Моделирование на базе idef3 и объектно-ориентированное моделирование

IDEF3 является стандартом документирования процессов, происходящих на предприятии, и предоставляет инструментарий для наглядного исследования и моделирования их сценариев. Сценарием называется описание последовательности изменений свойств объекта, в рамках рассматриваемого процесса (например, описание последовательности этапов обработки детали в цеху и изменение её свойств после прохождения каждого этапа). Исполнение каждого сценария сопровождается соответствующим документооборотом, который состоит из двух основных потоков: документов, определяющих структуру и последовательность процесса (технологических указаний, описаний стандартов и т. д.), и документов, отображающих ход его выполнения (результатов тестов и экспертиз, отчетов о браке, и т. д.). Для эффективного управления любым процессом необходимо иметь детальное представление об его сценарии и структуре сопутствующего документооборота.

Средства документирования и моделирования IDEF3 позволяют выполнять следующие задачи:

• • документировать имеющиеся данные о технологии процесса, выявленные, скажем, в процессе опроса компетентных сотрудников, ответственных за организацию рассматриваемого процесса;
• • определять и анализировать точки влияния потоков сопутствующего документооборота на сценарий технологических процессов;
• • определять ситуации, в которых требуется принятие решения, влияющего на жизненный цикл процесса, например изменение конструктивных, технологических или эксплуатационных свойств конечного продуктам
• • содействовать принятию оптимальных решений при реорганизации технологических процессов;
• • разрабатывать имитационные модели технологических процессов, по принципу «ЧТО БУДЕТ, ЕСЛИ… «

Существуют два типа диаграмм в стандарте IDEF3, представляющих описание одного и того же сценария технологического процесса в разных ракурсах.

Диаграммы, относящиеся к первому типу, называются диаграммами описания последовательности этапов процесса (Process Flow Description Diagrams, PFDD), а ко второму — диаграммами состояния объекта и его трансформаций процессе (Object State Transition Network, OSTN).

Предположим, требуется описать процесс окраски детали в производственном цеху на предприятии. С помощью диаграмм PFDD документируется последовательность и описание стадий обработки детали в рамках исследуемого технологического процесса. Диаграммы OSTN используются для иллюстрации трансформаций детали, которые происходят на каждой стадии обработки.

На следующем примере опишем, как графические средства IDEF3 позволяют документировать вышеуказанный производственный процесс окраски детали. В целом, этот процесс состоит непосредственно из самой окраски, производимой на специальном оборудовании и этапа контроля ее качества, который определяет, нужно ли деталь окрасить заново (в случае несоответствия стандартам и выявления брака) или отправить ее в дальнейшую обработку.

Рис. 31. Пример PFDD диаграммы.

На рис. 31 изображена диаграмма PFDD, являющаяся графическим отображение сценария обработки детали. Прямоугольники на диаграмме PFDD называются функциональными элементами или элементами поведения (Unit of Behavior, UOB) и обозначают событие, стадию процесса или принятие решения. Каждый UOB имеет свое имя, отображаемое в глагольном наклонении, и уникальный номер. Стрелки или линии являются отображением перемещения детали между UOB-блоками в ходе процесса. Линии бывают следующих видов:

• — Старшая (Precedence) — сплошная линия, связывающая UOB. Эта линия рисуется слева направо или сверху вниз;
• — Отношения (Relational Link) — пунктирная линия, использующаяся для изображения связей между UOB;
• — Потоки объектов (Object Flow) — стрелка с двумя наконечниками используется для описания того факга, что объект (деталь) используется в двух или более единицах работы, например, когда объект порождается в одной работе и используется в другой.

Объект, обозначенный Л, называется перекрестком (Junction). Перекрестки используются для отображения логики взаимодействия стрелок (потоков) при слиянии и разветвлении или для отображения множества событий, которые могут или должны быть завершены перед началом следующей работы. Различают перекрестки для слияния (Fan-in Junction) и разветвления (Fan-out Junction) стрелок. Перекресток не может использоваться одновременно для слияния и для разветвления. При внесении перекрестка в диаграмму необходимо указать тип перекрестка. Классификация возможных типов перекрестков приведена в табл. 16.

Классификация возможных типов перекрестков в PFDD диаграммах

Таблица 16

Обозначение.	Наименование.	Смысл в случае слияния стрелок (Fan-in Junction).	Смысл в случае разветвления стрелок (Fan-out Junction).
в.	Asynchronous. AND.	Все предшествующие процессы должны быть завершены.	Все следующие процессы должны быть запущены.
h.	Synchronous. AND.	Все предшествующие процессы завершены одновременно.	Все следующие процессы запускаются одновременно.
R.	Asynchronous. OR.	Один или несколько предшествующих процессов должны быть завершены.	Один или несколько следующих процессов должны быть запущены.
II 0	Synchronous. OR.	Один или несколько предшествующих процессов завершаются одновременно.	Один или несколько следующих процессов запускаются одновременно.
X	XOR. (Exclusive. OR).	Только один предшествующий процесс завершен.	Только один следующий процесс запускается.

Вес перекрестки в PFDD диаграмме нумеруются, каждый номер имеет префикс «J».

Сценарий, отображаемый на диаграмме, можно описать в следующем виде.

Деталь поступает в окрасочный цех подготовленной к окраске. В процессе окраски наносится один слой эмали при высокой температуре. После этого, производится сушка детали, после которой начинается этап проверки качества нанесенного слоя. Если тест подтверждает недостаточное качество нанесенного слоя (недостаточную толщину, неоднородность и т. д.), то деталь заново пропускается через цех окраски. Если деталь успешно проходит контроль качества, то она отправляется в следующий цех для дальнейшей обработки.

Каждый функциональный блок UOB может иметь последовательность декомпозиций, и, следовательно, может быть детализирован с любой необходимой точностью. Под декомпозицией в реинжиниринге понимается представление каждого UOB с помощью отдельной 1DEF3 диаграммы. Например, мы можем декомпозировать UOB «Окрасить деталь», представив его отдельным процессом и построив для него свою PFDD диаграмму. При этом диаграмма, описывающая детализированный технологический процесс, будет называться дочерней по отношению к изображенной на рис. 32, которая будет называться родительской.

Рис. 32. Пример OSTN-диаграммы.

Номера UOB дочерних диаграмм имеют сквозную нумерацию, т. е., если родительский UOB имеет номер «1», то блоки UOB на его декомпозиции будут соответственно иметь номера «1.1», «1.2» и т. д. Применение принципа декомпозиции в IDEF3 позволяет структурировано описывать процессы с любым требуемым уровнем детализации.

Если диаграммы PFDD отображают технологический процесс «С точки зрения наблюдателя», то другой класс диаграмм IDEF3 OSTN позволяет рассматривать тот же самый процесс «с точки зрения объекта». На рис. 32 представлено отображение процесса окраски с точки зрения OSTN-диаграммы.

Состояния объекта (в нашем случае детали) и изменение состояния являются ключевыми понятиями OSTN-диаграммы. Состояния объекта отображаются окружностями, а их изменения направленными линиями. Каждая линия имеет ссылку на соответствующий функциональный блок UOB, в результате которого произошло отображаемое ей изменение состояния объекта.