مخطط تدفق وظيفي

مخطط تدفق العمليات الوظيفية ( FFBD ) هو مخطط متعدد المستويات، متسلسل زمنيًا، يوضح تدفق العمليات الوظيفية للنظام خطوة بخطوة . ^{[ 2 ]} يختلف مصطلح "وظيفي" في هذا السياق عن استخدامه في البرمجة الوظيفية أو في الرياضيات، حيث يكون الربط بين "وظيفي" و"تدفق" غامضًا. هنا، يشير "تدفق العمليات الوظيفية" إلى تسلسل العمليات، حيث تعبر أسهم "التدفق" عن الاعتماد على نجاح العمليات السابقة. قد توضح مخططات تدفق العمليات الوظيفية أيضًا تبعيات بيانات الإدخال والإخراج بين الكتل الوظيفية، كما هو موضح في الأشكال أدناه، ولكنها تركز بشكل أساسي على التسلسل.

طُوِّرت صيغة FFBD في خمسينيات القرن العشرين، وتُستخدم على نطاق واسع في هندسة النظم التقليدية . تُعدّ FFBD إحدى منهجيات نمذجة العمليات التجارية الكلاسيكية ، إلى جانب مخططات التدفق ، ومخططات تدفق البيانات ، ومخططات تدفق التحكم ، ومخططات جانت ، ومخططات بيرت ، و IDEF . ^{[ 3 ]}

تُعرف مخططات التدفق الوظيفي أيضًا باسم مخططات التدفق الوظيفي ، ومخططات الكتل الوظيفية ، والتدفقات الوظيفية . ^{[ 4 ]}

تاريخ

قدّم فرانك جيلبريث أول طريقة منظمة لتوثيق تدفق العمليات، وهي مخطط تدفق العمليات ، لأعضاء الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) في عام 1921 في عرض تقديمي بعنوان "مخططات العمليات - الخطوات الأولى في إيجاد أفضل طريقة". ^[⁵^] وسرعان ما وجدت أدوات جيلبريث طريقها إلى مناهج الهندسة الصناعية .

في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، بدأ المهندس الصناعي آلان إتش. موغنسن بتدريب رجال الأعمال على استخدام بعض أدوات الهندسة الصناعية في مؤتمرات تبسيط العمل التي كان يُقيمها في ليك بلاسيد ، نيويورك . وفي عام ١٩٤٤، تولى آرت سبينانجر، أحد خريجي دورة موغنسن، تدريب شركة بروكتر آند غامبل، حيث طوّر برنامج تغيير الأساليب المتعمد. وفي العام نفسه، قام بن إس. غراهام ، مدير هندسة فورمكرافت في شركة ستاندرد ريجستر الصناعية ، وهو خريج آخر من نفس العام، بتكييف مخطط تدفق العمليات مع معالجة المعلومات من خلال تطويره لمخطط تدفق العمليات المتعدد لعرض وثائق متعددة وعلاقاتها. وفي عام ١٩٤٧، اعتمدت الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) مجموعة رموز كمعيار لها لمخططات العمليات وتدفق العمليات، مستمدة من عمل جيلبريث الأصلي. ^{[ ٥ ]}

طُوِّر مخطط تدفق العمليات الوظيفي الحديث من قِبَل شركة TRW ، وهي شركة متخصصة في مجال الدفاع، في خمسينيات القرن العشرين. ^{[ 6 ]} وفي ستينيات القرن العشرين، استُخدم هذا المخطط من قِبَل وكالة ناسا لتصوُّر التسلسل الزمني للأحداث في الأنظمة الفضائية ومهام الطيران. ^{[ 7 ]} وأصبح مخطط تدفق العمليات الوظيفي شائع الاستخدام في هندسة النظم التقليدية لإظهار ترتيب تنفيذ وظائف النظام. ^{[ 3 ]}

تطوير مخططات تدفق وظيفية

يمكن تطوير مخططات وظائف الطيران (FFBDs) على مستويات متعددة. تُظهر هذه المخططات المهام نفسها التي تم تحديدها من خلال التفكيك الوظيفي، وتعرضها في علاقتها المنطقية والتسلسلية. على سبيل المثال، يمكن تعريف مهمة الطيران الكاملة لمركبة فضائية في مخطط وظائف طيران من المستوى الأعلى، كما هو موضح في الشكل 2. يمكن بعد ذلك توسيع كل كتلة في مخطط المستوى الأول إلى سلسلة من الوظائف، كما هو موضح في مخطط المستوى الثاني لوظيفة "تنفيذ عمليات المهمة". تجدر الإشارة إلى أن المخطط يُظهر كلاً من المدخلات (الانتقال إلى المدار التشغيلي) والمخرجات (الانتقال إلى مدار نظام النقل الفضائي)، مما يُمهد لعملية تحديد الواجهة والتحكم بها. يمكن تطوير كل كتلة في مخطط المستوى الثاني تدريجيًا إلى سلسلة من الوظائف، كما هو موضح في مخطط المستوى الثالث في الشكل 2. ^{[ 8 ]}

تُستخدم هذه المخططات لتطوير المتطلبات وتحديد دراسات المفاضلة المُجدية. على سبيل المثال، هل يلتقط هوائي المركبة الفضائية إشارة قمر التتبع ونقل البيانات (TDRS) فقط عند إرسال بيانات الحمولة، أم أنه يتتبع TDRS باستمرار لاستقبال أوامر الطوارئ أو إرسال بيانات الطوارئ؟ يتضمن مخطط تدفق العمليات (FFBD) أيضًا عمليات بديلة وطارئة، مما يُحسّن احتمالية نجاح المهمة. يوفر مخطط التدفق فهمًا شاملاً لتشغيل النظام، ويُشكّل أساسًا لتطوير إجراءات التشغيل والطوارئ، ويُحدد المجالات التي يُمكن أن تُسهّل فيها تغييرات إجراءات التشغيل عملية تشغيل النظام ككل. في بعض الحالات، يُمكن استخدام مخططات تدفق عمليات بديلة لتمثيل وسائل مختلفة لتلبية وظيفة مُحددة إلى حين الحصول على البيانات، مما يسمح بالاختيار بين البدائل. ^{[ 8 ]}

لبنات البناء

السمات الرئيسية

نظرة عامة على السمات الرئيسية لـ FFBD: ^{[ 1 ]}

كتلة الوظائف : يجب أن تكون كل وظيفة في مخطط كتلة الوظائف منفصلة وممثلة بمربع واحد (خط متصل). يجب أن تمثل كل وظيفة إجراءً محددًا ومحدودًا ومنفصلًا يتم تنفيذه بواسطة عناصر النظام.
ترقيم الوظائف : ينبغي أن يكون لكل مستوى نظام ترقيم متسق، وأن يوفر معلومات حول أصل الوظيفة. تُرسّخ هذه الأرقام الهوية والعلاقات التي ستُطبّق في جميع أنشطة التحليل والتخصيص الوظيفي، وتُسهّل التتبع من المستويات الأدنى إلى الأعلى.
المرجع الوظيفي : يجب أن يحتوي كل مخطط على مرجع للمخططات الوظيفية الأخرى باستخدام مرجع العنوان الوظيفي (المربع بين قوسين).
اتصال التدفق : يجب أن تشير الخطوط التي تربط الوظائف فقط إلى تدفق الوظيفة وليس إلى فترة زمنية أو نشاط وسيط.
اتجاه التدفق : ينبغي تصميم المخططات بحيث يكون اتجاه التدفق عمومًا من اليسار إلى اليمين. وغالبًا ما تُستخدم الأسهم للإشارة إلى التدفقات الوظيفية.
بوابة الجمع : تُستخدم دائرة للدلالة على بوابة الجمع، وتُستخدم عند وجود AND أو OR. يُستخدم AND للإشارة إلى الدوال المتوازية، ويجب استيفاء جميع الشروط للمتابعة. يُستخدم OR للإشارة إلى إمكانية استيفاء مسارات بديلة للمتابعة.
مسار الانطلاق ومسار الإيقاف : يُستخدم الرمز "G" والرمز "bar G" للدلالة على حالتي "الانطلاق" و"الإيقاف". توضع هذه الرموز بجوار الخطوط الخارجة من وظيفة معينة للإشارة إلى المسارات البديلة.

الرمزية الوظيفية

يُمثَّل كل دالة بمستطيل يحتوي على عنوانها (فعل متبوع بعبارة اسمية) ورقمها العشري الفريد. يفصل خط أفقي بين هذا الرقم والعنوان، كما هو موضح في الشكل 3 أعلاه. يوضح الشكل أيضًا كيفية تمثيل دالة مرجعية، والتي توفر سياقًا ضمن مخطط بيانات وظيفية محدد. انظر الشكل 9 للاطلاع على مثال لاستخدام دالة مرجعية. ^{[ 9 ]}

الخطوط الموجهة

يُظهر الخط ذو رأس السهم الواحد التدفق الوظيفي من اليسار إلى اليمين، انظر الشكل 4. ^{[ 9 ]}

الرموز المنطقية

يجب استخدام رموز المنطق الأساسية التالية. ^{[ 9 ]}

"و": حالة تتطلب جميع المسارات السابقة أو اللاحقة. قد يحتوي الرمز على مدخل واحد مع عدة مخارج، أو عدة مداخل مع مخرج واحد، ولكن لا يمكن أن يحتوي على عدة مداخل ومخارج مجتمعة (الشكل 5). اقرأ الشكل كما يلي: يمكن أن يبدأ المساران F2 وF3 بالتوازي بعد اكتمال المسار F1. وبالمثل، يمكن أن يبدأ المسار F4 بعد اكتمال المسارين F2 وF3.

أو الحصرية: هي حالة تتطلب مسارًا واحدًا من بين عدة مسارات سابقة أو لاحقة، ولكن ليس جميعها. قد يحتوي الرمز على مدخل واحد مع عدة مخارج، أو عدة مداخل مع مخرج واحد، ولكن لا يمكن أن يحتوي على عدة مداخل ومخارج مجتمعة (الشكل 6). اقرأ الشكل كما يلي: قد يبدأ المسار F2 أو F3 بعد اكتمال المسار F1. وبالمثل، قد يبدأ المسار F4 بعد اكتمال المسار F2 أو F3.
أو الشاملة: هي حالة تتطلب مسارًا واحدًا أو بعضًا أو كل المسارات المتعددة السابقة أو اللاحقة. يوضح الشكل 7 منطق أو الشاملة باستخدام مزيج من رمز "و" (الشكل 5) ورمز "أو الحصرية" (الشكل 6). اقرأ الشكل 7 كما يلي: قد يبدأ المسار F2 أو F3 (حصريًا) بعد اكتمال F1، أو (حصريًا أيضًا) قد يبدأ المسار F2 وF3 بعد اكتمال F1. وبالمثل، قد يبدأ المسار F4 بعد اكتمال إما F2 أو F3 (حصريًا)، أو (حصريًا أيضًا) قد يبدأ المسار F4 بعد اكتمال كل من F2 وF3.

البيانات السياقية والإدارية

يجب أن يحتوي كل ملف FFBD على البيانات السياقية والإدارية التالية: ^{[ 9 ]}

تاريخ إنشاء الرسم التخطيطي
اسم المهندس أو المنظمة أو فريق العمل الذي أنشأ الرسم التخطيطي
رقم فريد مفصول بفواصل عشرية للدالة التي يتم رسمها
اسم الدالة الفريد للدالة التي يتم رسمها تخطيطياً.

يعرض الشكلان 8 و9 البيانات في مخطط FFBD. الشكل 9 هو تحليل للدالة F2 الواردة في الشكل 8، ويوضح السياق بين الدوال على مستويات مختلفة من النموذج.

انظر أيضاً

ملحوظات

1 2 أساسيات هندسة النظم. مؤرشف بتاريخ 28-07-2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . مطبعة جامعة الاستحواذ الدفاعي، 2001
↑ يعتمد الإصدار الأول من هذه المقالة بالكامل على دليل هندسة نظام NAS القسم 4.4 الإصدار 3.1 06/06/06.
1 2 توماس دوفريسن وجيمس مارتن (2003). "نمذجة العمليات للتجارة الإلكترونية". مؤرشف في 20 ديسمبر 2006 على موقع Wayback Machine . INFS 770 أساليب هندسة نظم المعلومات: إدارة المعرفة والتجارة الإلكترونية. ربيع 2003
1 2 أدوات تحليل المهام المستخدمة طوال عملية التطوير . إدارة الطيران الفيدرالية 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2008.
1 2 بن ب. غراهام (2004). "رسم خرائط العمليات التفصيلية: التحدث بلغة العملية". ص 1
↑ تيم ويلكينز (2008). هندسة النظم باستخدام SysML/UML: النمذجة والتحليل والتصميم . الصفحة 257.
↑ هارولد تشيستنت (1967). أساليب هندسة النظم . صفحة 254.
1 2 3 ناسا (2007). دليل هندسة أنظمة ناسا، ديسمبر 2007، صفحة 53.
1 2 3 4 إدارة الطيران الفيدرالية (2006). دليل هندسة أنظمة المجال الجوي الوطني، القسم 4.4، الإصدار 3.1، 06/06/06.

للمزيد من القراءة

DAU (2001) أساسيات هندسة النظم. مطبعة جامعة اقتناء الدفاع.
دليل هندسة النظم (2007) إدارة الطيران الفيدرالية، واشنطن.

[SEF01-1] 1 2 أساسيات هندسة النظم. مؤرشف بتاريخ 28-07-2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . مطبعة جامعة الاستحواذ الدفاعي، 2001

[2] يعتمد الإصدار الأول من هذه المقالة بالكامل على دليل هندسة نظام NAS القسم 4.4 الإصدار 3.1 06/06/06.

[TD03-3] 1 2 توماس دوفريسن وجيمس مارتن (2003). "نمذجة العمليات للتجارة الإلكترونية". مؤرشف في 20 ديسمبر 2006 على موقع Wayback Machine . INFS 770 أساليب هندسة نظم المعلومات: إدارة المعرفة والتجارة الإلكترونية. ربيع 2003

[FAA08-4] 1 2 أدوات تحليل المهام المستخدمة طوال عملية التطوير . إدارة الطيران الفيدرالية 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2008.

[BBG02-5] 1 2 بن ب. غراهام (2004). "رسم خرائط العمليات التفصيلية: التحدث بلغة العملية". ص 1

[6] تيم ويلكينز (2008). هندسة النظم باستخدام SysML/UML: النمذجة والتحليل والتصميم . الصفحة 257.

[7] هارولد تشيستنت (1967). أساليب هندسة النظم . صفحة 254.

[NASA07-8] 1 2 3 ناسا (2007). دليل هندسة أنظمة ناسا، ديسمبر 2007، صفحة 53.

[FAA06-9] 1 2 3 4 إدارة الطيران الفيدرالية (2006). دليل هندسة أنظمة المجال الجوي الوطني، القسم 4.4، الإصدار 3.1، 06/06/06.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]