Компонентные описания: принципиальные схемы

У очень и очень многих стейкхолдеров в проекте есть интерес к тому, как система работает в ходе её эксплуатации.

Объяснить, как система работает, можно только тогда, когда мы объясняем назначение (функцию) каждой части системы и вклад этой части в достижение общего назначения системы, общего поведения системы в её операционном окружении.

Принципиальные схемы – это диаграммы, показывающие соединения компонент друг с другом и удобные для объяснения принципа функционирования системы (отвечающие на вопрос «как работает система» – как взаимодействуют между собой функциональные элементы, чтобы дать требуемую вовне функциональность системы в целом).

Вот несколько типичных примеров принципиальных схем:

В ходе работы системы компоненты взаимодействуют друг другом по соединениям (connectors), которые проходят через порты (ports) компонент. В компонентных диаграммах (принципиальных схемах) компоненты обычно изображаются графическими элементами разной формы, а соединения – линиями между этими графическими элементами. Порт – это место присоединения соединительной линии к графическому элементу компоненты.

Компоненты физичны, они выбраны так, чтобы удобно было объяснять работу системы в ходе её эксплуатации/функционирования (run time, operations). Соединения – это логические/ролевые/функциональные связи, но в 4D всегда можно найти физический объект, которые своей темпоральной частью реализует эту связь, через которую компоненты взаимно влияют друг на друга.

Так, в электрической схеме совершенно необязательно иметь ровно такое же количество проводов, которое изображено на этой схеме. Но между реализующими компоненты модулями ток всё-таки должен иметь возможность течь, чтобы система работала. Но этот ток может течь по шасси, по ножкам элементов, спаянных друг с другом – проводов нет, но «провод» лишь один из вариантов реализации связи. Точно так же «труба» на гидравлической схеме будет только одним из способов реализации связи – модули могут быть соединены друг с другом непосредственно, фланец во фланец, без трубы, или вместо трубы жидкость может идти по какому-нибудь жёлобу, вариантов тут не счесть. Главное, что на схеме изображается то, что компоненты соединены друг с другом и можно отследить их взаимодействие.

Режимы работы какой-то системы обычно рассчитываются именно по компонентным, функциональным описаниям, они ведь привязаны ко времени работы системы, а не ко времени её создания. Мультифизическое моделирование делается именно для компонентных описаний: ищутся оптимальные характеристики компонентов для заданных режимов работы.

Иногда такие диаграммы дополняют ещё и диаграммами поведения компонент – процессными диаграммами, в которых объектами являются сами функции, называемые глаголами или отглагольными существительными – «переноска», «охлаждение», «освещение». Но процессные диаграммы встречаются реже компонентных «принципиальных схем» с функциональными объектами как элементами диаграммы, а не поведением функциональных элементов как на процессных диаграммах. Скажем, на процессной диаграмме может быть изображено поведение «повышение давления жидкости», а на принципиальной схеме будет «насос» («объект-повышатель давления», а не «процесс повышения давления»).

Конечно, нужно помнить, что разные описания «гибридны» – люди на схемах вполне могут уточнить, что функция повышения давления жидкости реализуется модулем-насосом, а не перепадом высот и модулем-жёлобом, или даже явно указать марку и технические характеристики оборудования, которое нужно закупить!

Основная проблема компонентных описаний: их обычно понимают только узкие специалисты, функциональное разбиение контринтуитивно. Но если вам задаётся вопрос о том, как именно работает система, то без какой-то хотя бы упрощённой принципиальной схемы вам не обойтись. Обязательно готовьтесь к таким вопросам: в конце концов системы делаются для того, чтобы они работали, и большинству людей интересно, как они работают – и только после разъяснений на эту тему с ними можно будет обсудить, как и из чего система сделана.