Функциональное моделирование

1. Функциональное моделирование

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Стандарт IDEF 0

2. Функциональное моделирование

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Методология IDEF0 позволяет моделировать
всю систему как набор чередующихся
функций.
Простая система обозначений и строгий
набор правил построения призван
обеспечить точность и ясность при
моделировании.

3. Сущность функционального моделирования

СУЩНОСТЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
Для любой системы определяющим является
ее функциональное содержание, так как
оно определяет ее основные свойства.
Поэтому в основе функционального
моделирования лежит функциональное
содержание системы, в качестве
отношений между функциями
рассматривается информация об объектах,
связывающих эти функции [1].

4. Методология IDEF0

МЕТОДОЛОГИЯ IDEF0
В основе IDEF0-методологии лежат 4
основных понятия:
1) функциональный блок;
2) интерфейсная дуга (стрелка);
3) декомпозиция;

5. Контекстная функция

КОНТЕКСТНАЯ ФУНКЦИЯ
Функциональная модель имеет иерархическую структуру.
Контекстная функция – функция верхнего уровня модели.
Контекстная функция несет имя основного действия выполняемого системой.
Изображается на отдельной диаграмме, называемой контекстной.
Контекстная
функция
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

6. Контекстная диаграмма

КОНТЕКСТНАЯ ДИАГРАММА
На контекстной диаграмме указываются связи системы с внешним
миром.
Граничные
связи
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

7. Потоки на контекстной диаграмме

ПОТОКИ НА КОНТЕКСТНОЙ ДИАГРАММЕ
Потоки делятся на:
входные (то, что перерабатывается системой),
выходные (результат работы системы),
управления (регламентирующая и управляющая информации или правила)
механизма (ресурсы выполняющие работы).
Система преобразует входные потоки в выходные с учетом управления и с использованием
механизмов.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

8. Декомпозиция

ДЕКОМПОЗИЦИЯ
Диаграммы декомпозиции содержат
вложенное поуровневое описание
функций модели.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

9. Миграция связей

МИГРАЦИЯ СВЯЗЕЙ
При декомпозиции связи
автоматически продолжаются на
следующем уровене
ICOM-код
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

10. Диаграмма IDEF0 и ее элементы

ДИАГРАММА IDEF0 И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Диаграмма IDEF0 формируется из двух типов элементов:
прямоугольники, обозначающие функциональные блоки
стрелки, обозначающие информационные и материальные потоки.
Стрелки
Функциональный
блок
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

11. Диаграмма IDEF0 и ее элементы

ДИАГРАММА IDEF0 И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Связи
управления
Входящие
связи
Выходящие
связи
Связи
механизмов

12. Изображение функции

ИЗОБРАЖЕНИЕ ФУНКЦИИ
Изображается прямоугольником.
Обозначает действие выполняемое над «входом» и выдающее в результате
«выход».
Имя функции состоит из:
глагола, определяющего действие функции;
существительного определяющего объект или цель действия.
Действие
Объект
действия
Префикс
номера
Уникальный номер
функционального
блока
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

13. Расположение блоков на диаграмме

РАСПОЛОЖЕНИЕ БЛОКОВ НА ДИАГРАММЕ
Блок А1 доминирует над блоком А2
Блок А2 доминирует над блоком А3
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

14. Нумерация функций и диаграмм

НУМЕРАЦИЯ ФУНКЦИЙ И ДИАГРАММ
Все функциональные блоки должны быть
пронумерованы.
Номер состоит из префикса и одной или нескольких
цифр.
Обычно используется префикс «А», но допустимо
использовать префикс любой длины.
Контекстная функция всегда именуется А0.
Функция А0 декомпозируется в функции А1, А2, А3 и
т.д.
Функция А2 декомпозируется в функции А21, А22, А23
и т.д. Каждый уровень декомпозиции добавляет один
разряд в номер функционального блока.

15. Роль стрелок

РОЛЬ СТРЕЛОК
Показывают взаимодействие функций со внешним миром и между собой.
Могут обозначать вещи, места, людей, события и понятия.

16. Обозначение стрелок

ОБОЗНАЧЕНИЕ СТРЕЛОК
Стрелки могут быть только однонаправленными.
Именуются существительными.
Подписи соединяются со стрелками с помощью специального элемента тильды.
Тильда
Наименование
стрелки

17. Применение стрелок

ПРИМЕНЕНИЕ СТРЕЛОК
В литературе часто встречается термин ICOM
(Input/Control/Output/Mechanism), обозначающий
четыре основных типа стрелок:
вход;
управление;
выход;
механизм.
Механизм и управление не видоизменяются в
процессе выполнения функции.
Если какой либо поток данных преобразуются
функцией, то характер этих изменений должен быть
отражен в названии потоков на входе и выходе.

18. Входные стрелки

ВХОДНЫЕ СТРЕЛКИ
Вход (Input) – материальный или информационный поток который потребляется
или преобразовывается функцией чтобы произвести результат работы на выходе.
Входит в левую грань блока.
Присутствие не обязательно.
Если какой либо поток данных преобразуются функцией, то характер этих
изменений должен быть отражен в названии потоков на входе и выходе.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

19. Управление

УПРАВЛЕНИЕ
Управление (Control) – содержит неизменяемые объекты:
правила;
инструкции;
стандарты в соответствии с которыми выполняется функция.
Присутствие обязательно.
Изображается как входящая в верхнюю грань блока.

20. Выход

ВЫХОД
Выход (Output) – результат работы функции.
Присутствие выходов обязательно.
Изображается как выходящая из правой грани.

21. Механизм

МЕХАНИЗМ
Механизм (Mechanism) – неизменяемые ресурсы выполняющие
работу функции, например организационные единицы предприятия,
отдельные работники, машины и механизмы, вычислительные системы
и программные средства.
Присутствие обязательно.
Изображается как входящая в нижнюю грань.

22. Граничные связи

ГРАНИЧНЫЕ СВЯЗИ
Граничные стрелки начинаются от границ диаграммы и заканчиваются у функции
или наоборот.
Связывают функции диаграммы с внешним миром.
Определяются на родительской диаграмме
Для идентификации граничных стрелок используются ICOM-коды.
ICOM-код
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

23. Внутренние связи

ВНУТРЕННИЕ СВЯЗИ
Внутренние связи не
диаграммы.
Разделяются на виды:
касаются
Выход-вход.
Выход-управление.
Выход-механизм.
Обратная
связь по входу.
Обратная связь по управлению.
границ

24. Выход-вход

ВЫХОД-ВХОД
Описывает последовательность обработки потока объектов.
Выход-вход
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

25. Выход-управление

ВЫХОД-УПРАВЛЕНИЕ
Предшествующая функция управляет выполнением последующей
функции.
Выход-управление
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

26. Выход-механизм

ВЫХОД-МЕХАНИЗМ
Одна функция выбирает или создает ресурс, который будет являться
исполнительным механизмом другой функции.
Выход-механизм
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

27. Обратная связь по входу

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО ВХОДУ
Выход функции направляется на вход предыдущей.
Используется для описания возможности повторной обработки потока объектов
или для описания циклических действий над потоком.
Обратная связь по
входу
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

28. Обратная связь по управлению

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПО УПРАВЛЕНИЮ
Выход функции направляется на управление одной из предыдущих функций.
Например, она может описывать обратную связь, регулирующую
производственные процессы, что может повлиять на качество выпускаемого
изделия.
Обратная
связь по
управлению
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

29. Слияние стрелок

СЛИЯНИЕ СТРЕЛОК
Функция производит объекты, которые используется в нескольких других
функциях.
Объекты, полученные в результате работы нескольких функций,
объединяются в один общий поток.
Случай когда какой либо
однотипный результат
получается от двух различных
функций. Достаточно отметить
только общую часть стрелки.
Два различных выхода
сливаются в один общий.
Должны быть отмечены каждая
ветвь и общий участок связи.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

30. Разветвление

РАЗВЕТВЛЕНИЕ
Поток разветвляясь сохраняет
первоначальное содержание.
Подпись необходима только
для общей части стрелки.
Поток ответвляется от общего
потока, неся в себе часть
объектов (чертежи).
Подписываются общая
стрелка и ответвления.
Если ответвление не
подписано, то оно несет в
себе общий поток объектов.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

31. Разветвление

РАЗВЕТВЛЕНИЕ
Разделение общего потока
на несколько
независимых потоков.
Обозначается общая часть
стрелки и каждое
ответвление.
Ошибка - не именованы
общая часть стрелки и
какая либо из ветвей.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

32. Применение туннелей

ПРИМЕНЕНИЕ ТУННЕЛЕЙ
Применяются когда:
хотят чтобы стрелка используемая только
начиная с какого либо уровня не
присутствовала на всех промежуточных
уровнях декомпозиции. Это помогает
освободить промежуточные диаграммы
от неиспользуемых стрелок.
необходимо скрыть граничную стрелку на
диаграмме декомпозиции.
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

33. Методика построения модели

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ
1.
2.
3.
Определение предмета моделирования
Определение цели и точки зрения
Создание контекстной функции
Цель: Внедрение электронного
документооборота
Точка зрения: Команда по внедрению
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

34. 4. Определение основных граничных ICOM

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГРАНИЧНЫХ ICOM
Цель любой функции - получение какого-либо результата.
Следовательно нужно начать с определения выходов функций.
Далее в следующей последовательности:
определение входов;
определение управления;
определение механизмов.
3
2
1
4
Цель: Внедрение электронного
документооборота
Точка зрения: Команда по внедрению
© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”

35. 5. Декомпозиция

5. ДЕКОМПОЗИЦИЯ
AUTHOR:
AUTHOR:
PROJECT:
PROJECT:
USED
USEDAT:
AT:
DATE:
DATE: 28.10.2002
28.10.2002
REV:
REV:
NOTES:
NOTES:11 22 33 44 55 66 77 88 99 10
10
Конструкторская
Конструкторская
документация
документация
xx WORKING
WORKING
DRAFT
DRAFT
RECOMMENDED
RECOMMENDED
PUBLICATION
PUBLICATION
READER
READER
Производственная
Производственная
программа
программа
Нормативные
Нормативные
документы
документы
C1
C1
C2
C2
DATE
DATE
CONT
CONTEXT
EXT: :
A-0
A-0
I1I1
Расцеховка
Расцеховка
Технологические
Технологические
процессы
процессы
I2I2
O1
O1
A1
A1
Состав
Состав
изделий
изделий
I3I3
Карточки
Карточки
технологических
технологических
процессов
процессов
A2
A2
O2
O2
ТЗна
наразработку
разработку
ТЗ
технологической
технологической
документации
документации
Разрешения
Разрешения
технологические
технологические
I4I4
O3
O3
A3
A3
M1
M1
Цех,ХМО,
ХМО,ОГТ,
ОГТ,ЕОТД
ЕОТД
Цех,
NODE:
NODE:
A0
A0
TITLE:
TITLE:
Разрабатывать,согласовывать
согласовыватьииутверждать
утверждатьтехнологическую
технологическуюдокументацию
документацию
Разрабатывать,
NUMBER:
NUMBER:
P.22
P.

36. 6. Построение основных функций диаграммы верхнего уровня

© 2002 ГОУ “ГМЦ CALS-технологий”
6. ПОСТРОЕНИЕ ОСНОВНЫХ
ФУНКЦИЙ ДИАГРАММЫ
ВЕРХНЕГО УРОВНЯ
AUTHOR:
PROJECT:
USED AT:
DATE: 28.10.2002
REV:
NOTES: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Конструкторская
документация
x
WORKING
DRAFT
RECOMMENDED
PUBLICATION
READER
Производственная
программа
Нормативные
документы
C1
C2
DATE
CONT EXT :
A-0
I1
Разрабатывать
технологическую
документацию
Расцеховка
I2
Технологические
процессы
O1
A1
Утверждать
технологическую
документацию
Состав
изделий
I3
Карточки
технологических
процессов
A2
O2
ТЗ на разработку
технологической
документации
Ставить на учет
технологическую
документацию
I4
Разрешения
технологические
O3
A3
M1
Цех, ХМО, ОГТ, ЕОТД
NODE:
A0
TITLE:
Разрабатывать, согласовывать и утверждать технологическую документацию
NUMBER:
P. 2

37. 7. Построение основных связей на диаграмме верхнего уровня

7. ПОСТРОЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВЯЗЕЙ НА ДИАГРАММЕ
ВЕРХНЕГО УРОВНЯ
3
2
1
4

38. Определение Выходов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДОВ
Нужно отразить все возможные варианты связанные
с результатами работы функции.
Действие некоторых функций может заканчиваться
неудачно.
Выходы должны отражать любое развитие событий.
Отрицательные результаты часто используются при
создании стрелок обратной связи и должны быть
рассмотрены для каждой функции.
Полезно включить в модель сомнительные или
неясные стрелки, обозначенные знаком вопроса,
чтобы потом обсудить их с экспертом.

39. Определение Входов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВХОДОВ
Входы - объекты из которых получаются
объекты на выходе.
При работе с материальными объектами они
преобразуются в выходное изделие или
уничтожаются в результате действия функции.
Информационный объект может остаться
нетронутым.

40. Определение Управления

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ
Управление принимает форму:
правил;
стандартов;
рекомендаций;
инструкций.
Управление - «неизменная» форма входа.
Если возникает затруднение с определением
характера связи между входом и управлением, то
следует выбирать управление

41. Определение Механизмов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ
Механизм включает в себя:
людей;
машины
и механизмы;
вычислительные системы.
любые материальные ресурсы силами или с
помощью которых выполняются действия
функции.

42. 8. Декомпозиция блоков диаграммы верхнего уровня

8. ДЕКОМПОЗИЦИЯ БЛОКОВ ДИАГРАММЫ ВЕРХНЕГО
УРОВНЯ
AUTHOR:
AUTHOR:
PROJECT:
PROJECT:
USED AT:
AT:
USED
DATE: 28.10.2002
28.10.2002
DATE:
REV:
REV:
NOTES: 11 22 33 44 55 66 77 88 99 10
10
NOTES:
Конструкторская
Конструкторская
документация
документация
C1
C1
xx
WORKING
WORKING
DRAFT
DRAFT
RECOMMENDED
RECOMMENDED
PUBLICATION
PUBLICATION
READER
READER
DATE
DATE
CONT EXT
EXT ::
CONT
A0
Нормативные A0
C2 Нормативные
C2
документы
документы
Производственная
Производственная
программа
программа
I1
I1
Состав
Состав
изделий
изделий
I2
I2
A11
A11
O1
O1
Разработанная
Разработанная
технологическая
технологическая
документация
документация
A12
A12
I3
I3
ТЗ на
на разработку
разработку
ТЗ
технологической
технологической
документации
документации
A13
A13
I4
I4
Замечания по
по
Замечания
технологической
технологической
документации
документации
A14
A14
A15
A15
M1
M1
Цех, ХМО
ХМО
Цех,
NODE:
NODE:
A1
A1
TITLE:
TITLE:
Разрабатывать технологическую
технологическую документацию
документацию
Разрабатывать
NUMBER:
NUMBER:
P. 3
3
P.

43. Резюме

РЕЗЮМЕ