7 Методология функционального моделирования IDEF0

Методология функционального моделирования IDEF0 — это технология описания системы в целом как множества взаимозависимых действий или функций. Важно отметить функциональную направленность: IDEF0-функции системы исследуются независимо от объектов, которые обеспечивают их выполнение. "Функциональная" точка зрения позволяет четко отделить аспекты назначения системы от аспектов ее физической реализации.

Синтаксис и семантика моделей IDEF0

IDEF0 сочетает в себе небольшую по объему графическую нотацию (она содержит только два обозначения: блоки и стрелки) со строгими четко определенными рекомендациями, предназначенными построения качественной и понятной модели системы. Методология IDEF0 в некоторой степени напоминает рекомендации, существующие в книгоиздательском деле: часто набор напечатанных IDEF0-моделей организуется в брошюру (называемую, в терминах IDEF0, комплект), имеющую содержание, глоссарий и другие элементы, характерные для законченной книги. Первый шаг при построении модели IDEF0 заключается в определении назначения модели — набора вопросов, на которые должна отвечать модель. Набор вопросов можно сравнить с предисловием, в котором раскрывается назначение книги.

Границы моделирования предназначены для обозначения ширины охвата предметной области и глубины детализации и являются логическим продолжением уже определенного назначения модели. Как читающий модель, так и непосредственно ее автор должны понимать степень детальности ответов на поставленные в назначении модели вопросы.

Следующим шагом указывается предполагаемая целевая аудитория, для нужд которой создается модель. Зачастую от этого зависит ревень детализации, с которым должна создаваться модель. Перед построением модели необходимо иметь представление о том, какие сведения о предмете моделирования уже известны, какие дополнительные материалы и/или техническая документация для понимания модели могут быть необходимы для целевой аудитории, какие язык и изложения являются наиболее подходящими. Под точкой зрения понимается перспектива, с которой наблюдалась система при построении модели. Точка зрения выбирается таким образом, чтобы учесть уже обозначенные границы моделирования и назначение модели. Однажды выбранная точка зрения остается неизменной для всех элементов модели. При необходимости могут быть созданы другие модели, отображающие систему с других точек зрения. Приведем несколько примеров точек зрения при построении моделей: клиент, поставщик, владелец, редактор.

Действие, обычно в IDEF0 называемое функцией, обрабатывает или переводит входные параметры (сырье, информацию и т.п.) в выходные. Поскольку модели IDEF0 моделируют систему как множество иерархических (вложенных) функций, в первую очередь должна быть определена функция, описывающая систему в целом - контекстная функция. Функции изображаются на диаграммах как поименованные прямоугольники или функциональные блоки. Имена функций в IDEF0 подбираются по сходным правилам наименования действий в IDEF3 — с использованием глаголов или отглагольных существительных. Важно подбирать имена так, чтобы они отражали систему с точки зрения, выбранной для моделирования.

Рисунок 5 - Функциональный блок IDEF0

 Пример функционального блока приведен на рисунке 5.

Выше мы определяли IDEF0-модели как иерархическое множество вложенных блоков. Любой блок может быть декомпозирован на составляющие его блоки. Декомпозицию часто ассоциируют с моделированием "сверху вниз", однако это не совсем верно. Функциональную декомпозицию корректнее определять как моделирование "снаружи внутрь", при котором мы рассматриваем систему наподобие луковицы, с которой последовательно снимаются слои.

Границы и связи. Описание любого блока должно как минимум включать описание объектов, которые блок создает в результате своей работы ("выхода") и объектов, которые блок потребляет или преобразует ("вход").

В IDEF0 также моделируются управление и механизмы исполнения. Под управлением понимаются объекты, воздействующие на способ, которым блок преобразует вход в выход. Механизм исполнения — объекты, которые непосредственно выполняют преобразование входа в выход, но остаются неизменными.

Для типизации категорий информации на IDEF0-диаграммах используется аббревиатура ICOM, означающая четыре возможных типа стрелок:

I (Input) — вход — то, что потребляется в ходе выполнения процесса;

С (Control) — управление — ограничения и инструкции, влияющие на ход выполнения процесса;

О (Output) — выход — то, что является результатом выполнения процесса;

М (Mechanism) — исполняющий механизм — то, что используется для выполнения процесса, но остается неизменным.

На рисунке 6 представлены четыре возможных типа стрелок в IDEF0, каждый из которых соединяется с определенной стороной функционального блока.

Рисунок 6 - Каждый тип стрелки соединяется с определенной стороной функционального блока

Для названия стрелок, как правило, употребляются имена существительные. Как и в случае с функциональными блоками, присвоение имен всем стрелкам на диаграмме является необходимым условием для понимания сути изображенного.

Стрелки входа. Вход представляет собой сырье или информацию, потребляемую или преобразуемую функциональным блоком для производства выхода. Стрелки входа всегда направлены в левую сторону прямоугольника, обозначающего в IDEF0 функциональный блок. Наличие входных стрелок на диаграмме не является обязательным, так как возможно, что некоторые блоки ничего не преобразуют и не изменяют.

Стрелки управления. Стрелки управления отвечают за регулирование того, как и когда выполняется функциональный блок. Так как управление контролирует поведение функционального блока для обеспечения создания желаемого выхода, каждый функциональный блок должен иметь как минимум одну стрелку управления. Стрелки управления всегда входят в функциональный блок сверху.

Управление часто существует в виде правил, инструкций, законов, политики, набора необходимых процедур или стандартов. Влияя на работу блока, оно само остается неизменным..

Стрелки выхода. Выход — это продукция или информация, получаемая в результате работы функционального блока. Каждый блок должен иметь как минимум один выход. Действие, которое не имеет никакого четко определяемого выхода, желательно не моделировать вообще.

Стрелки механизма исполнения. Механизмы являются ресурсом, который непосредственно исполняет моделируемое действие. С помощью механизмов исполнения могут моделироваться: ключевой персонал, техника и/или оборудование. Стрелки механизма исполнения могут отсутствовать, в случае если оказывается, что они не являются необходимыми для достижения поставленной цели моделирования.

Комбинированные стрелки. В IDEF0 существует пять основных видов комбинированных стрелок: выход — вход, выход — управление, выход — механизм исполнения, выход — обратная связь на управление и выход — обратная связь на вход.

Стрелка выход — вход применяется, когда один из блоков должен полностью завершить работу перед началом работы другого блока. Так, на рисунке 7 формирование счета должно предшествовать приему заказа.

Рисунок 7 - Комбинация стрелок выход — вход

 Стрелка выход — управление страдает ситуацию преобладания одного блока над другим, когда один блок управляет работой другого. На рисунке 8 принципы формирования инвестиционного портфеля влияют на поведение брокеров на бирже.

Рисунок 8 - Комбинированная стрелка выход — управление

 Стрелки выход — механизм исполнения встречаются реже и отражают ситуацию, когда выход одного функционального блока применяется в качестве инструментария для работы другого блока. Обратные связи на вход и на управление применяются в случаях, когда зависимые блоки формируют обратные связи для управляющих ими блоков.

Разъединение и соединение стрелок. Выход функционального блока может использоваться и нескольких других блоках. Фактически чуть ли не главная ценность IDEF0 заключается в том, что эта методология помогает выяснить взаимозависимости между блоками систем. Соответственно IDEF0 предусматривает как разъединение, так и соединение стрелок на диаграмме Разъединенные на несколько частей стрелки могут иметь наименования, отличающиеся от наименования исходной стрелки. Исходная и разъединенные (или объединенные) стрелки и совокупности называются связанными. Такая темника обычно применяется для того, чтобы отразить использование в процессе только части сырья или информации, обозначаемой исходной стрелкой (рис. 9). Аналогичный подход применяется по отношению к объединенным стрелкам.

Рисунок 9 - Разъединенная на две части и переименованная стрелка

 Построение моделей IDEF

Диаграммы. На рисунке 10 типовая IDEF0-диаграмма показала вместе с находящейся на ее полях служебной информацией, которая состоит из хорошо выделенных верхнего и нижнего колонтитулов (заголовка и "подвала"). Элементы заголовка используются для отслеживании процесса создания модели. Элементы "подвала" отображают наименование модели, к которой относится диаграмма, и показывают ее расположение относительно других диаграмм модели.

Рисунок 10 - IDEF0-диаграмма со служебной информацией на полях

 8 Методология ARIS. Построение ARIS-модели процесса

Модели в ARIS представляют собой графические схемы, отображающие соответствующие аспекты системы.

Элементами таких схем являются объекты, поддерживаемые ARIS. В качестве примеров объектов можно привести такие как "Функция", "Событие", "Структурное подразделение", "Документ" и т.п. Между объектами устанавливаются разнообразные связи. Так, между объектами "Функция" и "Структурное подразделение" могут быть установлены связи следующих видов:

·         выполняет;

·         принимает решение;

·         участвует в выполнении;

·         должен быть проинформирован о результатах;

·         консультирует исполнителей;

·         принимает результаты и т.п.

Каждому объекту соответствует установленный для объекта данного типа набор атрибутов, которые позволяют ввести дополнительную информацию о конкретном объекте. На следующих этапах введенные значения атрибутов могут использоваться при имитационном моделировании или для проведения стоимостного анализа.

Основными правилами оформления диаграмм моделей являются следующие:

·         связи между элементами диаграммы обозначаются стрелками;

·         количество элементов диаграммы не ограничено;

·         в ARIS нет декомпозиции элементов, но есть описание элемента моделью, поясняющей или раскрывающей его суть;

·         выполнение функции при описании процессов должно инициироваться каким-либо событием;

·         каждая функция может быть соединена только с одним событием, инициирующим её выполнение, и только с одним событием, которое порождается выполнением этой функции.

Таким образом, по результатам выполнения этого этапа возникает набор взаимосвязанных моделей, представляющих собой исходный материал для дальнейшего анализа. Пример такой модели приведен на рисунке.

Важной составляющей функциональных возможностей ARIS является сопровождение процесса проектирования и внедрения автоматизированной информационной системы. ARIS поддерживает три основные фазы жизненного цикла информационной системы - определение требований, разработка проектной спецификации, описание реализации. Если учитывать отечественные разработки по этому поводу, то можно отметить, что данные фазы соответствуют принятым в отечественной практике, согласно сборнику ГОСТов "Единая система программной документации", стадиям разработки программного продукта - разработка технического задания на систему, эскизный проект, технический проект.

Таким образом, методология ARIS позволяет осуществить комплексное исследование системы, создать ее формализованное описание, провести анализ полученных моделей, спроектировать информационную систему и описать ее реализацию. В этой методологии наиболее полно воплощаются базовые принципы системного подхода, требующего полного и всестороннего рассмотрения исследуемой системы. Можно с уверенностью сказать, что на сегодняшний день ARIS является одним из наиболее перспективных инструментов проектирования и анализа систем.

Основные блоки

Модели данной методологии строятся с помощью различных блоков (объектов), которые имеют свое уникальное обозначение и несут определенный тип информации. Часто используемые блоки и их описание приведено в таблице 2.