Синтаксис IDEF0 диаграмм и модели

 

Модель представляет собой набор взаимосвязанных диаграмм, текста и глоссария. При описании системы IDEF0 используются как естественный, так и особый графический языки. Диаграммы являются главными компонентами модели. Диаграммы состоят из блоков и дуг. Блоки в них представляют действия, процессы (т.е. то, что можно представить в виде функции), а дуги отображают объекты информационной системы.

Блоки на диаграмме представляют процессы системы. Наименование бизнес-процессов записываются внутри блоков. Они должны содержать глагольный оборот. Каждый блок на диаграмме имеет номер в диапазоне 1-6, записанный в нижнем правом углу.

Формализация процесса - это выражение действия активным глагольным оборотом (таким как разработать, создать, подключить) и формулирование требований к нему. Передавать значение процесса существительным неправильно.

Например, будет правильно записать “генерировать”, а не “генерация”.

Строгий синтаксис необходим для однозначного понимания диаграмм и их легкого прочтения, а также более эффективного использования процедур электронных архивов последних поколений для хранения и обработки информации о процессах системы.

Дуги в IDEF0-модели используются для представления связей между несколькими бизнес-процессами. Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса (см. рис.1).

Управляющие процессом данные представляют собой дуги, входящие в блок сверху, в то время как информация, которая является входными данными для выполняемого процесса, показана в виде дуг с левой стороны блока.

Назначение входа и назначение управления различно. Их различие является важным для понимания работы системы. Принято, что дуга является управляющей, если не очевидно, что она определяет только вход. Каждый функциональный блок имеет по крайней мере одну управляющую дугу.

Результаты выполнения процесса показаны с правой стороны блока в виде выходных дуг. Механизм, который осуществляет бизнес-процесс, представляется дугой, входящей в блок снизу. Механизмом может являться автоматизированная система, технические средства, людские ресурсы и т.п.

Вход и выход показывают, что процесс делает, управление показывает, почему это делается, а механизм показывает, как и какими средствами это делается.

При построении IDEF0 – диаграмм важно правильно отделять входящие интерфейсные дуги от управляющих.

На рис. 2 изображен функциональный блок “Обработать заготовку”.

Необходимо отметить, что любой функциональный блок по требованиям стандарта должен иметь по крайней мере одну управляющую интерфейсную дугу и одну исходящую.

В реальном процессе рабочему, производящему обработку, выдают заготовку и технологические указания по обработке (или правила техники безопасности при работе со станком).

Заготовка и документ с технологическими указаниями не являются входящими объектами.

 

Рис.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги.

 

Рис.2. Процесс "Обработать заготовку".

 

Рис. 3. Особенности описания процессов.

В этом процессе заготовка обрабатывается по правилам, отраженным в технологических указаниях, которые должны соответственно изображаться управляющей интерфейсной дугой.

В случае, когда технологические указания обрабатываются главным технологом и в них вносятся изменения (рис. 3), то они отображаются уже входящей интерфейсной дугой, а управляющим объектом являются, например, новые промышленные стандарты.

Приведенные выше примеры подчеркивают внешне схожую природу входящих и управляющих интерфейсных дуг, однако для систем одного класса всегда есть определенные разграничения.

Можно выделить пять основных видов объектов:

· материальные потоки (детали, товары, сырье и т.д.);

· финансовые потоки (наличные и безналичные, инвестиции и т.д.);

· потоки документов (коммерческие, финансовые и организационные документы);

· потоки информации (информация, данные о намерениях, устные распоряжения и т.д.);

· ресурсы (сотрудники, станки, машины и т.д.).

В различных случаях входящими и исходящими интерфейсными дугами могут отображаться все виды объектов, управляющими дугами могут отображаться только относящиеся к потокам документов и информации, а дугами-механизмами могут отображаться только ресурсы.

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).

Дуги на IDEF0-диаграмме представляют не потоки или последовательность данных (информации, материальных объектов), а ограничения на одновременное выполнение нескольких процессов. Соединение выхода одного блока с входом или управлением другого показывает, что процесс, зависящий от входящих интерфейсов, не может выполняться до тех пор, пока не станут доступными данные, производимые другими блоками.

Конкретный вариант действия, в соответствии с которым протекает процесс, зависит от конкретного содержания интерфейсных дуг. Однако для блока ограничивающими являются только его входящие дуги и дуги управления. Ограничения помогают лучше раскрыть смысл процесса, отображаемого блоком.

Процессы на одной диаграмме могут выполняться одновременно, если этому не препятствуют ограничения. Ни последовательность, ни время не указаны явно на IDEF0-диаграммах. Обратные связи, итерации, перекрывающиеся во времени процессы могут быть изображены с помощью дуг.

Дуги могут разветвляться, если одни и те же данные требуются более, чем для одного блока; или объединяться, если однотипные данные могут быть выработаны более чем одним блоком. Каждая из ветвей может представлять один и тот же объект или различные объекты одного и того же типа.

IDEF0-модель системы представляет собой иерархическую структуру IDEF0-диаграмм, каждая из которых описывает часть системы.

Построение IDEF0-модели начинается с формализации основного процесса и создания диаграммы, состоящей из одного блока, описывающего этот процесс и дуг, отражающих требования и вид внешних интерфейсов системы. Такая диаграмма называется контекстной.

Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами.

Процедура создания диаграммы, более подробно описывающей процесс, происходящий в каком-либо блоке, называется декомпозицией.

Блоки, полученные в результате декомпозиции контекстной диаграммы, представляют собой основные бизнес-процессы системы, границы которых очерчены интерфейсными дугами. Каждый из этих подмодулей может быть декомпозирован подобным же образом для более детального представления.

Диаграмму декомпозиции можно представить себе как расположенную внутри родительского блока.

Декомпозируемый блок, по отношению к диаграмме декомпозирующей его, называется родительским блоком. Диаграмма декомпозиции, по отношению к тому блоку, декомпозицией которого она является, называется диаграммой-потомком.

Дуги, входящие в блок и выходящие из него на диаграмме верхнего уровня, являются теми же самыми, что и дуги, входящие в диаграмму нижнего уровня и выходящие из нее, потому что блок и диаграмма представляют одну и ту же часть системы.

Диаграммы верхних уровней охватывают большое количество деталей, поэтому названия блоков и дуг должны быть максимально обобщенными и давать общее понятие. На последующих диаграммах нижних уровней эти детали постепенно уточняются. Благодаря пошаговой детализации информации по мере создания диаграмм разработчики проекта на каждом уровне детализации располагают хорошо очерченным предметом изучения с приемлемым объемом новой информации.

Таким образом, в процессе последовательной декомпозиции образуется иерархия диаграмм. На вершине иерархии расположена контекстная диаграмма А-0. Диаграмма содержит один блок А0, который определяет контекст всей модели, ее миссию и образует основу для дальнейшей декомпозиции.

Диаграмма А0 является декомпозицией диаграммы А-0 (номер диаграммы соответствует номеру блока, который она декомпозирует).Ее структура раскрывает аспекты поведения системы. Структура блоков и дуг диаграммы А0 ограничивают и каждый последующий уровень, поскольку она является полным описанием выбранного объекта.

Нижние уровни описывают каждый из процессов (блоков) А0. Построение такой иерархии диаграмм (декомпозиций) продолжается до тех пор, пока не будут выявлены все важные составляющие моделируемой системы.

Номер блока формируется из буквы А, номера диаграммы, которой принадлежит блок, и порядкового номера блока на данной диаграмме. Номер диаграммы декомпозирующей блок соответствует номеру самого блока. Такая схема нумерации позволяет по номеру блока точно определить его положение в иерархии модели, провести навигацию по модели как вверх так и вниз.

Например блок с номером А321 позволяет проследить всю цепочку диаграмм вверх вплоть до А0: блок принадлежит диаграмме А32, декомпозирующей соответствующий блок, лежащий на диаграмме А3; которая в свою очередь является декомпозицией блока А3 диаграммы А0.

Также можно осуществить и нисходящую навигацию. Так например любой блок или диаграмма имеющие номер вида А321ХХХ где ХХХ любая комбинация цифр, являются декомпозицией данного блока.

Взаимоотношения диаграмм показаны с помощью интерфейсных дуг. При декомпозиции блока его входящие, выходящие, управляющие дуги и дуги механизма становятся "внешними", интерфейсными дугами диаграммы декомпозиции. Иными словами дуги становятся интерфейсом между диаграммой и остальной частью модели. Дуги родительской и декомпозирующей диаграммы должны быть согласованны как по количеству так и по наименованию.

В IDEF0 принята схема наименования интерфейсных дуг - ICOM, позволяющая точно идентифицировать и проверять связи по дугам между диаграммами. Эта схема позволяет не только проверять согласованность внешних дуг диаграммы с граничными дугами декомпозируемого блока, но и обеспечивает согласованность самой декомпозиции. Схема ICOM кодирования проста. Всем дугам декомпозируемого блока присваиваются алфавитно-цифровые индексы, причем алфавитная часть индекса зависит от типа дуги. Так, индексы, входящих дуг начинаются с буквы I (Input), выходящих с O (Output), дуг управления с C (Control), механизма с M (Mechanism). Далее идет порядковый номер дуги, причем дуги входящие в блок сверху или снизу нумеруются справа налево, а входящие справа или слева сверху вниз. Таким образом образуется совокупность неявных связей между отдельными диаграммами, выстраивающая их в жесткую иерархическую структуру, где имя каждого блока-подмодуля плюс метки интерфейсных дуг определяют связанный контекст для этого подмодуля.

В общем случае каждая диаграмма декомпозиции может содержать только те интерфейсные дуги и те процессы, которые принадлежат исходному блоку. Кроме того, диаграмма декомпозиции не может упустить какие-либо элементы, так как родительский блок и его интерфейсы очерчивают ее контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено.

Однако в ряде случаев бывает необходимо скрыть источник или приемник дуги. В этом случае говорят о “вхождении дуги в тоннель”. То есть в том случае, если мы хотим ввести дугу, которой не было на родительской диаграмме, или наоборот скрыть дугу от потомков (сделать так, чтобы она не появилась на диаграмме декомпозиции).

Так, если мы хотим показать дугу, отсутствующую на родительской диаграмме, ее начало необходимо заключить в круглые скобки. Если же мы не хотим показывать дугу на диаграмме декомпозиции, ее конец (на входе в декомпозируемый блок) также помещается в скобки. Тоннельные дуги используются для того, чтобы избежать заполнения нежелательными подробностями диаграмм верхнего уровня.

Как правило, автором в процессе работы создаются несколько вариантов одной диаграммы (т.е. имеющей один номер). Чтобы различать разные версии одной и той же диаграммы, в IDEF0 используется схема контроля, основанная на хронологических номерах или С-номерах. С-номер состоит из инициалов автора и последовательного номера диаграммы.

Например, SDP007 обозначает седьмую диаграмму нарисованную автором с инициалами СДП. Если диаграмма замещает ее прежний вариант, то в скобках, после С-номера новой диаграммы, указывается С-номер предыдущей.

Каждый автор ведет реестр всех созданных им диаграмм. Реестр представляет собой таблицу состоящую из двух колонок: слева записываются последовательные номера, начиная с единицы, справа вписываются полные названия диаграмм. С-номера проставляются в правом нижнем углу диаграмм.

 С-номер выполняет еще одну важную функцию. Так при декомпозиции какого либо блока справа снизу от него проставляется С-номер декомпозирующей диаграммы. Это не только указывает на то, что блок был декомпозирован, но и позволяет по С-номеру найти диаграмму декомпозиции.

Каждая диаграмма рисуется на отдельном бланке, имеющим отдельные поля для идентификации и взаимосвязи диаграмм друг с другом. Для этих целей используются уже известные нам поля: номер узла, название и номер диаграммы, С-номер, ICOM номера внешних дуг и поле “контекст”. В поле “контекст” изображаются все блоки родительской диаграммы, причем родительски блок заштрихован.

Типовые пояснения по выполнению декомпозиции, предлагаемые в документации разработчика технологии для ее освоения, приведены на рис.4.