Тема 8. Основы функционально-стоимостного анализа
1. Основные цели и принципы ФСА.
2. Сущность функционального подхода и основные понятия ФСА.
3. Методы структурного и функционального описания систем.
4. Экспертные методы оценки и сфера их использования.
5. Методы оценки качества исполнения функции.
6. Виды затрат в ФСА. Анализ затрат на осуществление функций.
1. Основные цели и принципы ФСА.
В себестоимости любого объекта кроме минимальных издержек, необходимых для выполнения заданных функций, имеются дополнительные (излишние) издержки, обусловленные недостатками в технологии и организации производства.
Функционально-стоимостной анализ - это метод системного исследования функций объекта (изделия, процесса, структуры), направленный на минимизацию затрат в сферах проектирования., производства и эксплуатации объекта при сохранении (повышении) его качества и полезности.
Основной целью ФСА является:
на стадии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ - предупреждение возникновения излишних затрат при обязательном соблюдении параметров, обеспечивающих реализацию функционального назначения объекта;
на стадиях производства и эксплуатации объекта - сокращение (исключение) неоправданных затрат и потерь при сохранении или улучшении потребительских свойств объекта.
Итогом проведения ФСА должно быть снижение затрат на единицу полезного эффекта, которое достигается:
Сокращением затрат при одновременном повышении потребительских свойств.
Повышением качества при сохранении уровня затрат.
Уменьшением затрат при сохранении уровня качества.
Сокращением затрат при обоснованном снижении технических параметров до их функционально необходимого уровня.
Повышение качества при экономически оправданном некотором увеличении затрат.
ФСА относится к научным дисциплинам, сформировавшимся относительно недавно. Разработку его связывают с именами русского конструктора Ю.М.Соболева (Пермский телефонный завод) и американского инженера Л.Д.Майлса (фирма Дженерал Электрик), начавших свои исследования в 40-х годах нашего столетия.
Принципами ФСА являются:
Функциональный подход.
Комплексный подход.
Системный подход.
Принцип соответствия значимости функций и затрат на их осуществление.
Принцип коллективного творчества.
Творческое мышление.
Сущность функционального подхода - рассмотрение объекта не в его конкретной форме, а как совокупности функций, которые он должен выполнять. Каждая из них анализируется с позиции возможных способов исполнения.
Комплексность ФСА заключается в исследовании всех факторов, определяющих качество и затраты. Например, если это относится к проектированию нового изделия, то анализируются все виды конструкции, технологии и организации производства; все виды ресурсов - трудовые, материальные, технические, финансовые и др.: все стадии движения изделия - предпроектная, проектная, изготовления опытного образца, наладки, производства, сбыта, эксплуатации и утилизации.
Системный подход означает рассмотрение объекта как элемента системы более высокого порядка и как системы, состоящей из взаимосвязанных элементов.
Принцип соответствия значимости функций и затрат на их осуществление заключается в том, что каждая функция оценивается с точки зрения ее значимости по отношению к другим функциям анализируемого объекта. Полученная значимость функции сопоставляется с затратами на ее реализацию.
Принцип коллективного творчества предусматривает совместную работу разных специалистов и использование методов активизации мышления.
Этот принцип обусловлен тем, что при ФСА требуется знание техники, экономики, управления, психологии и т.д.
Творческое мышление предполагает отказ от прежних решений, в том числе и от хорошо на данный момент практически себя зарекомендовавших. Отличное - враг хорошего. Это ведет к появлению принципиально новых орудий и средств производства, товаров народного потребления и услуг, научно обоснованных вариантов организационных и управленческих решений.
2. Сущность функционального подхода и основные понятия ФСА.
Потребители продукции изучают ее функциональные особенности тогда, когда приобретают изделия, осваивают технологию применения. Внутреннее содержание технической системы интересует их в том случае, когда возникает неисправность, появляются отклонения от заданных требований.
Функциональный подход концентрирует внимание на общности функций (зачастую разнородных объектов). Его универсальность объясняется функциональной природой всех изучаемых явлений.
При функциональном подходе отвлекаются от реальной конструкции системы. Четко определив функции объекта, формулируют вопросы: «Необходимы ли эти функции? Если да, то необходимы ли предусмотренные количественные характеристики? Каким наиболее экономичным путем можно достичь выполнения функций?»
Обычно при решении задачи снижения затрат, вопрос формулировался так: «Как снизить затраты на данное изделие?» Это предполагало поиск лучших способов изготовления изделия в рамках существующего конструкторского решения.
Исходное положение функционального подхода - абстрагироваться от имеющегося решения, показать, что оно не является и не может являться единственным.
В ФСА под функцией понимают внешнее проявление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений.
При формулировании функций необходимо соблюдать следующие правила:
точность,
краткость (лаконизм),
обобщенность определения,
полнота.
Точность. Формулировка функции должна отражать действительное содержание процесса (действия), для выполнения которого предназначен объект.
Например, проводник – «проводит ток», трансформатор – «преобразует напряжение» и т.п.
Краткость. Функция должна быть определена как можно более кратко, лучше всего двумя словами - глаголом и именем существительным.
Например, учитывает данные, регистрирует давление и т.п.
Обобщенность определения. Чем в более обобщенной форме определяется функция, тем меньше ограничений накладывается на варианты ее реализации.
Полнота. Определяя функции, фактически выполняемые объектом, следует указывать все реализуемые им функции, даже те, для осуществления которых он не предназначался.
Функции могут быть сгруппированы следующим образом:
По области проявления функции разделяются на внешние и внутренние:
внешние функции выполняются объектом в целом и отражают функциональные отношения между объектом и сферой применения - внешней средой;
внутренние функции определяются составом действий и взаимосвязей внутри объекта и выполняются его элементами.
Среди внешних функций в зависимости от их роли в удовлетворении потребностей различают главные и второстепенные.
главная функция объекта определяет назначение и смысл существования объекта в целом.
второстепенная функция отражает побочные цели его создания, обеспечивает и увеличивает спрос.
Например, главная функция магнитофона - воспроизводить запись с магнитофонной ленты; второстепенные функции - создавать удобство пользования, способствовать эстетическому восприятию.
Среди внутренних функций в зависимости от их роли в рабочем процессе выделяют основные и вспомогательные.
основные функции создают необходимые условия для осуществления главной функции.
Различают основные функции: приема, преобразования, выдачи (отдачи) результата.
вспомогательные функции способствуют реализации основных, обеспечивают их.
По характеру появления различают:
номинальные функции, т.е. требуемые;
действительные, реально существующие в изделии;
потенциальные - до определенного времени не проявляющиеся, способствующие расширению сферы применения
По характеру получаемого результата выделяют:
позитивные функции, отражающие функционально необходимые свойства и определяющие работоспособность объекта;
негативные - не нужные объекту. Среди них есть нейтральные и вредные. Нейтральные - это те, которые не снижают работоспособность объекта, но удорожающего, а вредные - отрицательно влияющие и на работоспособность объекта и удорожающие объект.
3. Методы структурного и функционального описания технических систем.
Модель - это мысленное (логическое), графическое или математическое описание объекта, которое служит для исследования поведения объекта в разных условиях, перебора возможных вариантов его построения для нахождения наилучшего.
В ходе ФСА пользуются следующими видами моделей: структурной, функциональной и функционально-структурной.
Структурная модель может быть представлена либо в табличной форме (например, в виде спецификации изделия) либо в графической форме. Наибольшее распространение получила графическая структурная модель. Это упорядоченное представление элементов изделия и отношений между ними. Она представляет собой «скелет» изделия, его обобщенный вид (рис. 8.1).
Рисунок 8.1- Структурная модель реактора
Динамические свойства систем изучаются с помощью диаграмм функций и функциональных моделей.
Построение диаграмм функций основывается на постепенном раскрытии цепи последовательно связанных функций. Процедура построения диаграмм функций обобщена в методике под названием FAST (техника систематизированного анализа функций).
Для построения диаграммы все функции, выполняемые элементами системы, записываются на отдельные карточки. После этого выбирается любая карточка и далее те функции, которые по отношению к данной отвечают на вопрос «почему?», относят к функциям более высокого ранга и располагают левее. Те функции, которые по отношению к данной отвечают на вопрос «как?», располагают на диаграмме справа от нее. Рамки проблемы, решаемой объектом, очерчиваются левой и правой границами. За левой границей располагают главную функцию. Линию критического пути диаграммы составляют те функции, которые должны быть выполнены обязательно для реализации главной функции. Функции, осуществляемые одновременно с функциями на линии критического пути или обусловливающие их, располагают над и под этой линией. Их позволяет выявить вопрос «когда?». Полученные при этом вспомогательные функции соединяются с критической цепочкой функций вертикальной линией.
Достоинства метода FAST:
использование системы приемов при формулировке функций;
возможность наглядного представления взаимосвязей функций;
возможность установления минимального состава основных функций для реализации главной функции.
Недостатки:
не избавляет от субъективизма при анализе функций;
не позволяет перейти к количественным измерителям значимости функций.
Функциональная модель - это логико-графическое изображение состава и взаимосвязей функций изделия, получаемое путем их формулировки и установления порядка подчинения.
Каждая функция имеет в ней свой индекс, отражающий принадлежность к определенному уровню ФМ и порядковый номер.
Первоначально формулируются внешние функции изделия в целом (главные и второстепенные); они составляют 1 уровень модели. Затем выделяют самостоятельные функциональные части и формулируют их функции. Они определяют, как правило, состав основных функций. Эти функции составляют 2 уровень ФМ. Далее определяются вспомогательные функции (как правило, функции сборочных единиц и деталей).
Дублирование формулировок функций элементов между собой или с функциями элементов высшего уровня свидетельствует о том, что эти элементы работают на одну и ту же функцию и должны быть затем увязаны общей для. них функцией ФМ.
После проверки правильности определения функций и их важнейших связей переходят к построению графической ФМ (см. рис. 8.2).
Следует учитывать, что функции верхнего уровня должны являться отражением целей для функций нижестоящего уровня.
Для решения ряда задач в ФСА, а именно - для выявления ненужных функций и элементов в изделии; распределения затрат по функциям; оценки качества исполнения функций и др. используется совмещенная функционально-структурная модель (ФСМ). Построение ФСМ осуществляется путем наложения функциональной модели на структурную. Чаще всего ФСМ дается в матричной форме, где по строкам матрицы представляются материальные элементы изделия, а по столбцам - функции объекта. На пересечении строк и столбцов указывается величина стоимостного вклада каждого материального носителя в реализацию функции.
F1 F2 F3
усилить звуковой обеспечить удобство обеспечить товарный
сигнал пользования вид
F11 F12 F13 F14 F21
принять преобразовать усилить преобразовать обеспечить
сигнал звуковой электро- усиленный жесткость
сигнал в сигнал электросигнал
электрический в аккустический
f121 f122
создать регулировать
электрическую подачу питания
связь
Рисунок 8.2 - Функциональная модель слухового аппарата