Р 50.1.028-2001
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО
ЦИКЛА ПРОДУКЦИИ
МЕТОДОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
ГОССТАНДАРТ
РОССИИ
Москва
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНЫ Научно-исследовательским
Центром CALS-технологий «Прикладная Логистика» при участии Всероссийского
научно-исследовательского института стандартизации (ВНИИстандарт)
ВНЕСЕНЫ Техническим комитетом по
стандартизации ТК 431 «CALS-технологии»
2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением
Госстандарта России от 2 июля 2001 г. № 256-ст
3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ
Содержание
1 Область применения 2 Определения 3 Сокращения 4 Концепция IDEF0 5 Синтаксис графического языка IDEF0 5.1 Блок 5.2 Стрелка 5.3 Синтаксические правила 6 Семантика языка IDEF0 6.1 Семантика блоков и стрелок 6.2 Имена и метки 6.3 Сводка семантических правил для
блоков и стрелок 6.4 Диаграммы IDEF0 6.5 Контекстная диаграмма верхнего
уровня 6.6 Дочерняя диаграмма 6.7 Родительская диаграмма 6.8 Текст и глоссарий 6.9 Диаграммы-иллюстрации (FEO) 7 Свойства диаграмм 7.1 Стрелки как ограничения 7.2 Параллельное функционирование 7.3 Ветвление и слияние сегментов
стрелок 7.4 Отношения блоков на диаграммах 8 Отношения между блоками диаграммы и
другими диаграммами (окружающей средой) 8.1 Граничные стрелки 8.2 ICOM-кодирование граничных
стрелок 8.3 Стрелки, помещенные в «туннель» 9 Правила построения диаграмм 10 Ссылочные выражения (коды) 10.1 Номера блоков 10.2 Узловые номера 10.3 Перечень узлов 10.4 Дерево узлов 11 Методика разработки функциональных
моделей в среде IDEF0 11.1 Общие положения 11.2 Классификация функций,
моделируемых блоками IDEF0 11.3 Организационно-технические
структуры и механизмы IDEF0-моделей 11.4 Управление - особый вид
процесса, операции, действия 11.5 Типизация функциональных моделей
и IDEF0-диаграмм 12 Организация процесса функционального
моделирования и управление проектом 12.1 Общие положения 12.2 Состав участников проекта и
структура их взаимодействия 12.3 Заключительные замечания ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)Стандартный бланк методологии IDEF0 и правила его
заполнения ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)Метамодель ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)Функциональная модель предприятия |
Введение
Постоянное
усложнение производственно-технических и организационно-экономических систем -
фирм, предприятий, производств и других субъектов производственно-хозяйственной
деятельности - и необходимость их анализа с целью совершенствования
функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость
применения специальных средств описания и анализа таких систем. Эта проблема
приобретает особую актуальность в связи с появлением интегрированных
компьютеризированных производств и автоматизированных предприятий.
В США в конце 70-х годов была предложена и
реализована Программа интегрированной компьютеризации производства ICAM
(Integrated Computer Aided Manufacturing), направленная на увеличение
эффективности промышленных предприятий посредством широкого внедрения
компьютерных (информационных) технологий.
Реализация программы ICAM потребовала создания
адекватных методов анализа и проектирования производственных систем и способов
обмена информацией между специалистами, занимающимися такими проблемами. Для
удовлетворения этой потребности в рамках программы ICAM была разработана
методология моделирования IDEF (ICAM Definition), позволяющая исследовать
структуру, параметры и характеристики производственно-технических и
организационно-экономических систем. Общая методология IDEF состоит из трех
частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении
систем:
IDEF0 используется
для создания функциональной модели,
отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и
материальных объектов, преобразуемые этими функциями;
IDEF1 применяется
для построения информационной модели,
отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для
поддержки функций системы;
IDEF2 позволяет
построить динамическую модель
меняющихся во времени поведения функций, информации и ресурсов системы.
К настоящему времени наибольшее распространение и
применение имеют методологии IDEF0 и IDEF1 (IDEF1X).
Методология IDEF0, особенности и приемы применения
которой описываются в настоящих рекомендациях, основана на подходе, получившем
название SADT (Structured Analysis & Design Technique - метод структурного
анализа и проектирования). Основу этого подхода и методологии IDEF0 составляет
графический язык описания (моделирования) систем.
В связи с расширяющимся применением информационных
технологий и, в частности, CALS-технологий в народном хозяйстве Российской
Федерации в настоящих рекомендациях приводятся основные сведения о методологии
IDEF0 и графическом языке описания моделей, а также практические указания по
методике разработки таких моделей.
Р 50.1.028-2001
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО
СТАНДАРТИЗАЦИИ
Информационные технологии поддержки жизненного цикла
продукции
МЕТОДОЛОГИЯФУНКЦИОНАЛЬНОГОМОДЕЛИРОВАНИЯ
Continuous
acquisition and life-cycle support.
Methodology of functional modelling
Датавведения 2002-07-01
1
Область применения
Настоящие
рекомендации по стандартизации предназначены для использования при анализе и
синтезе производственно-технических и организационно-экономических систем
методами функционального моделирования в различных отраслях экономики. Рекомендации
содержат описание комплекса средств для наглядного представления широкого
спектра деловых, производственных и других процессов и операций предприятия на
любом уровне детализации, а также организационные и методические приемы
применения этих средств.
2
Определения
В настоящих рекомендациях применяют следующие
термины:
2.1 блок:
Прямоугольник, содержащий имя и номер и используемый для описания функции.
2.2 ветвление:
Разделение стрелки на два или большее число сегментов. Может означать
«развязывание пучка» (см. 2.27).
2.3 внутренняя
стрелка: Входная, управляющая или выходная стрелка, концы которой
связывают источник и потребителя, являющиеся блоками одной диаграммы.
Отличается от граничной стрелки.
2.4 входная
стрелка: Класс стрелок, отображающих вход IDEF0-блока, то есть
данные или материальные объекты, которые преобразуются функцией в выход.
Входные стрелки связываются с левой стороной блока IDEF0.
2.5. выходная
стрелка: Класс стрелок, отображающих выход IDEF0-блока, то есть
данные или материальные объекты, произведенные функцией. Выходные стрелки
связываются с правой стороной блока IDEF0.
2.6 глоссарий:
Список определений для ключевых слов, фраз и аббревиатур, связанных с узлами,
блоками, стрелками или с моделью IDEF0 в целом.
2.7. граничная стрелка: Стрелка, один из концов
которой связан с источником или потребителем, а другой не присоединен ни к
какому блоку на диаграмме. Отображает связь диаграммы с другими блоками системы
и отличается от внутренней стрелки.
2.8 декомпозиция:
Разделение моделируемой функции на функции-компоненты.
2.9 дерево узлов: Представление отношений между
родительскими и дочерними узлами модели IDEF0 в форме древовидного графа. Имеет
то же значение и содержание, что и перечень узлов (см. 2.23).
2.10 диаграмма А-0
(А минус ноль): Специальный вид (контекстной) диаграммы IDEF0,
состоящей из одного блока, описывающего функцию верхнего уровня, ее входы,
выходы, управление, и механизмы, вместе с формулировками цели модели и точки
зрения, с которой строится модель.
2.11 диаграмма:
Часть модели, описывающая декомпозицию блока.
2.12 диаграмма-иллюстрация (FEO): Графическое
описание, используемое для сообщения специфических фактов о диаграмме IDEF0.
При построении диаграмм FEO можно не придерживаться правил IDEF0.
2.13 дочерний
блок: Блок на дочерней (порожденной) диаграмме.
2.14 дочерняя
диаграмма: Диаграмма, детализирующая родительский (порождающий)
блок.
2.15 имя блока:
Глагол или глагольный оборот, помещенный внутри блока и описывающий
моделируемую функцию.
2.16 интерфейс:
Разделяющая граница, через которую проходят данные или материальные объекты;
соединение между двумя или большим числом компонентов модели, передающее данные
или материальные объекты от одного компонента к другому.
2.17 код ICOM
(аббревиатура Input - вход, Control - управление, Output - выход, Mechanism -
механизм): Код, обеспечивающий соответствие граничных стрелок дочерней диаграммы
со стрелками родительского блока; используется для ссылок.
2.18 контекст:
Окружающая среда, в которой действует функция (или комплект функций на
диаграмме).
2.19 контекстная
диаграмма: Диаграмма, имеющая узловой номер А-n (А минус n) (n≥ 0), которая
представляет контекст модели. Диаграмма А-0, состоящая из одного блока,
является необходимой (обязательной) контекстной диаграммой; диаграммы с
узловыми номерами А-1, А-2, (А минус 1, А минус 2)..., - дополнительные
контекстные диаграммы.
2.20 метка стрелки:
Существительное или оборот существительного, связанные со стрелкой или
сегментом стрелки и определяющие их значение.
2.21 модель IDEF0:
Графическое описание системы, разработанное с определенной целью (см. 2.46) и с выбранной точки зрения (см. 2.39). Комплект документов IDEF0, которые
изображают функции системы с помощью графики (диаграмм), текста и глоссария.
2.22 номер блока:
Число (0 - 6), помещаемое в правом нижнем углу блока и однозначно
идентифицирующее блок на диаграмме.
2.23 перечень узлов: Список, часто ступенчатый,
показывающий узлы модели IDEF0 в упорядоченном виде. Имеет то же значение и
содержание, что и дерево узлов (см. 2.9).
2.24 примечание к
модели: Текстовый комментарий, являющийся частью диаграммы IDEF0 и
используемый для записи факта, не нашедшего графического изображения.
2.25 родительская
диаграмма: Диаграмма, которая содержит родительский блок.
2.26 родительский
блок: Блок, который подробно описывается дочерней диаграммой.
2.27 связывание/развязывание: Объединение
значений стрелок в составное значение (связывание в «пучок»), или разделение
значений стрелок (развязывание «пучка»), выраженные синтаксисом слияния или
ветвления стрелок.
2.28 сегмент
стрелки: Сегмент линии, который начинается или заканчивается на
стороне блока, в точке ветвления или слияния, или на границе (несвязанный конец
стрелки).
2.29 семантика:
Значение синтаксических компонентов языка.
2.30 синтаксис:
Структурные компоненты или характеристики языка и правила, которые определяют
отношения между ними.
2.31 слияние:
Объединение двух или большего числа сегментов стрелок в один сегмент. Может
означать «связывание пучка» (см. 2.27).
2.32 С-номер:
Номер, создаваемый в хронологическом порядке и используемый для идентификации
диаграммы и прослеживания ее истории; может быть использован в качестве
ссылочного выражения при определении конкретной версии диаграммы. Обычно
С-номер состоит из инициалов автора модели и хронологических данных (даты
создания очередной версии диаграммы).
2.33 стрелка:
Направленная линия, состоящая из одного или нескольких сегментов, которая
моделирует открытый канал или канал, передающий данные или материальные объекты
от источника (начальная точка стрелки), к потребителю (конечная точка с
«наконечником»). Имеется четыре класса стрелок: входная, выходная, управляющая
стрелка механизма (включает стрелку вызова). (См. сегмент стрелки, граничная
стрелка, внутренняя стрелка).
2.34 стрелка
вызова: Вид стрелки механизма, который обозначает обращение из блока
данной модели (или части модели) к блоку другой модели (или другой части той же
модели) и обеспечивает связь между моделями или между разными частями одной
модели.
2.35 стрелка
механизма: Класс стрелок, которые отображают механизмы IDEF0, то
есть средства, используемые для выполнения функции; включает специальный случай
стрелки вызова. Стрелки механизмов связываются с нижней стороной блока IDEF0.
2.36 стрелка, помещенная в туннель (туннельная стрелка):
Стрелка (со специальной нотацией), не удовлетворяющая обычному требованию,
согласно которому каждая стрелка на дочерней диаграмме должна соответствовать
стрелкам на родительской диаграмме. Туннельные стрелки - дополнительное
средство графического языка, облегчающее чтение и понимание диаграмм.
2.37 текст:
Любой текстовый (не графический) комментарий к графической диаграмме IDEF0.
2.38 тильда:
Небольшая ломаная (волнистая) линия, используемая для соединения метки с
конкретным сегментом стрелки или примечания модели с компонентом диаграммы.
2.39 точка зрения: Указание на должностное лицо
или подразделение организации, с позиции которого разрабатывается модель. Для
каждой модели точка зрения единственная.
2.40 узел:
Блок, порождающий дочерние блоки; родительский блок. (См. перечень узлов,
дерево узлов, узловой номер, узловая ссылка, номер узла диаграммы).
2.41 узловая
ссылка: Код, присвоенный диаграмме для ее идентификации и определения
положения в иерархии модели; формируется из сокращенного имени модели и
узлового номера диаграммы с дополнительными расширениями.
2.42 узловой номер
диаграммы: Часть узловой ссылки диаграммы, которая соответствует
номеру родительского блока.
2.43 узловой
номер: Код, присвоенный блоку и определяющий его положение в
иерархии модели; может быть использован в качестве подробного ссылочного
выражения.
2.44 управляющая
стрелка: Класс стрелок, которые в IDEF0 отображают управления, то есть
условия, при выполнении которых выход блока будет правильным. Данные или
объекты, моделируемые как управления, могут преобразовываться функцией,
создающей соответствующий выход. Управляющие стрелки связываются с верхней
стороной блока IDEF0.
2.45 функция:
Деятельность, процесс или преобразование (моделируемые блоком IDEF0),
идентифицируемое глаголом или глагольной формой, которая описывает, что должно
быть выполнено.
2.46 цель: Краткая формулировка причины создания
модели.
3
Сокращения
Сокращения, принятые в настоящих рекомендациях:
ICAM - интегрированная
компьютеризация производства.
ICOM - вход (Input), управление
(Control), выход (Output), механизм (Mechanism).
IDEF0 - методология,
используемая для создания функциональной модели.
IDEF1 - методология,
используемая для создания информационной модели.
IDEF2 - методология,
используемая для создания динамической модели.
FEO - диаграмма-иллюстрация.
4
Концепция IDEF0
Методология IDEF0 основана на следующих
концептуальных положениях.
4.1 Модель - искусственный
объект, представляющий собой отображение (образ) системы и ее компонентов.
Считается, что
МмоделируетА, еслиМотвечает на вопросы относительноА.
Здесь М
- модель, А - моделируемый объект
(оригинал). Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о
реконструкции (реинжиниринге) или замене существующей, либо проектировании
новой системы. Система
представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих частей,
выполняющих некоторую полезную работу. Частями (элементами) системы могут быть
любые комбинации разнообразных сущностей, включающие людей, информацию,
программное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергию
(энергоносители). Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют,
что она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и
что производит.
4.2 Блочное моделирование и его
графическое представление. Основной концептуальный
принцип методологии IDEF - представление любой изучаемой системы в виде набора
взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции,
действия (определения - см. ниже), происходящие в изучаемой системе. В IDEF0
все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в
соответствие блок. На IDEF0-диаграмме, основном документе при
анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямоугольник.
Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с
внешней по отношению к моделируемой системе средой, представляются стрелками, входящими в блок или выходящими
из него. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одновременно
выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществилась.
4.3 Лаконичность и точность. Документация,
описывающая систему, должна быть точной и лаконичной. Сведения о свойствах и
характеристиках системы в форме традиционных текстов в этом смысле
неудовлетворительны, поскольку зачастую содержат избыточную информацию,
допускают неоднозначное толкование и т.д. Графический язык позволяет лаконично,
однозначно и точно показать все элементы (блоки) системы и все отношения и
связи между ними, выявить ошибочные, лишние или дублирующие связи и т.д.
4.4 Передача информации. Средства IDEF0
облегчают передачу информации от одного участника разработки модели (отдельного
разработчика или рабочей группы) к другому. К числу таких средств относятся:
- диаграммы, основанные на простой графике блоков и
стрелок, легко читаемые и понимаемые;
- метки на естественном языке для описания блоков и
стрелок, а также глоссарий и сопроводительный текст, уточняющие смысл элементов
диаграммы;
- последовательная декомпозиция диаграмм, строящаяся
по иерархическому принципу, при котором на верхнем уровне отображаются основные
функции, а затем происходит их детализация и уточнение;
- древовидные
схемы иерархии диаграмм и блоков, обеспечивающие обозримость модели в целом и
входящих в нее деталей, что особенно важно при моделировании больших систем.
4.5 Строгость и формализм. Разработка
моделей IDEF0 требует соблюдения ряда строгих формальных правил, обеспечивающих
преимущества методологии в отношении однозначности, точности и целостности
сложных многоуровневых моделей. Эти правила описываются ниже. Здесь отмечается
только основное из них: на всех стадиях и этапах разработки и корректировки
модели должны строго, формально соблюдаться синтаксические и семантические
правила графического языка, а результаты - тщательно документироваться с тем,
чтобы при ее эксплуатации не возникало вопросов, связанных с неполнотой или
некорректностью документации. Программный продукт Design/IDEF 3.7 (и более
поздние версии) фирмы Meta Software Corporation поддерживает автоматическое
соблюдение большинства из перечисленных правил.
4.6 Итеративное моделирование. Разработка
модели в IDEF0 представляет собой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом
шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергают
обсуждению, рецензированию и последующему редактированию, после чего цикл
повторяется. Такая организация работы способствует оптимальному использованию
знаний системного аналитика, владеющего методологией и техникой IDEF0, и знаний
специалистов - экспертов в предметной области, к которой относится объект
моделирования.
4.7
Отделение «организации» от «функций». При разработке моделей
следует избегать изначальной «привязки» функций исследуемой системы к
существующей организационной структуре моделируемого объекта (предприятия,
фирмы). Это помогает избежать субъективной точки зрения, навязанной
организацией и ее руководством. Организационная структура должна явиться
результатом использования (применения) модели. Сравнение результата с
существующей структурой позволяет, во-первых, оценить адекватность модели, а
во-вторых - предложить решения, направленные на совершенствование этой
структуры.
5
Синтаксис графического языка IDEF0
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться