Тема 9. Стандарт документирования технологических процессов IDEF3
Оглавление
Общие положения. 1
Синтаксис IDEF3. 4
IDEF3-диаграмма. 4
Типы диаграмм в IDEF3. 5
Элементы IDEF3 диаграммы.. 5
Выводы по нотации IDEF3. 14
Общие положения
IDEF0 позволяет эффективно и наглядно описать сеть бизнес-процессов организации. Наличие дифференциации сторон блока на вход-управление-мханизм-выход и три принципа IDEF0 позволяют принимать решения по оптимизации межпроцессного взаимодействия, регламентации интерфейсов бизнес-процессов и т. д. Однако для описания технологии выполнения процессов, временных параметров рабо и логики взаимодействия информационных потоков более подходит IDEF3, называемая также workflow diagramming, - методология моделирования, использующая графическое описание информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов. Диаграммы Workflow могут быть использованы в моделировании бизнес-процессов для анализа завершенности процедур обработки информации. С их помощью можно описывать сценарии действий сотрудников организации, например последовательность обработки заказа или события, которые необходимо обработать за конечное время. Каждый сценарий сопровождается описанием процесса и может быть использован для документирования каждой функции.
Техника описания технологии процесса IDEF3 является частью структурного анализа. В отличие от некоторых методик описаний процессов IDEF3 не ограничивает аналитика чрезмерно жесткими рамками синтаксиса. С одной стороны это «развязывает» руки автору модели, но с другой, может привести к созданию неполных или противоречивых моделей.
ОПР. 1: IDEF 3 – (workflow modeling, Рrocess Description Capture Method) методология описания бизнес-процессов (потоков работ).
ОПР. 2: Стандарт IDEF3 - это методология сбора данных о процессе, рассматривающая взаимодействие информационных потоков как логическую последовательность выполнения на основе причинно-следственных связей между ситуациями и событиями, предназначенная для разработки структурного представления знаний о системе, и описания изменения состояний объектов, являющихся составной частью описываемых процессов. При помощи графической нотации IDEF3 описывается логика выполнения работ, очередность их запуска и завершения. Т. о. IDEF3 предоставляет инструмент для моделирования сценариев действий сотрудников организации, отделов, цехов и т. п., например порядок обработки заказа или события, на которые необходимо реагировать за конечное время, выполнение действий по производству товара им т. д. IDEF3 рассматривает поведенческие аспекты существующих или проектируемых систем. Знания о процессах структурированы в виде контекстных сценариев, что делает IDEF3 удобным инструментом сбора данных для описания системы. IDEF3 аккумулирует в себе временные зависимости и связи между процессами, происходящими на предприятии.
IDEF3 является стандартом документирования информационных, технологических и иных процессов, происходящих на предприятии, и предоставляет инструментарий для наглядного исследования и моделирования их сценариев. Сценарием (Scenario) называют описание последовательности изменений свойств объекта, в рамках рассматриваемого процесса (например, описание последовательности этапов обработки детали в цеху и изменение её свойств после прохождения каждого этапа). Исполнение каждого сценария сопровождается соответствующими потоками информации, например, в виде документов.
Для эффективного управления любым процессом, необходимо иметь детальное представление об его сценарии и структуре сопутствующего документооборота. Средства документирования и моделирования IDEF3 позволяют выполнять следующие задачи:
– Документировать имеющиеся данные о технологии процесса, выявленные, в процессе предпроектного обследования путем опроса компетентных сотрудников, ответственных за организацию рассматриваемого процесса.
– Определять и анализировать точки слияния и разделения потоков информации.
– Определять ситуации, в которых требуется принятие решения, влияющего на жизненный цикл процесса.
– Содействовать принятию оптимальных решений при реорганизации процессов.
– Разрабатывать модели процессов, по принципу "КАК БУДЕТ, ЕСЛИ..."
IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с методологией IDEF0. Каждая функция (функциональный блок IDEF0) может быть декомпозирована в виде отдельного процесса средствами IDEF3 (Рис. 97).
Рис. 97. Отношение нотаций IDEF0 и IDEF3 в структурной модели
Как было отмечено выше, IDEF3 дополняет IDEFO и содержит все необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа.
Как и при любом моделировании, важным аспектом применения IDEF3 является сбор данных об объекте моделирования. Приобретение этих знаний допускается прямым сбором утверждений о практике выполнения процессов и возникновении различных ситуаций в процессе в форме, которая является наиболее естественной и может производиться из многих источников, что позволяет зафиксировать информацию от экспертов о поведении системы, а не наоборот - строить модель, чтобы приблизить поведение системы. Эта особенность IDEF3 как инструмента моделирования выделяется среди основных характеристик, отличающих IDEF3 от альтернативных предложений. IDEF3 как инструмент моделирования фиксирует следующую информацию о процессе:
– объекты, которые участвуют при выполнении сценария;
– роли, которые выполняют эти объекты (например, агент, транспорт и т. д.);
– отношения между работами в ходе выполнения сценария процесса;
– состояния и изменения, которым подвергаются объекты;
– время выполнения и контрольные точки синхронизации работ;
– ресурсы, которые необходимы для выполнения работ.
Методология IDEF3 позволяет системно изучить наследование и причинно следственные связи между ситуациями и событиями в форме, понятной специалистам в данной предметной области, обеспечивает структурированный метод выражения знаний о работе организации, ее подсистем и происходящих в ней процессах. Описательные методы IDEF3 позволяют:
– записывать в терминах системного анализа сырые данные, полученные в ходе интервью.
– определять влияние информационных ресурсов организации на важнейшие сценарии деятельности, принятые на предприятии.
– документировать процедуры принятия решений, влияющие на состояние и жизненный цикл распределенных данных, особенно на производстве, в инженерной деятельности и при разработке спецификаций товаров.
– управлять конфигурацией данных и изменять правила контроля.
– проектировать систему управления предприятием и анализа сбыта.
– создавать имитационные модели.
Метод IDEF3 содержит механизм сбора и описания процессов. Он рассматривает наследование и причинно следственные связи между ситуациями и событиями в форме, понятной специалистам в данной предметной области, обеспечивает структурированный метод выражения знаний о работе организации, ее подсистем и происходящих в ней процессах.
Подводя промежуточный итог можно отметить, что IDEF3 – это метод, дающий возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе.
Синтаксис IDEF3
IDEF3-диаграмма
IDEF3 диаграмма (диаграмма потока, process flow diagram, IDEF3-diagram, workflow) - основная единица описания в IDEF3, являющаяся графическим представлением назначения системы или процесса и применяются для анализа завершенности процесса обработки информации (проверка модели ИС на целостность). Обычно IDEF3-диаграммы являются дополнением к IDEFO-диаграммам, т. к. содержат все необходимые сведения для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа. С помощью диаграмм IDEF3 можно анализировать сценарии из реальной жизни, например, как закрывать магазин в экстренных случаях или какие действия должны выполнить менеджер и продавец при закрытии. Каждый такой сценарий содержит в себе описание процесса и может быть использован, что бы наглядно показать или лучше задокументировать бизнес-функции организации.
Типы диаграмм в IDEF3
Существуют два типа диаграмм в стандарте IDEF3, представляющие описание одного и того же сценария технологического процесса в разных ракурсах (Рис. 98):
– Диаграммы Описания Последовательности Этапов Процесса (Process Flow Description Diagrams, PFDD). С помощью диаграмм PFDD документируется последовательность и описание стадий обработки детали в рамках исследуемого технологического процесса.
– Диаграммы Состояния Объекта в и его Трансформаций Процессе (Object State Transition Network, OSTN). Диаграммы OSTN используются для иллюстрации трансформаций детали, которые происходят на каждой стадии обработки (анализ этого типа диаграмм в CA BPwin не поддерживается).
Иное встречающееся название для PFDD - диаграмма работ WFD (Work Flow Diagram).
Рис. 98. Типы диаграмм IDEF3
Элементы IDEF3 диаграммы
Синтаксис IDEF3 оперирует тремя элементами (Рис. 99):
– единицы работ;
– связи;
– перекрестки.
Рис. 99. Элементы нотации IDEF3
UOW (Unit of Work) единица работы/ действие
UOW (Unit Of Work, activity, единица работы) - центральные компоненты модели, предназначенные для описания процесса, действий, принимаемых решений и других процедур, происходящих в системе. В IDEF3 каждый функциональный элемент, изображенный в виде блока, представляет собой определенный сценарий моделируемого процесса и может являться частью другой функции.
На IDEF3-диаграммах UOW изображаются прямоугольниками с прямыми углами и имеют идентифицирующие их атрибуты, расположенные в специальных полях, как показано на схеме (Рис. 100):
– имя, уникальное в рамках данного описания, выраженное отглагольным существительным, обозначающим процесс действия или события, одиночным или в составе словосочетания, содержащее такое существительное с поясняющими словами. В процессе моделирования, поскольку модель может уточняться и редактироваться, имя существительное в имени блока может изменяться. Располагается в центральном поле;
– номер блока, состоящий из номера родительской работы и порядкового номера на текущей диаграмме. Идентификатор присваивается при создании и не меняется никогда, даже если блок будет удален, то его идентификатор не будет использоваться для нумерации других функций. Порядковый номер определяет его место в диаграммах сценария и располагается в левом нижнем поле.
Рис. 100. Обозначение UOW
Любая UOW может иметь ассоциированный документ, который включает текстовое описание компонентов функции.
Связи
СВЯЗИ (стрелки). Возможный порядок или очередность выполнения действий описываемого процесса в IDEF3 задается связями. В IDEF3 стрелка, как элемент диаграммы описания процесса, необходима для связи элементов диаграммы, указания взаимоотношения UOW и описания динамики происходящих процессов. Связи в IDEF3 однонаправлены и могут быть направлены куда угодно, но обычно диаграммы IDEF3 стараются построить так, чтобы связи были направлены слева направо. Имя стрелки должно ясно идентифицировать отображаемый объект.
В IDEF3 диаграммах описания процесса используются различные типы связей, что дает возможность аналитикам фиксировать дополнительную информацию о специфике отношений между элементами диаграммы (Рис. 101).
Рис. 101. Виды связей в IDEF3
Следует отметить, что стандарт IDEF3 регламентирует большее количество видов и подвидов допустимых связей, однако на уровне применения PFDD введенное упрощение является допустимым.
Для того, чтобы полнее понять суть каждой из этих связей проиллюстрируем каждую из них примером (Рис. 102).
Рис. 102. Примеры связей в IDEF3
Перекресток
JUNCTION (перекресток, узел). Методология IDEF3 включает элемент «перекресток», что позволяет описать логику взаимодействия между множеством событий и временной синхронизации активизации элементов диаграмм IDEF3. Перекрестки обеспечивают аналитика инструментом, описывающим возможные ветвления и параллельность выполнения ряда действий в описываемом процессе, усиливают описание временных отношений и отношений очередности выполнения различных частей процесса. Окончание одной UOW может служить сигналом к началу нескольких UOW, или же одна UOW для своего запуска может ожидать окончания нескольких UOW.
Перекрестки используются для отображения логики отношений между множеством событий и временной синхронизации активизации элементов диаграмм IDEF, т. е. для отображения логики взаимодействия стрелок (потоков) при слиянии/разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей UOW. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для разветвления. В отличие от IDEF0 и DFD в IDEF3 стрелки могут сливаться и разветвляться только через перекрестки.
Различают перекрестки для слияния (Fan-in Junction) и разветвления (Fan-out Junction) стрелок. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для разветвления.
Все перекрестки на диаграмме нумеруются, каждый номер имеет префикс J. При внесении перекрестка в диаграмму необходимо указать тип перекрестка, указывающий логику и временные параметры отношений между элементами диаграммы.
Стандарт IDEF3 предусматривает, что каждый перекресток может выполнять одну из логических функций И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, быть синхронным или асинхронным.
Узлы на диаграммах обозначаются символом J (от Junction) и порядковым номером. Такое разделение позволяет учитывать в диаграммах описания процессов синхронизацию времени активизации:
– Asynchronous AND - асинхронное "И". При слиянии требуется, чтобы все предшествую-щие процессы были завершены. При разветвлении требуется, чтобы все следующие про-цессы были запущены (Рис. 103);
Рис. 103. Пример Asynchronous AND
– Synchronous AND - синхронное "И". При слиянии требуется, чтобы все предшествующие процессы завершались одновременно. При разветвлении требуется, чтобы все следующие процессы запускались одновременно (Рис. 104);
Рис. 104. Пример Synchronous AND
– Asynchronous OR - асинхронное "ИЛИ". При слиянии требуется, чтобы один или несколько предшествующих процессов были завершены. При разветвлении требуется, чтобы один или несколько следующих процессов были запущены;
Рис. 105. Пример Asynchronous OR
– Synchronous OR - синхронное "ИЛИ". При слиянии требуется, чтобы один или несколько предшествующих процессов завершались одновременно. При разветвлении требуется, чтобы один или несколько следующих процессов запускались одновременно (Рис. 106);
Рис. 106. Пример Synchronous OR
– Exclusive OR - исключающее "или". При слиянии требуется, чтобы только один предше-ствующий процесс завершен. При разветвлении требуется, чтобы запускался только один следующий процесс (Рис. 107).
Рис. 107. Пример Exclusive OR
На одной диаграмме IDEF3 может присутствовать несколько перекрестков различных типов, причем некоторые сочетания перекрестков слияния/разветвления могут привести к логическим несоответствиям. Во избежание таких ситуаций следует соблюдать следующие правила:
– каждому перекрестку для слияния должен предшествовать перекресток для разветвления;
– перекресток для слияния "И" не может следовать за перекрестком для разветвления типа синхронного или асинхронного "ИЛИ";
– перекресток для слияния "И" не может следовать за перекрестком для разветвления типа исключающего "ИЛИ";
– перекресток для слияния типа исключающего "ИЛИ" не может следовать за перекрестком для разветвления типа "И";
– перекресток, имеющий одну стрелку на одной стороне, должен иметь более одной стрелки на другой.
Декомпозиция
В IDEF3, также как и в IDEF0, для более детального представления действий в описываемом процессе используется декомпозиция функциональных модулей. Методология IDEF3 предоставляет инструментарий для наглядного исследования и моделирования сценариев выполнения процессов с необходимой степенью подробности посредством использования декомпозиции - дает возможность представлять процесс в виде иерархически организованной совокупности отдельных диаграмм. Диаграммы состоят из нескольких элементов описания процесса IDEF3, причем каждый функциональный элемент UOW потенциально может быть детализирован на другой диаграмме. Декомпозиция - это процесс создания диаграммы, детализирующей определенный UOW элемент. Результатом ее является описание, которое представляет собой дробление родительского UOW элемента на меньшие и более частные операции или функции. Декомпозиция формирует границы для описания процесса и каждый UOW элемент рассматривается как формальная граница некоторой части целой системы, которая описывает весь процесс. Декомпозированная диаграмма, называемая диаграммой потомком, более детально описывает процесс. Декомпозируемый UOW элемент называется родительским, а содержащая его диа-грамма - соответственно родительской диаграммой.
Декомпозиция обеспечивает средства организации более детального описания UOW элементов. Каждый UOW элемент может иметь любое число различных декомпозиций на том же самом уровне детализации с целью представления различных точек зрения или обеспечения большей подробности при описании исходного процесса. Как инструмент моделирования IDEF3,фиксирует следующую информацию о процессе:
– роли, которые выполняют эти объекты (например, агент, транспорт и т. д.);
– отношения между UOW в ходе выполнения сценария процесса;
– состояния и изменения, которым подвергаются объекты;
– время выполнения и контрольные точки синхронизации UOW;
– ресурсы, которые необходимы для выполнения UOW.
Представление UOW с помощью отдельной IDEF3-диаграммы. Каждый функциональный блок UOW может иметь последовательность декомпозиций, и, следовательно, может быть детализирован с любой необходимой точностью. Методология IDEF3 позволяет декомпозировать UOW у многократно, т. е. UOW может иметь множество дочерних UOW. Это позволяет в одной модели описать альтернативные потоки. Декомпозиция формирует границы для описания процесса и каждый UOW элемент рассматривается как формальная граница некоторой части целой системы, которая описывает весь процесс. Декомпозированная диаграмма, называемая диаграммой потомком, более детально описывает процесс. Декомпозируемый UOW элемент называется родительским, а содержащая его диаграмма - соответственно родительской диаграммой. Итак, декомпозиция - это процесс создания диаграммы, детализирующей определенный UOW элемент. Результатом ее является описание, которое представляет собой дробление родительского UOW элемента на меньшие и более частные операции или функции. Декомпозиция обеспечивает средства организации более детального описания UOW элементов. Каждый UOW элемент может иметь любое число различных декомпозиций на том же самом уровне детализации с целью представления различных точек зрения или обеспечения большей подробности при описании исходного процесса. Процесс декомпозиции диаграмм IDEF3, включает взаимодействие автора (аналитика) и одного или нескольких экспертов предметной области:
– перед проведением сеанса экспертизы у экспертов предметной области должны быть задокументированы сценарии и рамки модели для того, чтобы эксперт мог понять цели декомпозиции. Кроме того, если точка зрения моделирования отличается от точки зрения эксперта, она должна быть особенно тщательно задокументирована. Возможно, что эксперт самостоятельно не сможет передать необходимую информацию. В этом случае аналитик должен приготовить список вопросов для проведения интервью;
– если диаграмма создается после проведения интервью, аналитик должен принять некоторые решения, относящиеся к иерархии диаграмм, например, сколько деталей включать в одну диаграмму. Если последовательность и согласование диаграмм неочевидны, может быть проведена еще одна экспертиза для детализации и уточнения информации. Важно различать подразумевающее согласование (согласование, которое подразумевается в отсутствие связей) и ясное согласование (согласование, ясно изложенное в мнении эксперта).
Выводы по нотации IDEF3
Подводы некоторые итоги по IDEF3 следует отметить следующее:
1. IDEF3 – мощный инструмент аналитика для анализа и синтеза технологии выполнения процесса. При помощи графической нотации IDEF3 описывается логика выполнения работ, очередность их запуска и завершения, что позволяет увидеть потенциал для усовершенствования этих процессов.
2. IDEF3 является полноценной методологией и предоставляет аналитику не только стандартизированный набор графических примитивов для создания модели, но и правила создания, анализа и применения моделей.
3. IDEF3 является дополнением IDEF0. Другими словами, IDEF3 имеет прямую взаимосвязь с методологией IDEF0. Каждая функция (функциональный блок IDEF0) может быть декомпозирована в виде отдельного процесса средствами IDEF3.
4. Как было отмечено выше, IDEF3 дополняет IDEFO и содержит все необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа.
