Моделирование бизнес-процессов / Моделирование бизнес-процессов / ! Функционально-структурный анализ

Отношение может дополнительно определяться с помощью указания следующих свойств:

• степень;

• направленность;

• тип;

• количество элементов;

• обязательность.

Степень (мощность) отношения - число сущностей, ассоциированных с отношением. Это количества экземпляров сущности-потомка, существующее для каждого экземпляра сущности-родителя. В большинстве случаев, отношения имеют степень единица - унарные отношения, или двойка - бинарные отношения. унарные, или рекурсивные отношения представляют случаи, когда экземпляр сущности связан с другим экземпляром той же самой сущности. Бинарные отношения представляют случаи, когда одна сущность связана с другой. Бинарные отношения отражают наиболее распространенные взаимосвязи, присутствующие в реальном мире. Фактически, большинство разработчиков моделей рассматривают унарные или рекурсивные отношения как бинарные рекурсивные отношения, связывающие экземпляр сущности с другим ее экземпляром. Например, высказывание « Некоторыми сотрудниками руководят другие сотрудники» представляет отношение между экземплярами сущности сотрудник. В некоторых методологиях существуют N-АРНЫЕ отношения (n представляет степень отношения). В n-арных отношениях участвуют более двух сущностей. Например, « Потребитель покупает Смесь в Магазине» является тернарным (степени три) отношением, вовлекающим три сущности. Однако большинство методологий оперируют только бинарными отношениями и преобразуют все n-арные отношения в бинарные. Направленность отношения указывает на исходную сущность в отношении. Сущность, из которой отношение исходит, называется РОДИТЕЛЬСКОЙ СУЩНОСТЬЮ. Сущность, в которой отношение заканчивается, называется ДОЧЕРНЕЙ СУЩНОСТЬЮ. Направленность отношения определяется взаимосвязью между сущностями. В отношении между независимой и зависимой сущностями, отношение исходит из независимой сущности и заканчивается в зависимой сущности. Если обе сущности независимые, отношение симмет-рично. В связи один-ко-многим родительской является сущность, входящая в отношение од-нократно. Связи многие-ко-многим - симметричны.

В IDEF1X концепция зависимых и независимых сущностей усиливается типом взаимосвязей между двумя сущностями. Пара значений связей, принадлежащих одному и тому же отношению, определяет тип этого отношения. Отношение между двумя сущностями, или сущности самой с собой, может принадлежать к одному из следующих типов:

• идентифицирующее отношение ;

• не идентифицирующее отношение;

• типизирующее отношение ;

• отношение многие-ко-многим;

• рекурсивное отношение .

Каждый тип отношений определяет поведение атрибутов первичного ключа, когда они мигрируют из родительской сущности в подчиненную.

ИДЕНТИФИЦИРУЮЩАЯ СВЯЗЬ - экземпляр сущности-потомка однозначно определяется своей связью (отношением) с сущностью-родителем. В таком случае связь каждый экземпляр подчиненной сущности идентифицируется значениями атрибутов родительской сущности. Это означает, что экземпляр подчиненной сущности зависит от родительской сущности и не может существовать без экземпляра родительской сущности. В идентифицирующем отношении единственный экземпляр родительской сущности связан с множеством экземпляров подчиненной. Для создания зависимой сущности необходимо организовать передачу внешнего ключа в дочернюю сущность, и т.о. создать идентифицирующую связь между сущностью-родителем и сущностью-потомком изображается сплошной линией (рисунок 1). Атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в первичный ключ дочерней сущности, чтобы стать там атрибутами первичного ключа. Дочерняя сущность при идентифицирующей связи всегда является зависимой. На Рисунке 4.2 представлено идентифицирующее отношение между сущностями ВКУСОВАЯ ДОБАВКА и МОРОЖЕНОЕ. Заметьте, что атрибуты первичного ключа родительской сущности ВКУСОВАЯ ДОБАВКА мигрировали в сущность МОРОЖЕНОЕ и стали там первичным ключом. Экземпляр сущности МОРОЖЕНОЕ не существует до тех пор, пока не появится экземпляр родительской сущности ВКУСОВАЯ ДОБАВКА. Обратите внимание на непрерывную линию между двумя сущностями. Сущность-потомок в идентифицирующей связи является зависимой от идентификатора сущностью. Сущность-родитель в идентифицирующей связи может быть как независимой, так и зависимой от идентификатора сущностью (это определяется ее связями с другими сущностями).

НЕИДЕНТИФИЦИРУЮЩАЯ СВЯЗЬ - экземпляр сущности-потомка определяется своей связью с сущностью-родителем неоднозначно, т.е. экземпляр дочерней сущности идентифицируется иначе, чем через связь с родительской сущностью, и не зависит от значений атрибутов родительской сущности. Это означает, что экземпляр подчиненной сущности не зависит от родительской сущности и может существовать без экземпляра родительской сущности. В неидентифицирующем отношении единственный экземпляр родительской сущности связан с множеством экземпляров подчиненной. Атрибуты, составляющие первичный ключ родительской сущности мигрируют в подчиненную, чтобы стать не ключевыми атрибутами дочерней сущности. Неидентифицирующая связь связывает родительскую сущность с дочерней. Сущность-потомок в неидентифицирующей связи будет независимой от идентификатора, если она не является также сущностью-потомком в какой-либо идентифицирующей связи. На рисунке 4.3 представлено неидентифицирующее отношение между сущностями СМЕСЬ и ТИП СМЕСИ. Обратите внимание, что атрибуты первичного ключа родительской сущности СМЕСЬ мигрировали в подчиненную сущность ТИП СМЕСИ и стали там неключевы-ми атрибутами. Неидентифицирующие связи отображаются пунктирной линией между объектами (рисунок 2.3.3.). Неидентифицирующие связи являются уникальными для IDEF1X и используются для отображения другого типа передачи атрибутов внешних ключей - передача в область данных дочерней сущности (под линией). Так как переданные ключи в не идентифицирующей связи не являются составной частью первичного ключа дочерней сущности, то этот вид связи не проявляется ни в одной идентифицирующей зависимости. В этом случае и ОТДЕЛ, и СОТРУДНИК рассматриваются как независимые сущности. Тем не менее, взаимосвязь может отражать зависимость существования, если бизнес-правило для взаимосвязи определяет то, что внешний ключ не может принимать значение NULL. Если внешний ключ должен существовать, то это означает, что запись в дочерней сущности может существовать только при наличии ассоциированной с ним родительской записи.

РЕКУРСИВНОЕ ОТНОШЕНИЕ - это неидентифицирующая связь между двумя сущностями, которая указывает, что экземпляр сущности может быть связан с другим экземпляром той же самой сущности. При рекурсивном отношении родительская и подчиненная сущности совпадают. На рисунке 4.7 показаны примеры двух реализаций рекурсивного отношения для сущности СОТРУДНИК, с использованием названия роли и без него.

Количество элементов отношения задает максимальное число экземпляров одной сущности, которые могут быть связаны с экземплярами другой сущности. Количество элементов определяется для обеих сторон отношения - для исходной и завершающей сущностей. Количество элементов определяет максимальное количество экземпляров сущностей, участвующих в отношении, в то время как обязательность определяет минимальное число экземпляров. Количество элементов часто выражается как один или много. Один и много могут появляться в трех различных комбинациях:

• один-к-одному (1:1) - один и только один экземпляр сущности связан с одним и только одним экземпляром другой сущности. Отношения данного типа используются, как правило, на верхних уровнях иерархии модели данных, а на нижних уровнях встречаются сравнительно редко;

• один-ко-многим (1:N) - один и только один экземпляр родительской сущности связан со многими экземплярами подчиненной сущности. Отношения данного типа являются наибо-лее часто используемыми;

• многие-ко-многим (M:N) - много экземпляров одной сущности связаны с многими экземплярами другой сущности (также называется неспецифическим отношением). Отношения данного типа обычно используются на ранних этапах проектирования с целью прояснения ситуации. В дальнейшем каждое из таких отношений должно быть преобразовано в комбина-цию отношений типов один-к-одному и один-ко-многим (возможно, с добавлением ассоциа-тивных сущностей и с введением новых отношений).

Один-к-одному. В отношении один-к-одному один и только один экземпляр сущности связан с одним и только одним экземпляром другой сущности. Эти отношения иногда являются результатом нормализации, когда удаляются атрибуты, имеющие значения не для всех экзем-пляров сущности. Позаботьтесь проверить атрибуты родительской сущности, участвующей в отношении, для определения классификационного атрибута, чьи значения определяют, суще-ствует ли экземпляр в зависимой сущности. Если классификационный атрибут существует, рассмотрите возможность использования типизирующего отношения вместо отношения один-к-одному. В действительности, отношения один-к-одному встречаются редко. В большинстве случаев атрибуты должны быть собраны в одной сущности. Необходимо обязательно проверить такую связь, чтобы убедиться, что отношение один-ко-многим не было ошибочно представлено в модели в качестве отношения один-к-одному Рисунок 4.8 демонстрирует отношение один-к-одному между сущностями ПЕРСОНА и АДРЕС ПЕРСОНЫ.Представленное бизнес-правило утверждает, что экземпляр сущности ПЕРСОНА может иметь ровно один адрес. Как и многие другие отношения один-к-одному, это отношение в действительности является некорректно представленным в модели отношением один-ко-многим. Один-ко-многим. При такой связи один и только один экземпляр сущности связан со многими экземплярами другой сущности. Сущность, входящая в отношение единственным экземпляром является родительской или исходной сущностью. Сущность, входящая в отношение многими экземплярами является подчиненной или конечной сущностью. Большинство разработчиков моделей считают, что логическая модель должна содержать только отношения один-ко-многим. Эти отношение один-ко-многим часто является результатом нормализации, когда атрибуты повторяющейся группы переносятся в зависимую сущность. На Рисунке 4.9 показано отношение между сущностями ПЕРСОНА и АДРЕС ПЕРСОНЫ, корректно представленное в модели в виде отношения один-ко-многим. Представленное бизнес-правило утверждает, что экземпляр сущности ПЕРСОНА может иметь более одного адреса. Это отношение один-ко-многим исправляет ранее неправильно представленное в модели отношение один-к-одному. Многие-ко-многим. Связь многие-ко-многим возникает там, где один экземпляр одной сущности связан с несколькими экземплярами другой, и один экземпляр этой другой сущности также связан с несколькими экземплярами первой сущности. Эти отношения еще называют неспецифическими. Отношения многие-ко-многим должны использоваться только на предварительных стадиях разработки логической модели. Поскольку отношения многие-ко-многим часто скрывают важные бизнес-правила или ограничения, они должны быть полностью преобра-зованы в ходе процесса моделирования. Разрешение отношения многие-ко-многим требует создания ассоциативной сущности, содержащей ключи обеих родительских сущностей и представляющей экземпляры каждой из родительских сущностей в виде уникальной пары во вторичной сущности. Обычно они разрешаются за счет использования ассоциативной сущности, содержащей ключи родительских сущностей. Ассоциативные сущности позволяют экземплярам каждой из родительских сущностей быть представленными в виде уникальной пары во вторичной сущности. Рисунок 4.6 показывает отношение многие-ко-многим между сущностями СЛИВОЧНАЯ ПОМАДКА и МОРОЖЕНОЕ. Отношения многие-ко-многим представляется непрерывной лини-ей с «птичьей лапкой» на обоих концах. Связь «многие ко многим» обычно используется на начальной стадии разработки диаграммы, например, в диаграмме зависимости сущностей и отображаются в IDEF1X в виде сплошной линии с точками на обоих концах. Так как связи « многие ко многим» могут скрыть другие бизнес-правила или ограничения, то они должны быть полностью исследованы на одном из этапов моделирования. Например, иногда отношение «многие ко многим» на ранних стадиях моделирования идентифицируется неправильно, на самом деле представляя два или несколько случаев отношений « один-ко-многим» между связанными сущностями. Или, в случае необходимости хранения дополнительных сведений о связи « многие-ко-многим» , например, даты или комментария, такая связь должна быть заменена дополнительной сущностью, содержащей эти сведения. При моделировании необходимо быть уверенным в том, что все отношения « многие ко многим» будут подробно обсуждены на более поздних стадиях моделирования для обеспечения правильного моделирования отношений. Рисунок 4.10 показывает отношение между сущностями ПЕРСОНА и АДРЕС ПЕРСОНЫ, представленное в модели в виде отношения многие-ко-многим. Это позволяет экземпляру сущности ПЕРСОНА иметь более одного адреса. В свою очередь экземпляр сущности АДРЕС ПЕРСОНЫ может иметь более одной персоны, живущей по этому адресу.

В отличие от количества элементов, обязательность отношения определяет, должны ли экземпляры сущности участвовать в отношении. Обязательность иногда называют МОДАЛЬНОСТЬЮ или ПРИСУТСТВИЕМ. В то время как количество элементов определяет максимальное количество экземпляров сущностей, которые могут участвовать в отношении, обязательность определяет минимальное число экземпляров, которые должны участвовать в отношении. Значение обязательности равно нулю в том случае, если экземпляр сущности не обязателен или не требуется, и равно единице, если наличие сущности требуется или обязательно. При принятия решения об обязательности отношения, обязательно проверяется условие, должен ли экземпляр одной сущности всегда присутствовать, для того чтобы другая сущность участвовала в отношении. Если это условие соблюдается, то отношение является обязательным. Так утверждение « Каждый сотрудник должен иметь одного руководителя» - пример обязательного отношения. Если экземпляр сущности не требуется - отношение необязательно. Например, утверждение « Некоторые из сотрудников могут иметь одного руководителя» - задает необязательное отношение. В обязательном не идентифицирующем отношении атрибуты, мигрировавшие в неключевую область подчиненной сущности, являются обязательными для подчиненной сущности. Это значит, что значение внешнего ключа не может быть пустым. Рисунок 4.11 демонстрирует обязательное отношение. Представленное бизнес-правило утверждает, что экземпляр сущности ПЕРСОНА должен иметь хотя бы один адрес. В нотации IDEF1X терминальная точка отношения не включает символ ноль (кружок) в основании « птичьей лапки» - символа множественности. В необязательном неидентифицирующем отношении атрибуты, мигрировавшие в неключевую область подчиненной сущности, не являются обязательными для подчиненной сущности. Это значит, что значение внешнего ключа может быть пустым. Рисунок 4.12 демонстрирует необязательное отношение между сущностями ПЕРСОНА и АДРЕС ПЕРСОНЫ. Представленное бизнес-правило утверждает, что экземпляр сущности ПЕРСОНА не нуждается в адресе.

Основным преимуществом IDEF1X, по сравнению с другими многочисленными методами разработки реляционных баз данных, такими как ER и ENALIM является жесткая и строгая стандартизация моделирования. Установленные стандарты позволяют избежать различной трактовки построенной модели, которая, несомненно, является значительным недостатком ER. По сравнению с обычным (неупорядоченным) способом проектирования БД преимущества IDEF1X моделей заключается в том, что система сама отслеживает переносимость ключевых признаков к зависимым сущностям. Другой немаловажный момент- структура БД может быть экспортирована в формат внешних (« коммерческих» ) СУБД с архитектурой клиент-сервер без каких-либо доработок.

Методология IDEF3 была создана для сбора и описания процессов в анализируемой системе. Согласно стандарту ISO/CD 15531-1 ПРОЦЕСС - это упорядоченный набор функций, охватывающий различные сущности предприятия и завершающийся глобальной целью. В мето-дологиях IDEF под «процессом» понимается набор операций, которые, взятые вместе, создают результат, имеющий ценность для потребителя. БИЗНЕС-ПРОЦЕСС - совокупность взаимо-связанных бизнес-процедур - функций или действий, формирующих результат, имеющий ценность для потребителя, технологических и организационно-деловых процессов, выполняемая целенаправленно в рамках заранее заданной организационной структуры в результате которых производится определенная группа продуктов и услуг. Такое понимание процесса позволило разработать качественно новую концепцию внутрипроизводственного менеджмента - концепцию реинжиниринга: РЕИНЖИНИРИНГ есть фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование бизнес-процессов для достижения существенных улучшений в таких ключевых для современного бизнеса показателях результативности, как затраты, качество, уровень обслуживания и оперативность. Все бизнес-процессы существуют для выполнения функций предприятия и должны соответствовать установленной на нем иерархии целей. Бизнес-процессы могут быть разного масштаба: масштаба предприятия - в него вовлечены работники нескольких подразделений, бизнеспроцесс может не выходить за рамки отдела или производственного цеха и т.п. Внутри одного бизнес процесса часть составляющих его технологических и организационно-деловых процессов может быть организована в отдельный вложенный бизнес-процесс меньшего масштаба. Отдельные технологические и организационно-деловые процессы могут раскладываться на операции (законченные части процесса, выполняемые на одном рабочем месте, такие как выписать накладную, составить договор), которые в свою очередь делятся на функции (законченные части операции, выполняемые одними и теми же средствами - позвонить, записать, фрезеровать и т.п.). Концепция бизнес-процессов позволяет по-новому взглянуть на работу предприятия, уточнить и возможно перераспределить обязанности (роли) работников, оценить эффективность использования ресурсов, увидеть недостатки, искусно скрытые в организационной струк-туре. Таким образом, можно прийти к умозаключению о том, что выявление и идентификация, анализ и внесение изменений в бизнес-процессы могут быть использованы как средства для достижения эффективной работы предприятия.

Здесь будут рассмотрены методология, стандарт IDEF3, IDEF3-диаграмма, сценарии, IDEF3-диаграмма сценария.

МЕТОДОЛОГИЯ IDEF3 (workflow diagramming) - это методология графического моделирования, предназначенная для описания и документирования информационных потоков в систе-ме, в которой процессы выполняются в заданной последовательности, взаимоотношений между процессами обработки информации и объектами, являющихся частью этих процессов и участвующие совместно в одном процессе. Основная цель разработчиков методологии IDEF3 - обеспечение специалиста (эксперта) предметной области инструментом структурного анализа, при помощи которого он сможет представлять знания о выполнении операций в системе или организации в целом. Это метод, обеспечивающий аналитикам возможность описать ситуацию, когда процессы выполняются в определенной последовательности, а также описать объекты, участвующие совместно в одном процессе. Цель описания может состоять как в документальном оформлении и распространении знаний о процессе, так и в идентификации противоречивости или несовместимости выполнения отдельных операций. Техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа. Используемая техника описания набора данных IDEF3 является частью структурного анализа, но в связи с тем, что методология IDEF3 не требует от аналитика жесткого соблюдения правил синтаксиса, то возможно создание неполных или противоречивых моделей. Методология IDEF3 может быть использована как методология разработки процессов, способная фиксировать и структурировать описание функций системы. IDEF3 дополняет IDEFO и содержит все необходимое для построения моделей, которые в дальнейшем могут быть использованы для имитационного анализа. Приобретение 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 сле-дующую 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 дея-тельности, 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.