Функциональные модели — это… Что такое Функциональные модели?

Наиболее популярная нотация моделирования бизнес-процессов, основанная на методологии структурного анализа SADT. Методология IDEF0 — это методология моделирования, позволяющая создать функциональную модель, отображающую структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, связывающие эти функции (на рисунке представлена графическая диаграмма в нотации IDEF0 — пример реализован в системе Business Studio). Бизнес-процессы в нотации IDEF0 представляются в форме прямоугольника, а стрелки отражают связь с другими процессами и внешней средой. Особенностью нотации является:

Возможность декомпозировать процессы на подпроцессы и, таким образом, строить иерархические модели бизнес-процессов.

Выделение четыре типов стрелок: три типа входов — вход, управление и механизм (это позволяет более гибко описывать логику использования входов в процессе в целях последующего анализа), и выход.

Нотация IDEF0 используется для создания верхнего уровня модели бизнес-процессов. Построение IDEF0-диаграммы верхнего уровня обеспечивает наиболее общее или абстрактное описание объекта моделирования. На нижнем уровне  для описания алгоритма (сценария) выполнения процесса допустимо сменить стандарт IDEF0 на нотацию Процесс, Процедура, EPC или BPMN 2.0.

Методология функционального моделирования IDEF0 (http://www.businessstudio.ru/files/idef0rus.pdf)

Описание нотаций IDEF0 и IDEF3

Нотация IDEF0 была разработана на основе методологии структурного анализа и проектирования SADT, утверждена в качестве стандарта США и успешно эксплуатируется во многих проектах, связанных с описанием деятельности предприятий. IDEF0 получила чрезвычайно широкое распространение и является, в частности, стандартом в таких международных организациях, как НАТО и МВФ. Нотация IDEF3 была разработана с целью более удобного описания рабочих процессов (Workflow), для которых важно отразить логическую последовательность выполнения процедур. Объекты нотаций IDEF0 и IDEF3 показаны в табл. 2 и 3.

Таблица 2. Объекты нотации IDEF0

Таблица 3. Объекты нотации IDEF3

Семантика построения моделей IDEF0 и IDEF3 предполагает соблюдение четких правил. Полное описание стандартов IDEF можно найти на сайте http://www.idef.com/.

Пример описания бизнес-процесса в нотации IDEF0 показан на рис. 1.

Одной из особенностей описания процессов в нотации IDEF0 является четкое выявление достоинств и недостатков бизнес-процессов. Работы на диаграмме IDEF0 располагаются в порядке доминирования — с левого верхнего угла диаграммы в правый нижний. В левом верхнем углу размещается либо самая важная работа, либо работа, выполняемая первой. Стрелки связывают работы, при этом различается пять типов связей.

Стрелка, направленная с выхода вышестоящей работы на вход или управление нижестоящей, является прямой связью; стрелка, направленная с выхода нижестоящей работы на вход или управление вышестоящей, является обратной связью. Отсутствие обратных связей, работы без выхода или управления, дублирующиеся работы указывают на несовершенство бизнес-процессов.

На рис. 2 показан пример описания бизнес-процесса в нотации IDEF3.

Рис. 2. Пример описания бизнес-процесса в нотации IDEF3

В нотации IDEF3, так же как и в нотации ARIS eEPC, используются символы логики, отражающие ветвление процесса. Диаграмма в нотации IDEF3 позволяет представить процесс целиком, причем отслеживается последовательность выполнения операций и логика выполнения процесса [27].

Нотация IDEF3 предназначена для описания потоков работ (Work Flow Modeling). IDEF3 широко используется для создания моделей бизнес-процессов организации на нижнем уровне — при описании работ, выполняемых в подразделениях и на рабочих местах. Следует отметить, что нотация IDEF3 была взята за основу при создании методики описания процессов ARIS еЕРС — «расширенной цепочки процесса, управляемого событиями».

Основными графическими объектами модели, используемыми в IDEF3, являются четырехугольники и стрелки. Первые служат для описания функций (работ, процессов), вторые — для отражения в модели последовательности выполнения функций во времени либо последовательности выполнения функций, обусловленной потоком материальных ресурсов.

Для того чтобы избежать неоднозначности описания потоков работ, в нотации IDFE3 определены дополнительные объекты, служащие для отображения возможных вариантов ветвления и слияния потоков работ, реализующихся при определенных условиях. Указанные объекты являются логическими символами трех видов:

  1. логический оператор «И»;
  2. логический оператор «ИЛИ»;
  3. логический оператор — исключающее «ИЛИ».

В отличие от нотации IDEF0 в нотации IDEF3 стороны четырехугольника, изображающего функцию (работу, процесс), не используют для привязки входов различного типа. Более того, в четырехугольник может входить и выходить только одна стрелка. В противном случае правила построения диаграмм в IDEF3 будут нарушены.

При декомпозиции процессов в IDEF3 не происходит мигрирования и туннелирования стрелок. Аналитик должен сам заботиться о связности моделирования процесса и корректности декомпозиции.

Нотацию IDEF3 целесообразно применять в случае относительно простых процессов на нижнем уровне декомпозиции, т.е. процессов уровня рабочих мест. В этом случае схема процесса может служить основой для создания документов, регламентирующих работу исполнителей. Очевидно, что процесс в нотации IDEF3 является «плоским». При помощи этой нотации достаточно сложно создавать комбинированные модели, в которых бы сочетались описания потоков работ и процессы управления этими работами. Этот факт становится очевидным в особенности при сравнении описаний процессов в нотации IDEF3 и IDEF0.

Анализ требований

Средства структурного анализа

Для целœей моделирования систем вообще, и структурного анализа в частности, используются три группы средств, иллюстрирующих:

o функции, которые система должна выполнять;

o отношения между данными;

o зависящее от времени поведение системы (аспекты реального времени).

Соответственно во всœех методологиях структурного анализа используются три группы средств моделирования:1. диаграммы, иллюстрирующие функции, которые система должна выполнять, и связи между этими функциями. Для этой связи чаще всœего используются DFD (Data Plow Diagrams — диаграммы потоков данных совместно со словарями данных и специфи-кациями процессов или миниспецификациями) или SADT;2. диаграммы, моделирующие данные и их взаимосвязи (ERD, Entity-Relationship Diagrams — диаграммы "сущность-связь");3. диаграммы, моделирующие поведение системы исходя из времени (диаграммы потоков управления CFD, диаграммы переходов состояний и т.п.).Перечисленные средства дают полное описание системы независимо от того, является ли она существующей или разрабатываемой с нуля. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, строится логическая функциональная спецификация – подробное описание того, что должна делать система, освобожденное насколько это возможно от рассмотрения путей реализации. Это дает проектировщику четкое представление о конечных результатах, которые следует достигать.

На фазе анализа строится модель среды (Environmental Model). Построение модели среды включает:

o анализ поведения системы: определœение назначения ИС, построение начальной контекстной диаграммы потоков данных (DFD) и формирование матрицы списка событий (ELM), построение функциональных диаграмм;

o анализ данных: определœение состава потоков данных и построение диаграмм структур данных или схем данных (DSD), конструирование логической модели данных в виде ER-диаграммы.

Рассмотрим вопросы построения функциональных моделœей и логической модели данных.

Функциональные модели позволяют описать систему с точки зрения выполняемых ею функций. Подобные модели могут служить источником функциональных требований к проектируемой системе.

2.1.1. DFD – диаграммы потоков данных

Метод DFD основан на использовании трех взаимосвязанных спецификаций:

o диаграмм потоков данных

o словаря данных

o спецификации процессов

2.1.1.1. DFD – диаграммы потоков данных

Основной элемент структурного анализа – диаграмма потоков данных Диаграмма потоков данных – графическое средство для изображения информационных потоков и преобразований, которым подвергаются данные от входа к выходу системы.

Основными компонентами DFD которой являются различные потоки данных, которые переносят информацию от одной подсистемы к другой. Каждая из подсистем выполняет определœенные преобразования входного потока данных и передает результаты обработки информации в виде потоков данных для других подсистем. По этой причине DFD-модели удобно использовать для описания документооборота и обработки информации.

Для изображения DFD традиционно используются две различные нотации: Йодана и Гейна-Сарсона.


Читайте также

  • — ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ РАДИОСИСТЕМ

    Функциональные модели занимают промежуточное положение между системотехническими и схемотехническими моделями. Им присуща большая конкретность в представлении процесса функционирования радиосистемы по сравнению с системотехническими моделями, что позволяет с их…

    Методология моделирования IDEF0

    [читать подробнее].

  • — Структурные и функциональные модели объекта

    Функциональная модель – логико-графическое изображение состава и взаимосвязей функций изделия. ФМ составляется путем формирования функций и установления порядка их получения. Каждая функция имеет свой индекс, отражающий ее принадлежность к определенному уровню ФМ, и… [читать подробнее].

  • — Функциональные модели организации.

    Совокупность функций и определенные связи между ними называют функциональной моделью организации или функциональной организацией [55]. Основными способами отображения функциональных аспектов организации являются: — многоуровневое представление функций системы… [читать подробнее].

  • IDEF0 Diagram Software — Create IDEF0 diagrams rapidly with examples and templates.

    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.

    Актуально ли на сегодня моделирование в IDEF0?

    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.

    IDEF0 diagram 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.

    Free Download IDEF0 Software and View All Examples

    IDEF0 Software for WindowsMac VersionLinux Version

    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:

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

    IDEF0 Diagram Shapes

    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

    1. Understanding — modeling helps discover the nature of the business being modeled; that is, what is being done in the business.
    2. Communication — once understanding has been reached, the nature of the business processes can be documented and these documents easily communicated.
    3. Enlightenment — modeling helps to uncover anomalies, redundancies deficiencies and inefficiencies in the existing (as-is) business process.
    4. Improvement — a model allows you to select deficient areas of the business and its processes and improve them.
    5. 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.

    The IDEF0 notation was standardized in 1993 by the National Institute of Standards and Technology of the United States Department of Commerce and is a public domain methodology. IDEF0 is a subset of the complete IDEF0 system modeling methodology which includes process and information modeling.

    There are a number of business process and information modeling notations around. Most of these are part of proprietary methodologies developed by consulting firms.

    IDEF0, being in the public domain, is dismantling the to the point where a model’s main purpose and communication can now be achieved.

    The modeling of the entire business and its processes is especially difficult because, even in small- and medium-sized businesses, business processes are complex and referred to as being of medium complexity. The IDEF0 method facilitates the modeling of the business as a complex system so it can be understood and improved.

    Business Process Modeling Using IDEF Diagrams

    IDEF (Integrated Definition) diagrams were introduced in 1981 as part of the Integrated Computer-Aided Manufacturing (ICAM) project. There are numerous IDEF methods, but two of them serve as the basis for business process models: the IDEF0 method that focuses on activity modeling and the IDEF3 method that accomplishes process description and can be used to rapidly generate discrete-event simulation model specifications (Mayer et al, 1998). The IDEF0 method is designed to model the decisions, actions, and activities of an organization or other system and is targeted to communicating and analyzing the functional perspective of a system (Mayer et al 1998).

    Perhaps the main strength of IDEF0 is its simplicity, as it uses only one notational construct, called the ICOM (Input-Control-Output-echanism). IDEF3 describes processes as ordered sequences of events or activities. As such, IDEF3 is a scenario-driven process flow modeling technique, based on the direct capture of precedence and causality relations between situations and events (Mayer et al 1998). The goal of an IDEF3 model is to provide a structured method for expressing the domain experts’ knowledge about how a particular system or organization works (as opposed to
    IDEF0, which is mainly concerned with what activities the organization performs). Similar to IDEF0, the main strength of IDEF3 is the simplicity of its notation, which relies on only one basic construct, called the UOB (Unit of Behavior).

    IDEF0 Diagrams Examples

    It’s easy to start IDEF flowchart from existing examples or templates. Right in the software, you can find well-built IDEF flowcharts that you can use.

    See also:

    IDEF0 Diagram Software for Linux — Easy and Effective

    IDEF2 Flowchart

    Data flow diagrams

    How to Design a Flowchart

    Flowchart Software Visio Alternative

    При соединении группируются два (или более) блока, чтобы формировать одиночный блок. Его цель состоит в том, чтобы объединить связанные функции в одну, более общую. Это устраняет преждевременную детализацию, которая размывает тему, представляемую на этом уровне.

    Разбиение это процесс деления одиночного блока на две (или более) части (эта процедура является обратной по отношению к соединению). Цель разбиения состоит в том, чтобы обеспечить большее количество деталей для правильного представления анализируемой темы.

    Далее анализируется получившееся множество функциональных блоков нельзя ли сделать имена более определенными. Специальные термины и сокращения следует использовать только в случае необходимости, чтобы способствовать связи с соответствующей аудиторией и только на нижних уровнях диаграмм, но не на самом высоком уровне (А-0 и АО). Все специальные термины следует детально описать в глоссарии.

    Создание интерфейсных дуг. Соединение интерфейсных дуг с каждым индивидуальным блоком показывается эскизно. Нужно подсоединить концы дуг, чтобы показать, какие из них входные и управляющие, а какие выходные [6, c. 107].

    Если дуга содержит и вход, и управление, то это показывается как управление. Часто тяжело определить, показывать дугу или нет. Самый простой способ решить этот вопрос заключается в следующем "когда есть сомнения, отбрасываем" (если это не управление). Если дуга действительно несущественна для главной "магистрали" диаграммы или имеются соответствующие сомнения, то правильнее будет не изображать ее. Неверно вычерченная сомнительная дуга будет вызывать постоянную угрозу ошибки.

    Нужно группировать соответствующие дуги, если это возможно. Наиболее типичная ошибка при создании дуг состоит в том, что структура или имена дуги слишком детализированы. Уровень детализации дуг должен соответствовать уровню детализации блоков. На верхних уровнях названия блоков и дуг должны быть как можно более обобщенными.

    В качестве последней проверки нужно сравнить все дуги со списком данных, чтобы убедиться, что присутствуют все необходимые элементы. Отсутствующие элементы либо не нужны для этого уровня детализации, либо их присутствие было пересмотрено при создании дуг.

    Основное правило для размещения дуг "дуги управляют и ограничивают, а не устанавливают последовательность". Даже если для достижения некоторого желательного конечного результата какие-то действия должны выполняться последовательно от этапа к этапу, нужно пытаться выразить требуемые управления или ограничения так, чтобы они были истинны, независимо от последовательности шагов, приводящих к результату. Дело в том, что все блоки могут быть активны одновременно, поэтому последовательность не имеет никакого значения.

    Не следует создавать хаос на диаграммах, используя большое количество информации и множество дуг. Не нужно тратить слишком много времени на один уровень. Не стоит стараться все выразить сразу. Нужно отнести подробности к подфункциям, для чего выполнить итерационные согласования между диаграммами высокого уровня и подфункциями для отображения подробностей [7, c. 22].

    3. 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 (рисунок 1) [3].

    Рисунок 1 – Принцип функциональной декомпозиции

    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.

    Методология IDEF-0

    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 [3].

    При определении главной бизнес-функции необходимо всегда иметь в виду 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 [3].

    Заключение

    IDEF0 используется для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, связывающие эти функции.

    Разработка модели в IDEF0 представляет собой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергают обсуждению, рецензированию и последующему редактированию, после чего цикл повторяется. Такая организация работы способствует оптимальному использованию знаний системного аналитика, владеющего методологией и техникой IDEF0, и знаний специалистов – экспертов в предметной области, к которой относится объект моделирования.

    IDEF0 — методология представляет собой четко формализованный подход к созданию функциональных моделей — структурных схем изучаемой системы. Схемы строятся по иерархическому принципу с необходимой степенью подробности и помогают разобраться в том, что происходит в изучаемой системе, какие функции в ней выполняются и в какие отношения вступают между собой и с окружающей средой ее функциональные блоки. Совокупность схем (IDEF0 — диаграмм) образует модель системы. Эта модель носит качественный, описательный, декларативный характер.

    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.

    Список литературы

    1. Р50.1.028-2001. Методология функционального моделирования. М.: Госстандарт России, 2001.

    2. Абдикеев Н.М. Реинжиниринг бизнес-процессов. Учебник — М.: ЭКСМО, 2005. – 578 с.

    3. Дворников А. IDEF0 как инструмент моделирования процессов // Авант Партнер, 2005. — № 22 (79)

    4. Методы и модели информационного менеджмента. Учебное пособие / Под ред. А.В. Кострова – М.: Финансы и статистика, 2007. – 336 с.

    5. Окулесский В.А. Функциональное моделирование – методологическая основа реализации процессного подхода. М.: НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика», 2001. – 247 с.

    6. Тельнов Ю.В. Реинжиниринг бизнес-процессов (Учебное пособие). / Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права. — М., 2003. – 199с.

    7. Функциональное моделирование на базе стандарта IDEF0. Учебный курс – Минск: 2002 – 35 с.


    ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
    перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта — спам опубликован не будет

    Хотите опубликовать свою статью или создать цикл из статей и лекций?
    Это очень просто – нужна только регистрация на сайте.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *