Geum.ru

Конспект лекцій з курсу «Прогнозування техніко-економічного рівня машин»

Вид материалаКонспект

Содержание


Тема 5Функціонально-вартісний аналіз упрогнозуванні ефективності машин
Творча форма ФВА
Зовнішні (суспільні) функції
Внутрішні (внутрішньооб’єктні) функції
Головна функція
Основна функція
Марні функції
Стислість (лаконізм)
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Тема 5
Функціонально-вартісний аналіз у
прогнозуванні ефективності машин



Функціонально-вартісний аналіз (ФВА) — це метод системного дослідження функцій, об’єкта (виробу, процесу, системи), спрямований на забезпечення найкращих співвідношень між якістю й витратами на використання функцій.

Необхідність використання методу обумовлена тім, що в собівартості будь-якого об’єкта, крім мінімальних витрат, абсолютно необхідних для виконання заданих функцій, є, як правило, додаткові (зайві) витрати, у тому числі пов'язані зі зміною, ускладненням функціональної й принципової схем, викликані нерівномірним вибором функціональних елементів об'єкта, матеріалів, м’яким він виготовлений, ізайвою жорсткістю допусків, нераціональними запасами міцності, надійності й інших факторів.

Крім того, ФВА використовується не тільки як метод пошуку ліквідації непотрібних елементів і витрат у раніше освоєній продукції, але й як кошти попередження виникнення неефективних рішень на стадії проектування й виробництва виробів.

Основною метою ФВА є:
  • на стадії науково-дослідних (НДР) і дослідно-конструкторських робіт (ДКР) попередження виникнення зайвих витрат;
  • на стадії виробництва й експлуатації об’єкта скорочення (виключення) невиправданих витрат і втрат.

За допомогою ФВА вирішуються такі питання:
  • досягнення оптимального співвідношення між споживчою вартістю й витратами (ціною, вартістю) при створенні об’єкта;
  • зниження вартості продукції, що випускається, і підвищення її якості шляхом зниження матеріаломісткості, трудомісткості, енергоємності, фондомісткості об’єкта;
  • заміна дефіцитних, дорогих та імпортних матеріалів.

У ході ФВА виробів, що випускаються, послідовно дають відповідь на такі запитання:

1 Що в даний момент являє собою виріб, функцію якого необхідно здійснити з мінімальними витратами?

2 Яку точно функцію він виконує?

3 Які фактичні кошти, затрачувані для здійснення цієї функції?

4 Які максимально припустимі витрати на реалізацію цієї функції?

5 Якими іншими способами можна здійснити цю саму функцію?

6 Які в цих випадках будуть витрати на її здійснення?

Розрізняють три форми ФВА:
  • коригувальну;
  • творчу;
  • інверсну.

Коригувальна форма призначена для обробки раніше створених конструкцій, у тому числі на технологічність. Ціль коригувальної форми — виявлення зайвих витрат, пошук резервів зниження вартості й підвищення якості виробів. Така форма ФВА супроводжує залучення конструкторів і технологів до розроблення тих функціональних частин виробу, в яких є диспропорції між значущістю виконуваних функцій і витратами на їх здійснення.

Творча форма ФВА використовується на стадіях НДР і ДКР при проектуванні виробів для запобігання неефективним рішенням. Основне призначення цієї форми: систематизація дій конструктора при пошуку оптимальних технічних рішень, забезпечення паралельного й багаторазового (з поступовим уточненням) аналізу технічних і економічних показників проектованого виробу; аналіз кожного елемента з погляду виконуваних ним функцій і корисності для виробу в цілому.

Інверсна форма застосовується для систематизації процесу пошуку сфер застосування вже відкоректованих виробів і забезпечення вибору найбільш ефективної виробничої системи, у якій буде експлуатуватися виріб, проведення уніфікації виробу й так далі.

Незважаючи на розходження у формах і об’єктах ФВА, між ними багато спільного при проведенні аналізу: правила функціонального моделювання, методи пошуку рішень, методи оцінки якості використання функцій і витрат на їх здійснення.

Проведення ФВА вимагає використання певної системи понять. Основне з них — поняття функції. Функція у широкому розумінні — це діяльність, обов’язок, робота, призначення, роль.

У ФВА під функцією розуміють зовнішній прояв властивостей якого-небудь об’єкта в даній системі відносин.

При проведенні ФВА аналізу піддаються й зовнішні, і внутрішні функції.

Зовнішні (суспільні) функції виконуються об’єктом у цілому й відображають функціональні відносини між об’єктом (або його складовими) і сферою застосування, зовнішньою сферою.

Внутрішні (внутрішньооб’єктні) функції визначаються елементами або їх взаємозв'язками усередині об'єкта (у виробі обумовлені особливостями конструкторсько-технологічних рішень). Зовнішні функції можуть бути головними й другорядними.

Головна функція об’єкта визначає призначення, сутність і сенс існування об'єкта в цілому.

Другорядна функція не впливає на працездатність об'єкта й відображає побічні цілі створення виробу.


Приклад. Головна функція магнітофона — відтворювати стерео- і монозапис із магнітної стрічки; другорядні функції — створювати зручність користування, сприяти естетичному сприйняттю.


Сфери внутрішніх (внутрішньооб'єктних) функцій об’єкта необхідно розрізняти залежно від ролі їх у робочому процесі основні й допоміжні.

Основна функція відіграє провідну роль у забезпеченні працездатності об’єкта, створює необхідні умови для здійснення головної функції.

Розрізняються основні функції: прийому, передачі, перетворення, видачі результату.


Приклад. Серед основних функцій магнітофона можна виділити такі: прийняти електроенергію, підсилити сигнал, перетворити посилений електросигнал в електромагнітний і так далі.

Допоміжна функція — внутрішня, сприятлива для реалізації основних. Це, найчастіше, сполучні, кріпильні й інші функції.


Коли ФВА піддається існуючий об’єкт, то при виявленні його функцій можуть виявитися антифункції (марні й шкідливі).

Марні функції — це функції, що не знижують працездатності об’єкта, але, створюючи надмірність, що призводят до подорожчання виробу.

Шкідливі функції — негативно впливають на працездатність об’єкта, що здорожчують його. До таких функцій можна віднести паразитні точки, елементи перешкоди, і таке інше.

При формуванні функцій необхідно дотримуватися таких правил: точності, стислості (лаконізму), узагальненості визначення, повноти.

Точність. Формулювання функції повинно відображати дійсне втримування дії, для виконання якої призначений досліджуваний об'єкт. Наприклад, провідник проводить струм, трансформатор перетворює напругу й так далі.

Стислість (лаконізм). Функція об’єкта повинна бути визначена як можна більш чітко, найкраще, двома словами — дієсловом та іменником. Дієслово повинна бути в 3-й особі теперішнього часу, наприклад, ураховує, реєструє, уважає, відображає, контролює. Іменник повинне виражати об’єкт, на який спрямована дія. Наприклад: дані, тиск, імпульси, показники й тому подібне.

Повнота. Визначаючи функції, фактично виконувані об’єктом, варто зазначати всі реалізовані ним, навіть ті, для здійснення яких він не призначається. Це має принципове значення, тому що надалі допомагає виявити потенційні функції властивості, знайти можливості їх застосування.

Дотримуючись системного підходу, необхідно спочатку формулювати функції об’єкта в цілому, а потім уже функції його складових (складальних одиниць, деталей і їх елементів).

Основою ФВА є побудова функціональної моделі (ФМ) виробу. Логіко-графічне зображення складу й взаємозв’язків функцій виробу, одержуване шляхом їх формулювання й установлення порядку підпорядкування, називається функціональною моделлю ФМ.

Процес побудови й використання ФМ виробу називається функціональним моделюванням. Побудові ФМ повинна передувати обов’язкова побудова структурної моделі (СМ). У процесі побудови ФМ кожна функція повинна бути ретельно сформульована. Формулювання функції повинна містити суб’єктивну й об’єктивну характеристики. Суб’єктивна характеристика функції виражається дієсловом і відображає властивість об’єкта (перетворює, передає, підсилює).

Об’єктивна характеристика розкриває її втримування й представляється іменниками (напруга, зусилля, тиск).

При побудові ФМ спочатку формуються функції, що належать до виробу в цілому, виходячи з технічного завдання на розроблення, й інші вимоги, наприклад, вимоги споживачів до виробу.

На верхньому, першому рівні ФМ розміщуються загальносистемні функції — головні й другорядні, що є зовнішнім проявом для виробу. На другому рівні — внутрішньосистемні основні функції, необхідні для реалізації головної.

Наступний рівень надається допоміжним функціям, які забезпечують реалізацію основних.

Для знову розроблюваного виробу побудова кожного певного рівня ФМ можлива лише після прийняття рішень про матеріалізацію попереднього рівня (після оформлення вигляду майбутнього виробу на даному рівні).

При проведенні ФВА існуючого виробу з метою підвищення якості, зниження витрат і тому подібне завдання побудови ФМ є набагато простішим, тому що вирішується однозначно для всіх складових частин виробу.

При переході до більш низьких рівнів структурної моделі виробу, ретельному функціональному аналізу піддаються в першу чергу ті елементи й блоки, на які припадає найбільша частка витрат або відмов у роботі.

Для виявлення таких зон використовується метод «АБС», відповідно до якого вводиться розподіл елементів за зонами А, Б, С шляхом побудови графіка, що називається діаграмою Парето.





Рисунок 5.1 — Діаграма Парето


Побудову діаграми починають із більш дорогих вузлів і деталей, тобто всі складальні одиниці виробу розтайшуються в порядку спадання витрат, потім ці дані подаються підсумком, що зростае, на графіку. На графіку виділені три зони: А — відповідає 75% усіх витрат; В — 75–90%; C — 95–100%.

Елементи, що потрапили в зону А, як правило, піддаються аналізу в першу чергу. При можливості знизити витрати за елементами, що потрапили у зону А, переходять до аналізу тих, які потрапили в зону Б і нарешті – у зону С.

До складу за функціональним моделюванням входять: формулювання (логічний опис) функцій виробу і його матеріальних носіїв; класифікація функцій; визначення ієрархії функцій; перевірка правильності розподілу функцій за методом систематизованого аналізу функцій; опис і графічне зображення функціональних зв'язків у вигляді ФМ.

Після виявлення всіх функцій, установлення співпідпорядкованості між ними (ієрархічної структури) і встановлення зв’язків будується ФМ виробу.

Ієрархія функцій установлюється шляхом розподілу їх за таким правилом функції верхнього рівня ієрархії, вони повинні відображати мету стосовно нижчих. У свою чергу, нижчістоячі характеризують засоби досягнення нижчих.

Після побудови ФМ визначаємо значущість функцій. Для оцінки значущості функцій використовуються, як правило, експертні методи. Найбільш простим є метод попарного порівняння властивостей, результати якого подані у відповідних матрицях. Номери властивостей послідовно записуються у стовпець і рядок (табл. 5.1).


Таблиця 5.1 — Матриця попарного порівняння властивостей функцій
Номер властивості
К-сть перев.
Значущість




1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

1
0
1
3
1
5
1
1
1
9
1
6
0,133

2
1
0
3
2
5
2
2
2
9
2
5
0,111

3
3
3
0
3
5
3
3
3
9
3
7
0,156

4
1
2
3
0
5
4
4
4
9
4
4
0,089

5
5
5
5
5
0
5
5
5
5
5
9
0,2

6
1
2
3
4
5
0
6
6
9
6
3
0,067

7
1
2
3
4
5
6
0
7
9
10
1
0,022

8
1
2
3
4
5
6
7
0
9
8
1
0,022

9
9
9
9
9
5
9
9
9
0
9
8
0,178

10
1
2
3
4
5
6
10
8
9
0
1
0,022


































 45
 1


На перетині рядка й стовпця фіксуються номери тих властивостей (функцій), які сприяють задоволенню найбільш важливих вимог споживачів.

Передостання графа матриці містить величини кількості переваг, отриманих кожною функцією. Потім визначається значущість функції за формулою


,
(5.1)


де Ni — кількість переваг, отриманих i-ю функцією;

Nj — сумарна кількість переваг;

n — кількість функцій.

Значущість основних функцій дорівнює сумі значущостей відповідних допоміжних функцій.

Після визначення значущісті функцій будується функціонально суміщена модель виробу. Як вихідна інформація при побудові моделі служать структурна й функціональна моделі. Побудова такої моделі необхідна для того, щоб показати всі зв’язки між матеріальними носіями й виконуваними ними функціями.

За даними цієї моделі й вартості матеріальних носіїв проводиться оцінка внеску матеріальних носіїв у забезпечення основних і допоміжних функцій виробу.

Коли один або група матеріальних носіїв повністю працюють на одну функцію, підвищені виробничі витрати на неї визначаються витратами на відповідний матеріальний носій. Якщо той самий матеріальний носій бере участь у задоволенні декількох функцій, витрати розподіляються між функціями пропорційно внескам носія в реалізацію цих функцій. Внесок оцінюється експертним шляхом:


,
(5.2)


де SF — витрати на функцію;

SN — прямі витрати на матеріальний носій;

aNF — внесок у функцію.

На основі результатів оцінки значущості функцій і витрат на їх реалізацію будується функціонально-вартісна діаграма.

Функціонально-вартісна діаграма (рис. 5.2) складається із двох квадрантів і являє собою графічний розподіл функцій значущістю для виробу в цілому й витратами на функції.




Рисунок 5.2 — Функціонально-вартісна діаграма


Зіставлення верхньої й нижньої частин діаграми за кожною з функцій, відбитих на осі абсцис, дозволяє виявити диспропорції у виробі й ступінь задоволення одного з основних принципів ФВА — відповідність значущості функції для споживача витратам на її матеріалізацію у сфері виробництва й витратам на її реалізацію усфері споживання.

Для пошуку й формування варіантів реалізації функції, заякими входить ФВА (виявлено невідповідність), використовують методи мозкової атаки, що полягаютьв активізації творчого мислення, одержаннівеликої кількості оригінальних ідей за короткий проміжок часу.