CIMS系统设计方法-IDEF0

专题三：CIMS系统设计方法之IDEF0现代集成制造系统朱海平[e-mail]机械学院制造装备数字化国家工程中心/工业工程系本节的主要内容信息系统建模的基本过程及策略信息系统建模的主要方法IDEFEPCE-RDFD其他方法什么是系统模型模型（系统）是抽取研究对象的本质特征，忽略掉或精简掉一些非本质因素后的表示法。这种表示法的形式：数学公式；缩小的物理装置；图形表格；某些特性或规则的语言文字的叙述。在研究过程中有一种共同语言，能毫不含糊地进行分析研究和交流。什么是信息系统建模信息系统模型是客观数据世界的“纯粹”反映独立于DBMS用各种图表来表示系统概念模式和逻辑模式告诉阅读者：本系统大致是什么样的本系统是包含哪些主要部分，它们之间的关系本系统的如何运作的现实世界信息世界数据世界事物类事物特征实体集实体属性文件记录数据项事物及其联系实体模型数据模型什么是信息系统建模信息系统建模的基本过程DomainDefinitionsInformationFlowsofInterestFunctionsofInterestCategoriesofInformationInformationDefinitionsFunctionsinDomains信息系统建模的基本策略自顶向下：先全局，后细化自底向上：先局部，后集成由里向外：先核心，后扩充混合策略：自顶向下+自底向上信息系统建模的基本方法在集成制造系统建模领域，已有若干公认比较成熟的建模方法：过程链模型EPC；功能模型IDEF0；数据流程图DFD；信息模型E-R等。说明：目前没有一种建模方法能够全面地建立制造系统的模型。IDEF方法1981年，在美国空军公布的ICAM（IntegratedComputerAidedManufacturing）工程中，首次采用了名为“IDEF”的方法。IDEF是ICAMDefinitionMethod的缩写，后来就称之为IntegrationDefinitionMethod，简称IDEFIDEF方法IDEF方法族包括的主要方法功能建模方法（IDEF0）信息建模方法（IDEF1）数据建模方法（IDEF1）动态仿真建模方法（IDEF2）过程描述方法（IDEF3）面向对象设计方法（IDEF4）本体论描述方法（IDEF5）设计原理获取方法（IDEF6）信息系统审定方法（IDEF7）人机接口设计方法（IDEF8）盒子的边表示所进入或离开的箭头的作用。它们分别是输入、控制、输出与机制IDEF方法IDEF0描述系统的功能活动及其联系模型方法。IDEF0模型由一系列图形组成，图形的元素由盒子及箭头构成。盒子表示活动，箭头表示处理的事件。输入输出（I/O）箭头：表示活动进行的是什么(what)；控制（C）箭头：表明为何这么做(why）；机制（M）箭头：表示如何做(how)。盒子：动词，箭头：名词IDEF方法LabelCONTROLOUTPUTINPUTMECHANISMICOMsInputsRealObjectsorDataNeededtoPerformaFunctionObjectsorDataTransformedbyaFunctionLabeledwithaNounorNounPhraseINPUTSFUNCTIONOutputObjectsorDataProducedasaResultoftheFunctionLabeledwithaNounorNounPhraseINPUTSOUTPUTSFUNCTIONControlThatwhichGovernstheAccomplishmentoftheFunctionThingsthatInfluenceorDeterminetheOutputsLabeledwithaNounorNounPhraseINPUTSOUTPUTSCONTROLSFUNCTIONMechanismPerson,Device,orDatawhichCarriesouttheFunctionTheMeansbywhichtheFunctionisPerformedLabeledwithaNounorNounPhraseINPUTSOUTPUTSCONTROLSMECHANISMSFUNCTIONSyntax:ContextDiagram:isamodelofthefunctionatthehighestlevelofinputs,controls,outputs,andmechanismsMechanismsFunctionNameControlsInputsOutputs•itemsthattriggertheactivityresultsofperformingtheactivityGuideorregulatetheactivitysystems,people,equipmentusedtoperformtheactivityIDEF基本元素小结控制（C）：表示活动的条件、规则或约束；输入（I）：表示为完成此活动所需要的数据；输出（O）：表示执行活动时产生的数据；机制（M）：是执行活动的人或设备。说明：1.每个活动盒子至少有一个输入或控制箭头，不允许既没有输入又没有控制。2.输入与输出的关系就是活动（盒子），是将输入数据转变为输出数据的一种变换。IDEF基本元素小结示例：调资政策IDEF方法举例收料库存策略采购策略支付料款退料供应商3PLA0A-0Diagram收料单库管IDEF方法举例BoxandArrowRelationsinaDiagram123INPUTOUTPUTTOINPUTSOUTPUTTOCONTROLOUTPUTTOMECHANISMOUTPUTARROWSBRANCHING(Split)FEEDBACKOUTPUTTOCONTROL(Join)关系举例一般关系BuildSystemA3DesignSystemA2EstablishReqmnts.A1NeedsAlternativeTechnologiesKnowledgeofPreviousDesignCustomerExpectationsUnderstandingofCustomerRequirementsRequirementsContractforTradeoffDecisionsDesignProductRawMaterialAnalysisMethodsDesignMethodsFabricationMethodsIDEF方法IDEF0-FunctionModeling复杂关系SplitJoinSplitJoinJoin&SplitJoin:ConceptsBandCarejoinedtoformconceptA.Split:ConceptAisunbundledintoconceptsBandC.CBAABCJoinFINISHEDSUB-PARTSPROCUREDITEMSPRODUCTIONITEMSCONTROLPRODUCTIONITEMS&TOOLSSplitOutputcanbranchandbeusedbytwofunctionssimultaneouslyorsequentiallyWithoutlabelswecannottellhowthebranchingoccurs123OUTPUTDATAONCETHISDATAISSUPPLIED,FUNCTIONS2&3CANOPERATESIMULTANEOUSLYORSEQUENTIALLYSplitandJoin:PCBASSEMBLYProcessPlan=loadingdetails+solderpastedetails+chipplacementmethodAssemblyRecords=solderingcompleteddata+placementcompleteddataPlacechiponboardApplysolderpasteA2Loadboardontom/cA1ManagementDirectivesBareboardsChippositionedboardplacementcompleteddataPlacementmethodSplitJoinA3PasteappliedboardProcessplanSolderpastemethodsolderingcompleteddataAssemblyRecords分层第一层只有一个功能，标注为A-0图每一个图中最多可以有6个功能，至少3个A0A1A2A3A4A5A6A1A2A3IDEF方法A0A1A2A3A4A3A32A33A34A31子图父图IDEF的分层IDEF方法MoreGeneralMoreDetailedIDEF的分层IDEF方法节点树IDEF方法TunnelledArrowsTunneledArrowsatUnconnectedEnds(ConceptDoesNotAppearontheNextHigherLevel.)TunneledArrowsatConnectedEnds(ConceptDoesNotAppearontheNextLowerLevel.)TunnelingExampleThiscontrolwillnotappearonchilddiagram.ThiscontrolwillstillbedesignatedasC3onchilddiagram.Thisoutputwillnotbeshownonparentdiagram.A0A-0ParentDiagramA0A1A2A3C1C3O1I1ChildDiagramI1I2I2O1C1C3A0DiagramPaymentsCheckStockLevels&DetReorderQtyA1PrepareAuthorize&MailPOA2ReceivePOProduce&ShipA3ReceiveShipment&InspectA4Restock&MakePaymentA5InventoryPolicyStockLevelsReorderQtyPurchasePolicyInvoiceMaterialOKMaterialABCCo.VendorRejectedMaterialPurchaseOrderPOPrep.PolicyInspectionPolicyIDEF方法应用举例FeedbackSYSTEMREQUIREMENTSDRAFTSPECIFICATIONSCOMMENTSDRAFTSPECIFICATIONWITHDESIGNCHANGESDESIGNREVIEWAPPROVEDDESIGNIDEF方法应用举例Files=CustomerRecords+Price&TaxTablesAccountEntries=TransactionEntries+BillingEntriesPerformBillingDeliverProductsA2KeepRecordsA1OrdersManagementDirectivesFilesInvoicesTransactionEntriesBillingEntriesPrices&TaxTablesAccountEntriesCustomerRecordsSplitJoinA3TransactionsIDEF方法应用举例IDEF方法应用举例怎样画IDEF0图（1）建立一张数据表，列出在父图范围内首先想到的一些活动；（2）对作用在数据上的活动进行命名，用盒子将活动名包围起来；（3）布置合适的箭头；（4）画出草图；（5）检查图形目的、观点及平衡性、精确性，必要时写出文字说明重要部分。IDEF方法