6 Лаборатоно-практичсекая работа № 5. Построение функционально - стоимостной диаграммы
Функционально- стоимостная диаграмма (ФСД) является результатом сопоставления затрат на выполнение функций и значимости соответствующих функций. Для этого необходимо перевести затраты на реализацию функций в условные единицы, адекватные условным единицам оценки значимости функций по формуле. Построение ФСД осуществляется по уровням ФМ. Каждая диаграмма строится для группы функций, имеющих общую вершину на вышестоящем уровне ФМ. Затраты на функции представляются в долях (процентах) от затрат на функции вышестоящего уровня, являющихся их вершинами на ФМ.
При построении диаграммы по оси абцисс указываются функции, по оси ординат: в верхнем квадранте – значимость функций, а в нижнем - удельный вес затрат на функции в общих затратах на изделие. Фрагмент диаграммы представлен на рисунке 5.
Значимость
Функций
Fp Fэ Fп Fу
Fffffff
Затраты функции
на функции
отн. ед
Рисунок 5 - Функционально-стоимостная диаграмма.
На основе анализа функционально-стоимостной диаграммы, определившей зоны дисбаланса в конструкции, поводится поиск лучших конструкторских решений. Затраты на реализацию функций должны распределяться пропорционально значимости функций, при требуемых показателях качества, надежности в соответствии техническим условиям всех составных частей изделия. Должно выполняться условие: отношение значимости функции к затратам должно быть больше или равно единице. Функции, в большей степени не удовлетворяющие этому условию, подлежат первоначальному рассмотрению, т.к. именно здесь можно достичь быстрого результат при совершенствовании.
Далее, используя методы инженерного творчества (мозговой штурм, морфологические матрицы, эвристические приемы, синтез технических решений и др.), следует определить варианты возможного улучшения конструкции и выбрать оптимальный на основе технико-экономических показателей.
Мозговой штурм – способ коллективного генерирования идей на совещании экспертов, которое происходит по специально разработанной схеме и способствует получению большого количества идей за короткий промежуток времени. Обычно 10-15 человек образуют группу генераторов и 2-4 человека – группу аналитиков. Группой анализа формируется и записывается в общих терминах задача, затем разбивается на максимальное число подзадач; используются специальные перечни контрольных вопросов. Затем генерируются идеи в ходе подготовки списка возможных решений проблемы, высказывается каждый эксперт. Критика предыдущих выступлений не допускается, приветствуется комбинирование и развитие идей. Длительность процесса – 35-45 минут. Обсуждение ведется в быстром темпе. Затем проводится систематизация идей группой анализа, оценка их практической реализуемости.
Формальные правила проведения мозгового штурма:
- не объявлять ложной и не прекращать обсуждение ни одной из идей, высказанных участниками;
- подхватывать идею любого рода, даже кажущиеся сомнительными; ориентироваться на количество и на качество идей;
- одинаковая поддержка всех участников совещания независимо от их служебного положения, опыта работы;
- запрещается критика, замечания, реплики;
- доказательства не требуются.
Морфологический анализ – систематизированное исследование различных комбинаций технических решений с целью выявления новых оригинальных идей. Одна из методик этого вида анализа – методика морфологический матриц. В совершенствуемой технической системе выделяют несколько характерных для нее морфологических признаков. Каждый признак может характеризовать, например, какой-то конструктивный узел системы, ее свойство, функцию, особенности, словом, те параметры системы, ее тактико-технические характеристики, от которых зависит решение проблемы. Далее по каждому морфологическому признаку составляют списки различных вариантов технического исполнения этих признаков. Признаки с их вариантами располагают в виде матрицы (табл.10).
Таблица 10 - Морфологическая матрица на изделие
Признаки |
Альтернативные варианты 1 2 3 4 |
|||
Материал корпуса |
полистирол |
алюминий |
сталь |
Медь |
Метод изготовления корпуса |
Литье под давление |
штамповка |
резание |
|
Способ крепежа корпуса и крышки |
Разъемное (винты) |
пайка |
сварка |
Склеивание |
… |
… |
… |
|
|
Например, ФСД для основных функций таймера аквариумиста выявила несоответствие значимости и затрат на выполнение энергетической функции. Чтобы не устанавливать на плату источник питания – минитрансформатор , можно использовать выносной универсальный источник питания. Это дешевле, удобнее, т.к. его можно использовать и для других бытовых приборов. Это одновременно уменьшит габариты печатного узла, т.к. на нем не будет трансформатора. Повышается надежность, т.к. трансформатор ставит конструктора перед необходимостью защищать ЭРЭ от выделяющегося тепла. В этом случае необходимо предусмотреть розетку на плате для блока питания, чтобы не припаивать провод и иметь возможность использовать блок питания в других приборах.
При анализе вспомогательных функций для осуществления рабочей выявилось несоответствие по функциям fр1, fр2, fр3, т.е функций, обеспечивающих соединение составных частей в целостную, жесткую конструкцию. Для ликвидации дисбаланса печатную плату можно крепить вместо четырех винтов двумя, т.к. по условиям эксплуатации прибор будет стационарно находиться на одном месте. Тогда соответственно уменьшится число стоек, что снизит затраты на материал и развальцовку (работу). Кроме того, для крепления корпуса с дном можно вместо винтов использовать выемки в корпусе (корпус “защелкивается”). Из условий использования прибора следует, что нет необходимости использовать пружинную шайбу для предохранения от самоотвинчивания.
ФСД основных функций осциллографического пробника выявила соответствие функции F2.6 – осуществление переноски прибора и установки его на объекте. Переноская ручка изготавливалась из нескольких частей – скобы, планок, втулок посредством операций клепки, винтового соединения. Ручка изготавливается из дюраллюминиевой скобы, планки - из конструкторского гетинакса, втулки – из полистирола. Была предложена ручка из круглой стальной, хромированной проволоки диаметром 8 мм, изогнутой определенным образом. Крепится ручка к корпусу прибора при помощи двух скоб, изготовленных из тонкого стального листа (2 мм), к днищу – застежкой.