З. Функціональна модель системи. Функціональні діаграми IDEFO

Функціональна модель системи будується на основі функціона­льної діаграми. Крім чисто функціональних діаграм IDEF0 ця модель може включати діаграми, орієнтовані на дані, а саме DFD та IDEF3. От­же, до складу функціональної моделі можуть входити такі діаграми:

• функціональні діаграми IDEF0;

• діаграми потоків даних потоків даних DFD (Data Flow Dia­gramming);

• діаграми опису послідовності процесів IDEF3 (Work Flow Dia­gramming);

• діаграма дерева вузлів функціональної моделі (Node Tree Dia­gramming).

У функціональній моделі діаграми IDEF0 відіграють головну роль. Діаграми DFD (потоків даних) і IDEF3 (опису послідовності про­цесів), як правило, доповнюють модель на нижніх рівнях декомпозиції, хоча вони можуть мати самостійне значення і будуватись як самостійні діаграми, починаючи з верхнього рівня. Діаграма Node Tree (дерева вуз­лів) просто демонстраційна, вона показує модель у загальному вигляді.

Серед названих діаграм у першу чергу розглянемо функціональну діаграму IDEF0. Сукупність таких діаграм складає функціональну мо­дель. Остання призначена для аналізу функціонування технічних та ор­ганізаційних систем. Вона відображає процеси роботи системи, взаємо­дію її частин у процесі функціонування. Технічними системами, які во­на дозволяє вивчати, можуть бути машини, механізми й цілі автомати­зовані виробництва. Організаційними системами можуть бути окремі фірми, промислові підприємства, галузі промисловості країни, взаємо­дія кількох країн при вирішенні певної складної міжнародної проблеми. Тобто область використання даної моделі є надзвичайно широкою. Од­ним з напрямків її використання є аналіз та удосконалення бізнес-процесів на підприємствах і розробка методів покращання ефективності їх роботи [17, 22-24, 27]. Функціональна модель дозволяє виконати де­тальний аналіз роботи системи, її функціонально-вартісний аналіз, розг­лянути і проаналізувати напрямки удосконалення роботи. Якщо розгля­дати тільки технічні системи, то дана модель дозволяє вирішити про­блеми раціонального проектування складних технічних систем, зробити їх найбільш дешевими, простими, функціонально спрямованими.

Якщо ми вивчаємо роботу певної організаційної системи, напри­клад, підприємства, то проблема тут в тому, що для покращання ефек­тивності його роботи необхідно у всіх деталях проаналізувати, як воно працює. Треба знати не тільки, як працює підприємство в цілому, як воно взаємодіє з різними організаціями, але і як виконується робота на кожному робочому місці. Практично жодна людина не володіє такою інформацією. Керівник підприємства добре знає роботу підприємства в цілому, але він не в змозі знати особливості роботи всіх співробітників. Рядовий виконавець може добре знати свої обов'язки, деталі виконання певного завдання, але він погано знає, як працюють його колеги, як ор­ганізована робота всього підприємства. Для покращання ефективності роботи підприємства необхідно зібрати знання великої кількості людей в одному місці, в одній моделі. Це дозволяє зробити функціональна мо­дель ГОЕРО за методикою, затвердженою стандартами [26-27].

Розглянемо загальні характеристики ГОЕРО моделі. Дана модель, як уже відомо з попереднього, описує функції системи, тобто як система досягає своїх цілей, які процеси в ній відбуваються, як ці процеси пов'язані між собою. Модель являє собою деревовидну топологічну структуру і створюється на основі функціональної декомпозиції цілей та задач системи. Пояснимо, що це означає. Спочатку функції системи описуються в цілому без деталей. Цьому опису відповідає так звана контекстна діаграма. Вона має багато спільного з моделлю системи типу "Чорний ящик", тільки в ній вказується не назва системи, а головна її функція (ціль, завдання). У подальшому контекстна діаграма піддається функціональній декомпозиції. У результаті останньої головна функціясистеми, описана в контекстній діаграмі, розбивається на підфункції (ціль - на підцілі, завдання - на підзавдання). Потім кожна підфункція розбивається на більш дрібні підфункції і т. д. до досягнення найбільш простого ступеня деталізації. Результатом функціональної декомпозиції є розбиття функцій системи на елементарні процеси з точки зору аналі­зу, які можуть бути описані простими специфікаціями. Результат функ­ціональної декомпозиції може бути зображений у вигляді ієрархічної моделі, яка має назву дерева вузлів функціональної моделі (Node Tree Diagramming).. Дерево вузлів є каркасом функціональної моделі, але не самою функціональною моделлю. Ця діаграма показує загальний склад моделі. Вигляд її зображений на рис. 23.

 

Підфункція 1 piвня

Підфункція 1 piвня

Підфункція 1 piвня

Підфункція 2 piвня

Підфункція 2 piвня

Підфункція 2 piвня

Підфункція 2 piвня

Рис. 23 - Приклад дерева вузлів функціональної моделі

Контекстна діаграма зображається прямокутником з вхідними й вихідними величинами. На відміну від моделі типу "Чорний ящик" упрямокутнику контекстної діаграми вказується не назва системи, а її основна функція (ціль системи). Входи й виходи контекстної діаграми розподілені не по двох, а по чотирьох сторонах прямокутника. Призна­чення цих сторін такі:

• Ліва сторона відповідає входам системи (input), величинам, які поступають у систему і переробляються нею у вихідні величини.

• Верхня сторона відповідає входам по керуванню (control), тобто різним керуючим діям, командам, стратегіям поведінки, процедурам, документам, що регламентують виконання роботи тощо. Ці величини не змінюються, а служать тільки для керування.

• Права сторона відповідає виходам системи (output), продуктам її діяльності, результатам перетворення вхідних величин, шкідливим виділенням, відходам тощо.

• Нижня сторона відповідає механізмам (mechanism), а саме засо­бам, ресурсам, за допомогою яких виконуються вказані в прямокутнику функції.

Вигляд контекстної діаграми показано на рис 24.

Керування (Control)

Механізм (Mechanism) Рис. 24 - Загальний вигляд контекстної діаграми

Функціональна модель є подальшою деталізацією (декомпозиці-єю) контекстної діаграми. Спочатку функція системи в цілому (ціль, призначення, головне завдання) розбивається на декілька окремих фун­кцій (завдань, робіт, цілей). Таких функцій рекомендується вибирати від

2 до 6. Ці функції (їх деколи називають роботами) (activity) зобража­ються на окремому аркуші декомпозиції у вигляді функціональних бло­ків. Кожен функціональний блок (робота), яким виступає окрема функ­ція (робота, ціль чи завдання), зображується прямокутником. Сторони прямокутників робіт (функціональних блоків) мають таке ж призначен­ня, що й розглянуті вище сторони контекстної діаграми. Між окремими функціональними блоками встановлюють зв'язки, що відповідають ло­гіці функціонування системи. Зв'язки між функціональними блоками зображуються стрілками (Arrow) (часто їх називають дугами). Кожна дуга (стрілка) відповідає передачі від блоку до блоку якогось конкрет­ного об' єкта (предмета, речовини, документа, а інколи і усного розпо­рядження) чи їх сукупності. Дуги можуть розгалужуватись і зливатись, як це показано рис. 25.

Деталі Гвинти

 

 

Гайки

 

 

 

 

Інструкції Документи

Накази

j

 

 

 

Рис. 25 - Розгалуження і злиття дуг

Дуга, що утворилась при злитті інших дуг, відповідає всім об'єктам, які містяться у дугах до їх злиття. Після розгалуження дуга може відповідати всім об'єктам або частині з них. Для того, щоб вказа­ти, яким саме об'єктам відповідає дуга, на ній ставлять мітку, присвою­ють назву і супроводжують описом об'єктів. Встановлення міток дуг, присвоєння їм назви і опис об' єктів, яким вони відповідають, повинні задовольняти певним правилам, які будуть розглянуті далі.

У моделі ГОЕРО існує п'ять типів зв'язків між функціональними блоками. Кожному з них відповідає певне розміщення дуг відносно блоків. Типи зв'язків такі:

• вхід - вихід,

• керування,

• вихід - механізм,

• зворотній зв' язок по керуванню,

• зворотній зв' язок по входу. Вони зображені на рис. 26.

*°1

 

Вхід - вихід

Керування

 

Вихід - механізм

 

Ґ2 "и—і

 

 

Зворотній зв'язок по керуванню

Зворотній зв'язок по входу

Рис. 26 - Типи зв'язків блоків функціональної моделі ГОЕРО

Фрагмент реальної моделі зі зворотнім зв'язком по керуванню показано на рис. 27.

 

Рис. 27 - Зворотній зв'язок по керуванню

Читати таку модель треба наступним чином. Проектування скла­дається з двох етапів, а саме, розробки проекту та його експертизи. Блок "Розробка проекту" є пріоритетним: розміщується в лівому верхньому куті діаграми і має номер 1. Розробка проекту виконується архітекто­ром, що показано відповідною дугою механізму "Архітектор". Вхідною величиною блоку "Розробка проекту" є завдання на проектування, пока­зане вхідною дугою "Завдання". Обмеження на розробку обумовлені системними вимогами, показаними вхідною дугою "Системні вимоги" та рекомендаціями експертизи "Рекомендації". Результатом розробки є сам проект, показаний на діаграмі вихідною дугою "Проект". Розробле­ний проект проходить експертизу. Він є вхідною величиною блока 2 "Експертиза". Експертизу виконують експерти, які керуються систем­ними вимогами і завданням на проектування. Між експертами і архітек­тором існує зворотній зв'язок, який полягає в тому, що експерти вида­ють рекомендації для покращання проекту. Це показано дугою зворот­ного зв'язку "Рекомендації", яка є вихідною для блоку 2 і дугою керу­вання блоку 1. Відповідно до рекомендацій експертів проект покращу­ється і при його достатній розробці експерти видають його замовнику, що показано вихідною дугою "Удосконалений проект".

Функціональна модель будується на декількох сторінках і розд-руковується на аркушах паперу. На першому аркуші будують контекст­ну діаграму, на другому аркуші - діаграму декомпозиції контекстної діаграми, на наступних аркушах - діаграми декомпозиції кожного функ­ціонального блоку. Таким чином, уся модель складається з ряду діаграм декомпозиції функціональних блоків. Крім діаграм декомпозиції до складу моделі може також входити діаграма вузлів функціональної мо­делі, окремі діаграми, які мають назву діаграм для експозиції (познача­ються БЕО - діаграми), звіти по всій моделі, по стрілках, по блоках, по функціонально-вартісному аналізу та інші документи. Усі документи оформляють за певними правилами, нумерують, об' єднують в один до­кумент. Комп' ютерний варіант моделі міститься в пам' яті комп' ютера і може бути збережений у вигляді окремого файла з розширенням *.Ьр1.