Методология IDEF3

Методология IDEF3. Раздел 1. О методологии IDEF3. IDEF3 — это метод описания процессов (существующих и создаваемых) в организации в определенной последовательности и объектов, участвующие совместно в этих процессах. IDEF3 дополняет IDEF0 и содержит все необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа. Синтаксис IDEF3 не имеет жестких ограничений, присущих IDEF0, и позволяет с помощью поддерживаемых им логических операций создавать более полные и более гибкие модели. При создании моделей IDEF3 принято документировать цель модели (те вопросы, на которые призвана ответить модель), а также точку зрения на модель (обычно это точка зрения человека, ответственного за работу в целом). Основной единицей модели IDEF3 являются диаграммы, в которых отображена последовательность работ, и схема их логического взаимодействия. При этом каждая работа может быть при необходимости декомпозирована на диаграммах нижнего уровня. В стандарте IDEF3 выделено два типа диаграмм, представляющих описание одного и того же сценария технологического процесса в разных ракурсах: диаграммы описания последовательности этапов процесса (Process Flow Description Diagrams, PFDD), диаграммы состояния объекта и его трансформаций в процессе (Object State Transition Network, OSTN). На примере процесса окраски детали в производственном цеху на предприятии могут быть получены следующие диаграммы: • диаграмма PFDD для описания стадий обработки детали в рамках исследуемого технологического процесса (рис. 1); • диаграммы OSTN для иллюстрации трансформаций детали, которые происходят на каждой стадии обработки (рис.2). Рис 1. Пример PFDD диаграммы. Рис. 2. Пример OSTN диаграммы Сценарий, отображаемый на PFDD –диаграмме (диаграмма построена «с точки зрения наблюдателя»), можно описать в следующем виде: Деталь поступает в окрасочный цех, подготовленной к окраске. В процессе окраски наносится один слой эмали при высокой температуре. После этого, производится сушка детали, после которой начинается этап проверки качества нанесенного слоя. Если тест подтверждает недостаточное качество нанесенного слоя (недостаточную толщину, неоднородность и т.д.), то деталь заново пропускается через цех окраски. Если деталь успешно проходит контроль качества, то она отправляется в следующий цех для дальнейшей обработки. На OSTN-диаграмме тот же самый процесс рассмотрен с точки зрения объекта (в нашем случае детали). Здесь состояния объекта и Изменение состояния являются ключевыми понятиями. Состояния объекта отображаются окружностями, а их изменения направленными линиями. Каждая линия имеет ссылку на соответствующий функциональный блок (работу), в результате которого произошло отображаемое ей изменение состояния объекта. В данном лекционном курсе будут рассмотрены PFDD-диаграммы, реализованные в case-средстве BPWin. Далее под термином «диаграмма IDEF3» понимается PFDD-диаграмма. Соответственно весь дальнейший материал посвящен семантики этого вида диаграмм IDEF3. Раздел 2. PFDD-диаграммы в IDEF3. Основные элементы, синтаксис. Основные элементы диаграмм IDEF3 представлены в таблице 1. Таблица 1. Основные элементы диаграмм IDEF3 1. Единицы работы — Unit of Work (UOW) — также называемые работами (activity), в IDEF3 изображаются прямоугольниками с прямыми углами. Работы именуются с использованием глаголов или отглагольных существительных. Каж­дой работе присваивается уникальный идентификационный номер, обычно состоящий из номера родительской работы и порядкового номера на текущей диаграмме (рис. 3). Этот номер не используется вновь даже в том случае, если в процессе построения модели действие удаляется. Рис. 3. Изображение и нумерация действия в диаграмме IDEF3 2. Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3 являются однонаправленными, и, хотя стрелка может начинаться или заканчиваться на любой стороне блока, обозначающего действие, диаграммы IDEF3 обычно организовываются слева направо таким образом, что стрелки начинаются на правой и заканчиваются на левой стороне блоков. В табл.2 приведены три возможных типа связей. Таблица 2. Типы связей между работами в стандарте IDEF3. Связь типа "Временное предшествование" («старшая» ) рисуется слева направо или сверху вниз. Показывает, что работа-источник должна закончиться прежде, чем работа-цель начнется. Пример связи показан на рис.4. В этом примере автор должен принять рекомендации рецензентов, прежде чем начать вносить соответствующие изменения в работу. Соответствующая временная шкала для выполнения упомянутых работ показана на рис.5. Рис. 4. Связь типа "Предшествование" между действиями 1.1 и 1.2 Рис. 5. Временная шкала выполнения действия при их связи типа «временное предшествование» Связь типа "Объектный поток" одновременно обозначает временную последовательность работ и материальный либо информационный поток. Такая связь отличается от связи временного предшествования двойным концом обозначающей ее стрелки. Связь показывает, что вторая работа начинает выполняться после завершения первой работы. Выходом первой работы является объект (его название надписано над стрелкой), использующийся в последующих работах. Пример связи показан на рис. 6. В приведенном примере счет на оплату услуг является результатом выполнения действия 1.1. Счет необходим для проведения оплаты услуг. Рис. 6. Объектная связь между действиями. Связь типа «Нечеткое отношение". Связи этого типа используются для выделения отношений между действиями, которые невозможно описать с использованием предшественных или объектных связей. Работа-цель в этом случае может начаться и даже закончиться до того момента, когда закончится выполнение первой работы. Варианты временной шкалы выполнения работ в этом случае показаны на рис.7. Рис.7. Временная шкала выполнения действия для связи отношения Оба варианта временной шкалы могут иметь место в реальности, поэтому интерпретация нечеткого отношения (интерпретация должна в точности отображать документируемую ситуацию) должна быть документирована в модели. Возможные варианты применения связи отношения — отображение взаимоотношений между параллельно выполняющимися действиями, «связка» единиц работ и объектов ссылок. Пример связи показан на рис.8, согласно которому внесение исправлений будет начато после получения первых замечаний, однако будет закончено ПЕРЕД тем, как все замечания от рецензентов будут получены и обработаны. Рис. 8. Пример использования связи «нечеткое отношение» 3. Перекрестки (Junction) разбивают или соединяют внутренние потоки и используются для описания ветвления процесса. Разворачивающие соединения используются для разбиения потока. Завершение одного действия в этом случае вызывает начало выполнения нескольких других. Сворачивающие соединения объединяют потоки. Здесь завершение одного или нескольких действий вызывает начало выполнения только одного другого действия. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для разветвления. Пример разбиения и соединения потоков с помощью перекрестков приведен на рис. 9. Рис. 9. Пример разбиения и соединения потока. При внесении перекрестка в диаграмму указывается тип перекрестка: «Исключающее ИЛИ» ( «Эксклюзивное ИЛИ»), «И» и «ИЛИ». При этом Перекрестки "И" и "ИЛИ" подразделяются еще на два подтипа – синхронные и асинхронные. Применение рассмотренных перекрестков на схемах расхождения абстрактно показано на рис.10. Использование перекрестков на схемах расхождения рассмотрено на рис.11. Рис. 10. Применение перекрестков "Исключающий ИЛИ", "И" и "ИЛИ" - схемы расхождения. Рис. 11. Применение перекрестков "Исключающий ИЛИ", "И" и "ИЛИ" - схемы схождения. Перекресток "Исключающий ИЛИ" обозначает, что после завершения работы "A" (рис. 10), начинает выполняться только одна из трех расположенных параллельно работ B, С или D в зависимости от условий 1, 2 и 3. Перекресток «Исключающее ИЛИ» на рис.11 означает, что работа А может быть выполнена, если хотя бы одна из предшествующих работ (работа В, С или D) будет успешно завершена. Перекресток "Исключающий ИЛИ" является самым неопределенным и применяется для описания слабо формализованных ситуаций. Перекресток "И" обозначает, что после завершения работы "A" (рис.10), начинают параллельно выполняться работы B, С и D. На схемах схождения (рис.11) логическое «И» означает, что выполнение работы А возможно лишь в случае выполнения работ В, С, D. Следует отметить, что на рис.10-11 показано асинхронное «И», при котором параллельные работы могут начинаться и заканчиваться не одновременно. В случае синхронного «И», обозначающегося символом , предполагается, что параллельные работы должны запускаться и завершаться одновременно. Перекресток "ИЛИ" (в данном случае асинхронное) обозначает, что после завершения работы "A" (рис.10), может запуститься любая комбинация трех параллельно расположенных работ B, С и D. Например может запуститься только одна из них, могут запуститься три работы, а также могут запуститься двойные комбинации В и С, либо C и D, либо B и D. В схеме схождения (рис.11) данный элемент означает, что работа А может начаться, если хотя бы одна из работ (В, С или D) или их комбинация будет завершена. В случае синхронного «ИЛИ» запуск и завершение параллельных работ должны осуществляться одновременно. Основные типы перекрестков IDEF3 кратко изложены в таблице 3. Таблица 3. Обозначения, названия и смысл типов перекрестков в схемах схождения и расхождения. Название перекрестков Обозначение перекрестков Смысл перекрестков Схема расхождения Схема схождения "Исключающий ИЛИ" Только одна последующая работа запускается Только одна предшествующая работа должна быть завершена "И" Асинхронный Все последующие работы запускаются Все предшествующие работы должны быть завершены Синхронный Все последующие работы запускаются одновременно Все предшествующие работы должны быть завершены одновременно "ИЛИ" Асинхронный Одна или несколько последующих работ запускаются Одна или несколько предшествующих работ должны быть завершены Синхронный Одна или несколько последующих работ запускаются одновременно Одна или несколько предшествующих работ должны быть завершены одновременно Все соединения на диаграммах должны быть парными: любое разворачивающее соединение имеет парное себе сворачивающее. Однако типы соединений вовсе не обязательно должны совпадать. Так же, синхронное разворачивающее соединение не обязательно должно иметь парное себе сворачивающее соединение (начинающиеся одновременно действия вовсе не обязаны оканчиваться одновременно). Перекрестки на диаграммах нумеруются, их номер имеет префикс "J". Ниже рассмотрены некоторые примеры соединений с их описанием. Пример 1. Соединение "Исключающее ИЛИ" используется для отображения того факта, что студент не может одновременно быть направлен на лекции по двум разным курсам. Пример 2. После обнаружения пожара инициируются включение пожарной сигнализации, вызов пожарной охраны и начинается тушение пожара. Запись в журнал производится только тогда, когда все три перечисленных действия завершены. Пример 3. Соединение J2 может активировать проверку данных чека и (или) проверку суммы наличных. Проверка чека инициируется, если покупатель желает расплатиться чеком, проверка суммы наличных — при оплате наличными. И то, и другое действие инициируется при частичной оплате чеком и частичной — наличными. Пример 4 Пример комбинации двух типов соединений. Соединение J2 интерпретируется следующим образом: после включения пожарной сигнализации и (или) вызова пожарных и (или) начала тушения производится запись в журнал. Пример 5 с комбинацией соединений 3. Объект ссылки в IDEF3 выражает некую идею, концепцию или данные, которые нельзя связать со стрелкой, перекрестком или работой. Объекты ссылки должны быть связаны с единицами работ или перекрестками пунктирными линиями. При внесении объектов ссылки в диаграммы помимо названий объектов указывается их тип. Типы объектов ссылок приведены в таблице 3. Таблица 3. Типы объектов ссылок Тип объекта ссылки Цель описания OBJECT Описывает участие важного объекта в работе GOTO Инструмент циклического перехода (в повторяющейся последовательности работ), возможно на текущей диаграмме, но не обязательно. Если все работы цикла присутствуют на текущей диаграмме, цикл может также изображаться стрелкой, возвращающейся на стартовую работу. GOTO может ссылаться на перекресток UOB (Unit of behaviour) Применяется, когда необходимо подчеркнуть множественное использование какой-либо работы, но без цикла. Например, работа "Контроль качества" может быть использована в процессе "Изготовление изделия" несколько раз, после каждой единичной операции. Обычно этот тип ссылки не используется для моделирования автоматически запускающихся работ NOTE Используется для документирования важной информации, относящейся к каким-либо графическим объектам на диаграмме. NOTE является альтернативой внесению текстового объекта в диаграмму ELAB (Elaboration) Используется для усовершенствования графиков или их более детального описания. Обычно употребляется для детального описания разветвления и слияния стрелок на перекрестках В официальной спецификация IDEF3 также различают 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. Раздел 3. Примеры PFDD-диаграммы. Пример1. Пример 2. Пример 3 . Пример 4.