Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Функционально-стоимостной анализ и теория решения изобретательских задач. Учебное пособие
.pdf
5.4 Перечень недостатков, задач и проблем, выявленных
в ходе ФСА мясорубки бытовой (фрагмент)
5.4.1 Гайка 1
При сборке мясорубки в домашних условиях гайку трудно завернуть с необходимым усилием. Выступы и ребра на ее поверхности для
облегчения закручивания и откручивания гайки повышают расход материала на ее изготовление, усложняют оснастку и ухудшают внешний вид.
Необходимо обеспечить удобное закручивание и откручивание
гайки без приложения к ней больших усилий.
5.4.2 Решетка 2
А. Из-за большой толщины и твердости материала решетки ее
приходилось сверлить вручную, при этом быстро тупились и ломались
сверла. Операция сверления малопроизводительна и непрестижна.
Необходимо использовать другую технологию изготовления решетки,
например, штамповку.
Б. После сверления и штамповки в отверстиях решетки часто
оставались заусенцы, которые трудно было удалять. Необходимо
предотвратить образование заусенцев при шлифовке или найти эффективный способ их удаления.
В. После использования мясорубки потребителю приходится прочищать отдельно каждое отверстие в решетке. Необходимо найти удобный способ очистки решетки после окончания работы.
5.4.3 Нож 3
А. Нож изготавливается литьем по выплавляемым моделям, затем
шлифуется и каждая режущая кромка затачивается вручную. Операция
заточки весьма трудоемка и экологически небезопасна. Необходимо
снизить трудоемкость изготовления детали и устранить ручной труд.
Б. Имеет место высокий процент брака из-за недостаточной твердости материала ножей после термообработки. Необходимо улучшить
технологию термообработки.
5.4.4 Шнек 4
А. Валик шнека имеет явно завышенный диаметр и сложную конфигурацию, технология его изготовления включает токарные и фрезер-
51
ные операции, при обработке много материала удаляется в отход. Необходимо снизить материалоемкость, упростить конфигурацию и технологию изготовления.
Б. При заливке витков требуется сложная оснастка и точное регулирование положения валика в литейной форме, что повышает трудоемкость изготовления шнека. Необходимо снизить трудоемкость процесса заливки витков.
В. Витки, обеспечивающие подачу мяса в зону резания, не доходят до решетки на толщину ножа, что приводит к наматыванию на шнек
пленок и жил, присутствующих в мясной массе. Необходимо, чтобы
витки шнека подавали мясо непосредственно к режущей кромке ножа
мясорубки.
5.4.5 Корпус в сборе 5
А. Опорные поверхности 15 корпуса выполнены симметричными,
хотя крутящий момент при работе мясорубки всегда направлен в одну
сторону и поэтому нагрузка на обе опоры неравномерна. Необходимо
для снижения материалоемкости корпуса несимметричное выполнение
опор.
Б. Конфигурация корпуса чрезмерно сложна, так как она объединяет три разнородных элемента: бункер, рабочую часть и струбцину для
крепления мясорубки к опоре. Отливка такой сложной детали требует
сложной литейной оснастки и завышенных размеров элементов корпуса, что существенно увеличивает материалоемкость корпуса. Необходимо упрощение конфигурации корпуса, например, за счет разделения
его на несколько отдельных элементов, объединяемых путем сборки.
В. Ребра 9 рабочей части корпуса выполнены параллельно оси
симметрии этой части. Эти ребра предотвращают вращение мясной
массы вместе со шнеком и обеспечивают продвижение этой массы
вдоль оси шнека к зоне переработки. Но при этом они образуют острый
угол с рабочей поверхностью витков шнека, что ухудшает условия продвижения мясной массы к зоне переработки. Необходимо, чтобы эти
ребра располагались по внутренней поверхности рабочей части по спирали и составляли прямой угол с рабочей поверхностью витков шнека.
52
Г. Крепление мясорубки к опоре производится винтом 5.6, приводимым во вращение с помощью откидывающейся шарнирной ручки 5.9,
наличие которой удорожает и усложняет процесс изготовления корпуса
в целом. Необходимо изменить способ вращения крепежного винта 5.6.
5.4.6 Ручка в сборе 6
А. Высокая трудоемкость изготовления и большая материалоемкость составляющей, необходимо существенно снизить эти показатели,
чтобы привести их в соответствие с функциональной значимостью узла.
Б. Потребитель явно недоволен этой составляющей, так как при
переработке некоторых сортов мяса требуется прикладывать весьма
значительный момент для вращения шнека мясорубки, а при постоянной длине ручки это требует больших усилий. Необходимо, чтобы длина ручки в процессе работы могла регулироваться.
5.4.7 Винт в сборе 7
А. Большая трудоемкость составляющей при ее изготовлении.
Необходимо упростить технологию изготовления винта. Приведя его
трудоемкость в соответствие со значимостью.
Б. Потребитель высказывает претензии к откручиванию и закручиванию винта рукой, что неудобно. Необходимо обеспечить удобство
при закручивании или откручивании винта.
5.5 На основании данных диагностической таблицы, в
частности, по условной суммарной оценке составляющих изделия,
были выработаны «Рекомендации по направлениям и очередности
анализа по деталям мясорубки бытовой, ручной».
5.5.1 Корпус (суммарная условная оценка ∑= 310):
– снижение общей материалоемкости за счет выбора оптимальной
конструкции и толщины элементов изделия;
– снижение трудоемкости и сложности оснастки;
– рационализировать привод во вращение крепежного винта 5.6.
53
5.5.2 Решетка (∑= 183):
– снижение степени беспокойства конструкторов и технологов, вызванного затруднениями при сверлении отверстий; поиск возможности
замены технологии изготовления решеток сверлением на штамповку;
– снижение брака из-за заусенцев, остающихся в отверстиях после
сверления и шлифования.
5.5.3 Шнек (∑= 95):
– упрощение оснастки;
– удлинение витков шнека до режущей кромки ножей.
5.5.4 Нож (∑= 77):
– снижение трудоемкости на операции заточки;
– уменьшение брака (в основном из-за плохой термообработки).
5.5.5 Ручка (∑= 61):
– снижение трудоемкости изготовления;
– повышение удобства пользования.
5.5.6 Гайка (∑= 39):
– повышение удобства при использовании (обеспечение удобного
откручивания и закручивания).
5.5.7 Винт (∑= 35):
– снижение трудоемкости изготовления и уменьшение трудностей
из-за необходимости дополнительной прогонки резьбы после заливки
головки винта алюминиевым сплавом;
– улучшение фиксации ручки на хвостовике валика шнека при
работе.
Таким образом, на аналитическом этапе был сформирован массив
задач по улучшению элементов конструкции и технологии изготовления
составляющих мясорубки. Оценка правильности постановки, преобразование и отбор задач для решения являются заключительными и необходимыми процедурами аналитического этапа ФСА. Дело в том, что, используя современные инструменты и информационный фонд теории решения
изобретательских задач (ТРИЗ), можно решить все или, по крайней мере,
54
большинство задач из такого массива. Но это не имеет особого смысла,
так как приведет к перерасходу сил и времени из-за того, что среди списка
задач всегда имеются неправильно сформулированные или дублирующие
друг друга. Поэтому необходимо провести анализ и тщательный отбор задач для решения, а также их переформулировку или замену.
5.6 Творческий этап
Анализ списка задач, выявленных на аналитическом этапе, позволил выделить три группы задач для решения на творческом этапе.
В первую группу включили задачи по совершенствованию изделия, не содержащие противоречий и решаемые известными инженерными методами. К числу таких задач по мясорубке были отнесены:
– снижение материалоемкости валика шнека 4.1, который имел
диаметр 20 мм и выполнен из конструкционной стали, т. е. он мог воспринимать огромный крутящий момент, хотя в мясорубке момент такой
величины возникнуть не мог; поэтому без ущерба для работы было
предложено уменьшить диаметр этого валика, что снизило расход материала и трудоемкость обработки детали;
– увеличение протяженности витков шнека 4.2 до режущей кромки ножа 3, что позволило повысить производительность мясорубки и
исключило наматывание на шнек пленок и жил мяса.
Вторая группа задач объединила задачи с противоречиями, допускающими компромиссные решения, т. е. частично удовлетворяющие противоречивым требованиям. Техническое противоречие, лежащее в сути
задачи, при этом не устраняется, но его последствия существенно сглаживается, смягчается. К таким задачам относятся проблемы снижения массы
отдельных узлов конструкции при сохранении прочности и надежности,
подбор оптимальной формы, материала и т. д. Компромиссные решения
могут потребовать трудоемких расчетов, применения методов оптимизации, проведения экспериментов по выбору наилучшего варианта.
К задачам второй группы отнесли:
– оптимизацию размеров основных элементов корпуса 5.1 мясорубки для снижения его материалоемкости, так как поэлементный анализ этой детали выявил необоснованно высокие запасы прочности многих ее элементов — кронштейнов, струбцины, стенок бункера и др.;
55
– несимметричное исполнение опор 15 корпуса мясорубки с учетом однонаправленности крутящего момента, воспринимаемого опорами при работе мясорубки, что давало возможность уменьшить материалоемкость корпуса;
– раздельное исполнение основных элементов корпуса 5.1 и их
объединение путем сборки, обеспечившее почти двухкратное уменьшение массы корпуса и упрощение технологии его изготовления.
Наиболее многочисленными оказались задачи третьей группы,
т. е. задачи с противоречиями, не допускающими компромиссных решений. Задачи этой группы могут быть решены либо методами психологической активации творческой деятельности (морфологический анализ, мозговой штурм и др.), если задачи характеризуются невысоким
уровнем сложности, либо с использованием современного инструментария теории решения изобретательских задач (ТРИЗ, стандарты на решение изобретательских задач, полный анализ (законы развития технических систем и др.), если задачи имеют высокий уровень сложности.
Примерами задач третьей группы, решенными при проведении
ФСА мясорубки являются:
– изменение формы режущей части ножа 3 на пилообразную;
– переход от технологии сверления отверстий в решетке 2 к их
пробивке штамповкой с одновременным изменением конструкции гайки 1, обеспечивающей предохранение выпячивания тонкой решетки с
помощью упорного ребра;
– выполнение ручки 6.1 изменяемой длины, обеспечивающей регулирование крутящего момента при переработке жесткого мяса;
– расширение функциональной значимости ручки в сборе 6 за
счет ее применения при креплении мясорубки к опоре и при откручивании и закручивании гайки 1 (в последнем случае ручка используется в
качестве ручки-ключа).
В целом при проведении ФСА мясорубки было найдено 35 предложений, направленных на улучшение конструкции и технологии изготовления ряда ее элементов, улучшение эксплуатационных свойств,
снижение материалоемкости и трудозатрат.
Таким образом, ВРГ выполнила поставленную перед ней задачу:
убрала из изделия максимум лишнего, ненужного, сделала его более
56
дешевым, удобным в пользовании, надежным при полном сохранении и
улучшении его функциональных свойств.
Одновременно с проведением анализа ВРГ осуществляла оформление полученных результатов по принятой для ФСА форме. Пример оформления одного из предложений ФСА по мясорубке представлен ниже.
5.7 Предложение по совершенствованию объекта ФСА
5.7.1 Предложение — №23.
5.7.2 Объект — мясорубка бытовая.
5.7.3 Детали — решетка, гайка.
5.7.4 Существующее положение — отверстия в решетке диаметром от 4 до 7 мм в количестве от 18 до 44 штук на одну решетку сверлятся в дисках из стали У8 вручную. Толщина дисков — 7 мм.
5.7.5 Недостатки:
– большая трудоемкость ручной работы;
– после сверления необходимо удалять заусенцы в отверстиях;
– большой расход дефицитной инструментальной стали.
5.7.6 Предложение временной рабочей группы — выполнять решетки из стали толщиной до 3 мм и получать отверстия штамповкой.
Для обеспечения необходимой жесткости решетки выполнить на гайке
ребро, упирающееся в центральную часть решетки со стороны, противоположной зоне переработки мяса.
5.8 Мероприятия по внедрению
1. Иготовить опытный образец тонкой решетки и гайки с ребром,
провести испытания;
2. Разработать и изготовить необходимую технологическую
оснастку — штамп для пробивки отверстий в решетке, пресс-форму для
литья гайки с ребром;
5.9 Технико-экономические преимущества
1. Уменьшение трудоемкости изготовления, замена ручного труда
штамповкой;
57
2. Экономия инструментальной стали;
3. Упрощение прочистки отверстий в тонкой решетке после окончания работы.
5.10 Недостатки предложения
1. Увеличение расхода материала на гайку;
2. Усложнение ее конструкции;
3 Необходимость изменения оснастки;
Ребро может мешать выходу фарша из мясорубки. Недостатки
можно устранить, если ребру придать обтекаемую конфигурацию. Затраты на увеличение расхода металла на гайку и переделку оснастки
допустимы, так как окупятся за счет выигрыша по решетке.
5.11 Контрольные вопросы и задания
5.11.1 Назовите причины выбора мясорубки бытовой в качестве
объекта ФСА.
5.11.2 Какие специалисты вошли во временную рабочую группу
по ФСА мясорубки и почему?
5.11.3 В чем сущность основного противоречия совершенствования объектов техники и как это противоречие разрешается при формулировании ВРГ для ФСА конкретного объекта?
5.11.4 В чем особенности разработки структурной схемы объекта
ФСА и как они проявились при разработке структурной схемы мясорубки?
5.11.5 Что такое технологическая схема изготовления объекта
ФСА и каковы ее особенности при ФСА мясорубки?
5.11.6 В какой последовательности разрабатывается матрица
функций объекта ФСА и какие задачи по совершенствованию объекта
на ее основе.
5.11.7 Охарактеризуйте сущность разработки диагностической
таблицы для объекта ФСА и особенности формулирования задач по совершенствованию объекта на ее основе.
58
5.11.8 Что такое «степень беспокойства» в диагностической таблице объекта ФСА и каковы критерии ее оценки?
5.11.9 Какие из проблем или задач, сформулированных на основе
диагностической таблицы для мясорубки, представляются Вам наиболее
существенными и интересными? Что представляется надуманным и несущественным?
5.11.10 Как готовятся задачи по совершенствованию объекта
ФСА, выявленные на аналитическом этапе, для их решения на творческом этапе ФСА?
5.11.11 Назовите и охарактеризуйте характерные типы задач по
совершенствованию объекта ФСА на примере задач по совершенствованию мясорубки.
5.11.12 Какое из найденных решений по совершенствованию мясорубки Вам наиболее понравилось? Почему? Какое решение больше
всего не понравилось? Почему?
5.11.13 Разработайте структурную схему для таких объектов как кофемолка, соковыжималка, миксер, шариковая или перьевая авторучка.
5.11.14 Составьте технологическую схему производства для объектов п. 13.
5.11.15 Разработайте матрицу функций для объектов п. 13.
59
6 ОТБОР СПЕЦИАЛИСТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ФСА
И ОРГАНИЗАЦИЯ ТВОРЧЕСКОГО КОЛЛЕКТИВА —
ВРЕМЕННОЙ РАБОЧЕЙ ГРУППЫ (ВРГ)
6.1 Порядок отбора специалистов для работы в ВРГ и службах
ФСА
Деловые и личностные качества предполагаемых участников ФСА
объекта оцениваются экспертной группой и самим кандидатом в ВРГ
(самооценка).
Оценка экспертной группы определяется как средняя арифметическая оценка из оценок, выставляемых кандидату в ВРГ знающими его по
совместной работе (производственной и общественной) специалистами.
Самооценка отражает осознание кандидатом в ВРГ себя в качестве самостоятельного субъекта деятельности и уровень его притязаний.
При этом уровень притязаний кандидата в ВРГ может соответствовать
реальным возможностям субъекта, а может быть заниженным или завышенным в зависимости от его индивидуальных психологических
особенностей. На практике встречаются как люди самоуверенные, лишенные самокритики, не склонные к самоощущению так и робкие, застенчивые, недооценивающие свои возможности. Первые часто претендуют на формы и виды деятельности, с которыми они не смогут справиться. С такими людьми необходима специальная разъяснительная работа, направленная на развитие у них большей сдержанности, осторожности, осмотрительности. В значительной мере это относится к молодым специалистам с повышенными амбициями.
С другой стороны, встречаются специалисты, явно занижающие
свои способности, которые излишне самокритичны и не уверены в своих силах и возможностях. Поэтому необходимо проявлять настойчивость в выработке у таких людей смелости и уверенности в себе, помогать им, постепенно усложняя поставленные им задачи, анализируя
вместе с ними результаты их работы. Люди с повышенным и пониженным уровнем притязаний своим поведением могут вызвать оправданное
недовольство у других специалистов (отдела ФСА, ВРГ), ухудшить
микроклимат в коллективе.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]