Функціональна блок-схема потоку (Functional Flow Block Diagram - FFBD)

Функціональна блок-схема потоку (Functional Flow Block Diagram - FFBD) - це багаторівнева, послідовна в часі, покрокова блок-схема функціонального потоку системи. Термін "функціональний" у цьому контексті відрізняється від його використання у функціональному програмуванні або в математиці, де поєднання "функціональний" і "потік" було б неоднозначним.

Тут "функціональний потік" стосується послідовності операцій, а стрілки "потоку" виражають залежність від успіху попередніх операцій. FFBD також може виражати залежності вхідних і вихідних даних між функціональними блоками, як показано на рисунках нижче, але FFBD в першу чергу фокусується на послідовності.

Нотація FFBD була розроблена в 1950-х роках і широко використовується в класичній системній інженерії. FFBD є однією з класичних методологій моделювання бізнес-процесів, поряд з блок-схемами, діаграмами потоків даних, діаграмами потоків управління, діаграмами Ганта, PERT-діаграмами та IDEF.

FFBD також називають функціональними блок-схемами, функціональними блок-схемами та функціональними потоками.

Історія

Перший структурований метод документування технологічного процесу, блок-схему, представив Френк Гілбрет членам Американського товариства інженерів-механіків (ASME) у 1921 році в презентації "Технологічні схеми - перші кроки у пошуку найкращого способу". Інструменти Гілбрета швидко увійшли в навчальні програми промислового інжинірингу.

На початку 1930-х років промисловий інженер Аллан Могенсен (Allan H. Mogensen) почав навчати бізнесменів використанню деяких інструментів промислового інжинірингу на своїх конференціях зі спрощення роботи в Лейк-Плесіді, штат Нью-Йорк. Випускник класу Могенсена 1944 року, Арт Спінангер, приніс ці інструменти до компанії Procter and Gamble, де він розробив їхню Програму свідомої зміни методів. Інший випускник 1944 року, Бен С. Грехем, директор інженерного відділу Formcraft в Standard Register Industrial, адаптував блок-схему до обробки інформації, розробивши багатопотокову блок-схему для відображення кількох документів та їхніх взаємозв'язків. У 1947 році ASME прийняв набір символів в якості стандарту ASME для операційних і блок-схем технологічних процесів, заснований на оригінальній роботі Гілбрета.

Сучасна функціональна блок-схема була розроблена TRW Incorporated, оборонною компанією, у 1950-х роках. У 1960-х роках вона була використана NASA для візуалізації часової послідовності подій у космічних системах і польотах. FFBD стали широко використовуватися в класичній системній інженерії, щоб показати порядок виконання функцій системи.

Розробка блок-схем функціональних потоків

FFBDs можуть бути розроблені на декількох рівнях. FFBD відображають ті самі завдання, визначені за допомогою функціональної декомпозиції, і показують їх у їх логічному, послідовному взаємозв'язку. Наприклад, вся польотна місія космічного апарату може бути визначена в FFBD верхнього рівня, як показано на рисунку 2. Кожен блок на діаграмі першого рівня може бути розширений до серії функцій, як показано на діаграмі другого рівня для "виконання операцій місії". Зверніть увагу, що на діаграмі показано як вхід (переведення на робочу орбіту), так і вихід (переведення на орбіту космічної транспортної системи), таким чином ініціюючи процес ідентифікації та управління інтерфейсом. Кожен блок на діаграмі другого рівня може бути поступово розвинутий в серію функцій, як показано на діаграмі третього рівня на рисунку 2.

Ці діаграми використовуються як для розробки вимог, так і для визначення вигідних торгових досліджень. Наприклад, чи антена космічного апарату захоплює супутник стеження і ретрансляції даних (TDRS) тільки тоді, коли потрібно передати дані корисного навантаження, чи вона відстежує TDRS постійно, щоб забезпечити прийом аварійних команд або передачу аварійних даних? FFBD також включає альтернативні і запасні операції, які підвищують ймовірність успіху місії. Блок-схема забезпечує розуміння загальної роботи системи, слугує основою для розробки оперативних і резервних процедур, а також визначає області, в яких зміни в оперативних процедурах можуть спростити загальну роботу системи. У певних випадках можуть використовуватися альтернативні FFBD для представлення різних засобів виконання певної функції, поки не будуть отримані дані, які дозволять зробити вибір між альтернативами.

Структурні елементи

Ключові атрибути (Key attributes)

Огляд ключових атрибутів FFBD:

• Функціональний блок (Function block): Кожна функція на FFBD повинна бути окремою і представлена одним блоком (суцільною лінією). Кожна функція повинна означати певну, кінцеву, дискретну дію, яка має бути виконана елементами системи.
• Нумерація функцій (Function numbering): Кожен рівень повинен мати послідовну систему нумерації та надавати інформацію про походження функції. Ці номери встановлюють ідентифікацію та взаємозв'язки, які будуть використовуватися в усіх заходах з функціонального аналізу та розподілу і сприятимуть простежуваності від нижчих до вищих рівнів.
• Функціональне посилання (Functional reference): Кожна діаграма повинна містити посилання на інші функціональні діаграми за допомогою функціонального посилання (поле в дужках).
• Потоковий зв'язок (Flow connection): Лінії, що з'єднують функції, повинні вказувати лише на потік функцій, а не на проміжок часу або проміжну діяльність.
• Напрямок потоку (Flow direction): Діаграми слід розташовувати таким чином, щоб напрямок потоку був зліва направо. Для позначення функціональних потоків часто використовують стрілки.
• Підсумкові ворота (Summing gates): Коло використовується для позначення підсумовуючих воріт і використовується, коли присутній AND/OR. І використовується для позначення паралельних функцій, і всі умови повинні бути виконані, щоб продовжити роботу. АБО використовується для позначення того, що альтернативні шляхи можуть бути задоволені для продовження.
• Шляхи GO і NO-GO (GO and NO-GO paths): "G" і "штрих G" використовуються для позначення умов "йти" і "не йти". Ці символи розміщуються поруч з лініями, що виходять з певної функції, для позначення альтернативних шляхів.

Символіка функцій (Function symbolism)

Функція повинна бути представлена прямокутником, що містить назву функції (дієслово дії, за яким слідує іменник) та її унікальний номер, відокремлений десятковою крапкою. Горизонтальна лінія повинна розділяти цей номер і назву, як показано на рисунку 3 вище. На рисунку також показано, як представляти функцію посилання, яка забезпечує контекст у конкретному FFBD. Приклад використання функції посилання наведено на Рисунку 9.

Спрямовані лінії (Directed lines)

Лінія з однією стрілкою повинна зображати функціональний потік зліва направо, див. Рисунок 4.

Символи логіки (Logic symbols)

Використовуються наступні основні логічні символи.

• І (AND): Умова, за якої всі попередні або наступні шляхи є обов'язковими. Символ може містити один вхід з декількома виходами або декілька входів з одним виходом, але не декілька входів і виходів разом (Рисунок 5). Прочитайте рисунок наступним чином: F2 і F3 можуть починатися паралельно після завершення F1. Аналогічно, F4 може початися після завершення F2 і F3.

• Виключне АБО (Exclusive OR): Умова, в якій один з декількох попередніх або наступних шляхів є обов'язковим, але не всі. Символ може містити один вхід з декількома виходами або декілька входів з одним виходом, але не декілька входів і виходів разом (Рисунок 6). Прочитайте рисунок наступним чином: F2 АБО F3 може починатися після завершення F1. Аналогічно, F4 може починатися після завершення F2 або F3.
• Інклюзивне АБО (Inclusive OR): Умова, в якій один, деякі або всі з декількох попередніх або наступних шляхів є обов'язковими. На рисунку 7 зображено логіку "Інклюзивне АБО" за допомогою комбінації символів "І" (рисунок 5) і "Виключне АБО" (рисунок 6). Прочитайте Рисунок 7 наступним чином: F2 АБО F3 (виключно) може починатися після завершення F1, АБО (знову ж таки виключно) F2 І F3 може починатися після завершення F1. Аналогічно, F4 може починатися після завершення або F2, або F3 (виключно), АБО (знову ж таки виключно) F4 може починатися після завершення і F2, і F3.

Контекстні та адміністративні дані (Contextual and administrative data)

Кожна FFBD повинна містити наступні контекстні та адміністративні дані:

• Дата створення діаграми
• Ім'я інженера, організації або робочої групи, яка створила діаграму
• Унікальний десятковий номер функції, що діагностується
• Унікальна назва функції, що відображається на діаграмі.

На рисунках 8 і 9 представлені дані у формі FFBD. Рисунок 9 є декомпозицією функції F2, що міститься на Рисунку 8, і ілюструє контекст між функціями на різних рівнях моделі.

Якщо стаття була для вас корисна підпишіться на розсилку або на мій телеграм канал.