Инструментальные методы и программные средства в экономике

Министерство сельского хозяйства РФ

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Волгоградский государственный аграрный университет

Кафедра «Математическое моделирование и информатика»

К.Е. Токарев
А.Ф. Рогачев

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ 

И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА В ЭКОНОМИКЕ

Учебное пособие

Волгоград

Волгоградский ГАУ

2015

УДК 519.7:33
ББК 22.18:6565
Т-51

Рецензенты –

доктор экономических наук, заведующий кафедрой «Информационные системы в экономике» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» П.В. Терелянский; кандидат экономических наук, доцент кафедры «Информационные системы и технологии» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» А. Ю. Руденко.

Токарев, Кирилл Евгеньевич

Т-51
Инструментальные методы и программные средства в 

экономике: учебное пособие / К.Е. Токарев, А.Ф. Рогачев – Волгоград: 
ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2015. – 92 с.

В учебном пособии содержатся материалы для изучения дисци
плины «Инструментальные методы и программные средства в экономике», охватывающие вопросы применения инструментальных методов функционального моделирования экономических процессов с использованием современных программных средств

Предназначено для обучающихся очной и заочной форм по на
правлению подготовки 38.06.01 «Экономика» и 09.06.01 «Информатика и вычислительная техника» (профили: 08.00.13 «Математические и 
инструментальные методы экономики»; 05.13.18 «Математическое 
моделирование, численные методы и комплексы программ»).

УДК 519.7:33

ББК 22.18:6565

© ФГБОУ ВО Волгоградский 
государственный аграрный университет, 2015
© Токарев К.Е., Рогачев А.Ф., 
2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
4

1 ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЭКОНОМИКИ…………...
5

1.1 Методология функционального моделирования IDEF0……..
5

1.1.1 Синтаксис и семантика моделей IDEF0……………………...
5

1.1.
2 Диаграммы дерева узлов и презентационные диаграммы 

IDEF0…………………………………………………………………
12

1.2 Особенности описания процессов в стандарте IDEF3………..
15

1.3 Структурный анализ потоков данных в нотации DFD………..
25

2 ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ ИНСТРУ
МЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ………………………………………..
33

2.1 Реализация методологии структурного анализа и проектиро
вания в Erwin Process Modeler……………………………………..
33

2.2 Проектирование бизнес-процессов с помощью BPwin………
39

2.3 Моделирование бизнес-процессов с помощью Microsoft Visio…
49

2.4 Функционально-стоимостной анализ в программном средст
ве BPwin……………………………………………………………
55

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………
86

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ………………………………
87

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………….
90

ВВЕДЕНИЕ

Постоянное усложнение производственно-технических и орга
низационно-экономических систем – фирм, предприятий, производств, и других субъектов производственно-хозяйственной деятельности, необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких 
систем. Эта проблема приобретает особую актуальность в связи с появлением интегрированных компьютеризированных производств и 
автоматизированных предприятий.

В связи с расширяющимся применением информационных техно
логий и, в частности, CALS-технологий в народном хозяйстве Российской Федерации в настоящем учебном пособии приводятся основные 
сведения о методологии структурного анализа и моделирования экономических процессов на графических языках описания моделей, а 
также программные средства их реализации.

Технология разработки описаний экономических процессов вклю
чает в себя методологию описания процессов на базе семейства стандартов IDEF, структурного анализа потоков данных DFD, а также технологический цикл развития описаний процессов и инструментальные 
средства поддержки построения диаграмм процессов.

1 ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЭКОНОМИКИ

1.1
МЕТОДОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО 

МОДЕЛИРОВАНИЕ IDEF0

Методология функционального моделирования IDEF0 – это сис
тема принципов, положений и методов описания системы в целом как 
множества взаимозависимых действий, или функций. IDEF0 имеет 
функциональную направленность – функции системы исследуются 
независимо от объектов, которые обеспечивают их выполнение.

Функциональная точка зрения позволяет четко отделить аспекты 

назначения системы от аспектов ее физической реализации. Наиболее 
часто IDEF0 применяется как технология исследования и проектирования систем на логическом уровне. По этой причине он, как правило, 
используется на ранних этапах разработки проекта.

IDEF0 сочетает в себе небольшую по объему графическую нота
цию (она содержит только два обозначения: блоки и стрелки) со строгими и четко определенными рекомендациями, в совокупности предназначенными для построения качественной и понятной модели системы.

1.1.1
СИНТАКСИС И СЕМАНТИКА МОДЕЛЕЙ IDEF0

Набор структурных компонентов языка, их характеристики и 

правила, определяющие связи между компонентами, представляют 
собой синтаксис языка. Компоненты синтаксиса IDEF0 – блоки, 
стрелки, диаграммы и правила. Блоки представляют функции, определяемые как деятельность, процесс, операция, действие или преобразование. Стрелки представляют данные или материальные объекты, связанные с функциями. Правила определяют, как следует применять 
компоненты; диаграммы обеспечивают формат графического и словесного описания моделей. Формат образует основу для управления 
конфигурацией модели.

В основе методологии IDEF0 лежат четыре основных понятия. 

Первым 
из 
них 
является 
понятие 
функционального 
блока

(ActivityBox). Функциональный блок графически изображается в виде 
прямоугольника (Рис. 1) и представляет собой конкретную функцию в 
рамках рассматриваемой системы. По требованиям стандарта назва

ние каждого функционального блока должно быть сформулировано в 
глагольном наклонении (например, «производить услуги», а не «производство услуг»). 

Каждая из четырех сторон функционального блока имеет своё 

определенное значение (роль), при этом: 


верхняя сторона имеет значение «Управление» (Control); 


левая сторона имеет значение «Вход» (Input); 


правая сторона имеет значение «Выход» (Output); 


нижняя сторона имеет значение «Механизм» (Mechanism).
Каждый функциональный блок в рамках единой рассматривае
мой системы должен иметь свой уникальный идентификационный 
номер.

Рисунок 1 - Функциональный блок

Вторым базисом методологии IDEF0 является понятие интер
фейсной дуги (Arrow). Также интерфейсные дуги часто называют потоками или стрелками. Интерфейсная дуга отображает элемент системы, который обрабатывается функциональным блоком или оказывает 
иное влияние на функцию, отображенную данным функциональным 
блоком.

Графическим отображением интерфейсной дуги является одно
направленная стрелка. Каждая интерфейсная дуга должна иметь свое 
уникальное наименование (Arrow Label). По требованию стандарта, 
наименование должно быть оборотом существительного. С помощью 
интерфейсных дуг отображают различные объекты, в той или иной 

степени определяющие процессы, происходящие в системе. Такими 
объектами могут быть элементы реального мира или потоки данных и 
информации.

В зависимости от того, к какой из сторон подходит данная ин
терфейсная дуга, она носит название «входящей», «исходящей» или 
«управляющей». Кроме того, «источником» (началом) и «приемником» (концом) каждой функциональной дуги могут быть только 
функциональные блоки, при этом «источником» может быть только 
выходная сторона блока, а «приемником» любая из трех оставшихся. 

Необходимо отметить, что любой функциональный блок по тре
бованиям стандарта должен иметь по крайней мере одну управляющую интерфейсную дугу и одну исходящую. Это и понятно – каждый 
процесс должен происходить по каким-то правилам (отображаемым 
управляющей дугой) и должен выдавать некоторый результат (выходящая дуга), иначе его рассмотрение не имеет никакого смысла. 

При построении IDEF0 – диаграмм важно правильно отделять 

входящие интерфейсные дуги от управляющих, что часто бывает непросто. К примеру, на рисунке 2 изображен функциональный блок «Обработать заготовку». В реальном процессе рабочему, производящему обработку, выдают заготовку и технологические указания по обработке. 
Ошибочно может показаться, что и заготовка и документ с технологическими указаниями являются входящими объектами, однако это не так. 
На самом деле в этом процессе заготовка обрабатывается по правилам 
отраженным в технологических указаниях, которые должны соответственно изображаться управляющей интерфейсной дугой.

Рисунок 2 - Функциональный блок «Обработать заготовку»

Другое дело, когда технологические указания обрабатываются 

главным технологом и в них вносятся изменения (Рис. 3). В этом случае они отображаются уже входящей интерфейсной дугой, а управляющим объектом являются, например, новые промышленные стан-
дарты, исходя из которых производятся данные изменения.

Рисунок 3 - Функциональный блок «Корректировать технологические 

указания»

Приведенные выше примеры подчеркивают внешне схожую 

природу входящих и управляющих интерфейсных дуг, однако для 
систем одного класса всегда есть определенные разграничения. Например, в случае рассмотрения предприятий и организаций существуют пять основных видов объектов: материальные потоки (детали, 
товары, сырье и т.д.), финансовые потоки (наличные и безналичные, 
инвестиции и т.д.), потоки документов (коммерческие, финансовые и 
организационные документы), потоки информации (информация, 
данные о намерениях, устные распоряжения и т.д.) и ресурсы (сотрудники, станки, машины и т.д.). При этом в различных случаях входящими и исходящими интерфейсными дугами могут отображаться все 
виды объектов, управляющими только относящиеся к потокам документов и информации, а дугами-механизмами только ресурсы.
Обязательное наличие управляющих интерфейсных дуг является одним из главных отличий стандарта IDEF0 от других методологий 
классов DFD (DataFlowDiagram) и WFD (WorkFlowDiagram). 

Третьим основным понятием стандарта IDEF0 является деком
позиция (Decomposition). Принцип декомпозиции применяется при 
разбиении сложного процесса на составляющие его функции. При 
этом уровень детализации процесса определяется непосредственно 
разработчиком модели. 
Декомпозиция позволяет постепенно и структурированно представлять модель системы в виде иерархической структуры отдельных диаграмм, что делает ее менее перегруженной и легко усваиваемой. 

Модель IDEF0 всегда начинается с представления системы как 

единого целого – одного функционального блока с интерфейсными 
дугами, простирающимися за пределы рассматриваемой области. Такая диаграмма с одним функциональным блоком называется контекстной диаграммой, и обозначается идентификатором «А-0».
В пояснительном тексте к контекстной диаграмме должна быть указана цель (Purpose) построения диаграммы в виде краткого описания и 
зафиксирована точка зрения (Viewpoint). 

Определение и формализация цели разработки IDEF0 – модели 

является крайне важным моментом. Фактически цель определяет соответствующие области в исследуемой системе, на которых необходимо фокусироваться в первую очередь. Например, если мы моделируем деятельность предприятия с целью построения в дальнейшем на 
базе этой модели информационной системы, то эта модель будет существенно отличаться от той, которую бы мы разрабатывали для того 
же самого предприятия, но уже с целью оптимизации логистических 
цепочек. 

Точка зрения определяет основное направление развития моде
ли и уровень необходимой детализации. Четкое фиксирование точки 
зрения позволяет разгрузить модель, отказавшись от детализации и 
исследования отдельных элементов, не являющихся необходимыми, 
исходя из выбранной точки зрения на систему. Например, функциональные модели одного и того же предприятия с точек зрения главного технолога и финансового директора будут существенно различаться по направленности их детализации. Это связано с тем, что в конечном итоге, финансового директора не интересуют аспекты обработки 
сырья на производственных станках, а главному технологу ни к чему 

прорисованные схемы финансовых потоков. Правильный выбор точки 
зрения существенно сокращает временные затраты на построение конечной модели. 

В процессе декомпозиции, функциональный блок, который в 

контекстной диаграмме отображает систему как единое целое, подвергается детализации на другой диаграмме. Получившаяся диаграмма второго уровня содержит функциональные блоки, отображающие 
главные подфункции функционального блока контекстной диаграммы 
и называется дочерней (Childdiagram) по отношению к нему (каждый 
из функциональных блоков, принадлежащих дочерней диаграмме соответственно называется дочерним блоком – ChildBox). В свою очередь, функциональный блок - предок называется родительским блоком по отношению к дочерней диаграмме (ParentBox), а диаграмма, к 
которой он принадлежит – родительской диаграммой (ParentDiagram). 
Каждая из подфункций дочерней диаграммы может быть далее детализирована путем аналогичной декомпозиции соответствующего ей 
функционального блока. Важно отметить, что в каждом случае декомпозиции функционального блока все интерфейсные дуги, входящие в данный блок, или исходящие из него фиксируются на дочерней 
диаграмме. Этим достигается структурная целостность IDEF0 – модели. Наглядно принцип декомпозиции представлен на рис. 4. Следует 
обратить внимание на взаимосвязь нумерации функциональных блоков и диаграмм - каждый блок имеет свой уникальный порядковый 
номер на диаграмме (цифра в правом нижнем углу прямоугольника), а 
обозначение под правым углом указывает на номер дочерней для этого блока диаграммы. Отсутствие этого обозначения говорит о том, что 
декомпозиции для данного блока не существует. 

Часто бывают случаи, когда отдельные интерфейсные дуги не 

имеет смысла продолжать рассматривать в дочерних диаграммах ниже какого-то определенного уровня в иерархии, или наоборот - отдельные дуги не имеют практического смысла выше какого-то уровня. 
Для решения подобных задач в стандарте IDEF0 предусмотрено понятие туннелирования. Обозначение «туннеля» (ArrowTunnel) в виде 
двух круглых скобок вокруг начала интерфейсной дуги обозначает, 
что эта дуга не была унаследована от функционального родительского