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

Единообразное представление явлений и событий реального мира, происходящих в моделируемых системах, в виде функциональных блоков является большим преимуществом графического языка IDEF0. Вместе с тем, практика построения моделей требует введения классификации явлений и событий с целью облегчения построения и интерпретации (понимания) функциональных моделей. Такая классификация облегчает выбор глубины декомпозиции моделируемых систем и способствует выработке единообразных подходов и приемов моделирования в конкретных предметных областях. В руководящем документе «Методология функционального моделирования IDEF0», разра-ботанном Госстандартом России предлагается классификация, ориентированная на достаточно широкий круг организационно-экономических и производственно-технических систем. Классификация делит все функции таких систем на четыре основных и два дополнительных вида. Каждая рубрика в классификации представляет собой класс преобразующих блоков, экземпляры которого возникают и используются при моделировании конкретной системы. Основные виды функций:

1. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ (дело, бизнес) - совокупность процессов, выполняемых/протекающих по-следовательно или/и параллельно, преобразующих множество материальных или/и ин-формационных потоков во множество материальных или/и информационных потоков с другими свойствами. Деятельность осуществляется в соответствии с заранее определенной и постоянно корректируемой целью, с потреблением финансовых, энергетических, трудовых и материальных ресурсов, при выполнении ограничений со стороны внешней среды. В модели IDEF0 деятельность описывается блоком АО на основной контекстной диаграмме А-0. При моделировании крупных, многопрофильных структур, которые по своему статусу занимаются различными видами деятельности, последние представляют собой различные экземпляры класса «деятельность» и могут найти отражение в дополнительной контекстной диаграмме А-1. В этом случае общая модель такой сложной структуры будет состоять из ряда частных моделей, каждая из которых относится к конкретному виду деятельности. Вводимые этой группой понятия образуют естественную иерархию блоков на IDEFO-диаграммах при декомпозиции, предусматривая четыре уровня последней. Однако при анализе сложных видов деятельности могут потребоваться промежуточные уровни де-композиции, основанные на применении дополнительных видов функций.

2. ПРОЦЕСС (бизнес-процесс) - совокупность последовательно или/и параллельно выпол-няемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соот-ветствующие потоки с другими свойствами. Процесс протекает в соответствии с управ-ляющими директивами, вырабатываемыми на основе целей деятельности. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы и выполняются ограничения со стороны других процессов и внешней среды.

3. ОПЕРАЦИЯ - совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых действий, преобразующих объекты, входящие в состав материального или/и информационного потока, в соответствующие объекты с другими свойствами. Операция выполняется: - в соответствии с директивами, вырабатываемыми на основе директив, определяющих протекание процесса, в состав которого входит операция; - с потреблением всех видов потребных ресурсов; - с соблюдением ограничений со стороны других операций и внешней среды.

4. ДЕЙСТВИЕ - преобразование какого-либо свойства материального или информационного объекта в другое свойство. Действие выполняется в соответствии с командой, являющейся частью директивы на выполнение операции, с потреблением необходимых ресурсов и с соблюдением ограничений, налагаемых на осуществление операции.

Дополнительные виды функций:

1. Субдеятельность - совокупность нескольких процессов в составе деятельности, объ-единенная некоторой частной целью (являющейся «подцелью» деятельности).

2. Подпроцесс - группа операций в составе процесса, объединенная технологически или организационно.

Блоки на IDEF-диаграммах изображаются прямоугольниками, нарисованными сплошными линиями. Размеры блоков должны быть достаточными для того, чтобы включать имя блока и номер блока.

Любой блок должен иметь название и быть определен. Так как блок представляет функцию - активную часть моделируемого объекта/системы, то для имени блоков используются глаголы, активные глагольные обороты и отглагольные существительные, обозначающие действие. Имя должно состоять из сочетания:

• глагола, отвечающего на вопрос: «Что делать?»;

• объекта действия, отвечающего на вопрос: «Что?»;

• дополнения (необязательно), служащего для уточнения функции.

Например, «вычертить деталь», «рассчитать зазор», «изготовить детали», «подготовить измерительный инструмент», «обработать на станке», «выбрать из базы данных», «редактировать спецификацию», «обрабатывать деталь на станке», «передать документы в отдел стандартизации», «разработать план-график проведения аудита», «составить протокол испытаний» и т.д. По мере детализации диаграмм и их функций формулировка имени блоков становится более конкретной. При построении модели следует избегать формулировок функций, где глагольный оборот заменяется существительным типа «публикация», «проведение», «обработка». В отличие от других графических методов структурного анализа в IDEF0 каждая из четырех сторон блока имеет особое, вполне определенное назначение: левая - для входов; верхняя - для управления; правая - для выходов; нижняя - для механизмов. Входы, управление и выходы определяют интерфейсы между блоками, а исполнители позволяют при необходимости в определенной степени объединять объекты. Такое обозначение отражает системные принципы: входы преобразуются в выходы, управление ограничивает или предписывает условия выполнения преобразований, механизмы показывают, кто, что и как выполняет функция. Обычно блоки такого типа называют блоками ICOM (Input-Control-Output-Mechanism) Буквенно-числовым идентификатором блока является его номер. Единая для всей модели система нумерации необходима для однозначной идентификации блоков в пределах диаграммы и для генерации узловых номеров. Эти номера используются также для ссылок на блоки в тексте и глоссарии. Номер функции представляет собой сочетание числа и префикса и показывается в правом нижнем углу. Все блоки на диаграмме декомпозиции нумеруются слева направо. Префикс может быть любой длины, но обычно используют префикс А.. На контекстной диаграмме A-0 единственному блоку присваивается номер 0 (ноль). Число (от 1 до 6) указывает порядок доминиро-вания: 1 будет указывать на наибольшее доминирование, 2 - на следующее после наибольшего, и т.д. На диаграммах блокам присваиваются номера, начиная с верхнего левого блока (при их диагональном размещении) и кончая нижним правым блоком. Если некоторые блоки на диаграмме размещены не по диагонали, то сначала нумеруются «диагональные» блоки (также начиная с левого верхнего блока), а затем – «недиагональные» блоки, начиная с нижнего правого блока против часовой стрелки. При дальнейшей декомпозиции функции меньшего доминирования будут нумероваться по узлу, т.е. иметь номера родительского блока и очередного порядкового номера (Al, A2, A3 и т.д.). Поэтому согласно принятой нотации все декомпозиции нижнего уровня должны также содержать номер родительской функции и очередной порядковый номер, например функции декомпозиции A6 будут иметь номера А61, А62, А6З, А64 и т.д. Т.о. функции образуют иерархию, где каждая функция может иметь одну родительскую и несколько дочерних функций, образуя дерево, которое называется деревом узлов, а вышеописанная нумерация - нумерацией по узлам.

Блоки размещаются на диаграмме по диагонали от левого верхнего угла к правому нижнему, по степени важности (порядок доминирования), так как ее определяет автор диаграммы со своей точки зрения. Такой относительный порядок расположения называется доминированием. Доминирование– это влияние, которое один блок оказывает на другие блоки диаграммы. Согласно этому принципу наиболее доминирующая функция - самая важная функция или функция, выполняемая по времени первой - размещается в верхнем левом углу диаграммы, далее вправо вниз располагаются менее важные или выполняемые позже функции, а наименее доминирующая - в правом нижнем углу. Такое расположение облегчает чтение диаграмм, кроме того, на нем основывается понятие взаимосвязей функций. В связи с тем, что однозначными идентификаторами для системных функций служат номера блоков, поэтому на основе такой нумерации осуществляется организация этих функций в иерархическую модель. Использование графической нотации для записи диаграммы позволяет определить, какие функции оказывают наибольшее влияние на остальные. Используя номера блоков и оценивая влияние, которое один блок оказывает на другой, аналитик субъективно ор-ганизовывает модель по принципу функционального доминирования. Это позволяет, с точки зрения аналитика, согласовать иерархический порядок функций в модели с уровнем влияния каждой функции на остальную часть системы. Для создания «каскадной» структуры блоков подчеркивающей доминантность, минимизацию поворотов и пересечений стрелок, упрощающей обратные связи следует соблюдать со-глашения по размещению блоков:

• блоки располагаются по диагонали - от левого верхнего угла диаграммы до правого нижнего (порядок доминирования). Можно добавить новые блоки или изменить расположение существующих, но нарушать диагональное расположение функций по возможности не следует. Порядок доминирования подчеркивает взаимосвязь функций, позволяет минимизировать изгибы и пересечения стрелок;

• необходимо избегать «нависания» блоков друг над другом, т.к. это затрудняет чтение диа-грамм при изображении на них связей по входу;

• нумерация блоков производится по диагонали - от левого верхнего угла диаграммы до пра-вого нижнего;

• номер каждого блока указывается в его нижнем правом углу, что обеспечивает их быстрое нахождение;

• С-номер диаграммы, декомпозирующей блок, записывается под правым нижним углом блока, что облегчает поиск блока и обеспечивает связь блока с детализирующей его диаграммой;

• для идентификации блока, не имеющего дочерних диаграмм (не декомпозированного), в левом верхнем углу изображения блока может наноситься небольшая диагональная черта;

• каждый блок, подвергнутый декомпозиции, должен иметь ссылку на дочернюю диаграмму; ссылка (например, узловой номер, C-номер или номер страницы) помещается под правым нижним углом блока;

• расстояние между блоками должно быть максимальным.

Для усиления визуального впечатления, аналитик может перенумеровать блоки в соот-ветствии с порядком их доминирования. Порядок доминирования может обозначаться цифрой, размещенной в правом нижнем углу каждого прямоугольника: 1 будет указывать на наиболь-шее доминирование, 2 - на следующее после наибольшего, и т.д. Таким образом, топология диаграммы показывает, какие функции оказывают большее влияние на остальные. Например, самым доминирующим блоком диаграммы может быть либо первый из требуемой последовательности функций, либо планирующая или контролирующая функция, влияющая на все другие функции.

Для адекватного объяснения работы системы, как на уровне деталей, так и на уровне ее окружающей среды, ее описание должно содержать многообразие объектов. Взаимосвязи и взаимодействия функций с внешним миром и между собой в IDEF0 представляются стрелками, соединяющими выходы одних функциональных блоков с механизмом, входом и/или управлением других, и отражающих информационные и материальные потоки между блоками, которые необходимы для выполнения функции или появляются в результате ее выполнения (объекты, обрабатываемые в процессе). Стрелка - направленная линия, состоящая из одного или нескольких сегментов, которая моделирует открытый канал или канал, передающий данные или материальные объекты от источника (начальная точка стрелки), к потребителю (конечная точка с «наконечником»). СЕГМЕНТ СТРЕЛКИ - сегмент линии, который начинается или заканчивается на стороне блока, в точке ветвления или слияния, или на границе (несвязанный конец стрелки). Стрелки отражают не последовательность действий, а отношения между блоками, неза-висящие от потенциального следования. Такой механизм приводит к реализации различных сценариев, активизируя блоки в различные моменты времени в зависимости от ситуации. Они определяют, с какими объектами взаимодействует функция, представленная блоком, но не определяют последовательности операций или порядок их выполнения. По сути, стрелки являются ограничивающими факторами функций. Стрелки изображают интерфейсы между системой и ее окружающей средой взаимосвязи, а также между функциями системы (как блоки влияют друг на друга). Это влияние может выражаться либо в передаче выходной информации к другой функции для дальнейшего преобразования, либо в выработке управляющей информации, предписывающей, что именно должна выполнять другая функция. Для функциональных диаграмм стрелки могут представлять мно-жество объектов, например таких как, планы, данные в компьютерах, машины и информацию. В реальных диаграммах к каждой функции может подходить и от каждой может отхо-дить около десятка стрелок. Если диаграмма содержит 6 функций, то она может содержать 30-40 стрелок, причем они могут сливаться, разветвляться и пресекаться. Такие диаграммы могут стать очень плохо читаемыми. В IDEFO существуют соглашения по рисованию диаграмм, которые призваны облегчить чтение и экспертизу модели. Синтаксические правила для стрелок:

• стрелка формируется из одного или более сегментов (отрезков) и наконечника на одном конце;

• сегменты стрелки могут быть прямыми и ломанными. Горизонтальные и вертикальные от-резки ломаной стрелки сопрягаются под углом 900;

• стрелки должны быть нарисованы сплошными линиями различной толщины;

• стрелки могут состоять только из вертикальных и горизонтальных сегментов; сегменты, на-правленные по диагонали, не допускаются;

• концы стрелок должны касаться внешней границы блока, но не должны пересекать его;

• стрелки должны присоединяться к блоку на его сторонах. Присоединение в углах не допус-кается.

Опытные аналитики рекомендуют на первом наброске диаграммы указывать как можно больше стрелок – лучше включить лишние стрелки, чем пропустить хотя бы одну необходимую. IDEF0 -диаграммы всегда проверяются экспертами, и отсутствующую стрелку вряд ли кто сможет обнаружить, поэтому исключение аналитиком сомнительной стрелки с наброска диаграммы может привести к возникновению ошибок и отсечению дополнительных возможностей. Рекомендуется сомнительные стрелки в диаграмме сопровождать вопросом об их необходимости адресованным читателям. Полученные в ответ замечания помогут разрешить имеющиеся сомнения.

В связи с тем, что стрелки представляют собой информацию и отображают в модели объекты, то они должны иметь метку (стрелочную надпись) на естественном языке. Метки стрелок должны быть уникальными. Если метки стрелок совпадают, это значит, что стрелки отображают тождественные объекты. Имя стрелки формулируется в виде оборота существительного, отвечающего на вопрос: «Что?». Стрелки именуются или существительными («заготовка», «изделие», «заказ», «чертеж», «инструмент») или существительными с определениями, отображающим суть объекта («диаметр вала», «крутящий момент», «запас прочности» и т.д.). Кроме того, в функциональных диаграммах стрелки могут представлять информацию, данные в компьютере. При создании модели системы аналитик должен обращать внимание на то, что в любой предметной области формируется профессиональный жаргон, причем очень часто жаргонные выражения имеют нечеткий смысл и воспринимаются разными специалистами по-разному. В то же время автор диаграмм должен употреблять те обозначения, которые наиболее понятны экспертам. Поскольку формальные определения часто сложны для восприятия, аналитик вынужден употреблять профессиональный жаргон, а чтобы не возникло неоднозначных трактовок, необходимо разработать словарь стрелок, в котором каждому понятию можно дать расширенное и, если это необходимо, формальное определение. Текстовые надписи должны располагаться как можно ближе к линии стрелки, не нарушая, при этом, упорядоченность и простоту для чтения диаграмм. Такое требование позволяет устранить неопределенность в том, к какой стрелке относится надпись. Отдельные сегменты стрелок после их ветвления могут иметь собственное имя, называемое меткой. Метки сегментов позволяют конкретизировать информационные или материальные объекты, передаваемые этими сегментами, с соблюдением синтаксиса ветвлений и слияний. Если по каким-либо причинам отсутствует возможность размещать имена и метки, как можно ближе к линиям стрелок, то можно применять дополнительные графические связи (на-пример, «зигзаги»). Для того чтобы выделить в IDEF0-модели элементы определенного типа, при моделировании используются заранее оговоренные соглашения о графическом стиле представления объектов различных категорий. Поскольку стрелки на IDEF-модели представляются прямыми и ломаными линиями, то графический стиль для стрелок может включать соглашение о цвете линии, толщине линии, типе линии (сплошная, пунктирная, штрих - пунктирная, и т.д.), а также о типе стрелки на конце стрелки. Следует отметить, что графические стили не являются частью методологи IDEF0. Установление соответствия между категорией объекта и графическим стилем представления этого объекта в функциональной модели играет не только презентационную роль. С помощью компьютерной программы такого рода отношения можно обрабатывать, создавая специальные автоматически обобщающие или сортирующие отчеты, содержащие, например, информацию обо всех процессах, которые на выходе порождают записи качества или процессах, управляемых одним документом, в котором появились изменения.

Согласно методологии IDEF0 между объектами и функциями возможны четыре отношения: вход, управление, выход, механизм. Каждое из этих отношений изображается стрелкой связанной с определенной стороной блока. Согласно семантике методологии IDEF0 левая сторона блока предназначена для входных стрелок, верхняя сторона - для управленческих стрелок, правая сторона - для выходных стре-лок, нижняя сторона - для стрелок механизмов. Таким образом, стороны блока графически сортируют объекты, изображаемые касающимися блока стрелками.

Вход (Input) – это объекты, которые используются или преобразуется функцией для получения результата (выхода). Стрелка входа рисуется как входящая в левую грань функции. С ее помощью описывают ресурсы - то, что перерабатывается в рамках процесса, или кем и с помощью чего. Это материал, энергию или информация, которая используется или преобразуется или перерабатывается данной функцией, чтобы создать то, что появится на ее выходе, т.е. входы, показывают, что делается функцией. Вход, при наличии управления, в результате выполнения функции преобразуется в выход с помощью «механизма» (исполнителя). Входы обычно представляют собой материю, или ин-формацию, которые необходимы для выполнения функции, причем данная функция не может быть выполнена без получения этих объектов. Входная стрелка обозначается буквой I и нуме-руется сверху вниз в порядке присоединения. Допускается, что функция может не иметь ни одной стрелки входа. При описании технологических процессов (для этого и был придуман IDEFO) не возникает проблем определения входов. Очень часто сложно определить, являются ли данные входом или управлением. В этом случае подсказкой может служить то, перерабатываются/изменяются ли данные в функции или нет. Если изменяются, то, скорее всего это вход, если нет - управление.

Управление (Control) – стрелка, представляющая процедуру, регламентирующую условия управлением выполнения процесса (как следует выполнять процесс, чтобы получить правильный выход). Обычно управление представляет собой информацию (правила, стратегии, процедуры, стандарты и т.п.), которой руководствуется функция для выполнения поставленной цели. Управление описывает условие, оказывающее влияние на выполнение функции, но само не подвергается расходованию, переработке или преобразованию функцией. Управление влияет на работу, но не преобразуется ей. Если цель функции - изменить процедуру или стратегию, то такая процедура или стратегия будет для функции входом. Когда декомпозиция осуществляется правильным образом, полученные блоки диаграммы активизируются благодаря стрелкам управления. Следовательно, стрелки управления влияют на качество и обоснованность результирующей декомпозиции. В методологии IDEF между входными стрелками и стрелками управления существует определенное различие, что дает аналитику возможность точно описать ограничения, накладываемые на функции преобразования. Ограничения позволяют получить более верное представление о работе системы, поскольку они описывают факты и правила, которым должны следовать функции преобразований. Стрелка управления рисуется как входящая в верхнюю грань функции. Каждая функция должна иметь хотя бы одну стрелку управления, которая обозначается буквой C. Нумеруются стрелки управления слева направо в порядке присоединения. К каждому блоку на IDEF0-диаграмме должна быть присоединена хотя бы одна управляющая стрелка. Это требование есть следствие положения системотехники, согласно которому управление есть такое воздействие (преимущественно информационное) на систему, которое стимулирует ее функционирование в направлении достижения некоторой цели. В связи с этим можно сформулировать ряд определений и методических положений, которыми следует руководствоваться при отражении управлений на функциональных моделях.

Управление процессом состоит из операций, решение и реализация которых, оказывает стимулирующие воздействия на систему:

• формулирование целей деятельности;

• оценивание ресурсов, необходимых для осуществления деятельности и их сопостав-ление с имеющимися ресурсами;

• сбор информации об условиях протекания и фактическом состоянии деятельности («глобальная» обратная связь);

• выработка и принятие решений, направленных на достижение целей по п.1, в частности, решений о распределении ресурсов по процессам, входящим в состав деятельности; оформление решений в виде директив на управление процессами;

• реализация решений (исполнение директив) и оценка их результатов («локальная обратная связь»);

• корректировка (в случае необходимости, например, при нехватке ресурсов) ранее сформулированных целей (самонастройка, адаптация).

Управление операцией состоит из следующих действий:

• анализ директивы на управление процессом, ее декомпозиция на директивы управле-ния операциями;

• сбор (прием по каналам связи) информации о ходе выполнения операций, ее обобщение и формирование сведений о состоянии процесса; передача данных в подсистему управления деятельностью;

• сопоставление информации о ходе операций с данными директив и выработка локальных решений, направленных на устранение отклонений: корректировка (в случае необходимости) директив на выполнение операций.

Управление действием - выработка на основании директивы на управление операцией команд на управление действиями, в реализации этих команд, оценке результатов выполнения, передаче необходимой информации в комплекс управления процессом, корректировке команд в случае необходимости. Стрелки управления могут быть адресованы к блокам родительской диаграммы, который в названии обычно имеют глагол «Управлять» и блоками управления. Блоки управления должны присутствовать на каждой IDEF0-диаграмме (кроме тех, которые являются декомпозициями са-мих таких блоков). Через них осуществляются управляющие воздействия на остальные блоки диаграммы. Именно эти блоки воспринимают ограничивающую и предписывающую информацию и преобразуют ее в соответствующие директивы и команды. Стрелки, исходящие из блока с именем «Управлять», описывают централизованную схему управления (управленческую «вертикаль»). Возможны варианты структур, в которых выходная информация одного из блоков является управляющей для другого. Это отображает децентрализацию управления («горизонтальные» связи). Примеры управления: «технические требования», «чертеж», «стандарт», «указания», «план» и т.п. Частным случаем управления в процессе является документированная процедура, которая регламентирует условия выполнения процесса. При построении IDEF0 – диаграмм важно правильно отделять стрелки входа от управ-ляющих стрелок, что часто бывает непросто. Например, на рисунке 1 изображен функциональный блок “Обработать заготовку”. В реальном процессе рабочему, производящему обработку, выдают заготовку и технологические указания по обработке (или правила техники безопасности при работе со станком). Ошибочно может показаться, что и заготовка и документ с технологическими указаниями являются входящими объектами, однако это не так. На самом деле в этом процессе заготовка обрабатывается по правилам отраженным в технологических указаниях, которые должны соответственно изображаться управляющей интерфейсной дугой. Рисунок 1. Другое дело, когда технологические указания обрабатываются главным технологом и в них вносятся изменения (рис. 2). В этом случае они отображаются уже стрелкой входа, а управляющим объектом являются, например, новые промышленные стандарты, исходя из которых производятся данные изменения. Рисунок 2. Приведенные выше примеры подчеркивают внешне схожую природу входящих и управляющих стрелок, однако для систем одного класса всегда есть определенные разграничения. Например, в случае рассмотрения предприятий и организаций существуют пять основных видов объектов:

• материальные потоки (детали, товары, сырье и т.д.);

• финансовые потоки (наличные и безналичные, инвестиции и т.д.);

• потоки документов (коммерческие, финансовые и организационные документы);

• потоки информации (информация, данные о намерениях, устные распоряжения и т.д.);

• ресурсы (сотрудники, станки, машины и т.д.).

При этом в различных случаях входящими и исходящими интерфейсными дугами могут отображаться все виды объектов, управляющими только относящиеся к потокам документов и информации, а дугами-механизмами только ресурсы.