Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Функционально-стоимостной анализ и теория решения изобретательских задач. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 144 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

структурными элементами. В соответствии с этим для объекта анализа

Привод

станка

3. Механизм

передачи

1.2 1.3

2.1 2.2

3.3 Маслон

сос 1.1.2

1. Электро

двигатель

1.1

разрабатывается структурная схема, отображающая его элементный состав и взаимосвязи между элементами, т. е. иерархию объекта ФСА.

На рисунке 3.2, представлен фрагмент структурной схемы (структурной модели) привода металлорежущего станка. В целом привод станка образует I-й уровень структурной схемы. Его составляющими являются узлы (II-й уровень структуры), т. е. электродвигатель 1, муфта 2 и механизм передачи 3. Каждый из узлов включает в себя несколько подузлов, обозначенных на рисунке 3.2 двумя индексами (III-й уровень структуры). Для механизма передачи 3 эти подузлы не только обозначены индексами, но и поименованы (3.1 Коробка, 3.2 Шестерни и валы, 3.3 Маслонасос). В свою очередь подузлы могут быть расчленены на отдельные детали (IV-й уровень структуры), обозначенные на рисунке 3.2 тремя индексами. Исключение в данном случае составляет подузел 1.3, который не имеет собственной структуры, т. е. он может представлять собой отдельную деталь.

2. Муфта

3.2 Шестерни

3.2.1

3.1.3

3.2.2

3.3.1

3.3.2

3.2.3

3.2.4

1.1.1

1.2.1

1.2.2

2.1.1

2.1.2

2.2.1

2.2.2

3.1 Коробка

3.1.1

3.1.2

Рисунок 3.2 — Фрагмент структурной модели (структурной схемы)

привода станка

На основании структурной схемы формулируются функции объекта в целом и составляющих его элементов. При этом при формулировании внешних функций объекта в целом и, прежде всего, его главной функции, необходимо абстрагироваться от его конкретной структуры, технического исполнения, конструктивных особенностей и т. д., чтобы избежать неоправданного сужения области поиска новых рациональных

решений. В то же время, при формулировании основных и вспомогательных функций элементов объекта следует избегать слишком общих определений, необходимо их максимально конкретизировать в соответствии с иерархическим уровнем материального носителя функции.

В таблице 3.3 представлен фрагмент функциональной модели привода станка в виде матрицы.

Таблица 3.3 — Фрагмент функциональной модели привода станка в виде матрицы

Обозначения функций

Главная Второстепенная Основные Вспомогательные

1.1 —

создает

1.4.1 —

вращение.

передает

момент вращения.

1.4.2 —

уменьшает

частоту вращения.

передает

приводит

1 —

станок в действие.

—

обеспечивает низкий уровень шума.

1.2 —

момент вращения. F

1.3 —

обеспечивает сочленение валов

1.4.3 —

удерживает детали. F

1.4.4 —

уменьшает трение (смазка). f

уменьшает

2.1 —

уровень шума (смазка)

преобразует

1.4 —

частоту вращения

2.2 —

закрывает

внутренние детали

Для сложных, комплексных изделий (самолет, электростанция, орбитальный космический комплекс и т. п.) объем составляемой ФМ может оказаться очень большим, в силу чего функциональная модель становится труднообозримой и требует значительных затрат на сбор информации. В этих случаях целесообразно ФМ расчленить в соответствии со структурной моделью объекта, учитывая при этом иерархию функций объекта в целом. Это существенно потому, что та или иная конкретная функция на более низком уровне структурной иерархии может быть полезной, а для объекта в целом она может оказаться бесполезной.

Для относительно несложных изделий, имеющих не более 3–4 уровней структурной иерархии, матрица функций представляется таблицей, в которой в первой колонке перечисляются функции, осу-

ществляемые изделием в целом и его структурными составляющими, а последующие колонки таблицы содержат наименование самого объекта и названия и индексы его структурных составляющих, образующих второй уровень иерархии.

На пересечении наименования соответствующей функции и наименования объекта или его структурных составляющих условными обозначениями указывают категорию осуществляемой функции (Гл — главная функция, Вт — второстепенная, О — основная, В — вспомогательная, Вр — вредная, Б — бесполезная и т. д.) и участие той или иной структурной составляющей в ее выполнении.

Матрица функций в такой форме позволяет осуществить системное исследование объекта ФСА, не пропустив ни одной из них, даже тех, которые не предусматривались при проектировании и изготовлении изделия.

Выявление функций объекта производится в следующей последовательности:

– выявление главной и второстепенных функций, обеспечивающих удовлетворение требований потребителя (внешние функции);

– выявление основных функций объекта, обеспечивающих осуществление главной функции объекта;

– выявление вспомогательных функций изделия, обеспечивающих выполнение его второстепенных и основных функций;

– определение полезности, бесполезности и вредности каждой из выявленных функций объекта.

После разработки матрицы функций для объекта ФСА в целом разрабатываются матрицы функций для структурных составляющих объекта, образующих II-й уровень иерархии. Матрица функций для каждой составляющей объекта строится по тому же принципу, что и матрица функций для объекта в целом. Это таблица, в первой колонке которой перечислены функции, осуществляемые соответствующей составляющей объекта (узлом) и его элементами (подузлами или деталями) III уровня иерархии, а последующие колонки таблицы представляют наименования составляющей второго уровня, а также наименования и индексы входящих в нее составляющих третьего уровня иерархии. Фрагмент матрицы функций в таком виде, применительно к приводу станка (см. табл. 3.3) приведен в таблице 3.4.

Таблица 3.4 — Фрагмент матрицы функций с обозначением

категорий функций для привода станка

Наименование

функций

Составляющие

II-го уровня

F1 — приводит станок в движение F2 — обеспечивает низкий уровень шума F

— создает момент вращения

1.1

— передает момент вращения

1.2

— обеспечивает сочленение валов

1.3

— преобразует частоту вращения

1.4

— передает вращение

1.4.1

— уменьшает частоту вращения

1.4.2

— удерживает детали

1.4.3

— уменьшает трение

1.4.4

— уменьшает уровень шума

2.1

— закрывает внутренние детали

2.2

Главной целью разработки функциональной модели объекта ана-

Гл Вт

О О О О

В В В В В В

Привод станка

1. Электро-

О В

О — — — — — — — — —

двигатель

2. Муфта

—

О — — — — — — —

Механизм

О В

— — —

О В В В В В В

передачи

лиза является выявление его ненужных (бесполезных) и вредных функций, а также определение степени загруженности отдельных структурных составляющих объекта выполнением полезных функций.

Используя функциональную модель объекта в форме матрицы, с обозначением категорий функций, можно сформулировать два типа задач по совершенствованию объекта:

– задачи по устранению ненужных (бесполезных) и вредных функций и их материальных носителей;

– задачи по исключению из объекта его структурных составляющих, недостаточно нагруженных выполнением полезных функций и передаче их функций другим составляющим объекта (задачи функционально-идеального моделирования или свертывания объекта).

При дальнейшем анализе объекта фонд задач по его совершенствованию дополняется задачами, сформулированными на основе

функционально-стоимостной диаграммы объекта, сущность решения которых состоит в целенаправленном поиске иных, менее затратных способов осуществления таких функций, затраты на которые превышают их значимость (или полезность).

3.4 Контрольные вопросы и задания

3.4.1 Что означает точность формулировки функции объекта ФСА?

3.4.2 Как практически реализуется правило кратности (лаконизма)

формулировки функций объектов ФСА? Приведите примеры.

3.4.3 Почему необходимо стремиться к обобщенности формулировки функций объекта ФСА и каковы пределы этой обобщенности? Поясните на примерах.

3.4.4 Что означает количественная характеристика функций при их формулировании в ходе ФСА объекта? Проиллюстрируйте примерами.

3.4.5 Какова роль полноты выявления функций объекта ФСА при проведении аналитического этапа анализа?

3.4.6 Какова последовательность выявления и формулирования функций объекта ФСА?

3.4.7 Приведите 5–6 примеров формулирования функций для отдельных агрегатов и механизмов и их составных элементов применительно к оборудованию цехов обработки металлов давлением.

3.4.8. Каковы особенности выявления и формулирования функций технологических процессов и производственных структур? Назовите характерные функции технологических процессов обработки металлов давлением и производственных структур в металлургии и машиностроении.

3.4.9 Что такое функциональная модель объекта ФСА и какова последовательность ее разработки?

3.4.10 Что представляет собой структурная схема (модель) объекта ФСА и каким образом она разрабатывается?

3.4.11 Назовите и охарактеризуйте известные Вам разновидности матриц функций объектов ФСА и укажите основные преимущества каждой разновидности.

3.4.12 Какова основная цель формирования матрицы функций объекта ФСА и какие типы задач по совершенствованию объекта анализа можно сформулировать на основе матрицы функций?

4 ЭТАПЫ ПРОВЕДЕНИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕЙ

ФОРМЫ ИЗДЕЛИЯ ФСА

4.1 Характеристика этапов корректирующей формы ФСА

Сложившаяся в настоящее время методика проведения ФСА объектов различной природы (1, 2 и др.) предусматривает 7 типовых этапов при выполнении ФСА изделия, выпуск которого освоен в производственных условиях. Такими этапами являются:

– подготовительный;

– информационный;

– аналитический;

– творческий;

– исследовательский;

– рекомендательный;

– внедрения.

Основное содержание работ и их результатов на этапах ФСА представлено в виде таблицы 4.1.

Таблица 4.1 – Этапы ФСА и содержание работ по ним

Этап ФСА Содержание работ

Выбор и обоснование объекта, цели и задачи ана-

Подготовительный

лиза, составление плана проведения работ, организация исследовательской группы

Информационный

Сбор, систематизация и обработка информации по объекту анализа и аналогах Определение затрат по отдельным функциям объ-

Аналитический

екта анализа, аналогов и их сопоставление. Выявление зон наибольших функциональных затрат Разработка предложений по совершенствованию объекта анализа и предварительный отбор предло-

Творческий

жений для реализации, систематизация предложений по функциям, формирование вариантов исполнения объектов

Исследовательский

Оценка экономической эффективности и реальности осуществления предложенных вариантов

Рекомендательный

Выбор оптимального варианта. Оформление окончательных рекомендаций. План-график внедрения

Внедрение Выполнение план-графика внедрения

Часть работ по проведению ФСА конкретного объекта осуществляется работниками службы ФСА предприятия, но основную часть работ по анализируемому объекту выполняют специалисты, входящие в специально формируемую по каждому объекту анализа рабочую (исследовательскую) группу ВРГ (ИРГ). Отдельные виды работ по ФСА объекта производят привлекаемые работники других служб предприятия.

Временная рабочая группа представляет собой комплексную творческую бригаду, создаваемую на время проведения анализа каждого конкретного объекта. ВРГ работает под руководством ведущего, хорошо освоившего основные положения ФСА и методологию поиска новых решений. В качестве членов ВРГ приглашаются специалисты, имеющие отношение к разным стадиям жизненного цикла совершенствуемого объекта, а также несколько человек, не связанных непосредственно с данным объектом, но обладающих хорошей творческой подготовкой и знакомых с другими областями техники. Создание DHU позволяет разрешить наиболее существенное противоречие, возникающие при совершенствовании техники: для того, чтобы совершенствовать технический объект, необходимо полностью, до тонкостей, знать этот объект, то есть быть специалистом в данной области. Но именно специалисты наиболее сильно подвержены психологической инерции, мешающей находить новые, лучше решения по объекту. Дилетанты же, даже широко образованные и владеющие методами поиска лучших решений, но не знающие досконально данного конкретного объекта, не могут рассматривать его комплексно, выявить задачи совершенствования объекта и отобразить из них те, которые должны быть решены в первую очередь. Объединение же специалистов и дилетантов в одну группу, включающую работников разных специальностей и подразделений во главе с квалифицированным ведущим, позволяет за счет творческого взаимодействия в процессе коллективной работы обеспечить высокую эффективность поиска возможностей и путей совершенствования объекта анализа.

Для того, чтобы найденные при проведении ФСА объекта решения могли получить одобрение для их осуществления, необходима еще одна творческая группа — экспертная комиссия, в которую входят ответственные специалисты, связанных со стадиями жизненного цикла объекта ФСА, например, главный конструктор предприятия, главный

технолог, начальники основных цехов, начальники отделов материально-технического снабжения, планово-экономического, патентного и др. Работой экспертной комиссии руководит, как правило, главный инженер предприятия.

Экспертная комиссия совместно с ВРГ производит отбор предложений по объекту, определяет порядок их внедрения, разрабатывает программу необходимых исследований и доработок для обеспечения внедрения.

Структура постоянно действующих органов по ФСА на предприятии (если такая структура создана или намечается ее создание) помимо службы ФСА организующей все работы по ФСА на предприятии, и экспертной комиссии по ФСА, включающей всех ведущих специалистов предприятия, предусматривает также формирование совета ФСА предприятия или организации который является руководящим органом по ФСА на предприятии. В него включаются руководители высшего уровня, главные специалисты предприятия, а также представители научных и проектных организаций по профилю предприятия. Совет по ФСА обычно возглавляет первый руководитель предприятия.

4.2 Контрольные вопросы и задания

4.2.1 Назовите типовые этапы проведения корректирующей фор-

мы ФСА изделия и последовательность их осуществления?

4.2.2 Как осуществляется выбор объекта ФСА на предприятии,

выпускающем обширную номенклатуру изделий?

4.2.3 Каков характер конкретных задач, определяемых для объек-

та ФСА на подготовительном этапе его проведения?

4.2.4 В чем состоит основное противоречие совершенствования конкретного технического объекта и как оно решается при формировании временной рабочей группы по проведению ФСА такого объекта?

4.2.5 Каковы особенности проведения информационного этапа ФСА объекта, какие требования к предоставляемой информации по объекту предъявляются и какие трудности при этом могут возникать?

4.2.6 Что такое структурная схема объекта ФСА и каким образом она составляется?

4.2.7 Охарактеризуйте технологическую схему изготовления объекта ФСА и особенности ее разработки на информационном этапе ФСА.

4.2.8 Как определяются затраты на объект ФСА и его составляющие при проведении аналитического этапа ФСА?

4.2.9 Какие сведения об объекте ФСА и его составляющих должны быть представлены на функциональной модели объекта?

4.2.10 В чем состоит оценка значимости функций объекта ФСА экспертным методом на аналитическом этапе?

4.2.11 Как определяются затраты на осуществление каждой функции объекта ФСА?

4.2.12 Что такое функционально-стоимостная диаграмма и каков порядок ее разработки для объекта ФСА на аналитическом этапе?

4.2.13 Что такое зоны избыточных затрат (ЗИЗ) в объекте ФСА и каким образом эти зоны выявляются?

4.2.14 Охарактеризуйте сущность диагностической таблицы для объекта ФСА и покажите ее отличие от функционально-стоимостной диаграммы для того же объекта.

4.2.15 Что является основной целью аналитического этапа ФСА объекта и по каким критериям оценивается эффективность его проведения?

4.2.16 Дайте краткую характеристику творческого, исследовательского и рекомендательного этапов ФСА и этапа внедрения его результатов.

5 ПРИМЕР ПРОВЕДЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-

СТОИМОСТНОГО АНАЛИЗА КОНКРЕТНОГО ИЗДЕЛИЯ

5.1 Вводные положения

Функционально-стоимостный анализ мясорубки бытовой был проведен в начале 80-х годов прошлого века на одном из машиностроительных предприятий страны, на котором мясорубки производились в цехе товаров народного потребления в качестве основного вида продукции [1]. Конструкция и технология производства мясорубок на предприятии считались достаточно отработанными, но производство являлось планово-убыточным, так как себестоимость мясорубок несколько превышала их продажную цену.

Причинами выбора мясорубки бытовой в качестве объекта ФСА оказались следующие обстоятельства:

– необходимость превратить производство изделия из плановоубыточного в рентабельное, т. е. снижение себестоимости производства мясорубок;

– стремление продемонстрировать возможности ФСА при совершенствовании конструкции и технологии производства изделия, у которого эти аспекты считались отработанными и вполне благополучными;

– изделие являлось хорошо известным для всех потенциальных участников ФСА и не требовало времени для ознакомления их с его конструкцией и использованием.

Поэтому в соответствии с очередностью выполнения этапов ФСА на его подготовительном этапе были сформулированы конкретные цели анализа изделия, составлено техническое задание (ТЗ) на проведение работы, составлен рабочий план проведения ФСА, сформулирована временная рабочая группа (ВРГ) и подготовлен приказ по предприятию о проведении ФСА.

Во временную рабочую группу помимо ведущего (руководителя группы) были включены конструктор, технолог цеха, технолог по оснастке, представитель отдела технического контроля, экономист и одна из работниц цеха в качестве потребителя (пользователя).

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 144 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]