3.3. Функционально-стоимостной анализ схемных и конструктивных решений

В процессе конструирования РЭС технические вопросы тесно связаны с экономическими, при этом технические характеристики схемных и конструктивных решений нередко находятся в противоречии с экономическими показателями. Так, даже незначительное улучшение качественных характеристик часто влечет за собой резкое увеличение затрат, что ухудшает экономические показатели.

Наиболее приемлемым для выполнения экономической проработки изделий представляется метод функционально-стоимостного анализа (ФСА). Цель ФСА — снижение затрат на изготовление и эксплуатацию изделия путем выбора такой конструкции РЭС, которая позволила бы сократить совокупные затраты при одновременном сохранении или повышении качества изделия в пределах его функционального назначения.

Основной принцип ФСА заключается в том, что он априорно предполагает для любого изделия при его изготовлении или эксплуатации наличие необходимых и излишних затрат. Под необходимыми понимается тот минимум затрат на изготовление и эксплуатацию, без которых изделие не сможет выполнять заданную функцию. К категории излишних относятся затраты, не имеющие прямого отношения к функциональному назначению данного изделия.

Сущность метода заключается в последовательном осуществлении конкретных целевых программ, предусматривающих: выявление излишних затрат (или потерь ресурсов) при создании и функционировании деталей, изделий, процессов; установление объективных причин возникновения этих затрат и потерь; разработку и реализацию мероприятий по предупреждению или устранению неоправданных затрат на основе поиска более эффективных технических решений.

Для обеспечения минимальных совокупных затрат на создание и функционирование изделия при том же или повышенном его качестве метод ФСА исходит из следующих принципов: функциональный подход, сравнительная оценка функций, ориентация на новые нестандартные технические решения

Функциональный подход. Решение задач, связанных со снижением затрат на изделие, предполагает возможность применения двух подходов: предметного и функционального. Традиционным, применяемым в течение многих десятилетий, является предметный подход. В этом случае внимание концентрируется на поиске лучших способов изготовления изделия в рамках уже принятого конструкторского решения. При данном подходе большая часть ненужных затрат остается за пределами внимания исследователя, который рассматривает принятое решение как рациональное, упуская возможность принципиально иной постановки задачи. Поэтому при предметном подходе, даже используя прогрессивный метод сравнительного анализа, можно обеспечить снижение себестоимости в пределах 5—7% (а чаще всего не более 2—3%). Другим слабым местом предметного анализа является его обращенность в прошлое — анализируются чаще всего уже произведенные затраты.

При функциональном подходе, лежащем в основе ФСА, объектом анализа является не конкретный предмет в его реальной форме, а комплекс функций, которые он выполняет или должен выполнять. Цель анализа — поиск новых альтернативных способов выполнения его функций с наименьшими затратами.

Функция в ФСА является выражением потребительских свойств изделия и отражает его способность сохранять заданные свойства. Различные по своему назначению изделия имеют общие функции, например: соединение элементов, передача усилия, измерение, обеспечение пространственной компоновки и т. д. При этом один и тот же элемент конструкции может одновременно выполнять несколько функций.

Процесс ФСА начинается с определения и классификации функций изделия и его элементов с последующим построением функциональной структуры или «дерева функций» изделия. При определении функций необходимо соблюдать следующие правила: функция должна быть сформулирована по возможности двумя словами — глаголом и существительным (передать сигнал, обеспечить поворот и т. п.); лаконичность формулировки исключает возможность неправильного толкования; желательно использовать существительные, которые обозначают величины, имеющие размерность (передать сигнал с частотой 2 МГц, обеспечить поворот на 120° и т. п.), что дает возможность оценить функцию количественно; формулировка функции должна быть достаточно абстрактной, что позволяет предполагать различные варианты решений; например, «соединять две детали с помощью резьбового соединения» — неудачная формулировка функции, так как исключает из анализа другие способы соединения.

Эффективное проведение ФСА требует разработки классификаторов функций: для конструктивно-подобных групп, изделий; для технологии применительно к видам, сложности и характеру производства. Такие классификаторы должны стать неотъемлемым элементом автоматизированных систем проектирования, важным элементом банков данных. Фрагмент подобного классификатора представлен в табл. 3.1.

ФСА предусматривает классификацию функций по нескольким признакам. По отношению к внешней среде функции делятся на внешние и внутренние. Первые отражают условия эксплуатации изделия (эксплуатационные затраты), вторые ‑ конструктивно-технологические связи внутри изделия (производственные затраты).

Таблица 3.1.