Методики функционального моделирования

5.1.1. Структура методологии функционального моделирования и решаемые задачи

Генеральная цель внедрения CALS/ИПИ-технологий состоит в повышении эффективности и конкурентоспособности предпри­ятия за счет существенного сокращения сроков освоения произ­водства новых изделий, улучшения качества этих изделий и тех­нической докумен­тации, представляемой в электронном виде, обеспечения высоко­го уровня сервиса и логистической поддержки на постпроизводственных стадиях ЖЦ. Решению этой цели способствует проведе­ние функционального моделирования деятельности предприятия. Методология функционального моделирования, рекомендации по применению типовых средств моделирования процессов и операций производственных систем изложены в нормативном документе Р 50.1.028 [10].

Методология моделирования IDEF (ICAM Definition), разработана для информационной поддержки Программы интегрированной компьютеризации производства ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing). Методология моделирования IDEF и средства ее реализации позволяют исследовать структуру, параметры и характеристики производственных систем. Общая методология IDEF состоит из трех частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении систем:

IDEF0 используется для создания функциональной модели, отображающей структуру, функции системы, а также материальные и информационные потоки объектов, преобразуемых этими функциями (функциональное моделирование, структурно-функциональное), т.е. позволяет создавать функциональные модели, отображающие процессы и функции системы. Эти модели используются для проведения детального функционального анализа в целях улучшения структуры функций объекта (реинжиниринга). На методе IDEF0 базируется функционально-стоимостный анализ (ФСА) или его аналог ABC (Activity Based Costing).

IDEF1 применяется для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержки функций системы (информационное моделирование, моделирование поддержки). Это метод моделирования информационных потоков внутри системы, позволяющий отображать структуру системы, т.е. ее элементы (сущности), их свойства (атрибуты) и взаимосвязи (отношения) между ними. Полученная в процессе моделирования детальная информация позволяет выявить узкие места в анализируемом объекте и является основой для принятия решений об улучшении структуры системы и информационных потоков, осуществления рациональной программы управления информацией.

IDEF2 - метод динамического моделирования систем, позволяющий построить динамическую модель изменения состояния системы во времени по поведению функций, изменению информации и ресурсов системы (поведенческое моделирование). Подобный подход широко использу­ется при динамическом моделировании технических систем, опи­сываемых дифференциальными уравнениями различного типа. Имеющиеся в настоящее время алгоритмы и их компьютерные реализации, позволяют превратить набор статических диаграмм IDEF0 в динамические модели, построенные на базе раскрашен­ных сетей Петри CPN (Color Petri Nets).

К настоящему времени наибольшее распространение и применение имеют методологии IDEF0 и IDEF1 (IDEF1X).

Примеры применения функциональных моделей IDEF0:

· анализ технологий реализации бизнес-процессов по показа­телям эффективности;

· вычисление стоимости затрат производства продукции;

· расчет эффективности применения средств автоматизации в структурных подразделениях предприятия;

· анализ и оценку интенсивности информационных потоков и документооборота;

Эффективность бизнес-процессов оценивают по следующим ос­новным показателям:

  • количество производимой продукции заданного качества, оплаченное за определенный интервал времени;
  • число потребителей продукции;
  • количество типовых операций, которые необходимо выпол­нить при производстве продукции за определенный интервал вре­мени;
  • стоимость издержек производства продукции;
  • длительность выполнения процессов и отдельных операций;
  • капиталовложения в производство.

Как правило, моделирование средствами IDEF0 является начальным этапом изучения любой системы.

Модель IDEF0 состоит из следующих частей:

· диаграмм IDEF0 (рис. 5.1);

· страниц FEO:

· текста пояснений;

· глоссария;

· рисунка.


Рис. 5.1. Диаграмма IDEF0

 

Развитием методологии IDEF являются следующие методы:

IDEF3 — метод описания функционирования и моделирова­ния системы как причинно-следственных связей внутри одного бизнес-процесса, так и между различными процессами. Он пре­доставляет пользователю два типа диаграмм: PFD (Process Flow Description) — описание процесса, являющееся внутренним опи­санием, и OSTD (Object State Transition Description) — описание переходов из одного состояния в другое, являющееся внешним описанием, когда дополнительно рассматривается вход и выход объекта. Эти два способа моделирования дополняют друг друга и позволяют описать любой процесс функционирования системы.

IDEF4 — метод объектно-ориентированного проектирования. Средства этого метода дают возможность наглядно отображать структуру объектов и принципы их взаимодействия, позволяя ана­лизировать, оптимизировать и создавать сложные системы. В отли­чие от других методов, кроме констатации взаимодействия, здесь учитывается его принцип (в частности, физический). Поэтому IDEF4, как и IDEF1X, является методом проектирования.

IDEF5 — метод получения онтологического описания и ис­следования сложных систем.

Основной чертой онтологического анализа является разделение реальной системы на классы, опреде­ление совокупности их фундаментальных свойств и прогнозиро­вание на этой основе поведения объектов данного класса. Это метод сбора фактов и получения знаний. Типичный пример он­тологического исследования — научное. С помощью данного ме­тода онтология системы может быть описана при помощи опре­деленного словаря терминов и правил, на основании которых могут быть сформированы достоверные суждения о состоянии рассматриваемой системы в некоторый момент времени. На ос­новании этих утверждений формируются выводы о дальнейшем развитии системы, проводится возможная ее реорганизация, что полезно при управлении сложными интеллектуальными систе­мами, имеющими искусственный характер. На основе онтологи­ческого описания строятся системы получения новых знаний — экспертные системы. Возникает возможность создать разнооб­разные схемы и диаграммы с помощью языка схем SL (Schematic Language) и комментировать их содержание с помощью языка

Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции (реинжиниринге) или замене существующей, либо проектировании новой системы. Как было показано в разд.1 система представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих частей, выполняющих некоторые необходимые функции. Частями (элементами) системы могут быть любые комбинации разнообразных сущностей, включающие людей, информацию, программное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергию (энергоносители). Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют, что она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и что производит.

Основной концептуальный принцип методологии IDEF - представление любой изучаемой системы в виде набора взаимодействующих и взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, операции, действия, происходящие в изучаемой системе.

Элементы модели каждого уровня представляют собой действия по переработке информационных или материальных ресурсов при заданных условиях (ограничениях и управляющих воздействиях) с использованием определенных механизмов.

В IDEF0 все, что происходит в системе и ее элементах, принято называть функциями. Каждой функции ставится в соответствие блок. На IDEF0-диаграмме, - основном документе при анализе и проектировании систем, блок представляет собой прямоугольник. Интерфейсы, посредством которых блок взаимодействует с другими блоками или с внешней по отношению к моделируемой системе средой, представляются стрелками, входящими в блок или выходящими из него. Входящие стрелки показывают, какие условия должны быть одновременно выполнены, чтобы функция, описываемая блоком, осуществилась.

Графический язык позволяет лаконично, однозначно и точно показать все элементы (блоки) системы и все отношения и связи между ними, выявить ошибочные, лишние или дублирующие связи и т.д.

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

- 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, уточняющие смысл элементов диаграммы;

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

- древовидные схемы иерархии диаграмм и блоков, обеспечивающие обозримость модели в целом и входящих в нее деталей, что особенно важно при моделировании больших систем.

Программный продукт Design/IDEF 3.7 (и более поздние версии) фирмы Meta Software Corporation поддерживает автоматическое соблюдение большинства из перечисленных правил.

Разработка модели в IDEF0 представляет собой пошаговую, итеративную процедуру. На каждом шаге итерации разработчик предлагает вариант модели, который подвергают обсуждению, рецензированию и последующему редактированию, после чего цикл повторяется. Такая организация работы способствует оптимальному использованию знаний системного аналитика, владеющего методологией и техникой IDEF0, и знаний специалистов - экспертов в предметной области, к которой относится объект моделирования

Набор структурных компонентов языка, их характеристики и правила, определяющие связи между компонентами, представляют собой синтаксис языка. Компоненты синтаксиса IDEF0 - блоки, стрелки, диаграммы и правила. Блоки представляют функции, определяемые как деятельность, процесс, операция, действие или преобразование. Стрелки обозначают направленное действие информационных данных или материальных объектов, связанное с функциями блока.

 

5.1.2. Семантика блоков и стрелок

Поскольку IDEF0 есть методология функционального моделирования, имя блока, описывающее функцию, должно быть глаголом или глагольным оборотом. Например, имя блока «Выполнить проверку» означает, что блок с таким именем превращает непроверенные детали в проверенные. После присваивания блоку имени, к соответствующим его сторонам присоединяются входные, выходные и управляющие стрелки, а также стрелки механизма, что и определяет наглядность и выразительность изображения блока IDEF0. Общая структура блока показана на рис. 5.2.

 

 
Управление (на основе чего выполняется данная функция)
Функциональный вход (документы, объекты, комплекты, подвергаемые воздействию функции)
Функциональный выход (результат реализации функции)
Наименование функции, выполняемой данным блоком
Оборудование, устройство, программа, человек, действием которого выполняется данная функция
Вызов (вход) средства, с помощью которого должна выполняться данная функция
Рис. 5.2. Структура функционального блока

 

 


Функциональная модель имеет иерархическую структуру. При функциональном моделировании осуществляется последовательное (поуровневое) уточнение функций. Каждый уровень детально описывает вышестоящий. Функция верхнего уровня модели называется контекстной функцией, которая изображается на отдельной диаграмме, называемой контекстной. Контекстная функция (рис. 5.3) несет имя основного действия выполняемого системой.

Рис. 5.3. Контекстная функция

На контекстной диаграмме указываются связи системы с окружающей средой, т.е. границы функции (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Контекстная диаграмма с граничными связями

Потоки, отображаемые на контекстной диаграмме делятся на:

· входные (то, что перерабатывается системой);

· выходные (результат работы системы);

· управления (регламентирующая и управляющая информации или правила);

· механизма (ресурсы выполняющие работы).

Система преобразует входные потоки в выходные с учетом управления и с использованием механизмов.

Сложная функция, например «проектирование-изготовление» изделия представляет собой диаграмму верхнего уровня. в которой блоки представляют основные функции моделируемого объекта. Эти функции могут быть разбиты (декомпозированы) на составные части и представлены в виде более подробных диаграмм. Процесс декомпозиции продолжается до тех пор, пока объект не будет описан на уровне детализации, необходимом для достижения целей конкретного проекта.

На рис. 5.5 приведены структуры функциональных блоков проектирования (а), изготовления (б) и сборки (в). Приведенные структуры являются фрагментами декомпозиции сложной функции «проектирование-изготовление» изделия.

Чтобы гарантировать точность модели, следует использовать стандартную терминологию. Блоки именуются глаголами или глагольными оборотами, и эти имена сохраняются при декомпозиции. Стрелки и их сегменты, как отдельные, так и связанные в «пучок», помечаются существительными или оборотами существительного. Метки сегментов позволяют конкретизировать данные или материальные объекты, передаваемые этими сегментами, с соблюдением синтаксиса ветвлений и слияний.

Каждая сторона функционального блока имеет стандартное назначение с точки зрения связи блок/стрелки. В свою очередь, сторона блока, к которой присоединена стрелка, однозначно определяет ее роль (рис. 5.6). Стрелка, входящая в левую сторону блока, - вход. Входы преобразуются или расходуются функцией, чтобы создать то, что появится на ее выходе. Стрелка, входящая в блок сверху,- управление.

Управление определяет условия, необходимые функции, чтобы произвести правильный выход. Стрелка, покидающая блок справа, - выход,то есть данные или материальные объекты, произведенные функцией.

Стрелки, подключенные к нижней стороне блока, представляют механизмы, то есть все то, с помощью чего осуществляется преобразование входов в выходы. Стрелки, направленные вверх, идентифицируют средства, поддерживающие выполнение функции. Другие средства могут наследоваться из родительского блока. Стрелки механизма, направленные вниз, являются стрелками вызова. Стрелки вызова обозначают обращение из данной модели или из данной части модели к блоку, входящему в состав другой модели или другой части модели, обеспечивая их связь, то есть разные модели или разные части одной и той же модели могут совместно использовать один и тот же элемент (блок).

Стрелки идентифицируют данные или материальные объекты, необходимые для выполнения функции или производимые ею. Каждая стрелка должна быть помечена существительным или оборотом существительного.

 

 
Задание
Конструкторские требования
Выполнить деталировку конструкции
Чертеж общего вида
Комплект деталировочных чертежей
Инженер-конструктор
Программный пакет деталировки
s lVAolQQT41ByHlqDToWZH5BS9uFHp2Iax47rUR1Suet5nmWCO2UpXTBqwAeD7ed65yTE5fvRiLf2 /sY+b55Wwn41TbOU8vxsursFFnGKfzD86Cd1qJPT1u9IB9ZLyIuiSGgK5gJYAua5uAK2/V3wuuL/ P6i/AQAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABb Q29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAA AAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFcFboo1AgAAYAQAAA4AAAAAAAAAAAAA AAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhACNaF9HfAAAACQEAAA8AAAAAAAAA AAAAAAAAjwQAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAACbBQAAAAA= ">
а
Задание
Чертеж. программа

 

 


 

 

Изготовление партии деталей
Заготовка
Готовые детали
Оператор
Станок с ЧПУ
б
Задание
Конструкторские требования

 

 


Собранные узлы изделия
Сборочный комплект
Выполнить сборку узлов изделия

 

Сборщик
i K3iEQqEVdDEOhZSh6dDpMPMDEmcffnQ6sh1baUZ94HHXyzRJMum0JX7o9IAPHTafq51TEJfvxy57 a+7n9mX99JzZr7qul0qdn013tyAiTvGvDD/4jA4VM239jkwQvYI0z3OuskhBcH6VZtcgtr9eVqX8 z199AwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABb Q29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAA AAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANNDWAI3AgAAYQQAAA4AAAAAAAAAAAAA AAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAH0L9o7dAAAABwEAAA8AAAAAAAAA AAAAAAAAkQQAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAACbBQAAAAA= ">
Технологический комплекс

 

 


в

 

Рис. 5.5. Пример декомпозиции сложной функции «проектирование-изготовление изделия»: а – функция проектирования, б – функция изготовления деталей, в – функция сборки узлов изделия

 


Имена функций - глаголы или глагольные обороты.

Примеры таких имен:

производить детали планировать ресурсы наблюдать
контролировать выполнение проектировать систему эксплуатировать
разработать деталировочные чертежи изготовить компонент проверять деталь

 

 


Рис. 5.6. Диаграмма IDEF0 и ее элементы

 

5.1.3. Построение контекстной диаграммы верхнего уровня

Каждая модель должна иметь контекстную диаграмму верхнего уровня, на которой объект моделирования представлен единственным блоком с граничными стрелками. Эта диаграмма называется А-0 (рис. 5.7). Стрелки на этой диаграмме отображают связи объекта моделирования с окружающей средой. Поскольку единственный блок представляет весь объект, его имя - общее для всего проекта. Это же справедливо и для всех стрелок диаграммы, поскольку они представляют полный комплект внешних интерфейсов объекта. Диаграмма А-0 устанавливает область моделирования и ее границу.

Функция на диаграмме изображается прямоугольником и обозначает действие, выполняемое над «входом» и выдающее в результате «выход».

Имя функции состоит из:

· глагола, определяющего действие функции;

· существительного определяющего объект или цель действия.

Пример диаграммы А-0 показан на рис. 5.8.



Рис. 5.7. Элементы диаграммы А-0

 

 
Проектировать управляющую систему
ТЗ на проект
Необходимость автоматизации процесса
Алгоритм и параметры управления
Проект АСУ
Отдел проектирования
ЦЕЛЬ: снижение трудоемкости, повышение качества, совершенствование организации, управляемости, оперативные воздействия ТОЧКА ЗРЕНИЯ: служба автоматизации управления

 


Рис. 5.8. Пример диаграммы А-0

Блоки на диаграмме располагаются по принципу, показанному на рис. 5.9.

 

Рис. 5.9. Расположение блоков на диаграмме

Классификация функций, моделируемых блоками IDEF0. Практика построения функциональных моделей требует введения классификации явлений и событий, отображаемых в моделях. Такая классификация облегчает выбор глубины декомпозиции моделируемых систем и способствует выработке единообразных подходов и приемов моделирования в конкретных предметных областях.

В рекомендациях 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:

Деятельность – совокупность процессов, выполняемых (протекающих) последовательно или/и параллельно, преобразующих множество материальных или/и информационных потоков во множество материальных или/и информационных потоков с другими свойствами. В модели IDEF0 деятельность описывается блоком А0 на основной контекстной диаграмме А-0.

Процесс (синоним: бизнес-процесс) – совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых операций, преобразующая материальный или/и информационный потоки в соответствующие потоки с другими свойствами.

Операция – совокупность последовательно или/и параллельно выполняемых действий, преобразующих объекты, входящие в состав материального или/и информационного потока, в соответствующие объекты с другими свойствами.

Действие – преобразование какого-либо свойства материального или информационного объекта в другое свойство.

Дополнительные виды функций:

Субдеятельность – совокупность нескольких процессов в составе деятельности, объединенная некоторой частной целью (являющейся «подцелью» деятельности).

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

Понятия основных видов функций образуют естественную иерархию блоков на IDEF0-диаграммах при декомпозиции, предусматривая четыре уровня. При анализе сложных видов деятельности могут потребоваться промежуточные уровни декомпозиции, основанные на применении дополнительных видов функций. Уровни декомпозиции, детализирующие действия, естественно считать состоящими из элементарных или простых функций.

Типовая диаграмма.Эффективность и производительность труда разработчиков функциональных моделей могут быть повышены за счет применения типовых моделей и отдельных диаграмм, ориентированных на применение в конкретных предметных областях. Так, например, на основе представлений о жизненном цикле продукции (изделия) можно предложить типовую диаграмму уровня А0 для промышленного предприятия, которая может иметь вид, схематически показанный на рис. 5.10.


Рис. 5.10 . Типовая диаграмма А0 для промышленного предприятия

Нумерация функций и диаграмм. Все функциональные блоки должны быть пронумерованы. Номер состоит из префикса и одной или нескольких цифр. Обычно используется префикс «А», но допустимо использовать префикс любой длины.

Контекстная функция всегда именуется А0. Функция А0 декомпозируется в функции А1, А2, А3 и т.д. Функция А2 декомпозируется в функции А21, А22, А23 и т.д. Каждый уровень декомпозиции добавляет один разряд в номер функционального блока.

Роль, обозначение, применение стрелок. Стрелки показывают взаимодействие функций с внешней средой и между собой. Они могут обозначать материальные объекты, места, людей, события и понятия. Стрелки могут быть только однонаправленными. Именуются существительными. Подписи соединяются со стрелками с помощью специального элемента – тильды (рис. 5.11).

Контекстная диаграмма А-0 также должна содержать краткие утверждения, определяющие точку зрения должностного лица или подразделения, с позиций которого создается модель, и цель, для достижения которой ее разрабатывают. Эти утверждения помогают руководить разработкой модели и ввести этот процесс в определенные рамки. Точка зрения определяет, что и в каком разрезе можно увидеть в пределах контекста модели. Изменение точки зрения приводит к рассмотрению других аспектов объекта. Аспекты, важные с одной точки зрения, могут не появиться в модели, разрабатываемой с другой точки зрения на тот же самый объект.

Формулировка цели выражает причину создания модели, то есть содержит перечень вопросов, на которые должна отвечать модель, что в значительной мере определяет ее структуру.

Наиболее важные свойства объекта обычно выявляются на верхних уровнях иерархии; по мере декомпозиции функции верхнего уровня и разбиения ее на подфункции, эти свойства уточняются. Каждая подфункция, в свою очередь, декомпозируется на элементы следующего


Рис. 5.11. Обозначение стрелок


уровня, и так происходит до тех пор, пока не будет получена релевантная структура, позволяющая ответить на вопросы, сформулированные в цели моделирования. Механизм декомпозиции поясняется рис. 5.12.

Каждая подфункция моделируется отдельным блоком. Каждый родительский блок подробно описывается дочерней диаграммой на более низком уровне. Все дочерние диаграммы должны быть в пределах области контекстной диаграммы верхнего уровня.

 

Рис. 5.12. Механизм декомпозиции

 

На рис. 5.13 приведена диаграмма декомпозиции функции верхнего уровня (А-0) «изготовление изделия» на дочерние диаграммы, представляющие иерархию диаграмм всего процесса. Каждому блоку диаграмм присваивается индекс дочерней принадлежности к диаграмме верхнего уровня. Дочерняя диаграмма, создаваемая при декомпозиции, охватывает ту же область, что и родительский блок, но описывает ее более подробно. Таким образом, дочерняя диаграмма как бы вложена в свой родительский блок.

 
А4
 
 
А42
А42
А4
А2
   
А-0
U CR6hWGoFNqWhlDK2Fr2OszAgcfYRRq8T49hJM+odj/tenmVZLr12xB+sHvDeYvu53HgFafG+t/lb e1e459XjU+6+mqZZKHV8NN3egEg4pb8y/OizOtTstA4bMlH0zAWbJ75XBQjOL84vQax/WdaV/O9f fwMAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0Nv bnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAA AC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQAaaqlENgIAAGAEAAAOAAAAAAAAAAAAAAAA AC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQCQiio/3AAAAAcBAAAPAAAAAAAAAAAA AAAAAJAEAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAmQUAAAAA ">
А-0
А4

 

 


 

 

 


Рис. 5.13. Структура дочерних диаграмм в родительских блоках модели

 

При декомпозиции происходит определенная миграция связей (рис. 5.14). Внутренние связи не касаются границ диаграммы.

Связи для дочерних диаграмм разделяются на виды:

· выход-вход;

· выход-управление;

· выход-механизм;

· обратная связь по входу;

· обратная связь по управлению.

Рис. 5.14. Миграция связей

 

5.1.4. Интерактивные электронные технические документы

В современных условиях очевиден факт снижения конкурен­тоспособности таких изделий, которые сопровождаются большим объемом традиционной бумажной документации. При этом про­слеживаются следующие тенденции.

· увеличение количества и сложности выпускаемых изделий обусловливает появление огромного количества технических ма­териалов, инструкций по эксплуатации и обслуживанию техни­ки, в основном на бумажных носителях, несмотря на усилия кон­структоров по упрощению эксплуатации техники;

· быстрые изменения и модификация изделий приводят к тому, что существующие руководства и содержащаяся в них техничес­кая информация становятся неактуальными и не отражают дей­ствительное состояние данного изделия. Ценность огромного ко­личества такой бумажной информации сводится к нулю, да и на создание, хранение и использование ее приходится затрачивать большие деньги и время сотрудников;

· возникает необходимость развития автоматизированных средств диагностики и контроля изделия с помощью электронных уст­ройств для обработки той информации, которую они выдают;

· увеличение номенклатуры и уменьшение сроков освоения новых изделий требуют повышения квалификации обслуживаю­щего и ремонтного персонала и необходимости его быстрого пе­реучивания.

Потребитель является полноправным участником ЖЦ на этапе эксплуатации изделия и ему необходимо обеспечить доступ в ЕИП. Однако использование для этих целей PDM-системы нецелесообразно в силу ее большой стоимости и значительного срока внедрения и освоения. Учитывая это, а также то, что потребителю необходимы только эксплуатационные данные об изделии, в качестве средства доступа к ЕИП он будет использовать не PDM-систему, а интерактивные электронные технические руководства (ИЭТР). ИЭТР - это техническое руководство, предоставляемое заказчику в электронной форме на мобильном носителе (CD), либо при помощи Интернет.

ИЭТР предоставляет пользователю следующие возможности:

· отображение информации в удобном для пользователя виде (техническое руководство, каталог деталей, информация для заказа запчастей и т.д.);

· возможность обновления информации об изделии в связи с ремонтом, модификацией, применением особых, новых материалов при обслуживании;

· возможность использования встроенных в систему документации поисковых и диагностических систем.

С точки зрения концепции CALS, предусматривающей преемственность в передаче информации на всех стадиях жизненного цикла, ИЭТР - это документ, формируемый в значительной степени автоматически на основе конструкторского описания изделия.

Если в подразделении, в котором создается ИЭТР, используется PDM-система, то все исходные материалы - текстовые, графические, звуковые и т.д. - берутся из нее в готовом виде.

Информационное наполнение ИЭТР происходит главным образом на стадиях разработки и производства изделия, а применение ИЭТР на стадии эксплуатации и утилизации.

Место ИЭТР в жизненном цикле изделия иллюстрирует рис. 5.15.

Можно выделить несколько классов ИЭТР, каждый из которых характеризуется определенной функциональностью и стоимостью реализации:

Класс 1 - Бумажно-ориентированные электронные документы. Отсканированные страницы бумажных руководств. Электронный документ - копия бумажного руководства.
Преимущества: большие объемы бумажной документации заменяет компактный электронный носитель. Недостатки: не добавляет никаких новых функций по сравнению с бумажными руководствами.

 

Рис. 5.15. Место ИЭТР в ЖЦ изделия

 

Класс 2 - Неструктурированные документы. Текстовые электронные документы.
Преимущества: возможность использования аудио- и видеофрагментов, графических изображений и возможность осуществлять поиск по тексту документа. Недостатки: ограниченные возможности обработки информации.

Класс 3 - Структурированные документы. Начиная с класса 3, руководства представляют собой документы, имеющие три компонента: структура, оформление и содержание. Кроме того, начиная с класса 3, ИЭТР имеют стандартизированный интерфейс пользователя. Преимущества: существует возможность стандартизировать структуру, оформление и пользовательский интерфейс руководств (например, в соответствии с отраслевыми стандартами на эксплуатационную документацию), стандартизированный интерфейс пользователя позволяет облегчить работу с ИЭТР. Недостатки: при создании руководств к сложным промышленным изделиям появляются проблемы управления большим объемом информации.

Класс 4 - Интерактивные базы данных. Руководства данного класса используют для хранения информации СУБД. Преимущества: можно создавать технические руководства большого объема. Недостатки: отсутствие системы диагностики изделия.

Класс 5 - Интегрированные базы данных. Дают возможность прямого взаимодействия с электронными модулями диагностики изделий, что существенно облегчает обслуживание и ремонт изделия. Преимущества: возможность проведения диагностики изделия. Недостатки: очень высокая стоимость создания. Вариант использования конкретного класса ИЭТР, в общем случае, зависит от сложности изделия, от финансовых и технических возможностей пользователя.

Электронный технический документ рассматривается как совокупность информационных единиц - модулей данных (МД). Модуль данных – основной информационный объект базы данных.

Модуль данных –электронный документ, являющийся наименьшей самостоятельной информационной единицей, входящей в состав технической документации. Каждый МД идентифицируется кодом, обеспечивающим доступ к нему, кодом языка его содержательной части и номером издания. Все МД, применимые к изделию, объединены в составе единой базы данных, где и обеспечивается их обработка.

Из МД, содержащихся в общей базе данных, формируются публикации.

Публикацияпредставляет собой составной электронный документ, состоящий из набора МД. Каждая публикация идентифицируется кодом модуля публикации, кодом языка содержательной части, номером издания. В ходе сопровождения (изменения, дополнения) электронного документа МД могут добавляться в публикацию, изыматься из неё или заменяться.

Для формирования публикации могут использоваться информационные наборы.

Информационный наборпредставляет собой составной электронный документ, состоящий из набора МД. Информационные наборы могут содержать информацию:

- по определенной тематике, например, по схемам электрооборудования изделия или по его техническому обслуживанию.

- об устройстве блока или узла, применяемого в нескольких изделиях.

В состав публикации помимо МД могут входить автоматически созданные отчеты, например, перечень действующих МД, перечень изменений.

Техническая документация, изданная в виде ИЭТР, составленная из интерактивных электронных технических публикаций (ИЭТП), снабжается программой для просмотра содержащейся в ней информации.

Каждая ИЭТП, включенная в ИЭТР, может содержать иллюстрированный текст, видео- и аудио- ролики, трехмерные модели. Используя функцию поиска, пользователь может быстро получить необходимую информацию для эксплуатации изделия, выполнения регламентных работ и ремонта изделия, его транспортировки, хранения и технического обслуживания.

Рассмотрим подробнее виды и содержание МД. МД делятся на типы в зависимости от информации, содержащейся в них. Каждый МД представляет собой совокупность взаимосвязанных технических сведений, относящихся к определенной тематике. МД состоит из описательной и содержательной частей.

Типовыми описательными разделами МД являются:

- Описание изделия и его компонентов.

- Описание технического обслуживания изделия.

- Описание процессов эксплуатации изделия.

- Иллюстрированный каталог деталей и сборочных единиц.

- Перечень расходных материалов.

Содержательная часть состоит из текстовой информации, таблиц, иллюстраций, видео- и аудио- роликов, компьютерных моделей. Содержательная часть зависит от типа МД.

Существуют следующие виды информации:

1. Описательные данные.

2. Данные по техническому обслуживанию.

3. Информация по поиску неисправностей.

4. Планирование технического обслуживания.

5. Информация для экипажа или эксплуатирующего персонала.

6. Информация по иллюстрированному каталогу.

7. Оценка боевых повреждений и ремонт.

8. Данные по схемам электрооборудования.

9. Процессный МД.

10. Репозиторий технической информации (справочники).

11. Таблица перекрестных ссылок на Объект.

12. Таблица перекрестных ссылок на технические условия.

13. Контейнер.

14. Правила выполнения проекта.

 

Для справки рассмотрим виды информации, которая может содержаться в МД, подробней.








Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 4201;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.091 сек.