機能モデル

機能モデル：システム機能を解き明かすための地図

機能モデルとは、システムまたはその一部の機能（活動、タスク、プロセス、運用など）を体系的に表現するモデルです。ビジネスプロセスのモデリングにおいても重要な役割を果たし、機能的モデル、アクティビティモデル、プロセス・モデリングなどとも呼ばれます。その目的は、システムの機能とプロセスを明確に記述することで、情報ニーズの把握、潜在的な機会の発見、製品やサービスのコスト算出の基盤を築くことにあります。

機能モデルの歴史

機能モデルの起源は、20世紀前半に開発されたマネジメントダイアグラムに遡ります。広く知られるようになったガントチャートは、1896年にKarol Adamieckiによって考案されましたが、広く普及したのはHenry Ganttによる改良版でした。1921年にはFrank Gilbrethがフロー・プロセス・チャートを開発し、産業工学の発展に貢献しました。

1950年代には、TRW社が防衛関連プロジェクトで機能フロー・ブロック・ダイアグラム（FEBD）を開発し、その後NASAによって宇宙開発にも利用されました。FEBDは、システムの機能実行順序を可視化する古典的なシステム工学手法として定着しました。

機能モデリングのトピックス

機能的観点

システム工学やソフトウェア工学における機能モデルは、機能的観点からのモデリングに基づきます。これは、振る舞的、組織的、情報的など、他のモデリング観点と区別される重要な視点です。

機能モデリングは、動的システムの記述に重点を置きます。中心となる概念は「プロセス」であり、これは機能、変換、アクティビティ、タスクなどを含みます。代表的なモデリング言語として、データフローダイアグラム（DFD）があります。DFDでは、プロセス、ストア、フロー、外的エンティティという4つのシンボルを用いて、プロセスのネットワークを表現します。

動的エンタープライズモデリングでは、コントロールモデル、機能モデル、プロセスモデル、組織モデルが用いられます。

機能分割

機能分割とは、システムの機能をより小さな構成要素に分解するプロセスです。この分解は、構成要素間の機能関係を明らかにし、モジュール性の向上やグローバル機能の簡素化に役立ちます。コンピュータプログラミングでは、サブルーチン化として知られる手法がこれに相当します。

工学システムにおいても、機能分割は設計分析に有効な手法です。各構成要素に純粋な機能を持たせることで、再利用性や交換性が向上し、構成要素間のインターフェースも単純化されます。

機能モデリング手法

機能的アプローチは、様々な図式表現技法とモデリング表記法によって拡張されてきました。

機能フロー・ブロック・ダイアグラム（FFBD）

FFBDは、システムの機能フローを時間順に多段階で示すフローダイアグラムです。1950年代に開発され、古典的システム工学で広く用いられてきました。ソフトウェア開発プロセスでも利用されます。

HIPOとIPO

階層的入力処理出力（HIPO）は、1970年代に普及したシステム分析設計支援技法です。システムのモジュールを階層的に表現し、各モジュールの機能を文書化します。

N2チャート

N2チャートは、システム要素間の機能的または物理的インタフェースをマトリックス形式で表現するダイアグラムです。機能的および物理的インタフェースを体系的に特定、定義、分析するために用いられます。

構造化分析及び設計技術（SADT）

SADTは、ソフトウェアアプリケーションの設計を図式的に表現する手法です。機能の階層としてシステムを記述し、エンティティとアクティビティを表すビルディングブロックと、それらの関係性を示す矢印を用います。

IDEF0

IDEF0は、情報システムやビジネスプロセスの分析、開発、リエンジニアリングなどに用いられる機能モデリング言語です。SADTを基に開発され、システムの機能的観点を分析・伝達する手段として利用されます。

ビジネス・プロセス・モデリング表記法（BPMN）

BPMNは、ワークフローにおけるビジネスプロセスを規定するための図式表現法です。ビジネスユーザーと技術ユーザー双方にとって分かりやすい表記を提供することを目的としています。

中軸設計（Axiomatic design）

中軸設計は、トップダウン型の階層的機能分割プロセスです。機能間のカップリング分析を行い、機能的ソリューションモデルの頑強性を最適化します。

機能モデルの種類

事業機能モデル（BFM）

BFMは、組織のミッションを実行するための日常業務を記述・分類するモデルです。価値連鎖モデルのプロセスから構成され、最終製品やサービス提供のための関連業務アクティビティのグループを表します。

事業参照モデル（BRM）

BRMは、事業体の主要業務の機能的および組織的側面に焦点を当てた参照モデルです。エンタープライズアーキテクチャ（EA）において、EAの構造とビューの組織化を定義する役割を果たします。

オペレータ機能モデル（OFM）

OFMは、オペレータが複雑なシステムを単純な部分に分割し、制御行為とシステム構成を調整する方法を数学的に表現しようとするモデルです。人的要因の分析に用いられます。

まとめ

機能モデルは、システムやビジネスプロセスの理解と設計に不可欠なツールです。様々な種類とモデリング手法が存在し、それぞれの目的に最適な手法を選択することが重要です。本記事で紹介した知識を基に、システム開発やビジネスプロセス改善に役立ててください。

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