2.2. Концепции IDEF0
IDEF0-методология основана на следующих концепциях:
Графическое представление блочного моделирования. Графика "блоков и дуг" IDEF0-диаграммы отображают производственную операцию в виде блока, а интерфейсы входа/выхода в/из операции представляются дугами, соответственно входящими в блок или выходящими из него. Для того чтобы иметь возможность описывать производственные операции, существующие в реальности, было предложено описывать взаимодействие блоков друг с другом посредством интерфейсных дут, выражающих "ограничения", которые в свою очередь определяют, когда и каким образом операции выполняются и управляются.
Краткость. Документация архитектуры производственной системы для полноценного охвата материала должна быть точной. Многословные характеристики обычных языковых текстов неудовлетворительны. Двумерная форма графического языка имеет требуемую точность без потери возможности выразить такие взаимоотношения, как интерфейс, обратная связь, ошибочные пути.
Передача информации. В IDEF существует ряд средств, разработанных для улучшения передачи информации:
диаграммы, основанные на очень простой графике блоков и дуг;
метки на естественном языке для описания блоков и дуг, а также глоссарий и сопроводительный текст для определения точного значения элементов диаграммы;
постепенное представление деталей, при котором на верхнем уровне иерархии показаны основные функции, а на следующих уровнях происходит их более подробное уточнение;
схема узлов в иерархии диаграмм, обеспечивающая возможность легко составить перечень (индекс) размещенных на них деталей;
ограничение каждой диаграммы шестью подфункциями для облегчения чтения.
Строгость и точность. Выполнение правил IDEF0 требует достаточной строгости и точности, чтобы удовлетворить принципам архитектуры ICAM, не накладывая в то же время чрезмерных ограничений на аналитика. Правила IDEF включают:
Ограничение количества деталей на каждом уровне (правило 3-6 блоков).
Ограниченный контекст (без пропусков, но и без дополнительных деталей, выходящих за рамки рассмотрения).
Связность интерфейса диаграмм (номера узлов, номера блоков, С-номера).
Связность структуры данных (ICOM-коды и использование туннельных дуг).
Уникальность меток и наименований (отсутствие повторяющихся имен).
Синтаксические правила для графики (блоков и дуг).
Ограничения на ветвление дуг данных (метки для ограничений потоков данных на ветвях).
Разделение входов и управлений (правило определения роли данных).
Требования к меткам дуг данных (правила минимальных меток).
Минимальное управление для функций (для каждой функции нужна, по крайней мере, одна управляющая дуга).
Цель и точка зрения (у каждой модели есть цель и точка зрения).
Методология. Пошаговые процедуры обеспечивают моделирование, рецензирование и решение задач интеграции. Существуют соответствующие курсы для обучения персонала аэрокосмической промышленности этим методам.
"Организация" из "функций". Отделение организации от функции включено в цель модели и осуществляется отбором имен функций и связей в процессе разработки модели. Это положение входит в курс по IDEF0, а постоянное рецензирование в ходе создания модели помогает избежать точки зрения, навязанной организацией.
2.3. Обсуждение конкретных понятий
В следующих разделах приведено описание некоторых основных понятий, объяснено и показано их применение в ICAM.
2.3.1. Графика блочного моделирования
Методология IDEF0 может использоваться для моделирования широкого круга систем, где под системой понимается любая комбинация средств аппаратного и программного обеспечения, а также людей. При создании новых систем IDEF0 может вначале применяться для определения требований и функций, а затем для разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции. Для уже существующих систем IDEF0 может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются.
Результатом применения методологии IDEF0 является модель. Модель состоит из диаграмм, фрагментов текста и глоссария, которые имеют ссылки Друг на друга. Диаграммы - главные компоненты модели. На диаграммах все функции производственной системы и интерфейсы представлены как блоки (функции) и дуги (интерфейсы). Место соединения дуги с блоком определяет тип интерфейса. Управляющие производством данные входят в блок сверху, в то время как материалы или информация, которые подвергаются производственной операции, показаны с левой стороны блока; результаты выхода показаны с правой стороны. Механизм (человек или автоматизированная система), который осуществляет операцию, представляется дугой, входящей в блок снизу (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Функциональный блок и интерфейсные дуги
Блоки и дуги в IDEF0-модели используются для представления связей между несколькими подфункциями на диаграмме, описывающей более общую функцию. Эта диаграмма является "подчиненной" диаграммой и показывает конкретные интерфейсы, управляющие каждой подфункцией, а также источники и адресаты этих интерфейсов (см. рис. 2.2).
Рис. 2.2. Диаграмма, демонстрирующая ограничения на выполнение функций.
(Функция В зависит от одного входа и двух управлений и производит один выход, от которого зависит функция С)
Здесь термин "ограничение" означает, что функция использует материальные объекты или информацию, изображаемую входящей в блок и, следовательно, ограничена в своем действии зависимостью от интерфейсов; функция не может выполняться, пока не обеспечено содержание интерфейсных дуг, а вариант действия, в соответствии с которым работает функция, зависит от конкретного содержания интерфейсных дуг (объем, количество и т.д.).
2.3.2. Постепенно детализируемая информация
Одной из наиболее важных особенностей методологии IDEF0 является постепенное введение все больших уровней детализации по мере создания диаграмм, отображающих модель. Таким образом обеспечивается представление информации, и читатель располагает хорошо очерченным предметом изучения с приемлемым объемом новой информации на каждой следующей диаграмме.
Структура IDEF0-модели показана на рис. 2.3., где приведены четыре диаграммы и их взаимосвязи.
Построение IDEF0-модели начинается с представления всей системы в виде простейшей компоненты - одного блока и дуг, изображающих интерфейсы с функциями вне системы. Поскольку единственный блок представляет всю систему как единое целое, имя, указанное в блоке, является общим. Это верно и для интерфейсных дуг - они также представляют полный набор внешних интерфейсов системы в целом.
Затем блок, который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на другой диаграмме с помощью нескольких блоков, соединенных интерфейсными дугами. Эти блоки представляют основные подфункции (подмодули) единого исходного модуля. Данная декомпозиция выявляет полный набор подмодулей, каждый из которых представлен как блок, границы которого определены интерфейсными дугами. Каждый из этих подмодулей может быть декомпозирован подобным же образом для более детального представления.
В IDEF0 есть свои правила постепенного добавления деталей в процессе декомпозиции. Модуль всегда делится не менее чем на три, но не более чем на шесть подмодулей. Верхний предел - шесть -позволяет использовать иерархию для описания более сложных объектов. Нижний предел - три - гарантирует введение достаточного количества деталей, чтобы полученная декомпозиция представляла интерес.
Взаимоотношения диаграмм показаны с помощью интерфейсных дуг. Когда модуль декомпозируется на подмодули, интерфейс между ними представляется дугами. Имя каждого блока-подмодуля плюс метки интерфейсных дуг определяют связанный контекст для этого подмодуля.
Во всех случаях каждый подмодуль может содержать только те элементы, которые входят в исходный модуль. Кроме того, модуль не может опустить какие-либо элементы, т.е., как уже отмечалось, родительский блок и его интерфейсы обеспечивают контекст. К нему нельзя ничего добавить, и из него не может быть ничего удалено.
2.3.3. Координация коллективной работы
Методология IDEF0 включает методы разработки и критического анализа моделей большим коллективом, а также методы интеграции подсистем в IDEF0-архитектуру. Кроме того, в методологию IDEF0 входят вспомогательные процедуры, например, правила и способы ведения библиотек. Следует отметить, что некоторые из этих правил и способов, такие, как процедура рецензирования "Цикл автор-рецензент", используются и в других IDEF-методологиях.
Рис. 2.3. Структура IDEF0-модели
Создание IDEF0-модели является основной компонентой "скоординированной коллективной работы". Создание модели -динамический процесс, требующий обычно участия более чем одного человека. При разработке проекта авторы создают первоначальные диаграммы, которые передаются участникам проекта для рассмотрения и замечаний. Порядок требует, чтобы каждый эксперт, у которого есть замечания к диаграмме, сделал их письменно и передал автору диаграммы. Этот цикл продолжается до тех пор, пока диаграммы, а затем и вся модель не будут приняты.
В IDEF0 предусмотрено сохранение записей о всех решениях и альтернативных подходах по мере того, как они возникают на протяжении проекта. Копии диаграмм, разработанных автором, критически анализируются компетентными экспертами, которые заносят свои предложения непосредственно на копии. Авторы отвечают на каждое замечание письменно на тех же копиях. Предложения принимаются или отвергаются письменно с указанием причины. После внесения изменений и исправлений старые варианты диаграмм остаются в архиве проекта.
Диаграммы корректируют, чтобы отразить уточнения и замечания. Затем добавляются новые детали с помощью новых диаграмм, которые, в свою очередь, пересматриваются и изменяются. Окончательная модель отражает согласованное представление системы с определенной точки, зрения и с определенной целью. Эта модель легко может быть прочитана, использована для представления спецификаций системы во время коротких обсуждений или долгих дискуссий, а также для организации новых проектов, связанных с изменениями системы.
|
