Стандарт IDEF0

УДК 681.31 (075.8)

ББК 32.97 я7

© А. Ф. Похилько, И. В. Горбачев, С.В. Рябов 2008

ISBN 978-5-9795-0 © Оформление. УлГТУ, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение............................................................................................................... 5

1. Проектирование функциональных моделей производственных процессов..... 10

1.1. Стандарт IDEF0......................................................................................... 10

1.2. Пример создания диаграммы IDEF0 в BPWin............................................ 11

1.3. Многоуровневая декомпозиция работ в BPWin......................................... 27

1.4. Пример создания диаграммы узлов в PBWin............................................. 29

1.5. Пример создания диаграммы IDEF0 в Business Studio............................... 33

1.6. Пример создания диаграммы декомпозиции в Business Studio.................. 36

1.7. Пример создания многоуровневой декомпозиции для Business Studio...... 39

1.8. Пример создания иерархической диаграммы в Business Studio................. 41

1.9. Вопросы для самопроверки....................................................................... 43

2. Расширение модели делового процесса........................................................... 44

2.1. Диаграммы потоков данных в BPWin........................................................ 44

2.2. Диаграммы потоков работ в BPWin........................................................... 48

2.3. Примеры создания диаграммы потока работ в BPWin............................... 55

2.4. Пример создания диаграммы потока данных в BPWin.............................. 67

2.5. Пример создания диаграммы «Процесс» в Business Studio........................ 71

2.6. Пример создания диаграммы «Процедура» в Business Studio.................... 74

2.7. Пример создания диаграммы EPC в Business Studio.................................. 75

2.8. Вопросы для самопроверки....................................................................... 77

3. Стоимостный анализ модели........................................................................... 79

3.1. Стоимостный анализ и свойства, определяемые пользователем................ 79

3.2. Пример проведения стоимостного анализа в BPWin................................. 86

3.3. Пример проведения стоимостного анализа в Business Studio.................. 102

3.4. Вопросы для самопроверки..................................................................... 109

4. Проектирование организационной структуры предприятия.......................... 110

4.1. Организационные диаграммы и диаграммы Swim Lane........................... 110

4.2. Пример создания организационной диаграммы в BPWin......................... 112

4.3. Пример создания диаграммы Swim Lane................................................. 127

4.4. Пример построения организационной диаграммы в Business Studio....... 130

4.5. Вопросы для самопроверки..................................................................... 133

5. Методика рецензирования и редактирования моделей.................................. 135

5.1. Диаграммы «только для экспозиции»...................................................... 135

5.2. Каркас диаграммы................................................................................... 136

5.3. Слияние и расщепление моделей............................................................. 138

5.4. Пример редактирования модели.............................................................. 142

5.5. Вопросы для самопроверки..................................................................... 153

6. Проектирование моделей данных.................................................................. 154

6.1. Структура инфологической модели......................................................... 154

6.2. Пример инфологической и даталогической модели................................. 158

6.3. Средства и технология моделирования данных....................................... 159

6.4. Описание методологии IDEF1X............................................................... 163

6.5. Пример генерации базы данных из модели данных................................. 169

6.6. Вопросы для самопроверки..................................................................... 174

Заключение....................................................................................................... 176

Словарь терминов............................................................................................. 177

Предметный указатель....................................................................................... 185

Библиографический список............................................................................... 186

Введение

Технология, ознакомлению с которой посвящено данное учебное пособие имеет двойной смысл, соответствующий сложившимся в настоящее время трактовкам аббревиатуры CASE (Computer Aided Software Engineering в первоначальной (исходной) трактовке и Computer Aided System Engineering, получившей распространение в последние годы). Появление подобного бэкронима (то есть новой расшифровки исходного акронима) отражает тот факт что, с информационной (инфологической) точки зрения информационное содержание описания некоторой производственной системы, выполненное с целью понять ее «устройство и способ функционирования» с целью, например, некоего ее улучшения (или в современном понимании реинжиниринга бизнес процессов, для осуществления которых создана эта производственная система) или с целью разработки некоей программно-информационной системы автоматизации как минимум близки. По-видимому впервые этот факт был оформлен в разработке и принятии в середине 90-х годов семейства стандартов IDEF (Integrated DEFinition или ICAM DEFinition по разным источникам) появившегося в результате развития проекта (инициативы) ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing Интегрированное компьютерно-ориентированное производство), основанного на анализе и моделировании систем с использованием структурной методологии SADT (Structured Analysis and Design Technique). Схожий смысл и предназначение имеет методология SSADM(Structured Systems Analysis and Design Method), созданная в начале 80-х годов и принятая в 1993 году в качестве национального стандарта Великобритании для разработки информационных систем.

В пособии рассмотрена реализация методологии структурного моделирования в форме программных средств CA ERWin Process Modeler (BPwin) 7.2 CA ERWin Data Modeler (ERWin) 7.2, входящих в линейку CASE-продуктов AllFusion Modeler Suite (Computer Associates International, Inc.).Эти средстваполучили широкую известность под названиями BPWin и ERWin (BP – от Business Process (бизнес-процесс) и ER от Entity Relation связь–отношение). Используемая в рассматриваемых моделлерах методология IDEF0 является федеральным стандартом США и рекомендована к использованию Госстандартом РФ в целях поддержки в частности процедуры сертификации производственной деятельности на соответствие стандартам ISO 9000 (9001) по созданию Систем Управления Качеством. Описание применения средств BPWin и ERWin для построения как «Модели проектирования технологических процессов в производстве Электронной Аппаратуры»так имоделей, связанных с использованием стандартов ISO 9000 (9001), что составляет в основном содержание пособия, позволяет изучать и применять методы структурного моделирования процессов и данных как студентам, обучающимся по магистерской программе «Информационные технологии проектирования Электронных Средств», так и студентам специальности «Управление качеством». В целом же, в силу универсальности используемого подхода, суть которого состоит в информационно-логическом взгляде на построение модели (структурированного описания) производственной деятельности, материал пособия может быть полезен как студентам, так и специалистам различных специальностей и профилей работы.

Помимо вышеуказанных программных средств в пособии освещается еще одна система бизнес моделирования – Business Studio, разработанная группой компаний «Современные технологии управления» основанной в 1991 году. Business Studio является лидером российского рынка систем бизнес-моделирования. Более 1200 компаний России и стран СНГ выбрали Business Studio для моделирования бизнес-процессов и оптимизации системы управления. Так как многие из подходов к проектированию бизнес процессов являются стандартизованными, описание работ, проводимых в системах Business Studio и AllFusion, будут вестись параллельно.

Материалы пособия основаны на возможности самостоятельного доступа читателей пособия к рассматриваемым программным продуктам, например, через сайт авторизованного партнера Computer Associates International, Inc. компании Interface по ссылке http://www.interface.ru/home.asp?catId=150,160&cId=62.1. Условия доступа оговорены там же и попадают в категорию, так называемых, ознакомительных целей.

Следует отметить, что наряду с рассматриваемой CASE-технологией для схожих целей широкую известность получили технология ARISи языкUML(технология Rational Rose).

ARIS – аббревиатура от Architecture of Integrated Information Systems – Архитектура Интегрированных Информационных Систем, – это методология и базирующееся на ней семейство программных продуктов, разработанных компанией IDS Sheer AG для структурированного описания и анализа бизнес-процессов организации при проектировании ее информационной системы. Система ARIS представляет собой комплекс средств анализа и моделирования деятельности предприятия, а также разработки автоматизированных информационных систем. В ее основу положена обширная методология, вобравшая в себя особенности различных методов моделирования, отражающих разные взгляды на исследуемую систему. Одна и та же модель может разрабатываться с использованием нескольких методологий, что позволяет использовать ARIS пользователям с различными теоретическими знаниями и настраивать его на работу с системами, имеющими свою специфику. Разработчиком данного продукта является германская фирма IDS Prof. Scheer, которая считается мировым лидером в области разработок инструментальных средств для анализа и реорганизации деловых процессов, а также хорошо известна в мире как консалтинговая фирма, занимающаяся реорганизацией бизнеса. Данная технология получила свое распространение благодаря известной книге (1992), в которой, по-видимому, впервые в таком объеме сформулированы и систематизированы взгляды, которые составляют основу подхода известного как реинжиниринг бизнес-процессов. Впоследствии методология ARIS встроена в качестве инструмента (компонента ARIS Toolset) в «настройки» ERP системы SAP/R3 (Enterprise Resource Planning – управление производственными ресурсами) на управление описываемыми с ее использованием бизнес-процессы. SAP/R3, по различным оценкам, является одной из лидирующих программных систем данного класса.
Исходная методология реинжиниринга бизнеса подверглась трансформации и стала более приближенной к процессам реализации информационных продуктов. В современной реализации технология ARIS использует объектно-ориентированный подход к проектированию программных систем и концепции UML. (Aris – Business Process Modeling (Second, Completely Revised and Enlarged Edition). August-Wilhelm Scheer. 1998.)

UML (Unified Modeling Language – унифицированный язык моделирования) – язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения. UML является языком широкого профиля – это открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования в основном программных систем.

В настоящее время использование UML не ограничивается моделированием программного обеспечения. Его также используют для моделирования бизнес-процессов, системного проектирования и отображения организационных структур. В частности широко известна реализация IBM Rational Rose Modeler, которая, обеспечивая полную поддержку языка UML для создания архитектуры программного обеспечения, позволяет на уровне Business Modeling (моделирование предметной области) отображать:

· Цели моделирования предметной области;

· Действующих лиц производственного процесса и их функций с использованием диаграмм деятельности (Activity diagram) и диаграмм функций (Use case diagram);

· Документооборот с использованием элементов диаграммы классов (Class diagram);

· Сценарии производственных функций с использованием Sequence diagram (диаграмм последовательностей) и Collaboration diagram (диаграмм взаимодействия);

· Поведение объектов производственной деятельности с использованием State diagram (диаграммы состояний).

Оставляя за рамками настоящего пособия аргументацию в сопоставлении методологий (технологий) BPWin&ERWin, ARIS и UML, необходимо отметить, что первая в некотором смысле ближе к выявлению сущностей и логической структуре производственных процессов, в то время как последняя ближе к программной реализации (коду) выделенного элемента производственной деятельности с использованием программно-информационной системы, в случае если моделируемый процесс (элемент деятельности) имеет чисто информационное содержание в терминах ICOM модели (вход и выход элементарного процесса – информационные объекты), которые подлежат компьютерной обработке в отличие от процесса изготовления детали. Например, если рассматривать процесс построения инфологической модели в контексте разработки соответствующей информационной системы с использованием рассматриваемого инструментария, проще получить представление о том, «что следует автоматизировать», в то время как при использовании ARIS Toolset и Rational Rose получится более точное описание того «как это сделать».

Моделирование процессов производственной деятельности является начальным шагом многостадийного процесса проектирования, создания, эксплуатации и модернизации информационных систем. Считается, что исправление ошибок, допущенных на предыдущей стадии, обходится примерно в 10 раз дороже, чем на текущей, откуда следует, что наиболее критическими являются первые стадии проекта. Поэтому крайне важно иметь эффективные средства автоматизации ранних этапов реализации проекта. Реализованные в рассматриваемой в пособии технологии инфологического моделирования подходы позволяют высоко оценить ее эффективность на ранних этапах проектирования.
Данное утверждение обусловлено следующим:

· инструментальными средствами поддерживается естественность создаваемых в модели определений элементов деятельности (работ) и их взаимосвязей;

· обеспечивается возможность организации итерационной процедуры обсуждения и редактирования модели коллективом экспертов;

· исходное представление процесса в виде декомпозиции работ соответствует фундаментальному стандарту IDEF0 и последовательно дополняется специальными информационными представлениями DFD, IDEF3 и ERдиаграммами(Data Flow Diagram - диаграммы потоков данных; IDEF3 или Work Flow Diagram – диаграммы потока работ; Entity Relation модели модель сущность связь описания данных в общих для совокупности работ хранилищах данных);

· используется принцип создания модели во временных рамках описания существующих бизнес-процессов на предприятии (так называемая модель AS-IS) и идеального положения вещей – того, к чему нужно стремиться (модель TO-BE);

· в модели отражаются так называемые «точки зрения»;

· наличествуют также некоторые «дополнительные», но принципиальные с точки зрения адекватной экспликации знаний методы и приемы.

Отмеченные особенности позволяют считать, что созданные инфологические представления производственной деятельности адекватны имеющимся на текущий момент экспертным знаниям о производственном процессе, а не отражают процесс в категории «как должно было бы быть» или, как принято говорить, в категории «Should Be» и, следовательно избежать разработки неактуальных процедур автоматизации.

1. Проектирование функциональных моделей
производственных процессов

Стандарт IDEF0

Основу методологии IDEF0 составляет графический язык описания бизнес-процессов. Модель в нотации IDEF0 представляет собой совокупность иерархически упорядоченных и взаимосвязанных диаграмм. Каждая диаграмма является единицей описания системы и располагается на отдельном листе.

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. После описания системы в целом проводится разбиение ее на крупные фрагменты.
Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции. После декомпозиции контекстной диаграммы проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие 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 модели реальным бизнес-процессам на любом и каждом уровне модели. Синтаксис описания системы в целом и каждого ее фрагмента одинаков во всей модели.

Диаграмма дерева узлов показывает иерархическую зависимость работ, но не взаимосвязи между работами. Диаграмм дерева узлов может быть в модели сколь угодно много, поскольку дерево может быть построено на произвольную глубину и не обязательно с корня.

Диаграммы для экспозиции (FEO) строятся для иллюстрации отдельных фрагментов модели, для иллюстрации альтернативной точки зрения либо для специальных целей.