Лекція 2.1 Функціональне моделювання. Методології функціонального моделювання

3. Особливості побудови моделі за стандартом IDEF3

3.1.  Призначення IDEF3

3. 2. Типи діаграм в IDEF3

3.3. Позначення основних елементів моделі PFDD

3.4. Побудова OSTN діаграми

 

3.1. Призначення IDEF3

IDEF3 є стандартом документування технологічних процесів, що відбуваються на підприємстві, і надає інструментарій для наочного дослідження і моделювання їх сценаріїв.

Сценарієм (Scenario) ми називаємо опис послідовності змін властивостей об'єкту, в рамках даного процесу (наприклад, опис послідовності етапів обробки деталі в цеху і зміна її властивостей після проходження кожного етапу).

Виконання кожного сценарію супроводжується відповідним документообігом, який складається з двох основних потоків: документів, що визначають структуру і послідовність процесу (технологічних вказівок, описів стандартів і т.д.), і документів, що відображають хід його виконання (результатів тестів і експертиз, звітів про брак, і т.д.). Для ефективного управління будь-яким процесом, необхідно мати детальне уявлення про його сценарій і структуру супутнього документообігу. Засоби документування і моделювання IDEF3 дозволяють виконувати наступні завдання:

• Документувати наявні дані об технології процесу, виявлені, скажімо, в процесі опиту компетентних співробітників, відповідальних за організацію даного процесу.
• Визначати і аналізувати точки впливу потоків супутнього документообігу на сценарій технологічних процесів.
• Визначати ситуації, в яких потрібне ухвалення рішення, що впливає на життєвий цикл процесу, наприклад зміна конструктивних, технологічних або експлуатаційних властивостей кінцевого продукту.
• Сприяти ухваленню оптимальних рішень при реорганізації технологічних процесів.
• Розробляти імітаційні моделі технологічних процесів, за принципом "ЯК БУДЕ, ЯКЩО..."

3.2. Типи діаграм в IDEF3

Існують два типи діаграм в стандарті IDEF3, що представляють опис одного і того ж сценарію технологічного процесу в різних ракурсах. Діаграми відносяться до першого типу називаються діаграмами Опису Послідовності Етапів Процесу (Process Flow Description Diagrams, PFDD), а до другого - діаграмами Стану Об'єкту в і Етапів його Трансформацій (Object State Transition Network, OSTN). Припустимо, потрібно описати процес забарвлення деталі у виробничому цеху на підприємстві. За допомогою діаграм PFDD документується послідовність і опис стадій обробки деталі в рамках досліджуваного технологічного процесу. Діаграми OSTN використовуються для ілюстрації трансформацій деталі, які відбуваються на кожній стадії обробки.

На наступному прикладі, опишемо, як графічні засоби IDEF3 дозволяють документувати вищезгаданий виробничий процес забарвлення деталі. В цілому, цей процес складається безпосередньо з самого забарвлення, вироблюваного на спеціальному устаткуванні і етапу контролю її якості, який визначає, чи потрібно деталь офарбувати наново (у разі невідповідності стандартам і виявлення браку) або відправити її до подальшої обробки.

Рисунок 1. Приклад PFDD діаграми.

На рис.1 зображена діаграма PFDD, що є графічним відображення сценарію обробки деталі.

 

3.3. Позначення основних елементів моделі PFDD

Прямокутники на діаграмі PFDD називаються функціональними елементами або елементами поведінки (Unit of Behavior, UOB) і позначають подію, стадію процесу або ухвалення рішення. Кожен UOB має своє ім'я, що відображається в дієслівному нахилі і унікальний номер. Стрілки або лінії є відображенням переміщення деталі між UOB-блоками в ході процесу.

Лінії бувають наступних видів:

- Головна (Precedence) - суцільніша лінія, зв'язуюча UOB. Малюється зліва направо або зверху вниз.

- Відносини (Relational Link) - пунктирна лінія, що використовується для зображення зв'язків між UOB

- Потоки об'єктів (Object Flow) - стрілка з двома наконечниками використовується для опису того факту, що об'єкт (деталь) використовується в двох або більш одиницях роботи, наприклад, коли об'єкт породжується в одній роботі і використовується в іншій.

Об'єкт, позначений J1 - називається перехрестям (Junction). Перехрестя використовуються для відображення логіки взаємодії стрілок (потоків) при злитті і розгалуженні або для відображення безлічі подій, які можуть або повинні бути завершені перед початком наступної роботи.

Розрізняють перехрестя для злиття (Fan-in Junction) і розгалуження (Fan-out Junction) стрілок. Перехрестя не може використовуватися одночасно для злиття і для розгалуження. При внесенні перехрестя до діаграми необхідно вказати тип перехрестя.

Класифікація можливих типів перехресть приведена в таблиці.

Всі перехрестя в PFDD діаграмі нумеруються, кожен номер має префікс "J".

Сценарій, що відображається на діаграмі, можна описати в наступному вигляді:

Деталь поступає в цех забарвлення, підготовленою до забарвлення. В процесі забарвлення наноситься один шар емалі при високій температурі. Після цього, проводиться сушка деталі, після якої починається етап перевірки якості нанесеного шару. Якщо тест підтверджує недостатня якість нанесеного шару (недостатню товщину, неоднорідність і т.д.), то деталь наново пропускається через цех забарвлення. Якщо деталь успішно проходить контроль якості, то вона відправляється в наступний цех для подальшої обробки.

Кожен функціональний блок UOB може мати послідовність декомпозицій, і, отже, може бути деталізований з будь-якою необхідною точністю. Під декомпозицією ми розуміємо представлення кожного UOB за допомогою окремої IDEF3 діаграми. Наприклад, ми можемо декомпозировать UOB "Офарбувати Деталь", представивши його окремим процесом і побудувавши для нього свою PFDD діаграму. При цьому ця діаграма називатиметься дочерней, по відношенню до зображеної на мал. 1, а та, відповідно батьківській. Номери UOB дочірніх діаграм мають крізну нумерацію, тобто, якщо батьківський UOB має номер "1", то блоки UOB на його декомпозиції відповідно матимуть номери "1.1", "1.2" і т.д. Застосування принципу декомпозиції в IDEF3 дозволяє структуровано описувати процеси з будь-яким необхідним рівнем деталізації.

3.4. Побудова OSTN діаграми

Рисунок 2. Приклад OSTN діаграми

Якщо діаграми PFDD технологічний процес "З погляду спостерігача", то інший клас діаграм IDEF3 OSTN дозволяє розглядати той же самий процес "З погляду об'єкту". На рис.2 представлено відображення процесу забарвлення з погляду OSTN діаграми. Стани об'єкту (у нашому випадку деталі) і Зміна стану є ключовими поняттями OSTN діаграми. Стани об'єкту відображаються колами, а їх зміни направленими лініями. Кожна лінія має посилання на відповідний функціональний блок UOB, в результаті якого відбулася зміна стану об'єкту, що відображалася нею.