基于IDEF0的企业功能建模

基于IDEF0的企业功能建模上海交通大学信息系统实验室2Agenda1.IDEF建模体系2.IDEF0功能建模方法3.产品研发流程IDEF0建模实例4.IDEF0图形设计要点5.小结上海交通大学信息系统实验室3１IDEF建模概述•IDEF的基本概念是在70年代提出的结构化分析方法的基础上发展起来的。IDEF是ICAMDEFinitionmethod的缩写,后来就称之为integrationdefinitionmethod。•刚开始时，此方法由3部分组成：–IDEF0描述系统的功能活动及其联系，在ICAM(IntegratedCAM)中建立加工制造业的体系结构模型，其基本内容是SADT（systemanalysisanddesigntechnology）的活动模型方法。这是由SoftTech公司发展起来的。–IDEF1描述系统信息及其联系，建立信息模型作为数据库设计的依据。这是由Hughes飞机公司为主发展起来的。–IDEF2用于系统模拟，建立动态模型。这是由HOS公司为主发展起来的。上海交通大学信息系统实验室4IDEF系列•现在KBSI公司正继续将此方法发展成一个系列：–IDEF0,功能模型,(functionmodeling)–IDEF1X,数据模型,(datamodeling)–IDEF2,仿真模型设计,(simulationmodeldesign)–IDEF3,过程描述需求,(processdescriptioncapture)–IDEF4,面向对象设计,(objectorienteddesign)–IDEF5,本体论描述获取,(ontologydescriptioncapture)–IDEF6,设计原理获取,(designrationalcapture)–IDEF7,信息系统审定,(informationsystemauditing)上海交通大学信息系统实验室5–IDEF8,人与系统接口设计,(human-systeminterfacedesign))用户接口建模(userinterfacemodeling)–IDEF9,经营约束的发现(businessconstraintdiscovery)场景驱动信息系统设计(scenario-drivenISdesign)–IDEF10,信息制品建模(informationartifactmodeling)实施体系结构建模(implementationarchitecturemodeling)–IDEF11,信息工具建模(informationartifactmodeling)–IDEF12,组织设计(organizationdesign)组织建模(organizationmodeling)–IDEF13,三模式映射设计(threeschemamappingdesign)–IDEF14,网络设计(networkdesign)IDEF系列上海交通大学信息系统实验室61.1IDEF1方法及IDEF1X方法•IDEF1方法是用来开发“信息模型”的，该信息模型表达了制造系统环境的信息结构和语义，主要用于：–1.判断组织中当前管理和使用的信息：–2.判断在需求分析中哪些问题是由于缺乏合适的信息管理方法造成的：–3.判断在待建系统中将处理哪些信息。•目前IDEF1基本上已被扩展版本──IDEF1X所代替。•IDEF1是描述企业信息需求的一个有效方法，信息模型在企业的整个生命周期均有用的。上海交通大学信息系统实验室7实体(Entity)连接关系(Connectionrelationship)分类关系(ClassificationRelationship)属性(Attribute)键(Key)外键(ExternalKey)IDEF1X支持关系型数据库的设计，它给出了在进行概念概念一方案设计时必须考虑的语义结构。IDEF1X适合于进行关系型数据库设计，对数据库的逻辑层设计特别有用。上海交通大学信息系统实验室81.2IDEF2方法•IDEF2用于系统模拟，建立动态模型。这是由HOS公司为主发展起来的。•IDEF2则因为其它仿真软件（如SLAM、SIMAN等）发展很快，覆盖了它所涉及的功能，很少有人再应用IDEF2，有点自然萎缩的倾向上海交通大学信息系统实验室91.3IDEF3方法•过程建模的主要目的是确定和描述系统的行为特性。描述一个过程或情况的最常用的方法是通过一个事件和活动发生顺序的实例。–当描述一个系统或建立它的过程模型时，我们必须考虑其它许多相关的因素，如：过程的功能环节的执行条件，参与具体活动的不同对象，不同过程和事件间的顺序和依赖关系等等。•IDEF3是一种对过程和对象状态的描述方法。IDEF3的过程描述法被设计用来描述有序的活动，提出了一种结构化的方法来表示一个系统的工作状态及状态间的变换。•IDEF3的两个主要特征：一个被证明有效的过程描述方法和一个强有力的描述语言。这两个特征一起能帮助用户把注意力集中到过程的实质并对这一实质予以最简捷，明确的描述。上海交通大学信息系统实验室10•IDEF3的主要目的是提供一种结构化的方法。借助这个方法，领域专家可以方便地描述一个系统或组织的领域知识。IDEF3方法用两个基本的组织结构——场景描述和对象来获取对过程的描述，相应的有两种描述方式：–过程流网PFN（ProcessFlowNetwork）–对象状态转移图OSTN（ObjectStateTransitionNetworkDiagram）。上海交通大学信息系统实验室11IDEF3过程流图•过程(Process)•条件分岔(Junction)•连接(Link)•参考指针(Referent)过程流网是以过程为中心的视图，它注重过程中活动的出现及其次序。IDEF3用过程流网作为获取、管理和显示以过程为中心的知识的主要工具。在过程流网中包含了不同人员对事件与活动、参与这些事件的对象、以及操纵这些事件的行为之间的约束关系等知识上海交通大学信息系统实验室12•方盒代表一个行为单元（unitofbehavior--UOB），•连接这些活动之间的箭头称为联结（link），联结反映了UOB之间的先后顺序或者约束关系。•带有“X”记号的方盒表示过程的分叉和汇合关系。上海交通大学信息系统实验室13IDEF3状态转移图•每个圆圈代表一个对象状态；•联结不同圆圈之间的连线反映对象状态之间的转换；•与每个连线相关联的是实现对象状态转换的参照物。参照物表示了对象状态转换发生的条件、动作、必须满足的约束等多种含义。上海交通大学信息系统实验室141.4IDEF4方法•IDEF4是一种面向对象方法，应用于设计可重用的、模块化的、易于维护的OO系统模型，IDEF4用图形语法和图辅助设计图形化的OO系统模型。•IDEF4与其它OO方法的最大区别是：符合“最小化功能原则”，而且支持对于类继承、对象合成、功能分解和多态等设计的交互作用的评估。。•IDEF4将设计活动分为离散的、可管理的几个部分，每个子活动由一个强调必须制定的设计决策决策和它们在设计的其它方面的影响的图形语法支持。•IDEF4的任何一张图都不能包含IDEF4设计模型的所有信息，通过对各种类型的图的关联部分进行细致设计可来确保不同子模型之间的兼容性，减少模型太复杂造成的混乱。上海交通大学信息系统实验室15上海交通大学信息系统实验室161.5IDEF5本体学语言•本体论(Ontology)--哲学名词–哲学中研究世界的本原或本性的问题的部分–本体论是对概念的本质和关系的描述•本体论可以理解为“概念定义集”，是关于“种类”和“关系”的词汇表–相当于一个数据字典–文法和公理上更加严格–采用形式化程度更高的精确语言•获取本体论的动机是“可再用性”(reusability)。在信息系统、接口和面向对象设计和编程等方面，本体论都是一个很好的工具。所以，IDEF家族就开发了一个本体论获取方法IDEF5。上海交通大学信息系统实验室17Agenda1.IDEF建模体系2.IDEF0功能建模方法3.产品研发流程IDEF0建模实例4.IDEF0图形设计要点5.小结上海交通大学信息系统实验室182IDEF0功能建模方法•IDEF0方法是ICAM中的一个内容，用来建立加工制造业的体系结构模型。它是由Softech公司发展起来的。•IDEF0方法是在结构化分析和设计技术（SDAT）图形化语言的基础上发展起来的，适用于对系统进行分析和设计，特别是功能分析。•建立IDEF0模型通常是系统开发的第一项任务。上海交通大学信息系统实验室19IDEF0图•IDEF0用活动框代表活动式功能，进入或从活动出来的尖头依次代表输入、控制、输出和支持上海交通大学信息系统实验室20IDEF0方法•IDEF0是在功能分解的基础上对一个组织或系统的决策、行为和活动进行建模的方法。•作为一个交流工具，IDEF0以其简洁、图形化的表达方式增强了领域专家在制定决策时的参与并便于取得一致性意见;•作为一个具有层次结构的分析工具，IDEF0包含了组织性及功能性，有助于开展群组间沟通，协助建模者开展分析功能：•它具有以下一组基本特色，这些特色形成一种思维规则，适用于从计划阶段到设计阶段的各种工作。上海交通大学信息系统实验室212.1IDEF0的基本特色IDEF0的基本特色/1（1）全面地描述系统–同时表达系统的活动（用盒子来表示）和数据流（用箭头表示）以及它们之间的联系。–用模型可以表示将来的系统功能或需求，也能够表示目前的系统功能和需求。–用图形语言表示IDEF0模型，模型由图形、文字说明、词汇表及相互的交叉引用表组成。它把方盒作为活动，用箭头表示数据及接口。上海交通大学信息系统实验室22–IDEF0图形中同时考虑活动、信息及接口条件。它把方盒作为活动，用箭头表示数据及接口。–因此在表示一种当前的操作，表示功能说明或设计时，总是由一个活动模型、一个信息模型及一个用户接口模型组成。–这种图形语言能做到：•有控制地逐步展开细节。•精确性及准确性。•注意模型的接口。•提供一套强有力的分析和设计词汇。上海交通大学信息系统实验室23IDEF0的基本特色/2•（2）目的与观点（PurposeandViewpoint）–目的是建模的意义–观点是指从哪个角度去反映问题或者站在什么人的立场上来分析问题–功能模型是为了做好需求分析，实现预定的技术要求，而不是对组织结构的分解–各个人员对模型的要求是不同的–IDEF0要求在画出整个系统功能模型时，具有明确的目的与观点，对整个企业进行建模，就需要站在厂长的角度。上海交通大学信息系统实验室24IDEF0的基本特色/3•区别“什么”（what)和“如何”（how)–“什么”是指一个系统必须完成的是“什么”功能，“如何”是指系统为完成指定功能而应“如何”建立。–IDEF0首先建立功能模型，表示“这个问题是什么”的分析阶段与“这个问题是如何处理与实现”的设计阶段区别开来。在决定解法的细节之前，保证能完整而清晰地理解问题,这是系统成功开发的关键所在。–在设计阶段，要逐渐识别各种能用来实现所需功能的机制，识别选择适当机制的依据是设计经验及对性能约束的知识。–机制可以是很抽象，也可以是很具体的。重要的是，机制指出了“什么”是“如何”地实现的。IDEF0提供了一种记号，表示功能模型中如何提供一个机制来实现一个功能，及单个机制如何能在功能模型的不同地方完成有关功能。上海交通大学信息系统实验室25IDEF0的基本特色/4•自顶向下分解–在建模一开始，先定义系统的内外关系和来龙去脉–然后将该模块进行分解得到另一张图形–IDEF0提供的规则，保证了如何通过分解得到人们所需要的具体信息。一个模块在向下分解时，分解成不少于3个、不多于6个的子模块。整个系统A0图A3图上海交通大学信息系统实验室26IDEF0的基本特色/5•严格的人员关系，评审手续及文档管理办法–人员•IDEF0适合于研究分析一个大而复杂的系统，因此要求有一个相互协调的集体。•作者，评审员，读者，专家，技术委员会，项目资料员，项目负责人–评审手续：•建模活动