نموذج الوظيفة (Function Model)

في مجالات هندسة الأنظمة، وهندسة البرمجيات، وعلوم الحاسوب، يُعد نموذج الوظيفة أو النموذج الوظيفي تمثيلاً هيكلياً للوظائف (الأنشطة، الإجراءات، العمليات، أو العمليات التشغيلية) داخل النظام الذي يتم نمذجته أو مجال الدراسة المحدد.

يشبه نموذج الوظيفة نموذج النشاط أو نموذج العملية، وهو عبارة عن تمثيل رسومي لوظائف المؤسسة ضمن نطاق محدد. تهدف النمذجة الوظيفية إلى وصف الوظائف والعمليات، والمساعدة في اكتشاف احتياجات المعلومات، وتحديد الفرص المتاحة، ووضع أساس لتحديد تكاليف المنتجات والخدمات.

تاريخ النمذجة الوظيفية

تعود جذور نموذج الوظيفة في هندسة الأنظمة والبرمجيات إلى الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، إلا أن أصل النمذجة الوظيفية للأنشطة التنظيمية يعود إلى أواخر القرن التاسع عشر.

في أواخر القرن التاسع عشر، ظهرت أولى المخططات التي تصور الأنشطة التجارية والعمليات، وفي النصف الأول من القرن العشرين ظهرت أولى الطرق المهيكلة لتوثيق أنشطة عمليات الأعمال. ومن أبرز هذه الطرق مخطط تدفق العمليات الذي قدمه فرانك جيلبريث في عام 1921، والذي ساعد في إيجاد "الطريقة المثلى" لأداء المهام، وسرعان ما تم دمج أدواته في مناهج الهندسة الصناعية.

أما ظهور مجال هندسة الأنظمة فقد بدأ في مختبرات بيل الهاتف في الأربعينيات، حيث ظهرت الحاجة إلى التعامل مع النظام ككل بدلاً من مجرد مجموع أجزائه. وكان المهندس البريطاني ويليام جوسلينج من أوائل من عرفوا نموذج الوظيفة في كتابه "تصميم الأنظمة الهندسية" عام 1962.

من أوائل النماذج الوظيفية المحددة جيداً كان مخطط تدفق الكتل الوظيفية (FFBD) الذي طورته شركة TRW في الخمسينيات، واستخدمته وكالة ناسا في الستينيات لتصور التسلسل الزمني للأحداث في أنظمة الفضاء ومهمات الطيران.

مواضيع النمذجة الوظيفية

المنظور الوظيفي

يتم إنشاء نموذج الوظيفة من منظور نمذجة وظيفي، وهو أحد المنظورات الممكنة في نمذجة عمليات الأعمال، إلى جانب المنظورات السلوكية أو التنظيمية أو المعلوماتية.

يركز المنظور الوظيفي على وصف العملية الديناميكية، حيث يكون المفهوم الأساسي هو "العملية" (سواء كانت وظيفة أو تحويلاً أو نشاطاً). ومن أشهر الأمثلة على لغات النمذجة التي تتبنى هذا المنظور هي مخططات تدفق البيانات (DFD).

تستخدم هذه المنظور أربعة رموز أساسية لوصف العملية:

• العملية (Process): توضح التحويل من المدخلات إلى المخرجات.
• المخزن (Store): مجموعة بيانات أو نوع من المواد.
• التدفق (Flow): حركة البيانات أو المواد في العملية.
• الكيان الخارجي (External Entity): كيان خارج النظام المنمذج ولكنه يتفاعل معه.

التفكيك الوظيفي (Functional Decomposition)

يشير التفكيك الوظيفي بشكل عام إلى عملية تحليل العلاقة الوظيفية إلى أجزائها المكونة بحيث يمكن إعادة بناء الوظيفة الأصلية من تلك الأجزاء. يتم هذا التفكيك إما لفهم هوية المكونات أو للحصول على تمثيل مضغوط للوظيفة العالمية.

يلعب التفكيك الوظيفي دوراً بارزاً في برمجة الحاسوب، حيث يكون الهدف الأساسي هو جعل العمليات نمطية (Modular) قدر الإمكان. على سبيل المثال، يمكن تقسيم نظام إدارة المكتبات إلى وحدة للمخزون، ووحدة لمعلومات المستفيدين، ووحدة لتقييم الرسوم.

في الأنظمة الهندسية، يهدف التفكيك الوظيفي إلى تقسيم النظام بحيث يمكن وصف كل كتلة في المخطط دون استخدام كلمات مثل "و" أو "أو"، مما يضمن أن كل جزء من النظام يؤدي وظيفة نقية، وهو ما يسهل إعادة استخدام هذه الوظائف أو استبدالها بواجهات بسيطة وعامة.

طرق النمذجة الوظيفية

تم توسيع النهج الوظيفي عبر تقنيات تخطيطية وتدوينات نمذجة متعددة، ومن أهمها مخطط الكتل الوظيفية الذي يصف الوظائف والعلاقات المتبادلة في النظام، حيث يتم تمثيل الوظائف بكتل، والمدخلات بخطوط، والمسارات بتسلسلات وظيفية للمواد.