Моделирование. Методология функциональногомоделирования idef0Руководящий документ
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
РД IDEF 0 - 2000 МЕТОДОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ IDEF0 Руководящий документ Издание официальное ГОССТАНДАРТ РОССИИ М о с к в а РД IDEF0 - 2000 2 Предисловие 1. РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским Центром CALS – технологий «Прикладная Логистика» ВНЕСЕН Научно-исследовательским Центром CALS – технологий «Приклад- ная Логистика» 2. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 2000 г. № 3. Настоящий Руководящий документ составлен по материалам Федерального стандарта США INTEGRATION DEFINITION FOR FUNCTION MODELING (IDEF0) . Draft Federal Information Processing Standards Publication 183 ,1993 December 21 и содер- жит основные сведения о методологии функционального моделирования IDEF0 , о ее графическом языке и методике построения и практического применения функ- циональных моделей организационно-экономических и производственно- технических систем. 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ © ИПК Издательство стандартов, 2000 Настоящий Руководящий документ не может быть полностью или частично вос- произведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России РД IDEF0 - 2000 3 Содержание Стр. 1. ВВЕДЕНИЕ 5 2. КОНЦЕПЦИЯ IDEF0 7 3. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МЕТОДОЛОГИИ И ЯЗЫКА IDEF0 9 4. СИНТАКСИС ГРАФИЧЕСКОГО ЯЗЫКА IDEF0 13 4.1. Блок 13 4.2 Стрелка 13 4.3. Синтаксические правила 14 5. СЕМАНТИКА ЯЗЫКА IDEF0 15 5.1. Семантика блоков и стрелок 15 5.2. Имена и метки 16 5.3. Семантические правила блоков и стрелок 16 5.4. Диаграмма IDEF0 17 5.5. Контекстная диаграмма верхнего уровня 18 5.6. Дочерняя диаграмма 19 5.7. Родительская диаграмма 19 5.8. Текст и глоссарий 21 5.9. Диаграммы – иллюстрации (FEO) 22 6. СВОЙСТВА ДИАГРАММ 23 6.1. Стрелки как ограничения 23 6.2. Параллельное функционирование 24 6.3. Ветвление и слияние сегментов стрелок 24 6.4. Отношения блоков на диаграммах 26 7. ОТНОШЕНИЯ МЕЖДУ БЛОКАМИ ДИАГРАММЫ И ДРУГИМИ ДИА- ГРАММАМИ (ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ) 30 7.1. Граничные стрелки 30 7.2. ICOM –кодирование граничных стрелок 31 7.3. Стрелки, помещенные в «туннель» 33 8. ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММ 35 9. ССЫЛОЧНЫЕ НОМЕРА (КОДЫ) 40 9.1. Номера блоков 40 9.2. Узловые номера 40 9.3. Перечень узлов 41 9.4. Дерево узлов 42 10. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ В СРЕДЕ IDEF0 43 10.1. Общие положения 43 10.2. Классификация функций, моделируемых блоками IDEF0 45 10.3. Организационно-технические структуры и механизмы IDEF0-моделей. 47 10.4. Управление – особый вид процесса, операции, действия 49 10.5. Типизация функциональных моделей и IDEF0 -диаграмм 50 РД IDEF0 - 2000 4 11. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ 52 11.1 Общие положения 52 11.2 Состав участников проекта и структура их взаимодействия 53 11.2.1 Руководитель проекта 55 11.2.2 Разработчики (авторы) проекта 55 11.2.3 Технический совет 57 11.2.4 Эксперт 57 11.2.5 Библиотекарь 58 11.2.6 Источники информации 59 11.3 Заключительные замечания 59 12. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 60 ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 62 РД IDEF0 - 2000 5 1. Введение Постоянное усложнение производственно-технических и организационно- экономических систем – фирм, предприятий, производств, и др. субъектов производственно-хозяйственной деятельности - и необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких систем. Эта проблема приобретает особую актуальность в свя- зи с появлением интегрированных компьютеризированных производств и автоматизированных предприятий. В США это обстоятельство было осознано еще в конце 70-ых годов, когда ВВС США предложили и реализовали Программу интегрированной компью- теризации производства ICAM (ICAM - Integrated Computer Aided Manufac- turing), направленную на увеличение эффективности промышленных пред- приятий посредством широкого внедрения компьютерных (информацион- ных) технологий. Реализация программы ICAM потребовала создания адекватных методов анализа и проектирования производственных систем и способов обмена ин- формацией между специалистами, занимающимися такими проблемами. Для удовлетворения этой потребности в рамках программы ICAM была разрабо- тана методология IDEF (ICAM Definition), позволяющая исследовать струк- туру, параметры и характеристики производственно-технических и организа- ционно-экономических систем (в дальнейшем, там, где это не вызывает не- доразумений – систем). Общая методология IDEF состоит из трех частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении систем: • IDEF0 используется для создания функциональной модели, отображаю- щей структуру и функции системы, а также потоки информации и матери- альных объектов, связывающие эти функции. • IDEF1 применяется для построения информационной модели, отобра- жающей структуру и содержание информационных потоков, необходи- мых для поддержки функций системы; • IDEF2 позволяет построить динамическую модель меняющихся во вре- мени поведения функций, информации и ресурсов системы. К настоящему времени наибольшее распространение и применение имеют методологии IDEF0 и IDEF1 (IDEF1X), получившие в США статус феде- ральных стандартов. [1 ,2 ]. Методология IDEF0, особенности и приемы применения которой описы- ваются в настоящем Руководящем документе (РД), основана на подходе, РД IDEF0 - 2000 6 разработанном Дугласом Т. Россом в начале 70–ых годов и получившем на- звание SADT (Structured Analysis & Design Technique - метод структурного анализа и проектирования). Основу подхода и, как следствие, методологии IDEF0, составляет графический язык описания (моделирования) систем, об- ладающий следующими свойствами. • Графический язык - полное и выразительное средство, способное нагляд- но представлять широкий спектр деловых, производственных и других процессов и операций предприятия на любом уровне детализации. • Язык обеспечивает точное и лаконичное описание моделируемых объек- тов, удобство использования и интерпретации этого описания. • Язык облегчает взаимодействие и взаимопонимание системных аналити- ков, разработчиков и персонала изучаемого объекта (фирмы, предпри- ятия), т.е. служит средством «информационного общения» большого чис- ла специалистов и рабочих групп, занятых в одном проекте, в процессе обсуждения, рецензирования, критики и утверждения результатов. • Язык прошел многолетнюю проверку и продемонстрировал работоспо- собность как в проектах ВВС США, так и в других проектах, выполняв- шихся государственными и частными промышленными компаниями. • Язык легок и прост в изучении и освоении. • Язык может генерироваться рядом инструментальных средств машинной графики; известны коммерческие программные продукты, поддерживаю- щие разработку и анализ моделей - диаграмм IDEF0, например, продукт Design/IDEF 3.7 (и более поздние версии) фирмы Meta Software Corpora- tion (США). Перечисленные свойства языка предопределили выбор методологии IDEF0 в качестве базового средства анализа и синтеза производственно-технических и организационно-экономических систем, что нашло свое отражение в упо- мянутых федеральных стандартах США. В связи с расширяющимся применением информационных технологий и, в частности, CALS-технологий в народном хозяйстве Российской Федерации в настоящем РД приводятся основные сведения о методологии IDEF0 и гра- фическом языке описания моделей , а также некоторые практические реко- мендации по разработке таких моделей. РД IDEF0 - 2000 7 2. Концепция IDEF0 Методология IDEF0 основана на следующих концептуальных положениях. 2.1 Модель – искусственный объект, представляющий собой отображение (образ) системы и ее компонентов. Согласно [ 3 ], М моделирует А, если М отвечает на вопросы относительно А. Здесь М – модель, А – моделируемый объект (оригинал). Модель разра- батывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции (реинжиниринге) или замене существующей, либо проектировании но- вой системы. Система представляет собой совокупность взаимосвязан- ных и взаимодействующих частей, выполняющих некоторую полезную работу. Частями (элементами) системы могут быть любые комбинации разнообразных сущностей, включающие людей, информацию, программ- ное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергию (энергоно- сители). Модель описывает, что происходит в системе, как ею управля- ют, какие сущности она преобразует, какие средства использует для вы- полнения своих функций и что производит. 2.2 Блочное моделирование и его графическое представление. Основной концептуальный принцип методологии IDEF – представление любой изу- чаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия (определения – см. ниже), происходящие в изучаемой системе. В IDEF0 все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в соответствие блок. На IDEF0 –диаграмме, основном докумен- те при анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямо- угольник. Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с дру- гими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе сре- дой, представляются стрелками ), входящими в блок или выходящими из него. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одно- временно выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществи- лась. 2.3 Лаконичность и точность. Документация, описывающая систему, должна быть точной и лаконичной. Многословные характеристики, изло- женные в форме традиционных текстов, неудовлетворительны. Графиче- ский язык позволяет лаконично, однозначно и точно показать все элемен- ты (блоки) системы и все отношения и связи между ними, выявить оши- бочные, лишние или дублирующие связи и т.д.. 2.4 Передача информации. Средства IDEF0 облегчают передачу информа- ции от одного участника разработки модели (отдельного разработчика или рабочей группы) к другому. К числу таких средств относятся: • диаграммы, основанные на простой графике блоков и стрелок, легко читаемые и понимаемые; РД IDEF0 - 2000 8 • метки на естественном языке для описания блоков и стрелок, а также глоссарий и сопроводительный текст для уточнения смысла элемен- тов диаграммы; • последовательная декомпозиция диаграмм, строящаяся по иерархи- ческому принципу, при котором на верхнем уровне отображаются основные функции, а затем происходит их детализация и уточнение; • древовидные схемы иерархии диаграмм и блоков , обеспечивающие обозримость модели в целом и входящих в нее деталей. 2.5 Строгость и формализм. Разработка моделей IDEF0 требует соблюде- ния ряда строгих формальных правил, обеспечивающих преимущества методологии в отношении однозначности, точности и целостности слож- ных многоуровневых моделей. Эти правила описываются ниже. Здесь от- мечается только основное из них: все стадии и этапы разработки и коррек- тировки модели должны строго, формально документироваться с тем, чтобы при ее эксплуатации не возникало вопросов , связанных с непол- нотой или некорректностью документации. 2.6 Итеративное моделирование. Разработка модели в IDEF0 представляет собой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергают обсужде- нию, рецензированию и последующему редактированию, после чего цикл повторяется. Такая организация работы способствует оптимальному ис- пользованию знаний системного аналитика, владеющего методологией и техникой IDEF0, и знаний специалистов – экспертов в предметной облас- ти, к которой относится объект моделирования. 2.7 Отделение «организации» от «функций». При разработке моделей следует избегать изначальной «привязки» функций исследуемой системы к существующей организационной структуре моделируемого объекта (предприятия, фирмы). . Это помогает избежать субъективной точки зре- ния, навязанной организацией и ее руководством. Организационная структура должна явиться результатом использования (применения) мо- дели. Сравнение результата с существующей структурой позволяет, во- первых, оценить адекватность модели, а во-вторых – предложить реше- ния, направленные на совершенствование этой структуры. РД IDEF0 - 2000 9 3. Основные определения (понятия) методологии и языка IDEF0. 3.1 Блок: прямоугольник, содержащий имя и номер и используемый для опи- сания функции. 3.2 Ветвление: разделение стрелки на два или большее число сегментов. Может означать «развязывание пучка» (см. 3.27). 3.3 Внутренняя стрелка: входная, управляющая или выходная стрелка, кон- цы которой связывают источник и потребителя, являющиеся блоками од- ной диаграммы. Отличается от граничной стрелки. 3.4 Входная стрелка: класс стрелок, которые отображают вход IDEF0-блока, то есть данные или материальные объекты, которые преобразуются функ- цией в выход. Входные стрелки связываются с левой стороной блока IDEF0. 3.5 Выходная стрелка: класс стрелок, которые отображают выход IDEF0- блока, то есть данные или материальные объекты, произведенные функ- цией. Выходные стрелки связываются с правой стороной блока IDEF0. 3.6 Глоссарий: список определений для ключевых слов, фраз и аббревиатур, связанных с узлами, блоками, стрелками или с моделью IDEF0 в целом. 3.7 Граничная стрелка: стрелка, один из концов которой связан с источни- ком или потребителем, а другой не присоединен ни к какому блоку на диаграмме. Отображает связь диаграммы с другими блоками системы и отличается от внутренней стрелки. 3.8 Декомпозиция: разделение моделируемой функции на функции - компо- ненты. 3.9 Дерево узлов: представление отношений между родительскими и дочер- ними узлами модели IDEF0 в форме древовидного графа. Имеет то же значение и содержание, что и перечень узлов (см. 3.23). 3.10 Диаграмма A-0: специальный вид (контекстной) диаграммы IDEF0, состоящей из одного блока, описывающего функцию верхнего уровня, ее входы, выходы, управления, и механизмы, вместе с формулировками цели модели и точки зрения, с которой строится модель. 3.11 Диаграмма: часть модели, описывающая декомпозицию блока. 3.12 Диаграмма-иллюстрация (FEO): графическое описание, используе- мое, для сообщения специфических фактов о диаграмме IDEF0. При по- строении диаграмм FEO можно не придерживаться правила IDEF0. 3.13 Дочерний блок: блок на дочерней (порожденной) диаграмме. 3.14 Дочерняя диаграмма: диаграмма, детализирующая родительский (по- рождающий) блок. 3.15 Имя блока: глагол или глагольный оборот, помещенный внутри блока и описывающий моделируемую функцию. 3.16 Интерфейс: разделяющая граница, через которую проходят данные или материальные объекты; соединение между двумя или большим чис- РД IDEF0 - 2000 10 лом компонентов модели, передающее данные или материальные объекты от одного компонента к другому. 3.17 Код ICOM: аббревиатура( Input - Вход, Control - Управление, Output - Выход, Mechanism – Механизм), код, обеспечивающий соответствие гра- ничных стрелок дочерней диаграммы со стрелками родительского блока; используется для ссылок. 3.18 Контекст: окружающая среда, в которой действует функция (или комплект функций на диаграмме). 3.19 Контекстная диаграмма: диаграмма, имеющая узловой номер A-n ( n ≥≥≥≥ 0 ), которая представляет контекст модели, Диаграмма A-0, состоя- щая из одного блока, является необходимой (обязательной) контекстной диаграммой; диаграммы с узловыми номерами A-1, A-2,... - дополнитель- ные контекстные диаграммы. 3.20 Метка стрелки: существительное или оборот существительного, свя- занные со стрелкой или сегментом стрелки и определяющие их значение. 3.21 Модель IDEF0: графическое описание системы, разработанное с опре- деленной целью (см. 3.46 ) и с выбранной точки зрения (см. 3.39 ). Ком- плект одной или более диаграмм IDEF0, которые изображают функции системы с помощью графики, текста и глоссария. 3.22 Номер блока: число (0 - 6), помещаемое в правом нижнем углу блока и однозначно идентифицирующее блок на диаграмме. 3.23 Перечень узлов: список, часто ступенчатый, показывающий узлы мо- дели IDEF0 в упорядоченном виде. Имеет то же значение и содержание, что и дерево узлов (см. 3.9 ). 3.24 Примечание к модели: текстовый комментарий, являющийся частью диаграммы IDEF0 и используемый для записи факта, не нашедшего гра- фического изображения. 3.25 Родительская диаграмма: диаграмма, которая содержит родительский блок. 3.26 Родительский блок: блок, который подробно описывается дочерней диаграммой. 3.27 Связывание/развязывание: объединение значений стрелок в составное значение (связывание в «пучок»), или разделение значений стрелок (раз- вязывание «пучка»), выраженные синтаксисом слияния или ветвления стрелок. 3.28 Сегмент стрелки: сегмент линии, который начинается или заканчи- вается на стороне блока, в точке ветвления или слияния, или на границе (несвязанный конец стрелки). 3.29 |