기능 모델

Function model

시스템 공학, 소프트웨어 공학 및 컴퓨터 과학에서 기능 모델 또는 기능 모델은 모델링된 시스템 또는 주제 [1]영역 내의 기능(활동, 동작, 프로세스, 운영)의 구조화된 표현입니다.

IDEF0 표기법에서의 "Maintain Repairable Spares" 프로세스의 함수 모델의 예.

기능 모델은 활동 모델 또는 프로세스 모델과 마찬가지로 정의된 범위 내에서 기업의 기능을 그래픽으로 표현한 것입니다.기능 모델의 목적은 기능 및 프로세스를 기술하고, 정보 요구의 발견을 지원하며, 기회를 식별하고, 제품 및 서비스 [2]비용을 결정하기 위한 기반을 확립하는 것입니다.

역사

시스템 공학 및 소프트웨어 공학 분야의 기능 모델은 1950년대와 1960년대에 시작되었지만, 조직 활동의 기능 모델링의 기원은 19세기 후반으로 거슬러 올라간다.

19세기 후반에는 비즈니스 활동, 행동, 프로세스 또는 운영을 그림으로 나타낸 최초의 도표가 등장했고, 20세기 전반에는 비즈니스 프로세스 활동을 문서화하는 구조화된 방법이 처음으로 등장했습니다.그 방법 중 하나는 Frank Gilbreth가 1921년 미국기계공학회(ASME) 회원들에게 "프로세스 차트—최선의 방법을 찾는 첫 단계"[3]라는 제목으로 소개한 흐름도였습니다.Gilbreth의 도구는 산업 공학 커리큘럼에 빠르게 도입되었습니다.

시스템 공학 분야의 출현은 1940년대에 [4]Bell Telephone Laboratories로 거슬러 올라갈 수 있습니다.복잡한 엔지니어링 프로젝트에서는 부품 속성의 합계와 크게 다를 수 있는 시스템 전체의 속성을 식별하고 조작할 필요가 있기 때문에 다양한 업계가 이 [5]규율을 적용하게 되었습니다.이 분야에서 기능 모델을 최초로 정의한 사람 중 하나는 영국의 엔지니어 윌리엄 고슬링이었습니다.그의 저서 엔지니어링 시스템의 설계(1962년, 페이지 25)에서 그는 다음과 같이 말했다.

따라서 기능 모델은 두 가지 목적을 달성해야 사용할 수 있습니다.첫 번째 스루풋 상태와 마지막 스루풋 상태, 그리고 일부 개입 상태를 완전히 정의할 수 있는 스루풋 기술 메커니즘을 제공해야 합니다.또, 이 메카니즘에 근거해 올바르게 기술된 입력을 사용해, 실제의 시스템이 관련하는 입력에 대해서 제공할 수 있는 출력의 설명과 동등하게 올바른 출력을 생성할 수 있는 수단을 제공할 필요가 있습니다.또한 기능 모델이 수행할 수 있는 다른 두 가지가 있지만 모든 기능 모델에 필요한 것은 아닙니다.따라서 이러한 시스템은 입출력 이외의 시스템스루풋을 기술할 수 있지만 그럴 필요는 없습니다.또, 각 요소가 throughput에 대해서 실행하는 동작에 대해서도 기술할 수 있습니다만, 이것은 아닙니다.[6]

가장 먼저 잘 정의된 기능 모델 중 하나는 1950년대에 [7]국방 관련 TRW 주식회사가 개발한 기능 흐름도(FFBD)였다.1960년대에 그것은 NASA에 의해 우주 시스템과 비행 [8]임무에서 일어나는 사건의 시간 순서를 시각화하기 위해 이용되었다.시스템 [9]기능의 실행 순서를 나타내기 위해 기존 시스템 엔지니어링에서 더욱 널리 사용됩니다.

기능 모델링 토픽

기능적 관점

시스템 엔지니어링 및 소프트웨어 엔지니어링에서는 기능 모델링 관점에서 기능 모델이 작성됩니다.기능적 관점은 비즈니스 프로세스 모델링에서 가능한 관점 중 하나이며, 다른 관점에는 행동적, 조직적, [10]정보적 관점이 있습니다.

기능 모델링의 관점에서는 동적 프로세스를 기술하는 데 초점을 맞춥니다.이 모델링 관점에서의 주요 개념은 프로세스이며, 이는 기능, 변환, 활동, 동작, 작업 등이 될 수 있습니다.이러한 관점을 사용하는 모델링 언어의 잘 알려진 예는 데이터 흐름도입니다.

이 관점에서는 프로세스를 설명하기 위해 다음과 같은 네 가지 기호를 사용합니다.

  • 프로세스:입력에서 출력으로의 변환을 나타냅니다.
  • 스토어: 데이터 수집 또는 어떤 종류의 자료.
  • 흐름: 프로세스에서 데이터 또는 재료의 이동.
  • 외부 엔티티:모델링된 시스템 외부에 있지만 시스템과 상호 작용합니다.

이 기호들을 통해 프로세스는 이러한 기호들의 네트워크로 표현될 수 있습니다.이 분해된 프로세스는 DFD, 데이터 흐름도입니다.

시스템 분석의 기능 분해 예제입니다.

동적 엔터프라이즈 모델링에서는 제어 모델, 기능 모델, 프로세스 모델 및 조직 모델로 분할됩니다.

기능 분해

기능분해란 기능구성에 의해 원래의 기능이 재구성될 수 있도록 기능관계를 구성부분으로 분해하는 과정을 말한다.일반적으로 이 분해 과정은 구성 요소의 동일성에 대한 통찰력을 얻기 위한 목적 또는 글로벌 기능의 압축된 표현을 얻기 위한 목적으로 수행되며, 구성 프로세스는 일정 수준의 모듈화를 가질 때만 실행 가능하다.

기능 분해는 컴퓨터 프로그래밍에서 중요한 역할을 하는데, 여기서 주요 목표는 프로세스를 최대한 모듈화하는 것입니다.예를 들어 라이브러리 관리 시스템은 재고 모듈, 고객 정보 모듈 및 요금 사정 모듈로 분할할 수 있다.컴퓨터 프로그래밍의 초기 수십 년 동안, 이것은 몇몇 저명한 실무자들이 부르는 "서브루팅의 예술"로 나타났다.

엔지니어링 시스템의 기능 분해는 엔지니어링 시스템을 분석하는 방법입니다.기본 아이디어는 블록 다이어그램의 각 블록이 설명에 "and" 또는 "또는" 없이 기술될 수 있도록 시스템을 분할하는 것입니다.

이 연습은 시스템의 각 부분이 순수한 기능을 갖도록 합니다.시스템이 순수한 기능으로 구성되면 재사용하거나 교체할 수 있습니다.일반적인 부작용은 블록 간의 인터페이스가 단순하고 범용적이 되는 것입니다.인터페이스는 보통 단순해지기 때문에 순수한 함수를 관련된 유사한 함수로 대체하는 것이 더 쉽습니다.

기능 모델링 방법

기능적 접근법은 여러 다이어그램 기법과 모델링 표기법으로 확장된다.이 섹션에서는 중요한 기술에 대한 개요를 시간 순서대로 설명합니다.

기능 블록 다이어그램

제미니 우주선의 자세 제어 및 조종 전자 시스템의 기능 블록 다이어그램.1962년 6월

기능 블록 다이어그램은 시스템의 기능과 상호 관계를 설명하는 블록 다이어그램입니다.기능 블록 다이어그램은 다음과 같은 그림을 [11]그릴 수 있습니다.

  • 블록으로 나타낸 시스템의 기능
  • 선이 그려진 블록의 입력 및
  • 9가지 기능의 관계
  • 물질 및/또는[12] 신호의 기능적 시퀀스 및 경로

블록 다이어그램은 추가 도식 기호를 사용하여 특정 특성을 표시할 수 있습니다.

특정 기능 블록 다이어그램은 전형적인 기능 흐름도 및 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 설계에 사용되는 기능 블록 다이어그램(FBD)입니다.

기능 흐름 블록 다이어그램

기능 흐름 블록 다이어그램 [13]형식입니다.

FFBD(Functional Flow Block Diagram)는 시스템 기능 [14]흐름의 다계층 시간순서 단계별 흐름도입니다.이 다이어그램은 1950년대에 개발되었으며 고전 시스템 공학에서 널리 사용되고 있습니다.기능 흐름도는 기능 흐름도, 기능 블록도 및 기능 [15]흐름도라고도 합니다.

FFBD(Functional Flow Block Diagram)는 일반적으로 시스템의 상세한 단계별 운영 및 지원 시퀀스를 정의하지만 시스템 개발 및 생산 프로세스 정의에도 효과적으로 사용됩니다.소프트웨어 개발 프로세스에서도 FFBD를 광범위하게 사용합니다.시스템 컨텍스트에서 기능 흐름 단계는 하드웨어, 소프트웨어, 인력, 설비 및/또는 절차의 조합을 포함할 수 있습니다.

FFBD 방법에서는 함수를 논리적인 실행 순서로 정리하고 표현한다.각 함수는 다른 함수의 실행 및 완료에 대한 논리적 관계에 대해 표시된다.함수 이름이 붙은 노드는 각 함수를 나타냅니다.왼쪽에서 오른쪽으로 화살표가 기능의 실행 순서를 나타냅니다.논리 기호는 [16]함수의 순차적 또는 병렬 실행을 나타냅니다.

HIPO 및 oPO

기업공개(IPO) 모델 확대

계층형 입력 프로세스 출력을 위한 HIPO는 시스템의 모듈을 계층으로 표현하고 각 [18]모듈을 문서화하기 위한 1970년대 인기 있는 시스템 분석 설계 보조 및 문서[17] 기술입니다.

자동화된 랑데부(Rendezvous)를 시연하기 위한 전문가 시스템의 요건 개발, 설계 및 구현을 지원하기 위해 사용되었습니다.그 후 설계 및 [19]구현 방법 때문에 검증이 체계적으로 수행되었다.

시스템의 전체 설계는 HIPO 차트 또는 구조 차트를 사용하여 문서화됩니다.구조도는 조직도와 모양이 비슷하지만 추가 세부 정보를 표시하도록 수정되었습니다.구조도는 여러 유형의 정보를 표시하는 데 사용할 수 있지만 데이터 구조 또는 코드 구조를 [18]도표로 표시하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다.

N2 관리도

그림 2N2 관리도의 정의.[20]

N2 관리도는 시스템 요소 간의 기능적 또는 물리적 인터페이스를 나타내는 매트릭스 모양의 다이어그램입니다.기능 인터페이스와 물리 인터페이스를 체계적으로 식별, 정의, 표화, 설계 및 분석하기 위해 사용됩니다.시스템 인터페이스 및 하드웨어 및/[14]또는 소프트웨어 인터페이스에 적용됩니다.

N2 다이어그램은 주로 소프트웨어 영역에서 데이터 인터페이스를 개발하기 위해 광범위하게 사용되어 왔습니다.단, 하드웨어 인터페이스 개발에도 사용할 수 있습니다.기본2 N 관리도는 그림 2에 나와 있습니다.시스템 기능은 대각선에 배치되며, N × N 행렬의 나머지 정사각형은 인터페이스 입력 및 출력을 나타냅니다.[20]

구조화 해석 및 설계 기법

SADT 기본 요소

SADT(Structured Analysis and Design Technology)는 시스템을 기능의 계층으로 기술하는 소프트웨어 엔지니어링 방법론이며, 소프트웨어 애플리케이션의 스케치를 구성하기 위한 도식 표기법입니다.여기에는 도면요소 및 활동을 나타내는 구성 블록과 관련 상자를 나타내는 다양한 화살표가 있습니다.이러한 상자와 화살표는 연관된 비공식적 [21]의미를 가집니다.SADT는 연속적인 상세 수준을 사용하여 특정 프로세스의 기능 분석 도구로 사용할 수 있습니다.SADT 방식은 산업 정보 시스템에서 사용되는 IT 개발에 대한 사용자 요구를 정의할 수 있을 뿐만 아니라 활동의 제조 프로세스, [22]절차를 설명하고 제시할 수도 있습니다.

SADT는 기업 내 기능과 그 관계를 설명함으로써 기업의 특정 기능 뷰를 제공합니다.이러한 기능은, 판매, 주문 계획, 제품 설계, 부품 제조, 인재 관리 등, 기업의 목적을 완수합니다.SADT는 단순한 기능 관계를 나타낼 수 있으며 데이터를 반영하여 다른 기능 간의 흐름 관계를 제어할 수 있습니다.IDEF0 형식주의는 Douglas T에 의해 개발된 SADT에 기초하고 있다. 1985년 [23]로스.

IDEF0

IDEF0 다이어그램 예시

IDEF0은 제조 기능을 기술하는 기능 모델링 방법론으로서 정보 시스템, 비즈니스 프로세스 또는 소프트웨어 엔지니어링 [24]분석의 분석, 개발, 재엔지니어링 및 통합을 위한 기능 모델링 언어를 제공합니다.소프트웨어 엔지니어링 분야의 모델링 언어 IDEF 패밀리의 일부이며, SADT 구축 기능 모델링 언어 위에 구축되어 있습니다.

IDEF0 기능 모델링 방법은 조직 또는 [25]시스템의 의사결정, 액션 및 활동을 모델링하도록 설계되었습니다.이것은 Douglas T가 개발한 확립된 그래픽 모델링 언어 구조 분석 및 설계 기술(SADT)에서 파생되었습니다. 로스와 소프테크 주식회사IDEF0은 원래 형태에서 그래픽 모델링 언어(구문 및 의미론)의 정의와 [1]모델 개발을 위한 포괄적인 방법론의 설명을 모두 포함한다.미 공군은 SADT 개발자들에게 시스템의 기능적 관점을 분석하고 전달하기 위한 기능 모델 방법 개발을 의뢰했다.IDEF0은 시스템 분석을 구성하고 단순화된 그래픽 [25]장치를 통해 분석가와 고객 간의 효과적인 커뮤니케이션을 촉진해야 합니다.

자동 설계

자동설계는 제품, 정보시스템, 비즈니스 프로세스 또는 소프트웨어 엔지니어링 [26]솔루션의 분석, 개발, 리엔지니어링 및 통합을 위한 솔루션 합성 프레임워크로 사용되는 하향식 기능 분해 프로세스입니다.이 구조는 잠재적인 기능 솔루션 모델의 구조적 견고성을 최적화하기 위해 기능 간의 결합을 수학적으로 분석하기에 적합합니다.

관련 모델 유형

시스템 및 소프트웨어 엔지니어링 분야에서는 수많은 특정 기능 및 기능 모델과 밀접한 관련 모델이 정의되어 있습니다.여기서는 몇 가지 일반적인 유형만 설명합니다.

비즈니스 기능 모델

비즈니스 기능 모델(BFM)은 조직의 임무를 수행하기 위해 일상적으로 수행되는 작업의 일반적인 설명 또는 범주입니다."일반 비즈니스 기능을 식별하기 위한 개념적 구조를 제공합니다."[27]비즈니스 영역 기능의 맥락에서 중요한 비즈니스 프로세스를 보여줄 수 있습니다.비즈니스 기능 모델의 프로세스는 가치사슬 모델의 프로세스와 일치해야 합니다.프로세스는 최종 제품을 생산하거나 서비스를 제공하기 위해 수행되는 관련 비즈니스 활동의 그룹입니다.프로세스는 지속적으로 수행되는 비즈니스 기능과 달리 원하는 결과를 제공하는 것으로 나타나는 특정 시작점과 종료점과 시작점이 있습니다.오른쪽 그림은 비즈니스 프로세스, 비즈니스 기능 및 비즈니스 영역의 비즈니스 참조 [28]모델 간의 관계를 보여 줍니다.

비즈니스 프로세스 모델 및 표기법

비즈니스 프로세스 모델링 표기법 예제.

비즈니스 프로세스 모델 및 표기법(BPMN)은 워크플로에서 비즈니스 프로세스를 지정하기 위한 그래픽 표현입니다.BPMN은 Business Process Management Initiative(BPMI; 비즈니스 프로세스 관리 이니셔티브)에 의해 개발되었으며, 2005년 두 조직이 합병된 이후 현재 객체 관리 그룹에 의해 유지되고 있습니다.BPMN의 현재 버전은 2.0입니다.[29]

비즈니스 프로세스 모델 및 표기법(BPMN) 사양은 비즈니스 프로세스 다이어그램(BPD)[30]에서 비즈니스 프로세스를 지정하기 위한 그래픽 표기법을 제공합니다.BPMN의 목적은 비즈니스 사용자에게 직관적이면서도 복잡한 프로세스 의미를 나타낼 수 있는 표기법을 제공함으로써 기술 사용자와 비즈니스 사용자 모두에게 비즈니스 프로세스 관리를 지원하는 것입니다.또한 BPMN 사양은 표기법 그래픽과 실행 언어의 기본 구성, 특히 BPEL4 사이의 매핑을 제공합니다.WS.[31]

비즈니스 레퍼런스 모델

이 FEA 비즈니스 참조 모델은 비즈니스 프로세스, 비즈니스 기능 및 비즈니스 영역의 비즈니스 참조 모델 간의 관계를 나타냅니다.

비즈니스 레퍼런스 모델은 기업, 서비스 조직 또는 정부 기관의 핵심 비즈니스 기능 및 조직 측면에 초점을 맞춘 레퍼런스 모델입니다.엔터프라이즈 엔지니어링에서 비즈니스 참조 모델은 엔터프라이즈 아키텍처 프레임워크 또는 아키텍처 프레임워크의 일부로, 엔터프라이즈 아키텍처와 관련된 구조와 뷰를 구성하는 방법을 정의합니다.

참조 모델은 일반적으로 무언가의 기본 목표나 아이디어를 구체화한 모델로 다양한 목적을 위한 참조로 볼 수 있습니다.비즈니스 참조 모델은 조직의 비즈니스 운영을 수행하는 조직 구조와는 독립적으로 기술하는 수단입니다.다른 유형의 비즈니스 참조 모델도 비즈니스 프로세스, 비즈니스 기능 및 비즈니스 영역의 비즈니스 참조 모델 간의 관계를 나타낼 수 있습니다.이러한 참조 모델은 계층별로 구성할 수 있으며 서비스 구성요소, 기술, 데이터 및 성능을 분석하기 위한 기반을 제공합니다.

연산자 함수 모형

조작자 기능 모델(OFM)은 인적 요인 엔지니어가 사용하는 전통적인 작업 분석 기법의 대안으로 제안됩니다.연산자 기능 모델은 연산자가 복잡한 시스템을 보다 단순한 부분으로 분해하는 방법을 수학적인 형태로 표현하고 허용 가능한 전체 시스템 성능을 달성하기 위해 제어 동작 및 시스템 구성을 조정하려고 시도한다.이 모델은 복잡한 시스템의 지식 표현, 정보 흐름 및 의사 결정과 같은 기본적인 문제를 나타냅니다.Miller(1985)는 네트워크 구조가 오퍼레이터의 시스템 내부 모델의 가능한 표현과 오퍼레이터 제어 [32]기능을 구성하는 의사결정 문제를 해결하기 위해 모델이 어떻게 사용되는지를 지정하는 제어 구조라고 생각할 수 있다고 제안한다.

「 」를 참조해 주세요.

Wikimedia Commons에는 기능 모델과 관련된 미디어가 있습니다.

레퍼런스

Public Domain이 문서에는 미국 국립표준기술연구소 웹사이트 https://www.nist.gov의 퍼블릭 도메인 자료가 포함되어 있습니다.

Public Domain이 문서에는 연방항공청 문서의 퍼블릭 도메인 자료가 포함되어 있습니다."Operator Function Model (OFM)".

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