ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 33-34
Тема: Создание диаграммы IDEF3
Цель: научиться создавать диаграммы IDEF3
Оборудование и/или программное обеспечение: ПК, BPWin
Теоретическая часть
Метод описания процессов IDEF3
Методология построения моделей IDEF3, называемая также Workflow diagramming – методологией моделирования необходима для описания логики взаимодействия информационных потоков. Данная методология использует графическое описание информационных потоков, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектов, являющихся частью этих процессов. Диаграммы Workflow могут быть применены в моделировании бизнеспроцессов 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.
IDEF3 – это метод, имеющий основной целью дать возможность аналитикам описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе. Техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа. В отличие от некоторых методик описаний процессов IDEF3 не ограничивает аналитика чрезмерно жесткими рамками синтаксиса, что может привести к созданию неполных или противоречивых моделей. IDEF3 может быть также использован как метод создания процессов. 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, цель модели – те вопросы, на которые призвана ответить модель, – должны быть задокументированы.
Диаграммы. Диаграмма является основной единицей описания в IDEF3. Важно правильно построить диаграммы, поскольку они предназначены для чтения другими людьми (а не только автором).
Единицы работы – Unit of Work (UOW). UOW, также называемые работами (activity), являются центральными компонентами модели. В IDEF3 работы изображаются прямоугольниками с прямыми углами и имеют имя, выраженное отглагольным существительным, обозначающим процесс действия, одиночным или в составе фразы, и номер (идентификатор); другое имя существительное в составе той же фразы обычно отображает основной выход (результат) работы (например, "Изготовление изделия"). Часто имя существительное в имени работы меняется в процессе моделирования, поскольку модель может уточняться и редактироваться. Идентификатор работы присваивается при создании и не меняется никогда. Даже если работа будет удалена, ее идентификатор не будет вновь использоваться для других работ. Обычно номер работы состоит из номера родительской работы и порядкового номера на текущей диаграмме.
Связи. Связи показывают взаимоотношения работ. Все связи в IDEF3 однонаправлены и могут быть направлены куда угодно, но обычно диаграммы IDEF3 стараются построить так, чтобы связи были направлены слева направо. В IDEF3 различают три типа стрелок, изображающих связи, стиль которых устанавливается через меню Arrow Properties:
Старшая (Precedence) – сплошная линия, связывающая единицы работ (UOW). Рисуется слева направо или сверху вниз. Показывает, что работа-источник должна закончиться прежде, чем работа-цель начнется.
Отношения (Relational Link) – пунктирная линия, использующаяся для изображения связей между единицами работ (UOW) а также между единицами работ и объектами ссылок.
Потоки объектов (Object Flow) – стрелка с двумя наконечниками, применяется для описания того факта, что объект используется в двух или более единицах работы, например, когда объект порождается в одной работе и используется в другой.
Старшая связь и поток объектов. Старшая связь показывает, что работа-источник заканчивается ранее, чем начинается работа-цель.
Отношение показывает, что стрелка является альтернативой старшей стрелке или потоку объектов в смысле задания последовательности выполнения работ – работа-источник не обязательно должна закончиться, прежде чем работа-цель начнется. Работа-цель может закончиться прежде, чем закончится работа-источник.
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 долж-ны быть завершены перед началом следующей работы. Различают перекрестки для слияния (Fan-in Junction) и разветвления (Fan-out Junction) стрелок. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для разветвления. Смысл каждого типа перекрестков приведен в табл. 7.10.
Все перекрестки на диаграмме нумеруются, каждый номер имеет префикс J. Можно редактировать свойства перекрестка при помощи диалога Definition Editor. В отличие от IDEF0 и DFD в IDEF3 стрелки могут сливаться и разветвляться только через перекрестки.
Таблица 7.10
Типы перекрестков
| Соединение | Имя | Значение Fan-in | Значение Fan-out |
| Асинхронное AND | Все последующие процессы должны быть полными | Все предшествующие процессы должны быть полными | |
| Синхронное AND | Все следующие процессы обрабатываются одновременно комплексно | Все предшествующие процессы начинают обрабатываться одновременно | |
| Асинхронное OR | Один или более предшествующих процессов должны быть завершены | Один или более последующих процессов должны быть начаты | |
| Синхронное OR | Один или более предшествующим процессам завершаются одновременно | Один или более последующих процессов начинаются одновременно | |
| XOR | Ровно один предшествует завершающемуся процессу | Ровно один следует за началом процесса |
Объект ссылки. Объект ссылки в IDEF3 выражает некую идею, концепцию или данные, которые нельзя связать со стрелкой, перекрестком или работой. 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.
При внесении объектов ссылок помимо имени следует указывать тип объекта ссылки. Типы объектов ссылок приведены в табл. 2.11.
Таблица 2.11
Типы объектов ссылок
| Тип объекта ссылки | Цель описания |
| OBJECT | Описывает участие важного объекта в работе |
| GOTO | Инструмент циклического перехода (в повторяющейся последовательности работ), возможно на текущей диаграмме, но не обязательно. Если все работы цикла присутствуют на текущей диаграмме, цикл может также изображаться стрелкой, возвращающейся на стартовую работу: GOTO может ссылаться на перекресток |
| UOB (Unit of behavior) | Применятся, когда необходимо подчеркнуть множественное использование какой-либо работы, но без цикла. Например, работа "Контроль качества" может быть использована в процессе "Изготовления изделия" несколько раз, после каждой единичной операции. Обычно этот тип ссылки не используется для моделирования автоматически запускающихся работ |
| NOTE | Используется для документирования важной информации, относящейся к каким-либо графическим объектам на диаграмме. NOTE является альтернативой внесению текстового объекта в диаграмму |
| ELAB (Elaboration) | Используется для усовершенствования графиков или их более детального описания. Обычно употребляется для детального описания разветвления и слияния стрелок на перекрестках |
Декомпозиция работ. В IDEF3 декомпозиция используется для детализации работ. Методология IDEF3 позволяет декомпозировать работу многократно, т.е. работа может иметь множество дочерних работ. Это позволяет в одной модели описать альтернативные потоки. Возможность множественной декомпозиции предъявляет дополнительные требования к нумерации работ. Так, номер работы состоит из номера родительской работы, версии декомпозиции и собственного номера работы на текущей диаграмме.
Рассмотрим процесс декомпозиции диаграмм IDEF3, включающий взаимодействие автора (аналитика) и одного или нескольких экспертов предметной области:
Описание сценария, области и точки зрения. Перед проведением сеанса экспертизы у экспертов предметной области должны быть задокументированы сценарии и рамки модели для того, чтобы эксперт мог понять цели декомпозиции. 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.
Определение работ и объектов. Обычно эксперт предметной области передает аналитику текстовое описание сценария. В дополнение к этому может существовать документация, описывающая интересующие процессы. Из всей этой информации аналитик должен составить список кандидатов на работы (отглагольные существительные, обозначающие процесс, одиночные или в составе фразы) и кандидатов на объекты (существительные, обозначающие результат выполнения работы), которые необходимы для перечисленных в списке работ.
В некоторых случаях целесообразно создать графическую модель для представления ее эксперту предметной области. Графическая модель может быть также создана после сеанса сбора информации для того, чтобы детали форматирования диаграммы не смущали участников.
Поскольку разные фрагменты модели IDEF3 могут быть созданы разными группами аналитиков в разное время, IDEF3 поддерживает простую схему нумерации работ в рамках всей модели. Разные аналитики оперируют разными диапазонами номеров, работая при этом независимо. Пример выделения диапазона приведен в табл. 2.12.
Таблица 2.12
Диапазоны номеров работ
| Аналитик | Диапазон номеров IDEF3 |
| Иванов | 1-999 |
| Петров | 1000-1999 |
| Сидоров | 2000-2999 |
Последовательность и согласование. 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).
Работы, перекрестки и документирование объектов. IDEF3 позволяет внести информацию в модель различными способами. Например, логика взаимодействия может быть отображена графически в виде комбинации перекрестков. Та же информация может быть отображена в виде объекта ссылки типа ELAB (Elaboration). Это позволяет аналитику вносить информацию в удобном в данный момент времени виде. Важно учитывать, что модели могут быть реорганизованы, например, для их представления в более презентабельном виде. Выбор формата для презентации часто имеет важное значение для организации модели, поскольку комбинация перекрестков занимает значительное место на диаграмме и использование иерархии перекрестков затрудняет расположение работ на диаграмме.
В результате дополнения диаграмм IDEF0 диаграммами IDEF3 может быть создана смешанная модель, которая наилучшим образом описывает все стороны деятельности предприятия. Иерархию работ в смешанной модели можно увидеть в окне Model Explorer. Работы в нотации IDEF0 изображаются зеленым цветом, IDEF3 – желтым. Имитационное моделирование
Имитационное моделирование – это метод, позволяющий строить модели, учитывающие время выполнения функций. Полученную модель можно "проиграть" во – времени и получить статистику происходящих процессов так, как это было бы в реальности. В имитационной модели изменения процессов и данных ассоциируются с событиями. "Проигрывание" модели заключается в последовательном переходе от одного события к другому. Обычно имитационные модели строятся для поиска оптимального решения в условиях ограничения по ресурсам, когда другие математические модели оказываются слишком сложными.
Связь между имитационными моделями и моделями процессов заключается в возможности преобразования модели процессов в неполную имитационную модель. Имитационная модель дает больше информации для анализа системы, в свою очередь результаты такого анализа могут стать причиной модификации модели процессов.
Имитационная модель включает следующие основные элементы:
• Источники и цели (Bourses и Destinations). Источники – это элементы, от которых в модель поступает информация или объекты. По смыслу они близки к "объект ссылки" на диаграммах IDEF3. Ско-рость поступления данных или объектов от источника обычно задается статистической функцией. Цель – это устройство для приема информации или объектов.
• Очереди (Queues) – это место, где объекты ожидают обработки. Времена обработки объектов (производительность) в разных работах могут быть разными. В результате перед некоторыми работами могут накапливаться объекты, ожидающие своей очереди. Часто целью имитационного моделирования является минимизация количества объектов в очередях. Тип очереди в имитационной модели может быть конкретизирован. Очередь может быть похожа на стек – пришедшие последними в очередь объекты первыми отправляются на дальнейшую обработку (LIFO: last-in-first-out). Альтернативой стеку, может быть, последовательная обработка, когда первыми на дальнейшую обработку отправляются объекты, пришедшие первыми (FIFO: first -in-first-out). Могут быть заданы и более сложные алгоритмы обработки очереди.
• Оборудование (Facilities). Оборудование – это аналог работ в модели процессов. В имитационной модели может быть задана производительность оборудования.
BPwin не имеет собственных инструментов, позволяющих создавать имитационные модели, однако можно экспортировать модель IDEF3 в специализированное средство создания таких моделей – BPSimulator 3.0.
Для экспорта модели в BPSimulator необходимо настроить ODBC- источник и подготовить модель к экспорту. Для подготовки модели необходимо настроить свойства, определяемые пользователем UDP, специально включенные в BPwin для целей экспорта. Задание соответствующих UDP позволяет автоматически установить значения и свойства объектов имитационной модели в BPSimulator.
Для экспорта модели IDEF3 в BPSimulator следует выбрать меню File/Export в BPSimulator. Экспорт осуществляется через файл MS Excel (.xls). Для импорта данных в BPSimulator необходимо открыть новую модель и импортировать соответствующий файл.
Практическая часть
1 Перейдите на диаграмму А2 и декомпозируйте работу " Сборка настольных компьютеров " (рисунок 7.1).
Рисунок 7.1 – Диаграмма А2 с объектом декомпозиции
2 В диалоге Activity Box Count (рисунок 7.2) установите число работ 4 и нотацию IDEF3.
Рисунок 7.2 - Выбор нотации IDEF3 в диалоге Activity Box Count
Возникает диаграмма IDEF3 (рисунок 7.3), содержащая работы Unit of Work (UOW), также называемыми единицами работы или работами (activity). Правой кнопкой мыши щелкните по работе с номером 1, выберите в контекстном меню Name и внесите имя работы "Подготовка компонентов" (рисунок 7.4).
Рисунок 7.3 - Диаграмма IDEF3, содержащая четыре работы Unit of Work
Рисунок 7.4 – Диалоговое окно Activity Properties (Свойства работ)
Затем во вкладке Definition внесите определение работы с номером 1 " Подготавливаются все компоненты компьютера согласно спецификации заказа " (рисунок 7.5).
Рисунок 7.5 – Диалоговое окно Activity Properties вкладка Definition
3 Во вкладке UOW диалогового окна Activity Properties (рисунок 7.6) внесите свойства работы 1 в соответствии с данными таблицы 7.1.
Таблица 7.1 - Свойства UOW диалогового окна Activity Properties
| Objects | Компоненты: винчестеры, корпуса, материнские платы, видеокарты, звуковые карты, дисководы CD-ROM и флоппи, модемы, программное обеспечение |
| Facts | Доступные операционные системы: Windows 98, Windows NT, Windows 2000 |
| Constrains | Установка модема требует установки дополнительного программного обеспечения |
Рисунок 7.6 – Диалоговое окно Activity Properties вкладка UOW
4 Внесите в диаграмму еще 3 работы (кнопка 
) и присвойте имена работам с номерами 2…7 в соответствии с данными таблицы 7.2:
Таблица 7.2 – Названия работ
| Номер работы | Название работы |
| Установка материнской платы и винчестера | |
| Установка модема | |
| Установка дисковода CD-ROM | |
| Установка флоппи- дисковода | |
| Инсталляция операционной системы | |
| Инсталляция дополнительного программного обеспечения |
Диаграмма IDEF3 должна выглядеть так, как показано на рисунке 7.7.
Рисунок 7.7 – Диаграмма IDEF3 после присвоения работам названий
5 С помощью кнопки 
палитры инструментов создайте объект ссылки. Внесите имя объекта внешней ссылки " Компоненты" (рисунок 7.8).
Рисунок 7.8 – Создание объекта ссылки
Свяжите стрелкой объект ссылки и работу "Подготовка компонентов" (рисунок 7.9).
Рисунок 7.9 - Объект ссылки и работа "Подготовка компонентов"
связаны стрелкой
Измените стиль стрелки, связывающей объект ссылки и работу "Подготовка компонентов", воспользовавшись диалоговым окном Arrow Properties как показано на рисунке 7.10.
Рисунок 7.10 – Изменение стиля стрелки
6 Свяжите стрелкой работы "Подготовка компонентов" (выход) и "Установка материнской платы и винчестера" (вход).Измените стиль стрелки на Object Flow.
На диаграммах IDEF3 имя стрелки может отсутствовать, хотя BPwin показывает отсутствие имени как ошибку. Результат выполнения пункта 6 показан на рисунке 7.11.
Рисунок 7.11 - Результат создания UOW и объекта ссылки
7 С помощью кнопки 
на палитре инструментов внесите два перекрестка типа " асинхронное ИЛИ " (рисунок 7.12)
Рисунок 7.12 - Перекресток типа " асинхронное ИЛИ "
Свяжите работы с перекрестками, как показано на рисунке 7.13.
Рисунок 7.13 - Диаграмма IDEF3 после создания перекрестков
8 Правой кнопкой щелкните по перекрестку для разветвления J1 (fan-out), выберите Name и внесите имя "Компоненты, требуемые в спецификации заказа" (рисунок 7.14).
Рисунок 7.13 – Присвоение имени перекрестку J1
9 С помощью кнопки палитры инструментов введите в диаграмму еще один объект ссылки и присвойте ему имя " Программное обеспечение ".
10 Создайте два перекрестка типа " исключающее ИЛИ ". Свяжите работы и соответствующие ссылки, как это показано на рисунке 7.14.
Рисунок 7.4 - Результат выполнения упражнения 7
Вопросы для контроля
1. Чем отличаются диаграммы IDEF3 от диаграмм IDEF0?
2. Какие бывают виды перекрестков?
3. Что такое объект ссылки?
4. Для чего необходимо строить IDEF3 -сценарий?
5. Что такое имитационное моделирование?
Литература
1. С.В. Маклаков "Моделирование бизнес-процессов с Bpwin"