Научитесь видеть и понимать функциональную структуру своего бизнеса!

В настоящее время в России резко возрос интерес к общепринятым на Западе стандартам менеджмента, однако, в реальной практике управления существует один очень показательный момент. Многих руководителей до сих пор можно поставить в тупик прямым вопросом об организационной структуре компании или о схеме существующих бизнес-процессов. Наиболее продвинутые и регулярно читающие экономическую периодику менеджеры, как правило, начинают чертить понятные только им одним иерархические диаграммы, но и в этом процессе обычно быстро заходят в тупик. То же самое касается сотрудников и руководителей различных служб и функциональных подразделений. В большинстве случаев, единственным набором изложенных правил, в соответствии с которыми должно функционировать предприятие, является набор отдельных положений и должностных инструкций. Чаще всего эти документы составлялись не один год назад, слабо структурированы и невзаимосвязаны между собой и, вследствие этого, просто пылятся на полках. До поры до времени подобный подход был оправдан, так как во время становления российской рыночной экономики понятие конкуренции практически отсутствовало, да и затраты считать не было особой необходимости - прибыль была гигантской. В результате этого, мы видим в течение последних двух лет вполне объяснимую картину: крупные компании, выросшие в начале 90-х годов, постепенно сдают свои позиции, вплоть до полного ухода с рынка. Отчасти это обусловлено тем, что на предприятии не были внедрены стандарты управления, полностью отсутствовало понятие функциональной модели деятельности и миссии. С помощью моделирования различных областей деятельности можно достаточно эффективно анализировать “узкие места” в управлении и оптимизировать общую схему бизнеса. Но, как известно, на любом предприятии высший приоритет имеют только те проекты, которые непосредственно приносят прибыль, поэтому речь об обследовании деятельности и ее реорганизации обычно идет только во время ощутимого кризиса в управлении компанией.

В конце 90-ых годов, когда на рынке в должной мере появилась конкуренция и рентабельность деятельности предприятий стала резко падать, руководители ощутили огромные сложности при попытках оптимизировать затраты, чтобы продукция оставалась одновременно и прибыльной и конкурентоспособной. Как раз в этот момент совершенно четко проявилась необходимость иметь перед своими глазами модель деятельности предприятия, которая отражала бы все механизмы и принципы взаимосвязи различных подсистем в рамках одного бизнеса.

Само же понятие “моделирование бизнес-процессов” пришло в быт большинства аналитиков одновременно с появлением на рынке сложных программных продуктов, предназначенных для комплексной автоматизации управления предприятием. Подобные системы всегда подразумевают проведение глубокого предпроектного обследования деятельности компании. Результатом этого обследование является экспертное заключение, в котором отдельными пунктами выносятся рекомендации по устранению “узких мест” в управлении деятельностью. На основании этого заключения, непосредственно перед проектом внедрения системы автоматизации, проводится так называемая реорганизация бизнес-процессов, иногда достаточно серьезная и болезненная для компании. Это и естественно, сложившийся годами коллектив всегда сложно заставить “думать по-новому”. Подобные комплексные обследования предприятий всегда являются сложными и существенно отличающимися от случая к случаю задачами. Для решения подобных задач моделирования сложных систем существуют хорошо обкатанные методологии и стандарты. К таким стандартам относятся методологии семейства IDEF. С их помощью можно эффективно отображать и анализировать модели деятельности широкого спектра сложных систем в различных разрезах. При этом широта и глубина обследования процессов в системе определяется самим разработчиком, что позволяет не перегружать создаваемую модель излишними данными. В настоящий момент к семейству IDEF можно отнести следующие стандарты:

IDEF0 - методология функционального моделирования. С помощью наглядного графического языка IDEF0, изучаемая система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков - в терминах IDEF0). Как правило, моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы;

IDEF1 – методология моделирования информационных потоков внутри системы, позволяющая отображать и анализировать их структуру и взаимосвязи;

IDEF1X (IDEF1 Extended) – методология построения реляционных структур. IDEF1X относится к типу методологий “Сущность-взаимосвязь” (ER – Entity-Relationship) и, как правило, используется для моделирования реляционных баз данных, имеющих отношение к рассматриваемой системе;

IDEF2 – методология динамического моделирования развития систем. В связи с весьма серьезными сложностями анализа динамических систем от этого стандарта практически отказались, и его развитие приостановилось на самом начальном этапе. Однако в настоящее время присутствуют алгоритмы и их компьютерные реализации, позволяющие превращать набор статических диаграмм IDEF0 в динамические модели, построенные на базе “раскрашенных сетей Петри” (CPN – Color Petri Nets);

IDEF3 – методология документирования процессов, происходящих в системе, которая используется, например, при исследовании технологических процессов на предприятиях. С помощью IDEF3 описываются сценарий и последовательность операций для каждого процесса. IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с методологией IDEF0 – каждая функция (функциональный блок) может быть представлена в виде отдельного процесса средствами IDEF3;

IDEF4 – методология построения объектно-ориентированных систем. Средства IDEF4 позволяют наглядно отображать структуру объектов и заложенные принципы их взаимодействия, тем самым позволяя анализировать и оптимизировать сложные объектно-ориентированные системы;

IDEF5 – методология онтологического исследования сложных систем. С помощью методологии IDEF5 онтология системы может быть описана при помощи определенного словаря терминов и правил, на основании которых могут быть сформированы достоверные утверждения о состоянии рассматриваемой системы в некоторый момент времени. На основе этих утверждений формируются выводы о дальнейшем развитии системы и производится её оптимизация.
В рамках этой статьи мы рассмотрим наиболее часто используемую методологию функционального моделирования IDEF0.

История возникновения стандарта IDEF0

Методологию IDEF0 можно считать следующим этапом развития хорошо известного графического языка описания функциональных систем SADT (Structured Analysis and Design Teqnique). Несколько лет назад в России небольшим тиражом вышла одноименная книга, посвящанная описанию основных принципов построения SADT-диаграмм. Исторически, IDEF0, как стандарт был разработан в 1981 году в рамках обширной программы автоматизации промышленных предприятий, которая носила обозначение ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing) и была предложена департаментом Военно-Воздушных Сил США. Собственно семейство стандартов IDEF унаследовало свое обозначение от названия этой программы (IDEF=ICAM DEFinition). В процессе практической реализации, участники программы ICAM столкнулись с необходимостью разработки новых методов анализа процессов взаимодействия в промышленных системах. При этом кроме усовершенствованного набора функций для описания бизнес-процессов, одним из требований к новому стандарту было наличие эффективной методологии взаимодействия в рамках “аналитик-специалист”. Другими словами, новый метод должен был обеспечить групповую работу над созданием модели, с непосредственным участием всех аналитиков и специалистов, занятых в рамках проекта.

В результате поиска соответствующих решений родилась методология функционального моделирования IDEF0. C 1981 года стандарт IDEF0 претерпел несколько незначительных изменения, в основном ограничивающего характера, и последняя его редакция была выпущена в декабре 1993 года Национальным Институтом По Стандарам и Технологиям США (NIST).

Основные элементы и понятия IDEF0

Графический язык IDEF0 удивительно прост и гармоничен. В основе методологии лежат четыре основных понятия.

Первым из них является понятие функционального блока (Activity Box). Функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника (см. рис. 1) и олицетворяет собой некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта название каждого функционального блока должно быть сформулировано в глагольном наклонении (например, “производить услуги”, а не “производство услуг”).

Каждая из четырех сторон функционального блока имеет своё 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).

    • Каждый функциональный блок в рамках единой рассматриваемой системы должен иметь свой уникальный идентификационный номер.

    Рисунок 1. Функциональный блок.

    Вторым “китом” методологии IDEF0 является понятие интерфейсной дуги (Arrow). Также интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками. Интерфейсная дуга отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает иное влияние на функцию, отображенную данным функциональным блоком.

    Графическим отображением интерфейсной дуги является однонаправленная стрелка. Каждая интерфейсная дуга должна иметь свое уникальное наименование (Arrow Label). По требованию стандарта, наименование должно быть оборотом существительного.

    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 подходит данная интерфейсная дуга, она носит название “входящей”, “исходящей” или “управляющей”. Кроме того, “источником” (началом) и “приемником” (концом) каждой функциональной дуги могут быть только функциональные блоки, при этом “источником” может быть только выходная сторона блока, а “приемником” любая из трех оставшихся.

    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.

    При построении IDEF0 – диаграмм важно правильно отделять входящие интерфейсные дуги от управляющих, что часто бывает непросто. К примеру, на рисунке 2 изображен функциональный блок “Обработать заготовку”.

    В реальном процессе рабочему, производящему обработку, выдают заготовку и технологические указания по обработке (или правила техники безопасности при работе со станком). Ошибочно может показаться, что и заготовка и документ с технологическими указаниями являются входящими объектами, однако это не так. На самом деле в этом процессе заготовка обрабатывается по правилам отраженным в технологических указаниях, которые должны соответственно изображаться управляющей интерфейсной дугой.


    Рисунок 2.

    Другое дело, когда технологические указания обрабатываются главным технологом и в них вносятся изменения (рис. 3). В этом случае они отображаются уже входящей интерфейсной дугой, а управляющим объектом являются, например, новые промышленные стандарты, исходя из которых производятся данные изменения.


    Рисунок 3.

    Приведенные выше примеры подчеркивают внешне схожую природу входящих и управляющих интерфейсных дуг, однако для систем одного класса всегда есть определенные разграничения. Например, в случае рассмотрения предприятий и организаций существуют 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.) и ресурсы (сотрудники, станки, машины и т.д.). При этом в различных случаях входящими и исходящими интерфейсными дугами могут отображаться все виды объектов, управляющими только относящиеся к потокам документов и информации, а дугами-механизмами 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).

    Третьим основным понятием стандарта IDEF0 является декомпозиция (Decomposition). Принцип декомпозиции применяется при разбиении сложного процесса на составляющие его функции. При этом уровень детализации процесса определяется непосредственно разработчиком модели.

    Декомпозиция позволяет постепенно и структурированно представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой.

    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, и обозначается идентификатором “А-0”.

    В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должна быть указана цель (Purpose) построения диаграммы в виде краткого описания и зафиксирована точка зрения (Viewpoint).

    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. Например, если мы моделируем деятельность предприятия с целью построения в дальнейшем на базе этой модели информационной системы, то эта модель будет существенно отличаться от той, которую бы мы разрабатывали для того же самого предприятия, но уже с целью оптимизации логистических цепочек.

    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. Например, функциональные модели одного и того же предприятия с точек зрения главного технолога и финансового директора будут существенно различаться по направленности их детализации. Это связано с тем, что в конечном итоге, финансового директора не интересуют аспекты обработки сырья на производственных станках, а главному технологу ни к чему прорисованные схемы финансовых потоков. Правильный выбор точки зрения существенно сокращает временные затраты на построение конечной модели.

    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. Важно отметить, что 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. Наглядно принцип декомпозиции представлен на рисунке 4. Следует обратить внимание на взаимосвязь нумерации функциональных блоков и диаграмм - каждый блок имеет свой уникальный порядковый номер на диаграмме (цифра в правом нижнем углу прямоугольника), а обозначение под правым углом указывает на номер дочерней для этого блока диаграммы. Отсутствие этого обозначения говорит о том, что декомпозиции для данного блока не существует.

    Часто бывают случаи, когда отдельные интерфейсные дуги не имеет смысла продолжать рассматривать в дочерних диаграммах ниже какого-то определенного уровня в иерархии, или наоборот - отдельные дуги не имеют практического смысла выше какого-то уровня. Например, интерфейсную дугу, изображающую “деталь” на входе в функциональный блок “Обработать на токарном станке” не имеет смысла отражать на диаграммах более высоких уровней – это будет только перегружать диаграммы и делать их сложными для восприятия. С другой стороны, случается необходимость избавиться от отдельных “концептуальных” интерфейсных дуг и не детализировать их глубже некоторого уровня. 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 – приёмника 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”.

    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. Например, для управляющей интерфейсной дуги “распоряжение об оплате” глоссарий может содержать перечень полей соответствующего дуге документа, необходимый набор виз и т.д. Глоссарий гармонично дополняет наглядный графический язык, снабжая диаграммы необходимой дополнительной информацией.


    Рисунок 4. Декомпозиция функциональных блоков.

    Принципы ограничения сложности IDEF0-диаграмм

    Обычно IDEF0-модели несут в себе сложную и концентрированную информацию, и для того, чтобы ограничить их перегруженность и сделать удобочитаемыми, в соответствующем стандарте приняты соответствующие ограничения сложности:

    Ограничение количества функциональных блоков на диаграмме тремя-шестью. Верхний предел (шесть) заставляет разработчика использовать иерархии при описании сложных предметов, а нижний предел (три) гарантирует, что на соответствующей диаграмме достаточно деталей, чтобы оправдать ее создание;

    Ограничение количества подходящих к одному функциональному блоку (выходящих из одного функционального блока) интерфейсных дуг четырьмя.
    Разумеется, строго следовать этим ограничениям вовсе необязательно, однако, как показывает опыт, они являются весьма практичными в реальной работе.

    Дисциплина групповой работы над разработкой IDEF0-модели

    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. 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 спектром 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 её 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 на предприятии (в системе).

    Особенности национальной практики применения функционального моделирования средствами IDEF0

    В последние годы интерес в России к методологиям семейства IDEF неуклонно растет. Это я постоянно наблюдаю, просматривая статистику обращений к своей персональной web-странице (http://www.vernikov.ru), на которой кратко описаны основные принципы этих стандартов. При этом интерес к таким стандартам, как IDEF3-5 я бы назвал теоретическим, а к IDEF0 вполне практически обоснованным. Собственно говоря, первые Case-средства, позволяющие строить DFD и IDEF0 диаграммы появились на российком рынке еще в 1996 году, одновременно с выходом популярной книги по принципам моделирования в стандартах SADT.

    Тем не менее, большинство руководителей до сих пор расценивают практическое применение моделирования в стандартах IDEF скорее как дань моде, нежели чем эффективный путь оптимизации существующей системы управления бизнесом. Вероятнее всего это связано с ярко выраженным недостатком информации по практическому применению этих методологий и с непременным софтверным уклоном абсолютного большинства публикаций.

    Не секрет, что практически все проекты обследования и анализа финансовой и хозяйственной деятельности предприятий сейчас в России так или иначе связаны с построением автоматизированных систем управления. Благодаря этому, стандарты IDEF в понимании большинства стали условно неотделимы от внедрения информационных технологий, хотя с их помощью порой можно эффективно решать даже небольшие локальные задачи, буквально при помощи карандаша и бумаги.

    При проведении сложных проектов обследования предприятий, разработка моделей в стандарте IDEF0 позволяет наглядно и эффективно отобразить весь механизм деятельности предприятия в нужном разрезе. Однако самое главное – это возможность коллективной работы, которую предоставляет IDEF0. В моей практической деятельности было достаточно много случаев, когда построение модели осуществлялось с прямой помощью сотрудников различных подразделений. При этом, консультант за достаточно короткое время объяснял им основные принципы IDEF0 и обучал работе с соответствующим прикладным программным обеспечением. В результате, сотрудники различных отделов создавали IDEF-диаграммы деятельности своего функционального подразделения, которые должны были ответить 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)?

    После согласования черновиков диаграмм внутри каждого конкретного подразделения, они собираются консультантом в черновую модель предприятия, в которой увязываются все входные и выходные элементы. На этом этапе фиксируются все неувязки отдельных диаграмм и их спорные места. Далее, эта модель вновь проходит через функциональные отделы для дальнейшего согласования и внесения необходимых корректив. В результате, за достаточно короткое время и при привлечении минимума человеческих ресурсов со стороны консультационной компании (а эти ресурсы, как известно, весьма недешевы), получается IDEF0-модель предприятия по принципу “Как есть”, причем, что немаловажно, она представляет предприятие с позиции сотрудников, которые в нем работают и досконально знают все нюансы, в том числе неформальные. В дальнейшем, эта модель будет передана на анализ и обработку к бизнес-аналитикам, которые будут заниматься поиском “узких мест” в управлении компанией и оптимизацией основных процессов, трансформируя модель “Как есть” в соответствующее представление “Как должно быть”. На основании этих изменений и выносится итоговое заключение, которое содержит в себе рекомендации по реорганизации сисемы управления.

    Разумеется, подобный подход требует ряда организационных мер, в первую очередь со стороны руководства обследуемого предприятия. Это обусловлено тем, что эта техника подразумевает возложение на некоторых сотрудников дополнительных обязанностей по освоению и практическому применению новых методологий. Однако в конечном итоге это оправдывает себя, так как дополнительные один-два часа работы отдельных сотрудников в течение нескольких дней позволяют существенно экономить средства на оплату консультационных услуг сторонней компании (которые в любом случае будут отрывать от работы тех же работников анкетами и вопросами). Что касается самих работников предприятия, так или иначе выраженного противодействия с их стороны я в своей практике не встречал.

    Вывод из всего этого можно сделать следующий: совершенно не обязательно каждый раз самим придумывать решения для стандартных задач. Всегда, когда Вы сталкиваетесь с необходимостью анализа той или иной функциональной системы (от системы проектирования космического корабля, до процесса приготовления комплексного ужина) – используйте годами проверенные и обкатанные методы. Одним из таких методов и является IDEF0, позволяющий с помошью своего простого и понятного инструментария решать сложные жизненные задачи.

    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.

    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.

    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

    Зачастую к разработчикам обращаются с просьбой не просто выявить и решить какую-либо проблему в работе компании, но и определить, какую роль она играет в структуре компании. Потому как куда важнее понять, каким образом неправильно функционирующее подразделение взаимодействует с другими, чем просто понять, почему она работает неправильно. Поэтому выявление любой проблемы начинается с изучения работы компании и составления её функциональной модели.

    Зачастую к разработчикам обращаются с просьбой не просто выявить и решить какую-либо проблему в работе компании, но и определить, какую роль она играет в структуре компании. Потому как куда важнее понять, каким образом неправильно функционирующее подразделение взаимодействует с другими, чем просто понять, почему она работает неправильно. Поэтому выявление любой проблемы начинается с изучения работы компании и составления её функциональной модели.

    Вы скажете, что функциональная модель компании должна быть у руководителя вне зависимости от того, о какой компании идет речь. Но, как показывает практика, в большинстве случаев эта модель отсутствует.

    Преимущество графики

    Что представляет собой модели IDEF0? Графические схемы со своими особенностями и правила их построения. Почему именно графика? Потому что она эффективна. В этом можно убедиться на нескольких примерах.

    Давайте представим себе, что военные план боевых действий объясняли словами, а не с помощью карт, с нанесенными на них графическими обозначениями. Сейчас это кажется невозможным, а ведь до второй половины 19 века именно так и было. Графика помогает понять то, что объяснить и, соответственно, разобраться в чем достаточно трудно.

    Так же и с бизнес-процессами: многие технические задания можно оформить в виде графических нотаций, что существенно упростит выполнения задания разработчикам, а клиентам сэкономит денежные средства.

    Преимущества IDEF0 для IT -специалистов

    Деятельность разработчиков, будь то, к примеру, установка CRM или создание эффективной ERP, связана с внесением изменений в уже сложившуюся систему. А чтобы сделать это правильно, нужно в первую очередь изучить, как устроена эта система. После ее изучения разработчик пишет коммерческое предложение, в котором излагает свое видение ситуации, действия, необходимые для решения поставленной задачи, а также предполагаемый результат. Такой документ может занимать не один десяток страниц. Это, с одной стороны, хорошо, ведь клиент получает максимум интересующей его информации. С другой стороны, на изучение объемного текста нужно время, которого у успешного бизнесмена зачастую нет.

    Так как же доступно донести суть, не прибегая к объемным текстам? Графика! Именно она позволяет сократить написанное, наглядно демонстрируя нужную информацию. Ведь одно изображение способно заменить сотни слов. И применительно к использованию графики при описании бизнес-процессов – это на 100% верно.

    Давайте для начала разберемся, что такое нотация и IDEF0 и для чего они нужны.

    Нотация описания бизнес-процессов: что это такое

    Нотация – формат, в котором бизнес-процессы представлены в виде графических объектов, использующихся при моделировании, и непосредственно правила моделирования. Нотация – своеобразный графический язык, позволяющий представить функционирование компании, демонстрирующий связь между отделами и подразделениями. То есть, нотацию можно считать своеобразным языком программирования в бизнес-аналитике.

    IDEF0 – это…

    IDEF0 – метод функционального моделирования, а также графическая нотация, которая используется для описания и формализации бизнес-процессов. Особенность IDEF0 заключается в том, что эта методология ориентирована на соподчиненность объектов. IDEF0 была разработана для автоматизации предприятий еще в 1981 году в США.

    Функциональная модель компании

    Функциональная модель IDEF0 – это блоки, каждый из которых имеет несколько входов и выходов. В каждом блоке есть управление и механизмы, детализирующиеся до необходимого уровня. В левом верхнем углу расположена самая важная функция. Она соединяется с остальными стрелками и описаниями функциональных блоков. У каждой стрелки или активности есть свое значение. Благодаря этому такая модель используется для описания любых административных и организационных процессов.

    Типы стрелок

    Входящими ставятся задачи.

    Исходящими выводят результат деятельности.

    Управляющие (стрелки сверху вниз) – это механизмы управления.

    Механизмы (стрелки снизу вверх) используются для проведения необходимых работ.

    При работе с функциональной моделью приняты следующие правила. К примеру, стрелки получают названия именами существительными (правила, план и т.д.), блоки – глаголами (провести учет, заключить договор).

    IDEF0 позволяет обмениваться информацией, при этом благодаря универсальности и наглядности участники обмена легко поймут друг друга. IDEF0 тщательно разрабатывался и совершенствовался, работать с IDEF0 можно с помощью различных инструментов, к примеру, ERWIN, VISIO, Bussines studio.

    У IDEF0 есть еще оно неоспоримое преимущество. Эта методика была разработана сравнительно давно, и за три десятилетия она прошла тщательную шлифовку и корректировку. Поэтому создать функциональную модель компании можно быстро и минимальной вероятностью ошибки.

    Естественно, есть и другие методологии, так почему мы рекомендуем именно IDEF0? Отпилить кусок металлической трубы можно и ножовкой, но, согласитесь, сделать это гораздо проще с помощью болгарки. Так и с IDEF0: нет более функционального инструмента для моделирования, с ним получить вы легко и быстро получите нужный вам результат.

    Как создается функциональная модель

    Разберем создание функциональной модели на примере написания статьи.

    Основной блок будет так и называться «Написание статьи».

    То, что необходимо для написания статьи, отражается на входящих стрелках – «Опыт», «Дополнительная литература».

    Управляющие стрелки для написания статьи – «План статьи», «Требования к оформлению», «Правила русского языка».

    Механизмы – это непосредственно сам автор, копирайтер, редактор, программное обеспечение. Как организуется работа этих механизмов? Автор создает текст, записывая его аудиоверсию. Копирайтер переносит текст в текстовый формат, ориентируясь на план публикации, соблюдая требования издателя и правила русского языка. Затем к работе подключается редактор, который проверяет статью, исправляя речевые, орфографические и пунктуационные ошибки. Программное обеспечение – это те программы и инструменты, которыми пользовались участники процесса при создании статьи.

    Все вышеописанное – только общая схема работы, поэтому ее нужно детализировать.

    Вернемся к нашей модели и декомпозируем общий блок на несколько связанных между собой элементов.

    Так, весь процесс написания статьи можно разделить на 4 этапа:

    1. Подготовить аудиоверсию.
    2. Подготовить текст в печатном виде.
    3. Редактирование и подготовка текста к печати.
    4. Публикация статьи.

    На схеме отражается информация о том,какие управляющие элементы и механизмы участвуют на каком этапе. К примеру, для того чтобы создать качественный текст, автор пользуется собственным опытом и знаниями, в качестве руководства использует план публикации и требования, предъявляемые издателем. Копирайтер, создавая печатный вариант текста, и редактор при его корректировке пользуются правилами русского языка. Для публикации статьи, например, в интернет-издании, требуется специальное программное обеспечение.

    При подготовке функциональной модели исполнитель ориентируется на цель ее создания и свою точку зрения.

    Функциональное моделирование эффективно используется при принятии различных управленческих решений. В приведенном нами примере процесса написания статьи два специалиста – копирайтер и редактор. И при необходимой оптимизации финансирования проекта по схеме несложно определить, как это сделать. У копирайтера и корректора схожие методы работы, поэтому всю работу можно предложить выполнить копирайтеру, так как он работает непосредственно с аудиотекстом, чего редактор делать не умеет. При этом копирайтеру можно предложить выполнить эту работу за половину той суммы, которая предназначалась редактору. Да, от этого, возможно, потеряется качество текста, но задача оптимизации была выполнена успешно. А сделать это без наглядной схемы было бы сложнее.

    Процесс создания нотации IDEF0

    Для создания нотаций существует много программ. Одни предназначены для создания функциональных моделей, другие же позволяют работать с любыми графическими объектами. А кому-то на первом этап достаточно листа бумаги, карандаша и ластика.

    Прежде чем приступать к описанию работы компании, то есть непосредственно к созданию нотации бизнес-процессов, следует изучить принципы функционирования компании. Для этого сторонним специалистом проводится интервью. В первую очередь на вопрос отвечает руководитель компании, потом специалисты, которые курируют другие этапы работы.

    Результатом первого этапа работы становятся две нотации. В одной будут отражаться бизнес-процессы в их первозданном виде. Эта нотация будет создана по результатам интервью, причем каждая деталь должна согласовываться с руководителем компании и ее сотрудниками. Крайне важно, чтобы ваше представление о существующих в компании бизнес-процессах совпадало с действительностью, для этого требуется подтверждение на всех уровнях.

    Вторую нотацию можно назвать «Как должно быть». Она создается на основе первой с изменениями, внесенными в соответствии с поставленной задачей.

    Стандарт IDEF0 и его требования

    О базовых требованиях IDEF0 мы говорили чуть выше.

    1. Главный элемент – в верхнем левом углу.
    2. Каждый элемент должен иметь входящие и исходящие стрелки. Причем входящие стрелки находятся слева, справа – исходящие.
    3. Сверху располагаются управляющие элементы, снизу – механизмы.
    4. При расположении нескольких блоков на одном листе или экране последующие размещаются справа внизу от предыдущего.
    5. Схемы следует создавать так, чтобы стрелки пересекались минимальное количество раз.
    Естественно, в стандарте IDEF0 есть общепринятые нормы, требования и обозначения. Подробно на них останавливаться не будем, при желании эту информацию несложно найти.

    Ошибки при работе с IDEF0

    Как и в любой другой деятельности, при выполнении функционального моделирования случаются ошибки. Разберем наиболее типичные из них.

    Использование нескольких цветов

    Важно запомнить, что в функциональном моделировании важны все элементы, нет более важных или менее важных. При моделировании на бумаге или в одной из компьютерных программ пользователи пытаются сделать схему более наглядной, раскрашивая блоки и стрелки разным цветом. Однако на практике это не только не делает схему более наглядной, а наоборот, приводит к путанице и к тому, что искажается восприятие изображенного.

    Поэтому идеальный вариант – черно-белая схема без использования дополнительных цветовых вариантов. Это не только поможет исключить недоразумения, но и дисциплинирует непосредственно создателя модели, что благоприятно сказывается на читабельности и наглядности модели.

    Большое количество блоков

    Составляя функциональную модель работы компании, зачастую ее авторы стараются отразить все, даже мельчайшие подробности. Получается схема с огромным количеством блоков и стрелок. В результате снижается ее читабельность и наглядность.

    Чтобы избежать этой ошибки, воспользуйтесь детализацией, которой будет остаточно для понимания вопроса. Подробная детализация готовится лишь в том случае, если она действительно нужна для решения важного вопроса.

    Изменение структуры при исправлении ошибок

    При создании схемы важно, чтобы не один процесс не остался без входящих, исходящих или иных важных элементов. К примеру, если нужно удалить из схемы автора, то нужно удалять все элементы и стрелки, непосредственно к нему относящиеся. Если же они останутся в схеме, то возникнет недоразумение и путаница, так как при детализации будут вести неизвестно куда.

    Та же ситуация возникает с добавлением блока. Если нужно внести какую-либо информацию, проверьте, снабдили ли вы ее необходимыми атрибутами. За этим нужно внимательно следить, так как при моделировании сложных бизнес-процессов даже незначительное изменение в одной части повлечет за собой изменения в другой.

    Название блоков и управляющих элементов

    Правила названия элементов модели достаточно простое, но крайне важно его запомнить: управляющие стрелки называются именами существительными, блоки – глаголами. Это правило прописано в стандарте IDEF0, оно помогает избежать путаницы и возникновения ошибок.

    Преимущества использования IDEF0

    Наглядность. Изобразив работу компании в виде схемы, становится понятным, как работает компания, где могут возникнуть проблемы и как предупредить их появление.

    Взаимопонимание, исключение возможности неправильной трактовки схемы. Наглядность и доступность функциональной модели, представляющей работу компании в виде блоков и управляющих элементов, помогут вам при обсуждении с руководством функционирования их компании. Кстати, в случае необходимости к функциональной модели создается глоссарий, где собраны все термины и условные обозначения. Таким образом, минимизируется возможность возникновения недопонимания между вами и руководителем, сотрудниками компании.

    Простота и экономия времени при создании модели. Конечно, для того чтобы хорошо владеть методикой функционального моделирования, нужно потратить много времени. В первую очередь, нужно научиться представлять огромное количество информации в виде лаконичной схемы, т.е. уметь фильтровать и сжимать исходные данные. Но потраченные на обучение силы и время с лихвой окупаются впоследствии. Ведь на то, чтобы создать функциональную модель и доступно представить ее, уже не понадобится много времени.

    Минимальная вероятность ошибки. Работа по стандарту IDEF0 требует строгого следования его правилам. Это дисциплинирует исполнителя и исключает возможность возникновения ошибки. К тому же любое несоответствие стандарту сразу же становится заметным.

    И напоследок

    У двух бизнес-аналитиков функциональные модели могут быть одинаковыми только в том случае, если структура компании крайне проста. В остальных случаях модели будут отличаться одна от другой. Это естественно, ведь у каждого аналитика свой определенный опыт, свое понимание функционирования компании, своя точка зрения на то, как решать поставленные перед ним задачи. Бизнес-аналитик разрабатывает функциональную модель с точки зрения руководителя, представляет, как бы он решил поставленные задачи.

    На наш взгляд, инструмент IDEF0 будет полезен не только профессиональным бизнес-аналитикам, но и тем, кто непосредственно анализирует свой бизнес и стремится построить эффективную систему управления.