16. Ф у н к ц и о н а л ь н о -с т о и м о с т н ы й а н а л и з

ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

16.1. Всесторонняя экономия ресурсов

Начиная с конца 60-х годов в инженерной практике технически раз­ витых стран все чаще стали по-новому подходить к снижению стоимости (затрат) и повышению качества продукции. Этот подход назвали функ­ ционально-стоимостным анализом (ФСА) [13,40,45]. Многочисленная статистика разных стран показывает, что ФСА позволяет на одну денеж­ ную единицу затрат получить до 20 единиц экономии.

Основная суть ФСА заключается:

♦в применении системного подхода к выявлению по возможности всех излишних затрат (трудоемкость, расход материалов и энер­ гии и т.д.) на существующие или проектируемые изделия;

♦в систематическом применении методов инженерного творчества при поиске новых ТР с пониженными затратами;

♦в четкой организации работ со стороны руководства предприятия, направленных на проведение ФСА.

Решение задач, связанных со снижением себестоимости, предпола­ гает возможность применения двух подходов - предметного и функцио­ нального.

Традиционным, применяемым в течение многих десятилетий, явля­ ется предметный подход. Специалист, занимающийся проблемой сниже­ ния себестоимости изделия, формулирует задачу примерно следующим образом: как снизить затраты на данное изделие?

При функциональном подходе специалист, наоборот, полностью абст­ рагируется от реальной конструкции анализируемой системы и сосредото­ чивает внимание на ее функциях. При этом изменяется и направление по­ иска путей снижения себестоимости продукции. Четко определив функции анализируемого объекта, их количественные характеристики, специалист по-другому формулирует задачу: необходимы ли эти функции? Если да, то

необходимы ли предусмотренные количественные характеристики? Каким наиболее экономичным путем можно достичь выполнения функций?

Важность и целесообразность функционального подхода обусловли­ вается тем, что потребителя в конечном итоге интересуют не предметы и вещи как таковые, а те действия, которые он может производить с их по­ мощью, т.е. их функции. Например, его интересует не электродвигатель, холодильник, трансформатор, лампочка и т.д., а соответствующие выпол­ няемые ими функции: вращение вала, сохранение продуктов, изменение напряжения, излучение света и т.д.

Область применения ФСА весьма широка, поскольку этот подход имеет смысл использовать в любой сфере человеческой деятельности, в которой требуется снизить какие-либо затраты. ФСА является очень силь­ ным средством интенсификации экономики. С учетом опыта успешного применения ФСА, в первую очередь его рекомендуется использовать при решении следующих задач:

♦проектирование новых изделий и технологий;

♦модернизация освоенных в производстве изделий;

♦реконструкция предприятий;

♦снижение затрат основного и вспомогательного производства;

♦снижение затрат сырья, материалов, топлива и энергии;

♦снижение трудоемкости и экономия людских ресурсов.

Опыт по освоению и использованию ФСА имело Министерство электротехнической промышленности СССР в 80-х годах XX века.

16.2. Порядок проведения ФСА

Один из основополагающих принципов ФСА - определенная после­ довательность его проведения, задаваемая рабочим планом ФСА. Рабочий план ФСА включает четыре взаимосвязанных этапа, каждый из которых состоит из нескольких отдельных работ. Последовательность, заданная рабочим планом, должна носить обязательный характер, т.е. нельзя при­ ступать к очередному этапу, не выполнив полного объема работ преды­ дущего этапа.

Рабочий план проведения ФСА: 1. Подготовительный этап

1.1.Выбор технического объекта и определение целей ФСА.

1.2.Подбор и утверждение состава исследовательской группы.

1.3.Обучение специалистов группы основам ФСА.

1.4.Составление, согласование и утверждение технического задания (ТЗ) на проведение ФСА.

2 . Информационно-аналитический этап

2 .1. Сбор и изучение информации по проектно-конструкторским ре­ шениям ТО, интересующим затратам, условиям работы и недостаткам ТО.

2.2.Построение конструктивной функциональной структуры ТО.

2.3.Определение списка основных показателей и требований к ТО, критериев развития ТО.

2.4.Анализ и классификация функций элементов ТО.

2.5.Определение и сравнение стоимостей функций.

2.6.Выявление функциональных зон наибольшего сосредоточения затрат в ТО.

2.7.Постановка задач поиска более рациональных и оптимальных конструкторско-технологических решений.

3. Поисково-исследовательский этап

3.1.Поиск улучшенных ТР.

3.2.Математическое моделирование улучшенных ТР.

3.3.Поиск оптимальных параметров улучшенных ТР.

3.4.Экспериментальное испытание новых ТР.

3.5.Выбор наилучших вариантов ТР.

3.6.Оформление результатов в виде технического предложения или

(и)эскизного проекта, их согласование с заинтересованными подразделе­ ниями и утверждение.

4. Разработка и внедрение результатов ФСА

4.1.Составление и оформление проектно-технологической докумен­ тации и рекомендаций по реализации результатов ФСА с уточнением рас­

четов эффективности.

4.2.Согласование предложений по п. 4.1 с заинтересованными подразделениями, службами и их утверждение.

4.3.Организация работы по реализации предложений.

4.4. Материальное и моральное поощрение участников разработки внедрения рекомендаций по ФСА. Оформление отчета о выполненной ра­ боте с предложениями по улучшению проведения ФСА.

16.2.1. Подготовительный этап ФСА

Работа на первом подготовительном этапе имеет две стадии. На пер­ вой стадии (пп. 1.1, 1.2) готовится приказ, в котором, во-первых, указыва­ ется, какое изделие или какой технологический процесс требуется прора­ ботать с позиции ФСА и какие затраты понизить в первую очередь. Вовторых, определяется состав временной группы специалистов, сроки про­ ведения исследований и подразделения, обеспечивающие работу времен­ ной группы ФСА.

Во временную группу ФСА входят один или несколько человек из постоянной группы (отдела) ФСА, а также прикомандировываются разные специалисты (технолог, методолог, энергетик, снабженец, экономист, эко­ лог и т.д.), компетенция которых необходима при решении поставленных задач ФСА. Если на предприятии нет подразделения ФСА, то во времен­ ную группу необходимо включить хотя бы одного специалиста (жела­ тельно руководителя временной группы), владеющего подходом ФСА, и методолога-специалиста, владеющего методами инженерного творчества.

На второй стадии (пп. 1.3,1.4) временная группа ФСА составляет ТЗ,

вкотором уточняется:

♦какие узлы и блоки изделия необходимо подвергнуть тщательно­ му ФСА;

♦какие затраты требуется сократить в первую и во вторую очередь;

♦какие особые условия и ограничения требуется выполнить;

♦какая необходима работа обеспечивающих подразделений по сбо­ ру и подготовке информации.

Составной частью ТЗ является также сетевой график или планграфик проведения ФСА.

Одновременно с составлением ТЗ ведется обучение членов временной группы основам ФСА, если они не имеют соответствующего опыта работы. Для этого иногда целесообразно привлекать методолога со стороны.

Рекомендации по выполнению этапов 2-4 ФСА даны ниже.

16.2.2. Сбор и анализ информации

Выполнение работ по пп. 2.1-2.3 информационно-аналитического эта­ па не требует дополнительных пояснений. Заметим, что при комплексном изучении затрат придется часто проводить многоуровневый анализ функ­ ций ТО, например, описывать функции интересующих блоков ТО, затем функции узлов, из которых состоят блоки, затем функции деталей и т.д.

Классификация функций ТО (п. 2.4). Функции элементов ТО, вы­ явленные и описанные при выполнении п. 2.2, могут быть разделены на четыре группы: главные, основные, вспомогательные, ненужные.

Главные функции имеют главные элементы; они выделяются при со­ ставлении таблицы анализа функций и обозначаются через Фо.

Основные функции относятся к элементам, которые непосредственно обеспечивают работу главных элементов; при исключении любой основ­ ной функции главная функция в принципе не может быть реализована.

Вспомогательные функции относятся к элементам, которые делают реализацию главной или основной функции более эффективной, более приемлемой или привлекательной для потребителя и т.п.; при исключении любой вспомогательной функции работоспособность ТО сохраняется, но ухудшаются некоторые показатели качества.

Ненужные функции относятся к элементам, которые не играют су­ щественной (или никакой) роли в обеспечении работоспособности ТО и повышении его качества; таким образом, при исключении ненужной функции и соответствующих элементов показатели качества не ухудша­ ются, а некоторые могут даже улучшаться.

Часть элементов с ненужными функциями выявляется уже при составлении таблицы анализа функций, когда возникает затруднение при формулировке функции какого-либо элемента. Для этих элементов в таб­ лице анализа функции следует указывать: «Полезной функции не имеет». Другую часть таких элементов выявляют среди тех, которые имеют вспо­ могательные функции. По отношению к этим элементам задают вопрос: «Какие появятся отрицательные последствия при исключении данного элемента?». При ответе на этот вопрос проводят мысленное моделирова­ ние; если оно не дает четкого ответа, проводят математическое моделиро­ вание или физическое путем экспериментального испытания. В табл. 16.1 приведен пример классификации функций для электросчетчика.

Т а б л и ц а 16.1

Определение и сравнение стоимости функций (п. 2.5). Стоимость функций понимается в широком смысле, т.е. имеются в виду любые затра­ ты, связанные с реализацией функций.

Поскольку определение и сравнение стоимости функций проводится для выявления излишних затрат, то укажем следующие основные причи­ ны возникновения (источники) излишних затрат.

1.Разработчики в первую очередь стремятся получить требуемые экс­ плуатационные показатели. При этом они не уделяют достаточного внима­ ния экономическим показателям или у них нет полной информации о стоимости некоторых материалов, способов обработки и т.д. Это часто при­ водит к изготовлению многих деталей из неоправданно дорогих или дефи­ цитных материалов, с использованием не самых дешевых технологий.

2.Иногда разработчики плохо знают условия эксплуатации и изго­ товления ТО. В связи с этим к некоторым показателям ТО они предъяв­ ляют для перестраховки неоправданно высокие требования, что приводит

кизлишним затратам.

3.В ряде случаев из-за чрезмерной загруженности разработчики принимают на начальных стадиях проектирования временные, недоста­

точно обоснованные и отработанные технические решения, которые затем переходят в документацию на серийное производство.

4. Стремление к достижению высокого уровня унификации част превращается в самоцель. При этом не учитываются объем выпускаемой продукции и экономическая целесообразность унификации.

Существуют два способа оценки стоимости функций. Первый —ме­ тод прямого расчета затрат на основании стоимости материалов, операций технологического процесса и т.д. Несмотря на высокую точность этого метода, часто не удается (в связи с большой трудоемкостью сбора инфор­ мации или отсутствием таковой) расчетным путем определить стоимость функций для изучаемого и аналогичных ТО. В связи с этим чаще исполь­ зуют менее трудоемкий и более универсальный метод экспертных сравне­ ний стоимостей функций для изучаемого и аналогичных изделий. При ис­ пользовании этого метода для каждой функции заполняют форму (табл. 16.2), в которой по каждому показателю и для каждого варианта реализа­ ции функции устанавливается относительная шкала порядка, т.е. лучшему варианту присваивается стоимость I, худшему - стоимость m, равная чис­ лу сравниваемых вариантов.

В табл. 16.2 приведен пример относительной оценки затрат для пяти вариантов реализации функции, где вариант 4 (патент 1) имеет наимень­ шие затраты.

Т а б л и ц а 16. 2

Сравнение затрат на реализацию функции

Разумеется, набор показателей затрат в табл. 16.2 для разных функ­ ций будет различным.

Самая предварительная оценка затрат, определяемая по табл. 16.2, равна сумме оценок С=Е у<- Более точная оценка затрат может быть сдела­ на с учетом весовых коэффициентов:

т

(16.1)

где k i- весовой коэффициент, принимает значения на отрезке [1, т]; чем важнее показатель, тем выше вес.

При относительной оценке стоимостей функций важно выделить минимальную стоимость по табл.16.2 или формуле (16.1) и максималь­ ную допустимую стоимость (обычно соответствующую изучаемому из­ делию). Обе эти величины являются хорошими ориентирами при поис­ ке улучшенных вариантов ТР при выполнении третьего, поисково­ исследовательского этапа.

Работу по оценке стоимостей отдельных функций оформляют в виде сводной таблицы стоимостей функций, форма которой дана в табл. 16.3. Следует заметить, что функция может иметь несколько показателей оцен­ ки, при этом в табл. 16.3 приводят только основные показатели. Оценка функций и установление стоимостных ориентиров в виде минимально возможной и максимально допустимой стоимости функций делают про­ цесс снижения затрат целенаправленным.

Изложенная методика сравнительной оценки функций элементов и изделий в целом представляется довольно трудоемкой. Устранение этого недостатка, по-видимому, возможно при создании объектно ориентиро­ ванных каталогов или банков данных, где конструктор мог бы быстро на­ ходить готовые оценки затрат на реализацию интересующей функции.

2. С помощью табл. 16.3 и 16.4 составляют таблицу наибольших ра ностей между существующей (в рассматриваемом ТО) и минимально воз­ можной стоимостью функций, форма которой дана в табл. 16.4, где отно­ сительная разность берется между существующей и минимально возмож­ ной стоимостями по отношению к существующей. В этой таблице функ­ ции упорядочивают по уменьшению разностей до 5-10%. Зоны наиболь­ шего сосредоточения излишних затрат соответствуют наибольшим разно­ стям стоимостей функций.

3. Для выявления зон наибольшего сосредоточения затрат использ ют Л2?С-анализ, который предполагает разбивку узлов и деталей любого изделия на три группы:

♦группа А - дорогостоящие элементы (детали, узлы);

♦группа В - элементы средней стоимости;

♦группа С - элементы низкой стоимости.

Статистические исследования показывают, что в большинстве слу­ чаев между числом деталей в этих группах и их суммарной себестоимо­ стью сохраняется более или менее постоянное соотношение (табл. 16.5).

Для выявления зон наибольшего сосредоточения затрат используют данные расчетов излишних и недостающих затрат по формуле (16.2) и дан­ ные табл. 16.4, на основе которых составляют список функций с наиболь­ шими затратами. В этот список включают функции (элементы), которые одновременно имеют наибольшие значения в табл. 16.4 и наибольшие по­ ложительные значения Д. Кроме того, выделяют функции с наибольшими отрицательными значениями i?„ для реализации которых необходимы дру­ гие (более долговечные и надежные) ТР или дополнительные затраты.

Другой способ выделения зон наибольшего сосредоточения затрат состоит в том, что составляют два списка таких зон: первый (главный) список включает функции (элементы), которые одновременно вошли в табл. 16.4 и группу элементов А в табл. 16.5, второй (дополнительный) список включает функции элементов, которые одновременно вошли в табл. 16.4 и группу В в табл. 16.5.

Существует еще один подход выявления зон наибольшего сосредо­ точения затрат. В соответствии с изложенной выше классификацией функций затраты обычно имеют следующее нормативное распределение:

♦основные функции 20-30%;

♦вспомогательные функции 40-50%;

♦ненужные функции 5-10%.

При оценке функций нередко обнаруживается, что на осуществление вспомогательных функций приходится чрезмерно большая доля затрат (60-70%), т.е. здесь заложены основные резервы снижения себестоимости.

Следует оговориться, что распределение затрат в соответствии с классификацией функций в значительной степени зависит от специфики ТО. Поэтому требуются обоснованные нормативы распределения долей затрат по группам функций для интересующего класса ТО. Однако таких нормативов пока нет.

Постановка задач поиска более рациональных решений и оформление результатов информационно-аналитического этапа

(п. 2.7). Постановка задачи поиска улучшенных решений выполняется по методике, изложенной в главе 14; при этом ведется проработка по опера­ циям 3-9, 11, 12. Отметим некоторые особенности только для двух опера­ ций. Так, при выполнении операции 3 берут имеющийся технический объ­ ект, который требуется улучшить, и выбирают наиболее выигрышные и

эффективные варианты реализации из табл. 16.3. В списке недостатков (операция 4) отражаются в основном зоны наибольшего сосредоточения излишних затрат.

В результате проведения информационно-аналитического этапа по­ лучаем следующую документацию:

♦таблицу анализа функций ТО и конструктивную функциональную структуру ТО;

♦перечень главных, основных, вспомогательных и ненужных функций;

♦список критериев развития, основных показателей и требований, предъявляемых к улучшаемому ТО;

♦сводную таблицу стоимостей функций;

♦список и характеристику зон наибольшего сосредоточения затрат;

♦постановку конструкторских задач по устранению элементов с ненужными функциями;

♦постановку конструкторских задач по удешевлению функций, со­ держащих излишние затраты;

♦список неясных вопросов, возникших при сборе, систематизации и анализе информации, для последующего обсуждения со специа­ листами;

♦перечень и описание возникших идей по улучшению ТО.

При выполнении информационно-аналитического этапа можно от­ метить следующие характерные ошибки:

♦слабое привлечение знаний и опыта специалистов других служб из-за ложной боязни потерять свой авторитет или из-за нежела­ ния, а иногда и неумения наладить с ними деловые контакты;

♦получение слишком скудного или чрезмерно большого объема информации об исследуемом объекте, на что затрачивается слиш­ ком много времени и ресурсов; поэтому следует ограничиваться оптимальным объемом информации, определяемым конкретными целями анализа и временем, оговоренными в плане работы;

♦пренебрежение известными правилами делопроизводства; вся со­ бранная и обработанная информация должна систематизироваться и надежно храниться для повторного использования.