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

Символ	Изображение	Описание
Блок		Блок описывает процесс. Типичный блок показан на рис. 1. Внутри каждого блока помещается его имя и номер. Имя должно быть активным глаголом, глагольным оборотом или отглагольным существительным. Номер блока размещается в правом нижнем углу. Номера блоков используются для идентификации на диаграмме и в соответствующем тексте.
Стрелка		Стрелки обозначают входящие и исходящие из процесса объекты (данные). Каждая сторона функционального блока имеет стандартное значение с точки зрения связи блок-стрелка, В свою очередь, сторона блока, к которой присоединена стрелка, однозначно определяет ее роль. Стрелки, входящие в левую сторону блока - входы. Стрелки, входящие в блок сверху - управления. Стрелки, покидающие процесс справа - выходы, т.е. данные или материальные объекты, произведенные процессом. Стрелки, подключенные к нижней стороне блока, представляют механизмы.
Туннелированная стрелка		Туннелированные стрелки означают, что данные, обозначаемые этими стрелками, не рассматриваются на родительской диаграмме и/или на дочерней диаграмме. Стрелка, помещенная в туннель там, где она присоединяется к блоку, означает, что данные, выраженные этой стрелкой, не обязательны на следующем уровне декомпозиции. Стрелка, помещаемая в туннель на свободном конце означает, что выраженные ею данные отсутствуют на родительской диаграмме.
Внешняя ссылка		Внешняя ссылка - место, сущность или субъект, которые находятся за границами моделируемой системы. Используются для обозначения источника или приемника стрелки вне модели. На диаграммах Внешняя ссылка изображается в виде квадрата, рядом с которым показано наименование Внешней ссылки.
Междиаграммная ссылка		Элемент, обозначающий другую диаграмму. Служит для обозначения перехода стрелок на диаграмму другого бизнес-процесса без показа стрелки на вышележащей диаграмме (при использовании иерархических моделей).

Таблица 3. - Графические символы нотации IDEF0

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Курсовая работа

«Моделирование систем»

«Разработка модели предприятия тепличного хозяйства, используя методологии проектирования IDEF0, DFD и IDEF3»

1. Цель работы

2. Теоретическое введение

3. Описание предметной области

4. Описание BPwin

4.1 Принцип построения модели IDEF0

4.2 Принцип построения модели DFD

4.3 Принцип построения модели IDEF3

5. Моделирование

5.1 Модель тепличного хозяйства

5.2 Математическая модель

6. Сравнительный анализ

6.1 Методологии

6.2 Сравнение инструментальных средств

Литература

1. Цель работы

Целями данной курсовой работы были:

применение методов предпроектного обследования предприятия;

анализ полученных материалов для последующего моделирования;

разработка модели процесса в стандарте IDEF0;

описание документооборота и обработки информации в стандарте DFD;

описания процессов в стандарте IDEF3;

разработка смешанной модели описания процесса на основе стандартов IDEFO, DFD и IDEF3.

создание сценариев работы предприятия;

построение структурной схемы предприятия;

создание математической модели данного предприятия.

сравнительный анализ

2. Теоретическое введение

При разработке автоматизированных систем управления на этапах кодирования и тестирования выявляется большое количество ошибок, исправление которых влечет за собой кардинальное изменение всей разрабатываемой системы. Такие ошибки учитываются при моделировании и глубоком, детальном анализе создаваемых проектов. Моделирование позволяет «увидеть» проект в процессе разработки и создать предпосылки для анализа поведения системы в зависимости от начальных условий.

Для правильного координирования процессов протекающих в моделированной системе управления необходимо создать структуру, т.е. упорядочить процессы. Моделирование работы информационной системы особенно важно на первых этапах её создания. Так как исправление допущенных на этом этапе ошибок обходится наиболее дорого, то и польза на этапе анализа задачи и разработки логической модели её решения значительна.

В связи с этим, необходимо изучить и разработать предметную область, а именно работу тепличного хозяйства. Для этого требуется разобраться с терминологией данной области, собрать необходимые нормативные и правовые документы, изучить образцы документов данного предприятия и проследить их перемещение как внутри предприятия, так и за его пределами.

Следующим этапом разработки является этап проектирования. Перед началом проектирования и реализации нужно иметь точное и детальное понимание требований на высоком уровне. Кроме того, очень полезно иметь структуру требований, которая может быть использована как исходные данные для формирования системы. Все это достигается посредством анализа и моделирования.

В процессе работы на этапах моделирования и проектирования необходимо получить проект системы, содержащий достаточно информации для её реализации. Также необходимо произвести анализ работы тепличного хозяйства, в результате которого можно судить о степени загруженности каждого отдела, о том, что необходимо автоматизировать в первую очередь и какими средствами.

Основными целями моделирования при разработке проектов являются:

представление деятельности предприятия и принятых в нем технологий в виде иерархии диаграмм, обеспечивающих наглядность и полноту их отображения;

формирование на основании анализа предложений по реорганизации организационно-управленческой структуры;

упорядочивание информационных потоков (в том числе документооборота) внутри предприятия;

анализ требований и проектирование спецификаций корпоративных информационных систем.

3. Описание предметной области

Для рассмотрения в данной курсовой работе было взято за основу работа тепличного хозяйства. Это предприятие специализируется на выращивании сельскохозяйственных культур. Реализация продукции производится по заявке заказчика.

Организация работы осуществляется по следующей схеме:

В данной схеме указаны отделы предприятия, их функции и взаимосвязь. Некоторые из отделов могут быть автоматизированы.

Во главе всего предприятия стоит руководство, в лице начальника и его заместителя. Их основной функцией является контроль деятельности предприятия.

Служба охраны труда, основная функция которого подготовка персонала;

Бухгалтерский отдел занимается документооборотом;

Служба контроля за производством, осуществляет полноценный контроль на всех стадия производства;

Сектор технического обслуживания, занимается ремонтными работами.

Отделы, службы и рабочие места данного предприятия представлены в таблице №1:

таблица №1

Задачи и функции нашего тепличного хозяйства показаны в таблице №2:

Таблица №2

Документация представлена в таблицах №3:

таблица №3

Справочник организаций представлен в таблице №4:

таблица №4

Далее приведена схема, описывающая сценарий работы предприятия с соответствующими выводами по каждому из этапов: от заказчика поступает заявка на поставку определенной продукции тепличного хозяйства менеджеру по продажам. Он по продажам обрабатывает эту заявку и принимает решение. Параллельно этому бухгалтер производит расчет стоимости оказания услуг. Как только все эти этапы пройдены, начинается процесс заключения контракта. Менеджер по продажам обсуждает с заказчиком условия контракта и производит его заключение. После этого заказчик вносит платеж. Контроль над внесением платежа входит в обязанность бухгалтерии. Бухгалтер получает выписку из банка, и формирует приказ о начале выполнения заказа, который передается технологу. Технолог в свою очередь составляет план – график проводимых работ и ведет учет необходимых средств. После составления плана – графика работ, отдается приказ садовнику об осуществлении земельных работ. Садовник проводит земельные работы и собирает урожай. Собранный урожай отправляется заказчику. По ходу всего производственного цикла к начальнику предприятия поступают отчеты о деятельности менеджера по продажам, бухгалтера и технолога. Начальник контролирует весь процесс деятельности предприятия, и если необходимо, делает замечания по работе его персонала с целью улучшения процесса производства и работы всего предприятия в целом.

Схема сценария работы предприятия

4. Описание BPwin

BPwin относится к малым интегрированным средствам моделирования, которые поддерживают несколько типов моделей и методов.

Для проведения анализа и реорганизации бизнес-процессов Logic Works предлагает CASE-средство верхнего уровня - BPwin, поддерживающее методологии IDEF0 (функциональная модель), IDEF3 (WorkFlow Diagram) и DFD (DataFlow Diagram). Основной из трех методологий, является IDEF0. BPwin имеет достаточно простой и интуитивно понятный интерфейс пользователя, дающий возможность аналитику создавать сложные модели при минимальных усилиях.

BPwin автоматизирует задачи, связанные с построением моделей развития, обеспечивая семантическую строгость, необходимую для гарантирования правильности и непротиворечивости результатов. Это достигается применением в BPwin следующих методологий: IDEF0, DFD и IDEF3.

Но прежде чем заниматься этой, более сложной, задачей, необходимо, действительно, по крайней мере "пересчитать" все элементы бизнеса, то есть создать оргштатную структуру компании. Следующий этап - попытаться графически изобразить взаимосвязи между различными элементами ранее определенной структуры.

В BPwin возможно построение смешанных моделей, т. е. модель может содержать одновременно как диаграммы IDEFO, так и IDEF3 и DFD. Модель в BPwin рассматривается как совокупность работ, каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Работа изображается в виде прямоугольников, данные – в виде стрелок.

Все работы модели нумеруются. Номер состоит из префикса и числа. Может быть использован префикс любой длины, но обычно используют префикс А. Контекстная (корневая) работа дерева имеет номер А0. Работа декомпозиции А0 имеет номера Al, A2, A3 и т.д. Работы декомпозиции нижнего уровня имеют номер родительской работы и очередной порядковый номер, например работы декомпозиции A3 будут иметь номера А3.1 А3.2, АЗ.З, А3.4 и т. д.

В результате дополнения диаграмм, IDEFO диаграммами DFD и IDEF3 может быть создана смешанная модель, которая наилучшим образом описывает все стороны деятельности предприятия. Иерархию работ смешанной модели можно увидеть в окне Model Explorer. Работы в нотации IDEFO изображаются зеленым цветом, DFD – синим.

BPwin так же как и локальные интегрированные системы, практически не позволяют выполнить комплексный анализ систем, который в большей или меньшей степени необходим для создания малых, средних и крупных ИСУП. С их помощью можно разрабатывать локальные ИС или небольшие подсистемы, предназначенные для автоматизации отдельных бизнес-цепочек, т. е. когда нет необходимости в комплексном анализе предприятия. Типичная сфера использования малых интегрированных средств - решение задач так называемой “кусочной” автоматизации предприятия.

4.1 Принцип построения модели IDEFO

Основу методологии IDEFO составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEFO представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

IDEFO-модель предполагает наличие четко сформулированной цели единственного субъекта моделирования и одной точки зрения.

Модель может содержать четыре типа диаграмм:

контекстную диаграмму (в каждой модели может быть только одна контекстная диаграмма);

диаграммы декомпозиции;

диаграммы дерева узлов;

диаграммы только для экспозиции (FEO).

Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой.

Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции.

В основе нотации и методологии IDEF0 лежит понятие "блока", то есть прямоугольника, который выражает некоторую функцию бизнеса. Как известно, прямоугольник имеет четыре стороны. В IDEF0 роли (функциональные значения) всех сторон различны:

верхняя сторона имеет значение "управления";

левая - "входа";

правая - "выхода";

нижняя - "механизма".

Вторым элементом методологии и нотации является "поток" (в стандарте называемый - "интерфейсная дуга") - элемент, описывающий данные, неформальное управление, или что-либо другое "оказывающее влияние" на функцию, изображенную блоком. В зависимости от того, к какой стороне блока направлен поток, он, соответственно, носит название "входной", "выходной", "управляющий".

Изобразительным элементом, представляющим "поток", является стрелка.

Управление - это что управляет деятельностью бюро, в данной разрабатываемой модели - это законы об индивидуальном ПУ.

Стрелки "входа" вносят функции входных данных, в контекстной диаграмме – это персональные данные работника.

Стрелки "выхода" – выходные данные. В контекстной диаграмме – это различные сведения, которые подаются в Пенсионный фонд РФ.

Стрелка "механизма" - это влияющие на процессы данные. В диаграмме – это персонал и ПК.

После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие, при этом каждому фрагменту задается имя и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания.

После каждого сеанса декомпозиции проводятся сеансы экспертизы - эксперты предметной области указывают на соответствие реальных бизнес-процессов созданным диаграммам.

Найденные несоответствия исправляются, и только после прохождения экспертизы без замечаний можно приступать к следующему сеансу декомпозиции. Так достигается соответствие.

Все перекрестки на диаграмме нумеруются, каждый номер имеет префикс J. Можно редактировать свойства перекрестка при помощи диалога Definition Editor.

4.2 Принцип построения модели DFD

Диаграммы потоков данных (DFD) являются основным средством моделирования функциональных требований проектируемой системы. С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Главная цель таких средств - продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.

Для изображения DFD традиционно используются две различные нотации: Йодана (Yourdon) и Гейна-Сарсона (Gane-Sarson). Далее при построении примеров будет использоваться нотация Йодана, все исключения будут предварительно оговариваться.

В основе данной методологии (методологии Gane/Sarson) лежит построение модели анализируемой ИС - проектируемой или реально существующей. В соответствии с методологией модель системы определяется как иерархия диаграмм потоков данных (ДПД или DFD), описывающих асинхронный процесс преобразования информации от ее ввода в систему до выдачи пользователю. Диаграммы верхних уровней иерархии (контекстные диаграммы) определяют основные процессы или подсистемы ИС с внешними входами и выходами. Они детализируются при помощи диаграмм нижнего уровня. Такая декомпозиция продолжается, создавая многоуровневую иерархию диаграмм, до тех пор, пока не будет достигнут такой уровень декомпозиции, на котором процесс становятся элементарными и детализировать их далее невозможно.

Источники информации (внешние сущности) порождают информационные потоки (потоки данных), переносящие информацию к подсистемам или процессам. Те в свою очередь преобразуют информацию и порождают новые потоки, которые переносят информацию к другим процессам или подсистемам, накопителям данных или внешним сущностям - потребителям информации. Таким образом, основными компонентами диаграмм потоков данных являются:

внешние сущности;

системы/подсистемы;

процессы;

накопители данных;

потоки данных.

4.3 Принцип построения модели IDEF3

IDEF3 может быть также использован как метод создания процессов. IDEF3 дополняет IDEFO и содержит все необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа.

Каждая работа в IDEF3 описывает какой-либо сценарий бизнес-процесса и может являться составляющей другой работы. Поскольку сценарий описывает цель и рамки модели, важно, чтобы работы именовались отглагольным существительным, обозначающим процесс действия, или фразой, содержащей такое существительное.

Точка зрения на модель должна быть задокументирована. Обычно это точка зрения человека, ответственного за работу в целом. Также необходимо задокументировать цель модели – те вопросы, на которые призвана ответить модель.

Перекрестки (Junction). Окончание одной работы может служить сигналом к началу нескольких работ или же одна работа для своего запуска может ожидать окончания нескольких работ. Перекрестки используются для отображения логики взаимодействия стрелок при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы. Типы перекрёстков представлены в табл.:

Типы перекрестков

Обозначение	Наименование	Смысл в случае слияния стрелок (Fan-in Junction)	Смысл в случае разветвления стрелок (Fan-out Junction)
||&	Asynchronous AND	Все предшествующие процессы должны быть завершены	Все следующие процессы должны быть запущены
||&||	Synchronous AND	Все предшествующие процессы завершены одновременно	Все следующие процессы запускаются одновременно
||O	Asynchronous OR	Один или несколько предшествующих процессов должны быть завершены	Один или несколько следующих процессов должны быть запущены
||O||	Synchronous OR	Один или несколько предшествующих процессов завершены одновременно	Один или несколько следующих процессов запускаются одновременно
||X		Только один предшествующий процесс завершен	Только один следующий процесс запускается

Все перекрестки на диаграмме нумеруются, каждый номер имеет префикс J. Можно редактировать свойства перекрестка при помощи диалога Definition Editor. В отличие от IDEFO и DFD в IDEF3 стрелки могут сливаться и разветвляться только через перекрестки.

Объект ссылки. Объект ссылки в IDEF3 выражает некую идею, концепцию или данные, которые нельзя связать со стрелкой, перекрестком или работой. Для внесения объекта ссылки служит кнопка |R| – (добавить в диаграмму объект ссылки - Referent) в палитре инструментов. Объект ссылки изображается в виде прямоугольника, похожего на прямоугольник работы. Имя объекта ссылки задается в диалоге Referent (пункт всплывающего меню Name Editor), в качестве имени можно использовать имя какой-либо стрелки с других диаграмм или имя сущности из модели данных. Объекты ссылки должны быть связаны с единицами работ или перекрестками пунктирными линиями. Официальная спецификация IDEF3 различает три стиля объектов ссылок – безусловные (unconditional), синхронные (synchronous) и асинхронные (asynchronous). BPwin поддерживает только безусловные объекты ссылок. Синхронные и асинхронные объекты ссылок, используемые в диаграммах переходов состояний объектов, не поддерживаются.

5. Моделирование

5.1 Модель тепличного хозяйства

Навигатор модели – Model Explorer

Контекстная диаграмма:

Диаграмма декомпозиции А0:

Диаграмма декомпозиции А1:

Диаграмма IDEF3 A11.1:

Диаграмма потоков данных А12:

Диаграмма декомпозиции А2:

Диаграмма IDEF3 A21.1:

Диаграмма декомпозиции А3:

Диаграмма декомпозиции А4:

Диаграмма декомпозиции А5:

Диаграмма декомпозиции А6:

Диаграмма потоков данных А63:

5.2 Математическая модель

Для более подробного описания работы тепличного хозяйства необходимо составить математическую модель для продукта деятельности предприятия.

Данная математическая модель будет описывать расчет цены за единицу товара в разных условиях.

e - себестоимость единицы товара, определяется производителем, в нее входят все издержки связанные с производством единицы товара, основную часть этой цифры составляет цена закупки семян;

v - цена закупки семян, это цена по которой предприятие закупило семена у поставщика (раздел «закупка семян»);

а - расход на труд (заработная плата и прочие расходы внутри предприятия);

g – ГСМ (горюче-смазочные материалы);

n – налоги (потребительская часть) устанавливаются государством и имеют фиксированную ставку;

k – НДС, налог на добавочную стоимость, так же имеет фиксированную ставку;

r – розничная цена, это сумма денег за которую производитель продает единицу своего товара на рынка, как правило розничная цена определяется себестоимостью с определенным процентом наценки;

s – наценка предприятия на единицу товара, как правило её количество определяет каждый предприниматель индивидуально, в данном случае она составляет 40% от себестоимости, т. е. (e*40)/100

о – оптовая цена, это сума денег предлагаемой за единицу товара, при покупке от 100 единиц, в этом случае действует скидка 10% от розничной цены;

os – скидка при оптовой покупке (os

Математическая модель расчета себестоимости за единицу произведенного товара:

Математическая модель расчета розничной цены за единицу произведенного товара:

Математическая модель расчета оптовой цены за единицу произведенного товара:

o= v+a+g+n+k+s - os

o=r - (r*10)/100

Расчетом стоимости продукции на предприятии «Тепличное хозяйство» занимается бухгалтерский отдел, который производит контроль над документооборотом, учитывает доходы и расходы предприятия, ведет учетные книги, выдает справки. На основании данных формул, полученных в математической модели предприятия, бухгалтер может рассчитать цену товара, как розничного, так и оптового.

6. Сравнительный анализ

Для моделирования нашего предприятия нами было использовано 5 методологий: Дракон, UML, IDEF0, IDEF3, DFD. На наш взгляд наилучшим вариантом представления модели нашего предприятия является методология UML, так как она более наглядно и точно отображает основные аспекты работы тепличного хозяйства.

Диаграммы UML сравнительно просты для чтения.

Например, диаграмма «Вариантов использования», которая была использована в результате проектирования системы реализации Тепличного хозяйства, дает, возможность заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать функциональность и поведение системы. «Диаграмма классов» позволяет описывать структуру системы, она демонстрирует классы системы, их атрибуты, методы и зависимости между классами, что подробно может раскрыть сценарий и организацию работы предприятия.

Методология Дракон так же имеет очень понятную структуру, но не имеет таких широких возможностей по моделированию различных систем.

Visio - наиболее простое и доступное средство моделирования процессов. Этот продукт имеет стандартные, привычные всем панели управлении в стиле MS Office и легко интегрируется с любыми приложениями этого пакета, что упрощает работу с ним для неопытных пользователей. Однако для временного или стоимостного анализа требуется разработка отчетов, что значительно усложняет использование этого продукта. Типовые отчеты явно не достаточны для анализа бизнес-процессов. Несмотря на это, Visio является распространенным средством для описания бизнес-процессов как в России, так и за рубежом. Visio поддерживает IDEF и UML форматы для описания бизнес-процессов. Возможна также самостоятельная разработка форматов.

BPWIN - занимает промежуточное место, отличаясь достаточной простотой и большими возможностями анализа. Функциональность BPWIN заключается не только в рисовании диаграмм, но и в проверке целостности и согласованности модели. BPWIN обеспечивает логическую четкость в определении и описании элементов диаграмм, а также проверку целостности связей между диаграммами. Инструмент обеспечивает коррекцию наиболее часто встречающихся ошибок при моделировании. Кроме того, BPWIN поддерживает пользовательские свойства, которые применяются к элементам диаграммы для описания специфических свойств, присущих данному элементу. Основным ограничением этой системы является положенный в ее основу стандарт IDEF, в котором существуют жесткие ограничения при построении моделей. Это упрощает задачу при описании простых процедур, но усложняет описание больших процессов. Схемы 1DEF при описании сложных процессов начинают представлять бесчисленное множество взаимосвязанных схем, внешне очень похожих, что затрудняет понимание процесса в целом.

7. Вывод:

В ходе выполнения данной курсовой работы были достигнуты все поставленные нами цели.

В связи с этим, нами была изучена разрабатываемая предметная область, а именно работа тепличного хозяйства. Для этого потребовалось разобраться с терминологией данной области, собрать необходимые нормативные и правовые документы, изучить образцы документов нашего предприятия и проследить их перемещение как внутри предприятия, так и за его пределами.

В результате проведения этих мероприятии была получена информация, на основе которой проведен первоначальный анализ и составлены наброски проектируемой модели.

Следующим этапом разработки является этап проектирования. Перед началом проектирования и реализации нужно иметь точное и детальное понимание требований на высоком уровне. Кроме того, очень полезно иметь структуру требований, которая может быть использована как исходные данные для формирования системы. Все это достигается посредством анализа и моделирования. Выполняя анализ и моделирования, мы добились разделения задач, которые в предпроектном состоянии мы готовили и упрощали для последующей деятельности по проектированию и реализации. Разграничиваем проблемы, которые должны быть решены, и решения, которые должны быть приняты для того, чтобы справиться с ними.

В результате работы на этапах моделирования и проектирования мы получили проект системы, содержащий достаточно информации для её реализации.

После анализа работы тепличного хозяйства мы можем судить о степени загруженности каждого отдела, о том, что необходимо автоматизировать в первую очередь и какими средствами.

Для облегчения работы можно внедрить новые технологии, которые облегчат работу в нашем хозяйстве.

Литература:

Рогозов Ю.И., Стукотий Л.Н., Свиридов А.С. «Моделирование систем» ТРТУ, 2004.

С.В. Маклаков «CASE-средства разработки информационных систем. BPwin и Erwin» –М.: ДиалогМифи, 2001.

Маклаков С. «Объединение структурного и объектного подхода в новом поколении CASE-средств Computer Associates» // Учебно-консалтинговый центр. 2002.

Самый простой и быстрый способ создания диаграмм по графическим нотациям idef0 и idef3 - использовать свободно распространяемый кроссплатформенный редактор диаграмм, блок-схем, сетевых диаграмм, UML-диаграмм и прочей нечисти под названием "Dia". Программа переведена на многие языки, включая русский.

Скачать программу можно на ее официальном сайте: http://projects.gnome.org/dia/ . На момент написания статьи последняя версия программы Dia была под номером 0.97.1 - причем она является таковой уже чуть ли не два года. Не смотря на это функционал у приложения отличный.

Построение IDEF0-диаграмм

для создания схем в графической нотации idef0 достаточно выбрать стандартную библиотеку элементов Dia под названием "SADT / IDEF0":

Если вы впервые столкнулись с idef0, то очень рекомендую сначала прочитать вот эти статьи про эту методологию:

1. Современные методологии описания бизнес-процессов. Методология IDEF0 - Ковалев Валерий Михайлович (Журнал "Консультант директора", № 12, Июнь, 2004 г.)
2. IDEF0 как инструмент моделирования процессов - Андрей Дворников (Журнал "Авант Партнер", № 22(79), Август 2005 г.)
3. Опыт использования стандарта IDEF0 - Сергей Рубцов

Построение IDEF3-диаграмм

С idef3 капельку посложнее. Стандартного набора элементов для построения диаграмма в графической нотации idef3 в Dia не предусмотрено, однако все нужные блоки в программе есть. Их нужно просто сгруппировать вручную. Для этого нажимаем в меню: "Файл -> категории и объекты". В открывшемся окне нажимаем кнопку "Создать". Откроется ещё одно окошко, в котором выбираем пункт "Название категории" и вписываем туда "idef3". Процесс создания категории выглядит примерно так:

Так как вы только что создали эту категорию - естественно она пуста. Нам нужно переместить в нее нужные элементы схем. Поэтому:

Жмем кнопку "Применить", "Закрыть" окошко и готово! Заходим в "другие библиотеки элементов" и выбираем там созданную нами графическую нотацию "idef3" (она располагается в положенной ей месте по алфавиту). Кстати, чтобы писать в блоках, удобно использовать клавишу F2. Конечно, это не идеальный инструмент, но этот способ позволяет создавать диаграммы IDEF3 максимально приближенно к их точной графической нотации.

Если вы знаете другие бесплатные средства построение диаграмм в графической нотации IDEF3, то поделитесь об этом со всеми в комментариях.

Одна картинка стоит тысячи слов

Народная мудрость

Конечно, в теории функциональная модель работы компании должна быть у руководителя, причем, неважно, идет речь об организации работы склада или об IT системе (от лида до заявки). Но в реальности практически никогда ее не оказывается, а потому в процессе изучения и поиска решения поставленной клиентом задачи я также создаю функциональную модель работы компании или определенного процесса (функции) самостоятельно.

Несколько слов о преимуществах графики

Как известно, функциональные модели IDEF0 - это всегда графические схемы. У них есть свои особенности и правила составления. Об этом мы поговорим чуть-чуть позже. А сейчас я хотел бы привести пару примеров эффективности графики. Почему я делаю на этом акцент? Скорей всего, после моего утверждения о необходимости функциональной модели работы компании, очень многие подумали, что это все необязательно, можно и на словах пояснить как работает та или иная функция в компании. Вот об этом я и хочу поговорить.

И для начала сделаем небольшой экскурс в историю. Вернемся в далекий 1877 год, в период Русско-Турецкой войны. Именно тогда полиграфист Сытин впервые применил графику при описании военных действий. Сейчас для нас все это привычно, при описании любого сражения у каждого перед глазами возникают карты со стрелками, которые наглядно показывают ход сражения. А в те времена военные действия описывались словами. Для каждого боя - много-много слов. И понять в итоге, что же происходит, было очень сложно.

А потому идея Сытина была поистине революционной - он начал печатать литографические копии карт с обозначением укреплений и расположений воинских частей. Назывались эти карты “Для читателей газет. Пособие”. Идея оказалась настолько актуальной, что первый же тираж “Пособий” разошелся мгновенно. И потом такие приложения были очень востребованы. Причина очевидна. Графика помогала понять то, что при помощи одних слов разобрать было практически невозможно.

Аналогичный пример беспомощности словесных описаний я могу привести также из своей практики. Один из моих заказчиков очень просил взяться за внедрение ERM-системы для его компании. На вопрос, есть ли у них какое-то техническое задание, я получил ответ: “Да, есть. Но в нем 400 страниц”. При этом клиент очень жаловался, что мои коллеги, к которым он обращался ранее, либо отказывались от проекта вообще, либо называли явно завышенные цены. После того, как я увидел, что в техническом задании действительно 400 страниц, и состоит оно исключительно из текстового описания, я понял причины поведения разработчиков. Прочитать такой объем текста, вникнуть в него, разобраться во всех нюансах только для того, чтобы понять задачу и назвать цену - это и правда очень сложно.

Этому клиенту я предложил альтернативный вариант - описать все, что можно, графически в виде нотаций. Показал ему примеры моделирования. В итоге они сейчас переосмысливают свои пожелания и оформление технического задания.

Знаю я также много других примеров, когда графическое моделирование бизнес-процессов помогало в работе как моим коллегам, бизнес-консультантам и разработчикам, так и самим бизнесменам

Почему это важно для моей работы

Моя работа всегда связана с внесением изменений в существующую систему. А для того, чтобы внести изменения и получить нужный результат, нужно изучить то, что существует уже сейчас. И не важно, что именно мы делаем – настраиваем или устанавливаем с нуля CRM-систему, создаем эффективную ERP-систему, занимаемся интеграцией различных систем для повышения автоматизации работы в целом. В любом случае, для начала, необходимо получить представление о существующей схеме работы, и только после этого можно предлагать какие-то изменения и продумывать варианты решения поставленной задачи.

После изучения существующего положения вещей я, как и любой другой сторонний специалист, создаю коммерческое предложение, в котором максимально подробно раскрываю мое видение текущей ситуации, а также действия, которые необходимо выполнить для решения поставленной задачи, и, конечно, ожидаемый результат.

Такие отчеты об обследовании работы получаются объемные, занимают не одну страницу, что с одной стороны, необходимо, а с другой – усложняет восприятие. Вначале я, как и многие, думал, что объемные отчеты - это хорошо, ведь человек платит за работу и нужно ему предоставить максимум подробной информации.

На самом деле, важно не предоставить объем, а максимально быстро и полно донести суть. Большие объемы текста требуют времени, которого у бизнесменов чаще всего очень мало. А графика позволяет сократить объем моего предложения и наглядно, в понятной форме показать решение. В результате мои предложения значительно сократились, в них появилась графика, а решения о начале сотрудничества стали приниматься быстрее.

Именно по этой причине я использую наглядные модели. Как известно, одна картинка стоит тысячи слов. И в случае описания бизнес-процессов и вариантов модернизации работы бизнеса – это действительно так. И здесь очень хорошо подходят нотации IDEF0.

Но для начала, давайте разберемся с основными понятиями, что такое нотации, зачем они нужны, что такое IDEF0, в чем особенности и преимущества этого метода

Что такое нотация описания бизнес-процессов

Нотацией называется формат описания бизнес-процесса, представляющий собой совокупность графических объектов, используемых при моделировании, а также правил моделирования.

По сути, нотации – это особый графический язык, который позволяет описывать работу компании, наглядно демонстрировать взаимодействие между различными подразделениями, т.е. описывать бизнес-процессы. Нотации могут применяться для процессного или функционального моделирования.

В общем, нотации можно назвать языком программирования при бизнес-анализе

Что такое IDEF0?

IDEF0 - методология функционального моделирования (англ. function modeling) и графическая нотация, предназначенная для формализации и описания бизнес-процессов. Отличительной особенностью IDEF0 является ее акцент на соподчиненность объектов. В IDEF0 рассматриваются логические отношения между работами, а не их временнаL9;я последовательность (поток работ). Википедия

Стандарт IDEF0 был разработан в 1981 году в США департаментом Военно-воздушных сил для автоматизации промышленных предприятий. В процессе разработки программного обеспечения разработчики столкнулись с необходимостью разработки новых методов анализа бизнес-процессов. В результате появилась методология функционального моделирования IDEF0, в которой для анализа применяются специальные нотации IDEF0.

Функциональная модель компании

Функциональная модель IDEF0 представляет собой набор блоков, каждый из которых представляет собой «черный ящик» со входами и выходами, управлением и механизмами, которые детализируются (декомпозируются) до необходимого уровня. Наиболее важная функция расположена в верхнем левом углу. А соединяются функции между собой при помощи стрелок и описаний функциональных блоков. При этом каждый вид стрелки или активности имеет собственное значение. Данная модель позволяет описать все основные виды процессов, как административные, так и организационные.

Стрелки могут быть:

• Входящие – вводные, которые ставят определенную задачу.
• Исходящие – выводящие результат деятельности.
• Управляющие (сверху вниз) – механизмы управления (положения, инструкции и пр).
• Механизмы (снизу вверх) – что используется для того, чтобы произвести необходимую работу.

Входящие и исходящие стрелки точнее было бы называть вводящими и выводящими, так как по-английски они называются Input и Output соответственно. Но особенности перевода и привычные названия выглядят уже так, как сложилось. И все же для правильного понимания терминов важно помнить их значение в данном случае. Это подтверждается еще и тем, что данная нотация создана прежде всего для разработки ПО, и термины переводить правильнее в этой точки зрения.

Стрелки подписываются при помощи имен существительных (опыт, план, правила), а блоки – при помощи глаголов, т.е. в них описываются действия, которые производятся (создать товар, заключить договор, произвести отгрузку).

IDEF0 – это очень простой и одновременно наглядный язык описания бизнес-процессов. С помощью этого стандарта возможна передача информации между разработчиками, консультантами и пользователями. Стандарт очень тщательно разрабатывался, он удобен для проектирования, универсален. Для работы с ним существует множество инструментов, например, VISIO, BPWIN, ERWIN, Bussines studio и т.д.

Кроме того, использование для создания бизнес-моделей IDEF0 - это не только удобно, это еще и правильно. Этот инструмент был разработан для бизнес-аналитики, он прошел длительную и тщательную отладку и шлифовку. А потому при помощи IDEF0 создать функциональную модель без ошибок намного проще, чем без применения этого стандарта.

Как известно, забивать гвозди лучше всего молотком. Конечно, вы можете для этого применять и другие инструменты, но молоток - наиболее функционален и с его помощью проще всего забить гвоздь аккуратно и точно. Так и с применением IDEF0 - этот инструмент был создан для функционального моделирования, и с его помощью вы намного быстрее и точнее сможете получить нужный результат.

Пример создания функциональной модели IDEF0

Для того чтобы понять, как работать с функциональным моделированием, я приведу пример процесса написания статьи.

Основной блок – «Написать статью».

Входящие стрелки – «Опыт», «Информация из сторонних источников». Это те вводные, которые необходимы для начала работы.

Управляющие для написания статьи – это «План публикации», «Требования издателя», «Правила русского языка».

А в роли «Механизмов» выступают автор, копирайтер, корректор и программное обеспечение. В данном случае автор создает аудиоматериал, в котором собирает все мысли и идеи, которые должны быть отражены в статье. Копирайтер – это человек, который создает на основе этого материала, руководствуясь требованиями издателя, планом публикации и правилами русского языка, готовый текст статьи. Корректор проверяет материал на ошибки. А программное обеспечение – это те инструменты, которые используют в работе все участники процесса.

Таким образом, я задал основные параметры процесса, его вход, выход, а также все необходимое для успешного проведения процесса. Но это – только основные рамки процесса. Так описывается общая схема работы компании в целом.

На самом деле, процесс создания статьи, как и любой бизнес-процесс можно и нужно детализировать. Для этого я декомпозирую общий блок «написать статью» на связанные между собой элементы.

В нашем случае работа делится на 4 основных этапа:

1. Подготовить аудио.
2. Подготовить текст
3. Подготовить текст к публикации.
4. Разместить статью в издании.

На схеме наглядно видно, на каком этапе какие управляющие элементы и какие механизмы задействованы.

Так, автор при создании аудио использует свои знания и опыт, при этом руководствуется планом публикации и требованиями издателя. Копирайтер получает на входе аудиозапись, из которой, руководствуясь правилами русского языка, создает текст. Корректор получает текст и проверяет его, также руководствуясь правилами русского языка. Для размещения статьи в издании необходимо специальное программное обеспечение.

При создании функциональной модели ключевыми параметрами являются цель и точка зрения. Исходя из них, моделирование одних и тех же процессов может выглядеть несколько по-разному. Например, в моем случае целью является «рассказать о процессе написания статьи». А точка зрения копирайтера – это «написание и публикация статьи с точки зрения руководителя процесса».

Так, если бы тот же процесс был описан с точки зрения копирайтера, то входящими были бы опыт и аудиофайл от автора. При этом в таком случае под Опытом подразумевался бы опыт копирайтера, но не руководителя или автора. А потому первое, что нужно определить при создании модели бизнес-процесса – это выбрать точку зрения и четко сформулировать цель.

Такое моделирование не только наглядно, но и очень удобно для принятия эффективных управленческих решений. Например, в описанном выше бизнес-процессе есть два отдельных специалиста - копирайтер и корректор. Если я поставлю задачу оптимизировать финансирование проекта, то я благодаря схеме сразу увижу, где это и как можно сделать. Так, к копирайтер и корректор пользуются примерно одинаковыми правилами, но копирайтер получает аудио, а выдает результат в виде текста, корректор же и принимает, и отдает текст. А потому при необходимости я могу, скажем, за половину стоимости обязанности корректора предложить копирайтеру. Так я сэкономлю средства и время на взаимодействие разных специалистов. Конечно, я понимаю все заслуги корректоров и почему лучше работать с отдельным специалистам. Но напоминаю - у меня стоит задача: оптимизация затрат.

Без такого наглядного инструмента было бы сложнее определить, какие из блоков можно удалить и, таким образом, оптимизировать работу.

Как создавать нотации IDEF0

Существует множество различных программных продуктов, которые можно применять при создании нотаций. Какие-то созданы специально для функционального моделирования, другие предназначены для любой работы с графическими элементами. Где и как вы будете строить эти модели – решать вам.

Я лично считаю, что на первом этапе нет ничего лучше, чем обычная бумага, простой карандаш и ластик, чтобы вносить корректировки в случае ошибок.

Для того чтобы создать нотацию существующих бизнес-процессов, т.е. описать, как сейчас работает компания, необходимо принципы работы изучить. Сторонний специалист (консультант, разработчик) для этого проводит интервью. На первом этапе на вопросы отвечает руководитель компании, далее в процессе детализации нотации проводятся интервью сотрудников, отвечающих за различные этапы работы.

При этом важно понимать, что в результате потребуется 2 нотации. Первая будет отображать бизнес-процессы в виде «как есть». Ее вы создаете на основе интервью и согласовываете каждую детализацию с сотрудниками компании и руководителем. Очень важно, чтобы ваше видение существующих процессов совпало с реальностью, именно для этого и требуется подтверждение на всех уровнях.

Вторая нотация – «как должно быть». Она создается на основе первой и тех изменений, которые вы предлагаете внести в структуру работы для оптимизации и автоматизации работы компании в рамках выполнения поставленной задачи.

Требования стандарта IDEF0

Базовые требования стандарта IDEF0, в принципе, я описал выше и показал на примере.

1. В левом верхнем углу всегда – главный элемент.
2. Все элементы должны иметь входящие и исходящие стрелки, так как для выполнения необходимо что-то получить на входе (заказ, поставленную задачу), а после обработки на выходе необходимо передать готовый продукт. Входящие стрелки всегда слева, исходящие – справа.
3. Сверху – управляющие элементы, снизу – механизмы, необходимые для выполнения процесса.
4. Если на одном листе (экране) располагается несколько блоков, каждый последующий располагается справа и ниже предыдущего.
5. Необходимо стремиться создавать схемы таким образом, чтобы пересечение стрелок было сведено к необходимому минимуму.

Типичные ошибки

Функциональное моделирование выполняют при помощи самых разных инструментов, в том числе, не предназначенных для моделирования. В последнем случае нет проверки на ошибки и ограничения стандарта. Желание повысить наглядность и отсутствие опыта при этом часто оканчиваются ошибками.

Использование различных цветов

Все элементы на диаграмме одинаково важны. При функциональном моделировании нет более или менее важных элементов. Исчезновение любого приведет к нарушению процесса и производственному браку.

Часто при моделировании на бумаге или в различных программах пользователи пытаются повысить наглядность за счет использования разных цветов. Это одна из самых распространенных ошибок. На самом деле, применение разноцветных стрелок и блоков только вносит дополнительную путаницу, а также искажает восприятие схемы.

Ваша модель должна читаться в черно-белом виде, без каких-то дополнительных цветовых решений. Такой подход одновременно помогает избежать недоразумений и дисциплинирует создателя модели, в результате читабельность и грамотность модели повышаются.

Слишком большое количество блоков

При составлении модели часто стараются отобразить на одном листе все нюансы работы компании со всеми подробностями. В результате получается очень большое количество блоков с большим количеством управляющих стрелок. Читабельность при этом теряется.

Оптимальный вариант – это детализация, достаточная для понимания вопроса, и не более того. Подробная детализация работы каждого подразделения или даже сотрудника может раскрываться при выборе подробного просмотра того или иного процесса. И создается такая структура только если это действительно нужно для работы или принятия решения.

Нарушение структуры при внесении корректировок

Внимательно следите за тем, чтобы не возникло путаницы или процессов без входящих, исходящих и других важных элементов. Например, если в приведенном выше примере, я посчитаю нужным сместить точку зрения на копирайтера, я удалю из схемы автора. И тогда управляющие элементы «опыт автора и сторонние источники», а также план публикации становятся ненужными. Ведь ими пользуется автор. Копирайтер работает с аудиофайлом. И если они останутся в общей схеме, то при детализации будут вести непонятно куда и вносить путаницу.

Аналогично, если я решу добавить какой-то блок, важно убедиться, чтобы он также имел все необходимые атрибуты. Здесь очень важна внимательность, так как при моделировании сложных бизнес-процессов изменения в одной части модели могут повлечь за собой изменения в другой. Их обязательно нужно внести.

Правила названия управляющих элементов и блоков

Важно запомнить простое правило: управляющие стрелки называют именами существительными, блоки – глаголами. Так принято в стандарте IDEF0, и такой подход помогает избежать путаницы и ошибок.

Чаще всего ошибки допускают при названии блоков. Например, вместо «Создать статью» пишут «Создание статьи». Блоки в данном подходе – это действия, а потому они должны быть всегда глаголами.

Выгоды использования IDEF0

• Самая первая выгода очевидна – это наглядность. Вы сами начинаете понимать, как работает та или иная система, и можете также наглядно пояснить, где в этой системе «тонкие места» и как ваши решения помогут избавиться от них.
• Взаимопонимание и отсутствие разночтений. При обсуждении работы компании с использованием функциональной модели у вас имеются наглядные и понятные интуитивно блоки задач с управляющими элементами. Кроме того, функциональное моделирование предполагает создание в случае необходимости глоссария, в котором раскрываются условные обозначения и термины. В результате вы с клиентом, руководителем, другими сотрудниками при обсуждении проблемы говорите на одном языке.
• Простота и высокая скорость создания модели. Конечно, научиться моделированию не так просто, как кажется. Ведь схема - это, по сути, сверхплотная подача информации, что очень хорошо для понимания, но для реализации такой подачи требуется особый подход. Мозг аналитика выступает в данном случае как очень мощный пресс с одной стороны, и фильтр – с другой. Но с опытом этот процесс становится очень быстрым. В результате вы получаете инструмент, который поможет и самому разобраться, что же происходит в той или иной системе, и при помощи созданного в сжатые сроки наглядного пособия проиллюстрировать важные моменты коллегам или заказчикам.
• Дисциплина и отсутствие ошибок. Стандарт IDEF0 предполагает строгие рамки и правила. Такой подход дисциплинирует, а привычка действовать в рамках стандарта помогает избежать ошибок по невнимательности. Любые нарушения стандарта становятся сразу заметны.

В чем трудность применения IDEF0

Важно понимать, что только в самых простых случаях два бизнес-аналитика создадут для описания работы компании абсолютно одинаковые функциональные модели. Любая модель – это отражение опыта аналитика, глубины понимания работы бизнеса, который он стремится описать, а также, в некотором роде, его личная точка зрения на этот бизнес. Т.е. человек разрабатывает бизнес-модель с точки зрения руководителя, как будто этим руководителем является именно он.

При этом я считаю, что бизнес-аналитик - это не совсем профессия, бизнес-аналитикой занимается каждый руководитель бизнеса или разработчик каких-то систем, который анализирует бизнес и стремится выстроить наиболее эффективную систему. Именно для этих людей и для этих целей предназначен инструмент IDEF0.

А потому очень важно при составлении функциональной бизнес модели «как есть» постоянно советоваться с руководителем компании, чтобы не совершить ошибки, которая повлечет за собой автоматически ошибки на этапах декомпозиции. Также на последующих этапах могут потребоваться дополнительные согласования с руководителями структурных подразделений и сотрудниками. Только если ваша функциональная модель «как есть» будет действительно отражать реальное положение вещей, можно вносить какие-то изменения и предложения. А для достижения качественных результатов в такой работе требуется, прежде всего, практический опыт и знание особенностей того или иного вида бизнеса.

Методология IDEF0

Методология IDEF0 предписывает построение иерархической системы диаграмм - единичных описаний фрагментов системы. Сначала проводит­ся описание системы в целом и ее взаимодействия с окружающим миром (контекстная диаграмма), после чего проводится функциональная деком­позиция - система разбивается на подсистемы и каждая подсистема опи­сывается отдельно (диаграммы декомпозиции). Затем каждая подсистема разбивается на более мелкие и так далее до достижения нужной степени подробности.

Каждая IDEF0-диаграмм а содержит блоки и дуги. Блоки изображают функции моделируемой системы. Дуги связывают блоки вместе и отобра­жают взаимодействия и взаимосвязи между ними.

Функциональные блоки (работы) на диаграммах изображаются прямоугольниками, означающими поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты. Имя работы должно быть выражено отглагольным существительным, обозначающим действие.

IDEF0 требует, чтобы в диаграмме было не менее трех и не более шести блоков. Эти ограничения поддерживают сложность диаграмм и модели на уровне, доступном для чтения, понимания и использования.

Каждая сторона блока имеет особое, вполне определенное назначение. Левая сторона блока предназначена для входов, верхняя - для управления, правая - для выходов, нижняя - для механизмов. Такое обозначение отражает определенные системные принципы: входы преобразуются в выходы управление ограничивает или предписывает условия выполнения преобразований, механизмы показывают, что и как выполняет функция.

Блоки в IDEF0 размещаются по степени важности, как ее понимает автор диаграммы. Этот относительный порядок называется доминированием. Доминирование понимается как влияние, которое один блок оказывает на другие блоки диаграммы. Например, самым доминирующим блоком диаграммы может быть либо первый из требуемой последовательности функций, либо планирующая или контролирующая функция, влияющая на все другие.

Наиболее доминирующий блок обычно размещается в верхнем левом углу диаграммы, а наимение доминирующий - в правом углу.

Расположение блоков на странице отражает авторское определение доминирования. Таким образом, топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные. Чтобы подчеркнуть это, аналитик может перенумеровать блоки в соответствии с порядком их доминирования. Порядок доминирования может обозначаться цифрой, размещенной в правом нижнем углу каждого прямоугольника: 1 будет указывать на наибольшее доминирование, 2 - на следующее и т. д.

Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде стрелок, изображаемых одинарными линиями со стрелками на концах. Стрелки представляют собой некую информацию и именуются существительными.

В IDEF0 различают пять типов стрелок.

Вход - объекты, используемые и преобразуемые работой для получения результата (выхода). Допускается, что работа может не иметь ни одной стрелки входа. Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань работы.

Управление -.информация, управляющая действиями работы. Обычно управляющие стрелки несут информацию, которая указывает, что должна выполнять работа. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку управления, которая изображается как входящая в верхнюю грань работы.

Выход - объекты, в которые преобразуются входы. Каждая работа должна иметь хотя бы одну стрелку выхода, которая рисуется как исходящая из правой грани работы.

Механизм - ресурсы, выполняющие работу. Стрелка механизма рисуется как входящая в нижнюю грань работы. По усмотрению аналитика стрелки механизма могут не изображаться на модели.

Вызов - специальная стрелка, указывающая на другую модель работы. Стрелка вызова рисуется как исходящая из нижней части работы и используется для указания того, что некоторая работа выполняется за пределами моделируемой системы.

Рис. 2.1 Типы стрелок

В методологии IDEF0 требуется только пять типов взаимодействий между блоками для описания их отношений: управление, вход, обратная связь по управлению, обратная связь по входу, выход-механизм. Связи по управлению и входу являются простейшими, поскольку они отражают прямые воздействия, которые интуитивно понятны и очень просты.

Рис. 2.2. Связь по выходу

Рис. 2.3. Связь по управлению

Отношение управления возникает тогда, когда выход одного блока непосредственно влияет на блок с меньшим доминированием.

Обратная связь по управлению и обратная связь по входу являются более сложными, поскольку представляют собой итерацию или рекурсию. А именно выходы из одной работы влияют на будущее выполнение других работ, что впоследствии повлияет на исходную работу.

Обратная связь по управлению возникает тогда; когда выход некоторого блока влияет на блок с большим доминированием.

Связи «выход-механизм» встречаются нечасто. Они отражают ситуацию, при которой выход одной функции становится средством достижения цели для другой.

Рис. 2.4. Обратная связь по входу

Рис. 2.5. Обратная связь по управлению

Связи «выход-механизм» характерны при распределении источников ресурсов (например, требуемые инструменты, обученный персонал, физическое пространство, оборудование, финансирование, материалы).

В IDEF0 дуга редко изображает один объект. Обычно она символизирует набор объектов. Так как дуги представляют наборы объектов, они могут иметь множество начальных точек (источников) и конечных точек (назначений). Поэтому дуги могут разветвляться и соединяться различными способами. Вся дуга или ее часть может выходить из одного или нескольких блоков и заканчиваться в одном или нескольких блоках.

Разветвление дуг, изображаемое в виде расходящихся линий, означает, что все содержимое дуг или его часть может появиться в каждом ответвлении. Дуга всегда помечается до разветвления, чтобы дать название всему набору. Кроме того, каждая ветвь дуги может быть помечена или не помечена в соответствии со следующими правилами:

непомеченные ветви содержат вес объекты, указанные в метке дуги перед разветвлением;

ветви, помеченные после точки разветвления, содержат все объекты или их часть, указанные в метке дуги перед разветвлением.

Слияния дуг в IDEFO, изображаемое как сходящиеся вместе линии, указывает, что содержимое каждой ветви идет на формирование метки для дуги, являющейся результатом слияния исходных дуг. После слияния результирующая дуга всегда помечается для указания нового набора объектов, возникшего после объединения. Кроме того, каждая ветвь перед слиянием может помечаться или не помечаться в соответствии со следующими правилами:

Рис. 2.6. Связь выход-механизм

непомеченные ветви содержат вес объекты, указанные в общей метке дуги после слияния;

помеченные перед слиянием ветви содержат все или некоторые объекты из перечисленных в общей метке после слияния,

количество блоков на диаграмме - N;

уровень декомпозиции диаграммы - L ;

сбалансированность диаграммы - В;

число стрелок, соединяющихся с блоком, - А

Данный набор факторов относится к каждой диаграмме модели. Далее будут перечислены рекомендации по желательным значениям факторов диаграммы.

Необходимо стремиться к тому, чтобы количество блоков на диаграммах нижних уровней было бы ниже количества блоков на родительских диаграммах, т. е. с увеличением уровня декомпозиции убывал бы коэффициент. Таким образом, убывание этого коэффициента говорит о том. что по мере декомпозиции модели функции должны упрощаться, следовательно, количество блоков должно убывать.

Диаграммы должны быть сбалансированы. Это означает, что в рамках одной диаграммы не должно происходить ситуации, изображенной на рис. 2.7: у работы 1 входящих стрелок и стрелок управления значительно больше, чем выходящих. Следует отметить, что данная рекомендация может не выполняться в моделях, описывающих производственные процессы. Например, при описании процедуры сборки в блок может входить множество стрелок, описывающих компоненты изделия, а выходить одна стрелка -- готовое изделие.

Рис. 2.7. Пример несбалансированной диаграммы

Введем коэффициент сбалансированности диаграммы

Необходимо стремиться, чтобы Кь был минимален для диаграммы.

Помимо анализа графических элементов диаграммы необходимо рассматривать наименования блоков. Для оценки имен составляется словарь элементарных (тривиальных) функций моделируемой системы. Фактически в данный словарь должны попасть функции нижнего, уровня декомпозиции диаграмм. Например, для модели БД элементарными могут являться функции «найти запись», «добавить запись в БД», в то время как функция «регистрация пользователя» требует дальнейшего описания.

После формирования словаря и составления пакета диаграмм системы необходимо рассмотреть нижний уровень модели. Если на нем обнаружатся совпадения названий блоков диаграмм и слов из словаря, то это говорит, что достаточный уровень декомпозиции достигнут. Коэффициент, количественно отражающий данный критерий, можно записать как L*C - произведение уровня модели на число совпадений имен блоков со словами из словаря. Чем ниже уровень модели (больше L), тем ценнее совпадения.

При запуске BPWin по умолчанию появляется основная панель инструментов, палитра инструментов и Model Explorer.

При создании новой модели возникает диалог, в котором следует указать, будет ли создана модель заново, или она будет открыта из репозитория ModelMart, внести имя модели и выбрать методологию, в которой будет построена модель (рис. 2.8).

Рис.2.8 Диалог создания модели

BPWin поддерживает три методологии - IDEF0, IDEF3 и DFD. В BPWin возможно построение смешанных моделей, т. е. модель может содержать одновременно как диаграммы IDEF0, так и IDEF3 и DFD. Состав палитры инструментов изменяется автоматически, когда происходит переключение с одной нотации на другую.

Модель в BPWin рассматривается как совокупность работ, каждая из которых оперирует с некоторым набором данных. Если щелкнуть по любому объекту модели левой кнопкой мыши, появляется всплывающее контекстное меню, каждый пункт которого соответствует редактору какого-либо свойства объекта.

Построение модели системы должно начинаться с изучения всех документов, описывающих ее функциональные возможности. Одним из таких документов является техническое задание, а именно разделы "Назначение разработки", "Цели и задачи системы" и "Функциональные характеристики системы " .

После изучения исходных документов и опроса заказчиков и пользователей системы необходимо сформулировать цель моделирования и определить точку зрения на модель. Рассмотрим технологию ее построения на примере системы "Служба занятости в рамках вуза", основные возможности которой были описаны в лабораторной работе № 1.

Сформулируем цель моделирования: описать функционирования системы, которое было бы понятно ее пользователю, не вдаваясь в подробности, связанные с реализацией. Модель будем строить с точки зрения пользователей (студент, преподаватель, администратор, деканат, фирма).

Начнем с построения контекстной IDEF0-диаграммы. Согласно описанию системы основной функцией является обслуживание ее клиентов посредством обработки запросов, от них поступающих. Таким образом, определим единственную работу контекстной диаграммы как «Обслужить клиента системы». Далее определим входные и выходные данные, а также механизмы и управление.

Для того чтобы обслужить клиента, необходимо зарегистрировать его в системе, открыть доступ к БД и обработать его запрос. В качестве входных данных будут использоваться «имя клиента», «пароль клиента», «исходная БД», «запрос клиента». Выполнение запроса ведет либо к получению информации от системы, либо к изменению содержимого БД (например, при составлении экспертных оценок), поэтому выходными данными будут являться «отчеты» и «измененная БД». Процесс обработки запросов будет выполняться монитором системы под контролем администратора.

Таким образом, определим контекстную диаграмму системы (рис. 2.9).

Рис 2.9. Контекстная диаграмма системы

Проведем декомпозицию контекстной диаграммы, описав последовательность обслуживания клиента:

Определение уровня доступа в систему.

Выбор подсистемы.

Обращение к подсистеме.

Изменение БД (при необходимости).

Получим диаграмму, изображенную на рис. 2.10.

Закончив декомпозицию контекстной диаграммы, переходят к декомпозиции диаграммы следующего уровня. Обычно при рассмотрении третьего и более нижних уровней модели возвращаются к родительским диаграммам и корректируют их.

Рис. 2.10. Декомпозиция работы «Обслуживание, клиента системы»

Декомпозируем последовательно все блоки полученной диаграммы. Первым этапом при определении уровня доступа в систему является определение категории пользователя. По имени клиента осуществляется поиск в базе пользователей, определяя его категорию. Согласно определенной категории выясняются полномочия, предоставляемые пользователю системы. Далее проводится процедура доступа в систему, проверяя имя и пароль доступа. Объединяя информацию о полномочиях и уровне доступа в систему, для пользователя формируется набор разрешенных действий. Таким образом, определение уровня доступа в систему будет выглядеть как показано на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Декомпозиция работы «Определение уровня доступа в систему»

После прохождения процедуры доступа в систему монитор анализирует запрос клиента, выбирая подсистему, которая будет обрабатывать запрос. Декомпозиция работы «Обращение к подсистеме» не отвечает цели и точке зрения модели. Пользователя системы не интересуют внутренние алгоритмы ее работы. В данном случае ему важно, что выбор подсистемы будет произведен автоматически, без его вмешательства, поэтому декомпозиция обращения к подсистеме только усложнит модель.

Декомпозируем работу «Обработка запроса клиента», выполняемую подсистемой обработки запросов, определения категорий и полномочий пользователей. Перед осуществлением поиска ответа на запрос необходимо открыть БД (подключиться к ней). В общем случае БД может находиться на удаленном сервере, поэтому может потребоваться установление соединения с ней. Определим последовательность работ:

Открытие БД.

Выполнение запроса.

Генерация отчетов.

После открытия БД необходимо сообщить системе об установлении соединения с БД, после чего выполнить запрос и сгенерировать отчеты для пользователя (рис. 2.12).

Необходимо отметить, что в «Выполнение запроса» включается работа различных подсистем. Например, если запрос включает в себя тестирование, то его будет исполнять подсистема профессиональных и психологических тестов. На этапе выполнения запроса может потребоваться изменение содержимого БД, например при составлении экспертных оценок. Поэтому, на диаграмме необходимо предусмотреть такую возможность.

Рис. 2.12.

При анализе полученной диаграммы возникает вопрос, по каким правилам происходит генерация отчетов? Необходимо наличие заранее сформированных шаблонов, по которым будет производиться выборка из БД, причем эти шаблоны должны соответствовать запросам и должны быть заранее определены. Кроме того, клиенту должна быть предоставлена возможность выбора формы отчета.

Скорректируем диаграмму, добавив в нее стрелки «Шаблоны отчетов» и «Запросы на изменение БД» и туннельную стрелку «Клиент системы». Туннелирование «Клиента системы» применено для того, чтобы не выносить стрелку на диаграмму верхнего, так как функция выбора формы отчета не является достаточно важной для отображения ее на родительской диаграмме.

Изменение диаграммы потянет за собой корректировку всех родительских диаграмм (рис. 2.13 - 2.15).

Декомпозицию работы «Выполнение запроса» целесообразно провести при помощи диаграммы DFD (лабораторная работа № 3), так как методология IDEF0 рассматривает систему как совокупность взаимосвязанных работ, что плохо отражает процессы обработки информации.

Рис. 2.13. Декомпозиция работы «Обработка запроса клиента»

Рис. 2.14. Декомпозиция работы «Обслуживание клиента системы»(вариант 2)

Рис. 2.15. Контекстная диаграмма системы (вариант 2)

Перейдем к декомпозиции последнего блока «Изменение БД». С точки зрения клиента, данные системы располагаются в одной БД. Реально в системе присутствует шесть БД:

БД пользователей,

БД студентов,(вариант 2)

БД вакансий,

БД успеваемости,

БД тестов,

БД экспертных оценок,

БД резюме.

Согласно цели моделирования клиенту важно понимать, что поступившие данные не сразу обновляются в системе, а проходят дополнительный этап обработки и контроля. Алгоритм изменения можно сформулировать следующим образом:

Определяется БД, в которой будет изменяться информация.

Оператором формируется временный набор данных и предоставляется администратору.

Администратор осуществляет контроль данных и вносит их в БД.

Данную модель реализовать другим способом, предоставив возможность обновления БД непосредственно по запросам, минуя процесс контроля данных. В этом случае необходимо обеспечить контроль целостности БД для избежания ее повреждения. В этом случае диаграмма будет выглядеть следующим образом (рис. 2.17).

Рис. 2.16. Декомпозиция работы «Изменение БД»

Рис. 2.17. Декомпозиция работы «Изменение БД» (вариант 2) Для первого варианта, изображенного на рис. 2.12

Проведение дальнейшей декомпозиции «Изменения БД» будет усложнять модель, объясняя, как осуществляется физическое изменение БД в системе. При этом пользователь не получит никакой дополнительной информации о работе системы службы занятости. Декомпозицию этой работы целесообразно проводить в процессе проектирования БД системы на этапе создания логической модели БД.

Декомпозиция работы «Выполнение запроса» будет проведена в следующей лабораторной работе, иллюстрируя применение диаграмм DFD для описания процессов обработки информации.

Проведем количественный анализ моделей, изображенных на рис. 2.12 и 2.13, согласно вышеописанной методике. Рассмотрим поведение коэффициента ^ у этих моделей. У родительской диаграммы «Обработка запроса клиента» коэффициент равен 4/2 = 2, а диаграммы декомпозиции 3/3 = 1. Значение коэффициента убывает, что говорит об упрощении описания функций с понижением уровня модели.

Рассмотрим изменение коэффициента К b у двух вариантов моделей.

для второго варианта

Коэффициент К b не меняет своего значения, следовательно, сбалансированность диаграммы не меняется.

Будем считать, что уровень декомпозиции рассмотренных диаграмм достаточен для отражения цели моделирования, и на диаграммах нижнего Уровня в качестве наименований работ используются элементарные функции (с точки зрения пользователя системы).

Подводя итоги рассмотренного примера необходимо отметить важность рассмотрения нескольких вариантов диаграмм при моделировании системы. Такие варианты могут возникать при корректировке диаграмм, как это было сделано с «Обработкой запроса клиента» или при создании альтернативных реализаций функций системы (декомпозиция работы «Изменение БД»). Рассмотрение вариантов позволяет выбрать наилучший и включить его в пакет диаграмм для дальнейшего рассмотрения.