Другие возможности IDEF-моделей

 

Функциональные модели могут служить исходными данными при использовании других методов моделирования. Например, стоимостные модели, построенные на базе моделей IDEF0, могут применяться для анализа затрат на сооружение здания, основанного на соотнесении общих затрат на строительство с затратами на строительные материалы, выполнение соответствующих технологических операций и заработную плату. Кроме того, на базе моделей IDEF3 иногда проводят имитационное моделирование для исследования параметров системы, меняющихся во времени.

Функциональное оценивание(Activity-based costing — ABC) — это технология выявления и исследования стоимости выполнения той или иной функции (действия). Исходными данными для функционального оценивания являются затраты на ресурсы (материалы, персонал и т.д.), затем эти затраты распределяются между блоками IDEF3-модели, которые, в свою очередь, привязываются к выходам системы, называемым, в терминологии функционального оценивания, объектами затрат. В сравнении с традиционными способами оценки затрат, при применении которых часто недооценивается продукция, производимая в незначительном объеме, и переоценивается массовый выпуск, ABC обеспечивает более точный метод расчета стоимости производства продукции, основанный на стоимости выполнения всех технологических операций, выполняющихся при ее выпуске. Модель функциональной оценки отражает схему функционирования компании, так как в ее основе лежит IDEF3-модель действий. Поскольку построение полной картины затрат может оказаться неоправданно дорогим и долгим, важно сконцентрировать внимание на основных производственных затратах компании. Модель функциональной оценки представляется, как правило, в виде таблицы, в которой стоимость каждого ресурса или механизма исполнения записывается в разрезе выполняемых действий и получающейся в результате продукции.

При функциональном оценивании результирующую продукцию называют объектом затрат, а основные организационные единицы компании, такие, например, как департаменты, — центрами затрат (cost centers). Если в общей стоимости продукции существенную роль играет стоимость исходного сырья, то создаются таблицы, отражающие стоимость сырья для каждого выхода, производимого тем или иным блоком. Также может оказаться важным оценить стоимость неудачи при выполнении того или иного действия в случае если это приводит к существенным потерям, выражающимся как в непосредственных потерях от испорченного сырья, так и в стоимости повторного выполнения технологических операций при переделке продукции. Для этого также строят отдельные таблицы. В иерархических моделях IDEF3 стоимости присваиваются только для блоков, не имеющих диаграмм декомпозиции (листовых блоков); стоимостью родительских блоков в этом случае предполагается совокупная стоимость листовых блоков.

Имитационное моделирование предназначено для изучения изменения состояния системы с течением времени. При этом последовательно собирается некоторая статистическая информация о моделируемой системе аналогично тому, как это происходило бы при функционировании реальной системы. При использовании для имитационного моделирования моделей IDEF3 статистически значимые изменения ассоциируются с событиями. Фактически имитационное моделирование производится посредством перехода с одного события на другое с течением времени. Такой тип имитационного моделирования называется дискретным имитационно-событийным моделированием (discrete event simulation).

Имитационное моделирование обычно связывают с исследованием операций — разделом теории принятия решений, суть которого состоит в определении оптимального (наилучшего) набора действий при условии ограниченности ресурсов. Однако назначение и ограничения многих реально существующих в мире систем затруднительно описать строго математическим образом. В отличие от классического подхода, имитационные модели описывают изучаемую систему как набор элементарных модулей, связанных, скорее, хорошо определенными логическими взаимоотношениями, нежели обычно сложными математическими формулами. В сравнении с математическими моделями имитационные модели обычно предоставляют большую гибкость в определении назначения системы и ее ограничений.

Имитационное моделирование имеет два существенных недостатка. Во-первых, на первый взгляд незначительные детали могут оказывать решающее влияние на результат работы системы, из этого следует необходимость тщательного, подробного и относительно дорогостоящего построения IDEF3-моделей. Во-вторых, имитационное моделирование может продолжаться довольно продолжительное время даже на высокопроизводительной вычислительной технике.

Естественно, что между имитационными и IDEF3-моделями системы существует довольно тесная взаимосвязь: IDEF3-модели могут с незначительными изменениями быть использованы в качестве скелета имитационной модели, построение которой, в свою очередь, значительно улучшает понимание механизма функционирования системы в целом, что может привести к изменениям в исходной модели IDEF3. Далее приведем описание основных компонентов имитационных моделей.

Источники отображают получение входных параметров системы и по своей сути аналогичны внешним сущностям в диаграммах потоков данных. Норма поступления входов (интервал времени между поступлением входных параметров в систему) записывается в виде математического выражения; обычно это статистическая функция нормального распределения.

Назначения также аналогичны внешним сущностям, но при имитационном моделировании они служат чем-то вроде приемников, собирающих информацию. В назначениях собирается информация о всех передвижениях объектов по системе, которая может, например, включать общее время нахождения объекта внутри системы, общую стоимость производства результирующей продукции и т.п.

Очереди — это способ моделирования объектов, которые находятся внутри системы и пребывают в состоянии ожидания обработки. Временной цикл или продолжительность (duration) выполнения того или иного действия (здесь и далее слово действие понимается в терминах IDEF3) — это время, которое необходимо тому или иному действию для выполнения. Продолжительность выполнения действия может изменяться с течением времени, вызывая тем самым случайные возмущения, отражающиеся на выходе всей системы. Рассмотрим, например, два последовательно выполняющихся действия, занимающих в нормальных условиях одинаковое время. Выполнение первого из них за время, меньшее обычного, приведет к накоплению в очереди незавершенных изделий.

Поведение очередей должно быть описано в имитационной модели. Например, очередь может функционировать как стек — последнее изделие, помещенное в очередь, извлекается из нее первым. Этот принцип широко известен под аббревиатурой LIFO (Last In — First Out). Очередь может функционировать и наоборот — по принципу FIFO (First In — First Out). Кроме того, объекты могут извлекаться из очередей случайным образом или по какому-либо специально заданному признаку.

При имитационном моделировании с использованием моделей IDEF0 и IDEF3 типы обработки очередей для каждого входа и управления являются входными параметрами модели.

Использование статистических формул — это основа имитационного моделирования. В дополнение к отображению времени выполнения тех или иных действий статистические формулы также используются для отражения времени прибытия сырьевых ресурсов, а также времени доступности механизмов исполнения. Программное обеспечение, выполняющее имитационное моделирование, непрерывно производит вычисления по этим формулам для количественного определения этих параметров.

Имитационное моделирование обычно проводится неоднократно. Одна и та же модель может рассчитываться несколько раз с целью получения более точного представления о производительности системы. В дополнение к этому отдельные эксперименты проводятся на одной и той же базовой модели, при этом каждый раз варьируется только один параметр.

Модели IDEF могут применяться не только для описания функционирования системы или предполагаемых изменений в ней, но и для оценки последствий претворения этих изменений в жизнь. Для выявления наиболее критичных с точки зрения расхода ресурсов элементов системы и выяснения ее оптимального состава применяются методы имитационного моделирования, для использования которых требуется построение IDEF0- и IDEFЗ-моделей.