Функциональное моделирование компонентов автоматизированного производства

На этапе проектирования интегрированной автоматизированной системы управления производством моделируются функции и задачи, к которым относятся: конструкторские, технологические, заготовительные, инструментальные, транспортно-складские, организационно-экономические, программно-технические.

Перечисленный список функций обобщенный.

К основным показателям относятся:

- рентабельность,

- ликвидность,

- сумма покрытия,

- доля рынка,

- портфель заказов.

К функционально-ориентированным показателям относятся:

- маркетинг,

- снабжение,

- производство,

- логистика и т.д.

К дополнительным показателям, используемых в задачах анализа, относятся:

- факторы издержек,

- сбыта,

- производительности персонала.

К показателям для анализа внешней среды относятся:

- рынок труда,

- рынок капитала,

- рынок сбыта.

Методология функционального моделирования IDEF0 (Integrated DEFinition ) позволят исследовать характеристики процессов в производственно-технических и организационно-экономических системах . Метод IDEF позволяет получить модель объекта путем создания описательной графической модели, показывающей что, как и кем выполняете в производстве. Метод IDEF0 предполагает, что модель, описывающая систему с применением графического языка является точной и лаконичной. Сведения о свойствах и характеристиках системы, изложенные в форме традиционных текстов, являются в этом смысле неудовлетворительными, по­скольку часто содержат избыточную информацию, допускают неоднозначное толкование и т.д. Графический язык же позволяет лаконично, однозначно и точно показать все элементы (блоки) системы, все отношения и связи между ними, выявить ошибочные, лишние или дублирующие связи и т. д.

Рассмотрим основные понятия метода: функциональный блок, интерфейсная дуга, декомпозиция, глоссарий.

Функциональный блок изображается в виде прямоугольника (рис. 5) и олицетворяет некоторую конкретную функцию в рамках рассматриваемой системы. Блок содержит имя и уникальный идентификационный номер. Имя блока – это глагол или глагольный оборот, помещенный внутри блока и описывающий моделируемую функцию. Например: «Обработать заготовку», а не «Обработка заготовки»

Рис. 5. Функциональный блок.

Каждая из сторон блока имеет определенное значение (роль): верхняя сторона – «Управление», левая сторона – «Вход», пра­вая сторона – «Выход», нижняя сторона – «Механизм».



Вторым понятием метода является понятие интерфейсной дуги. Графическим отображением интерфейсной дуги является одно­направленная стрелка (поэтому дуги часто называют стрелками, потоками). Каждая интерфейсная дуга должна иметь свое уникаль­ное наименование (или метку стрелки), которое должно быть су­ществительным. С помощью интерфейсных дуг отображают раз­личные объекты, в той или иной степени определяющие процес­сы, происходящие в системе. Это могут быть элементы реального мира (люди, изделия, детали и др.), потоки данных и информа­ции (документы, инструкции и др.). «Источником» (началом) и «приемником» (концом) каждой функциональной дуги могут быть только блоки, причем «источником» может быть только выходная сторона блока, а «приемником» – любые из трех оставшихся. Функциональный блок должен обязательно иметь управляющую и исходящую интерфейсные дуги, поскольку каждый процесс должен происходить по определенным правилам и давать некото­рый результат (иначе его рассмотрение не имеет смысла). Входя­щие стрелки показывают, какие условия должны быть одновре­менно выполнены, чтобы осуществилась функция, описываемая блоком. В этом смысле стрелки в методе IDEF0 иногда называют ограничениями.

При построении IDEF-диаграмм важно отделять входящие дуги от управляющих. Например, в производственном процессе рабо­чий получает заготовку и технологические указания по ее обра­ботке. Ошибочным является суждение, что и заготовка и указа­ния – входящие объекты. Технологические указания (нормати­вы, правила техники безопасности) следует изображать управ­ляющей дугой, поскольку они регламентируют процесс. Когда технологические указания редактирует технолог, их изображают входящей дугой; управляющей дугой могут быть изображены новые стандарты.



При рассмотрении деятельности предприятий различают пять основных видов объектов: материальные потоки (детали, това­ры), финансовые потоки (наличные, безналичные), потоки до­кументов (коммерческие, организационные), потоки информа­ции (данные о намерениях, распоряжения) и ресурсы (сотрудни­ки, станки, машины). При этом входящими и исходящими дуга­ми могут отображаться все виды объектов, управляющими – только потоки документов и информации, а дугами-механизмами – толь­ко ресурсы.

Третьим основным понятием метода IDEF0 является декомпо­зиция, т. е. разбиение сложной функции на ее составляющие. Де­композиция позволяет представить модель в виде иерархической системы диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой.

В процессе декомпозиции функциональный блок в контекст­ной диаграмме подвергается детализации на другой диаграмме – дочерней. На ней фиксируются все функциональные дуги родительской диаграммы, за счет этого достигается структурная цело­стность модели. Связана также нумерация блоков и диаграмм: каж­дый блок имеет свой уникальный номер – цифра в правом ниж­нем углу, а цифры под правым углом – это номер

дочерней для этого блока диаграммы (рис. 6)


Рис. 6. Методология функционального моделирования

Для удобства пользования на диаграмме должно быть три-шесть блоков. Верхний предел заставляет прибегать к декомпози­ции, нижний – гарантирует, что на диаграмме достаточно дета­лей, чтобы оправдать ее создание. Желательно, чтобы количество интерфейсных дуг, подходящих к стороне блока или исходящих от нее, не превышало четырех.

Четвертым из основных понятий метода IDEF0 является глос­сарий. Для каждого из элементов IDEF0 (диаграмм, функциональ­ных блоков, интерфейсных дуг) создаются и поддерживаются определения, ключевые слова, текстовые изложения, которые характеризуют объект. Таким образом, глоссарий снабжает диаг­раммы дополнительной информацией.

Любая диаграмма IDEF0 состоит из набора блоков, имена которых определяют выполняемые этими блоками функций, стрелок, связывающих блоки между собой, и меток, раскрывающих значение стрелок, т.е. описывающих те сущности, которые передаются посредством стрелок от одного блока к другому. Особую роль во всем наборе (множестве) диаграмм, описывающих функциональную модель, играет первая (контекстная) диаграмма, которой присваивается номер А-0 (рис. 7).

Рис. 7. Контекстная диаграмма А-0

Из этого примера видно, что единственный блок на диаграмме изображает деятельность всей моделируемой системы. Входные стрелки определяют ту внешнюю информацию, которую перера­батывает моделируемая система, выходная стрелка характеризует продукт, который получается в результате деятельности. Стрелка механизма показывает, кто будет реализовывать деятельность, описанную именем блока, а управление характеризует те прави­ла, которыми должны руководствоваться исполнители при вы­полнении функции (деятельности).

В пояснительном тексте к контекстной диаграмме в краткой форме должна быть указана цель и зафиксирована точка зрения. Цель определяет области в анализируемой системе, на которых необходимо фокусироваться в первую очередь. Точка зрения оп­ределяет основное направление развития модели и уровень необ­ходимой детализации. Она позволяет отказаться от несуществен­ных свойств в данном аспекте рассмотрения. Например, функци­ональные модели предприятия с точки зрения главного технолога и финансового директора будут различаться, поскольку финансо­вого директора интересуют финансовые потоки, а главного тех­нолога – аспекты переработки сырья.

Средства IDEF0 облегчают передачу информации от одного участника разработки модели (отдельного разработчика или рабо­чей группы) к другому. К числу таких средств относят:

• диаграммы, основанные на простой графике блоков и стре­лок, легко читаемые и понимаемые;

• метки на естественном языке для описания блоков и стрелок, а также глоссарий и сопроводительный текст, используемые для уточнения смысла элементов диаграммы;

• последовательная декомпозиция диаграмм, строящаяся по иерархическому принципу, при котором на верхнем уровне ото­бражают основные функции, а затем происходит их детализация и уточнение;


1311103817440747.html
1311159013416621.html
    PR.RU™