (цель: облегчить сбор информации
и сократить издержки на этом этапе работ)
• выбор цели модели (создание руководства пользователя)
• выбор точки зрения, с которой будет представлена модель (например, мастер,
рабочий, директор)
• выбор типа создаваемой модели (например модель потокового процесса)
• определение предполагаемого использования построенной и проверенной модели
(проведение обучения)
• сбор информации
•
создание диаграмм модели
• согласование и утверждение моделей
• использование моделей
Подготовка
На самом раннем этапе моделирования перед началом разработки модели необходимо
определить ее направленность: контекст, точку зрения и цель.
Контекст определяет объект модели как часть целого. Он очерчивает границы модели с
ее внешним окружением посредством описания внешних интерфейсов
1
.
Точка зрения специфицирует, что можно "увидеть" в контексте и под каким "углом".
Она определяет позицию автора как наблюдателя системы или ее элемента и выбирается таким
образом, чтобы получить максимально полезную информацию из разрабатываемой модели.
Цель определяет назначение модели или обеспечиваемых ею взаимодействий. Она
воплощает причину, по которой модель создана.
Каждая модель
представляет только одну точку зрения.
Одна модель преследует только одну цель с определенной точки зрения.
Выбор цели осуществляется с учетом тех вопросов, на которые должна ответить модель.
Выбор точки зрения — в соответствии с выбранной позицией ответа на поставленные
вопросы.
Составление списка данных
Списки объектов моделируемой системы (процесса), принято называть списками
данных. В IDEF0 моделировании термин "данные" употребляется как синоним слова "объект".
Составление списка функций
Составление списка функций проводиться на основании списка данных. Необходимо
помнить, что несколько различных типов данных могут быть использованы при реализации
одной функции.
1
INTEGRATED COMPUTER – AIDED MANUFACTURING (ICAM). ARCHITECTURE PART II. VOULME IV – FUNCTION
MODELLING MANUAL (IDEF0). SoftTech, Inc. 460 Totten Road, Waltham, MA 02154. June 1981. (русская редакция стандарта по методологии
IDEF0 подготовлена в 1993 г. и распространяется компанией МетаТехнология).
Функциональное моделирование на базе
стандарта IDEF0. Учебный курс.
20
При составлении списка функций необходимо постоянно оценивать предлагаемые
функции с позиции выбранных цели и точки зрения. После составления списка функций они
группируются в 3-6 функциональных группы.
Построение диаграммы А0
Построение модели лучше начинать с уровня А0. Функции, являющиеся именами
группировок, полученных на предыдущем этапе, и будут блоками:
1. Следует расположить блоки на странице. Оценить, какой из блоков будет доминантным, и
расположить его в левом верхнем углу. Следующие блоки необходимо располагать по
степени их доминирования.
2. Нарисовать основные дуги, представляющие
ограничения модели. Начинать имеет смысл с
входных дуг и дуг управления.
3. Нарисовать внешние дуги. Т.е. те дуги, которые представляют объекты и данные,
необходимые для выполнения функций. Внешним дугам необходимо присвоить ICOM
коды.
4. Нарисовать все оставшиеся дуги и присвоить им метки:
а) нарисовать оставшиеся ограничения, действующие между блоками;
б) нарисовать
основной поток данных (объектов);
в) уточнить обратные связи в потоках данных (объектов), вызываемые исправительными
функциями, направленными на устранение брака.
Этот этап построения модели, даже при наличии автоматизированных систем
выполняется, как правило, сначала на черновике вручную.
На практике, невозможно нарисовать диаграмму сразу набело. В процессе работы с
черновиком, ситуация проясняется.
Обобщение диаграммы А0
После построения диаграммы А0, необходимо обобщить ее в диаграмму А-0 (А минус
ноль). На этом этапе еще раз проверяется соответствие модели целям и уточняются
формулировки.
Диаграмма А-0 выполняет следующие функции:
• Объявляет общую функцию всего объекта анализа.
• Определяет множество основных типов или наборов данных, которые используются или
производится объектом моделирования
.
• Определяет взаимоотношение между основными типами данных, проводя их разграничение.
Резюме
• Во время обобщения дуги нередко объединяются, а их метки уточняются.
• Построение диаграммы А-0 завершает начальный этап моделирования.
• Несмотря на ограниченное количество описанных деталей диаграммы А-0 и А0 отражают
все основные входы, управления, механизмы, выходы и функции объекта моделирования.
Сбор информации
Построение модели с использованием стандарта IDEF0 невозможно без информации об
объекте моделирования. Полнота и объективность информация, как правило, определяют
необходимые условия для построения адекватной и корректной модели. Информация может
быть получена из следующих источников:
• чтение документов