Аналитический этап

Основным назначением аналитического этапа является определение наиболее важных задач по совершенствованию изучаемого объекта. В этом смысле аналитический этап создает предпосылки для последующего решения задач на творческом этапе ФСА. Работы начинаются с построения структурной модели объекта, в которой раскрываются взаимосвязи его элементов.

Формулируются и классифицируются все возможные функции объекта и его элементов.

Составление структурной схемы конструкции

В целях повышения эффективности анализа функций, необходимо разработать структурную схему изделия, детали, технологии производства, показывающую взаимосвязь и зависимость узлов и деталей по отношению к изделию и между собой.

Схема характеризует иерархическую структуру изделий, разделенную на системные классы. Ниже приводится структурная схема изделия (рис.4.6).

После разработки структурной схемы аналитики приступают к созданию схемы функций. Функции определяют техническое решение отдельных деталей изделия, а схема функций позволяет отобразить в полном объеме существующую здесь зависимость. Схема функций позволяет судить о взаимодействии отдельных деталей при использовании изделия.

При изучении сравнительно несложных изделий, состоящих из одной или нескольких деталей, допускается определение функций и для отдельных элементов детали (например, головка болта, режущая кромка резца и т. д.).

Схема функций должна давать возможность комплексно отображать взаимосвязь между требуемыми свойствами изделия в целом и необходимыми функциями всех его деталей. Выявление ненужных функций позволяет подготовить варианты, при которых обеспечивается экономия затрат путем отказа от применения подузлов, отдельных деталей или их отдельных элементов, что удешевляет производство самой детали.

В соответствии с расчленением изделия выделяются системные классы. Внутри системного класса проводится ранжировка его отдельных элементов. Каждый элемент системного класса более высокого порядка образует исходную точку для системного класса более низкого порядка. В итоге получается иерархия системных классов и входящих в них элементов, которая совпадает с расчленением изделия в структурной схеме.

Системные классы, начиная с изделия в целом, нумеруются римскими цифрами. Для всего изделия устанавливается системный класс 0, элементами которого являются основные узлы изделия. Следующий более низкий уровень, системный класс 1, образуют также основные узлы изделия. Каждый основной узел системного класса 1 состоит, в свою очередь, из отдельных узлов, являющихся элементами данного системного класса. Одновременно последние представляют собой отправную точку для системного класса 11, элементы которого подузлы и т. д.

Совокупность всех функций характеризует функциональную структуру анализируемого объекта. Для ее построения могут применяться схемы, матрицы. Если изделие сложное и имеет большое количество входящих элементов, матричная форма разложения на функции выглядит громоздкой, не дает наглядности. Более целесообразно в этих случаях изображать функциональную структуру с помощью графов, указывающих на взаимосвязь между ними (рис.4.7).

- 1

- 2

- 3

Рис.4.7. Изображение функциональной структуры с помощью графов

1 – основная функция;

2 – вспомогательная функция;

3 – ненужная функция.

Формулирование функций объекта анализа как единого целого, исходит из функциональных связей с системой вышестоящего уровня.

Классификация функции оформляется в виде табл. 4.4.

Таблица 4.4

Классификация функций изделия

Изделие, деталь, сб. единица	Функция	Классификация функций			Стоимость функций
		главная	основная	вспомогательная

В процессе классификации функций анализируемого объекта выделяются главные, основные, вспомогательные, ненужные функции.

Проводится экспертная оценка значения функций, определение и анализ затрат на осуществление функций, сопоставление значимости функции с размером затрат на их осуществление; разделение затрат на функционально-необходимые и излишние, выполняемые и невыполняемые (табл.4.5).

Взаимосвязи функций представляются в виде матрицы или в какой-либо другой форме (таблицы, функциональные или функционально-структурные модели), которые должны давать различные отображения всех функций, выполняемые объектом и его составными частями, в целях упрощения процедуры поиска бесполезных избыточных функций, а также функций с недостаточными ресурсами.

Таблица 4.5

Анализ функций

Номер	Наименование детали	ФУНКЦИИ
		выполняемые		невыполняемые
		основные	вспомогательные	основные	вспомогательные
1	2	3	4	5	6

Расчет затрат на осуществление функций следует начинать с определения затрат на изготовление материальных носителей, реализующих соответствующие функции.

Если материальный носитель участвует в выполнении нескольких функций, степень его участия в осуществлении каждой функции, а следовательно, и размер затрат на ее реализацию выводятся из экспертной оценки путем дальнейшего расчленения носителя на составные конструктивно-технологические элементы до уровня, позволяющего однозначно оценить принадлежность элемента к реализации данной функции.

1 – номинальная мощность, кВт;

2 – напряжение, В;

3 – номинальный пусковой ток, А;

4 – удельная материалоемкость, кг/кВт;

5 – вес двигателя, кг;

6 – КПД;

7 – удельный расход проката черных металлов, кг/кВт;

8 – удельный расход обмоточного провода (меди), кг/кВт.

- отечественный - зарубежный

электродвигатель электродвигатель

ЧА 160 МЧ АМ 180 МVЧ

Рис. 4.8. Секторограмма материальных и технических показателей электродвигателя (наименование страны образца-аналога ФРГ)

Сравнением затрат на различные носители, способные реализовать одну и ту же требуемую функцию, определяют функционально-необходимые и измененные затраты сначала на отдельную функцию, затем в результате их сложения на анализируемый объект в целом.

Работа на аналитическом этапе заканчивается формулированием основных задач по поиску идей для совершенствования объекта.

Таблица 4.6

Анализ деталей

Наименование детали Главная функция Стоимость
Номер	Основные функции	Второстепенные функции		Специа-льные требова-ния	Примеча-ния
		обязательные	необязательные
1	2	3	4	5	6

Творческий этап

Основной задачей творческого этапа ФСА является выявление и формирование возможно большего количества идей, направленных на решение поставленных задач, обсуждение и отбор наиболее реальных из этих идей. Основным содержанием творческого этапа является творческий поиск альтернативных вариантов осуществления функций. Зачастую специалисты отвергают многие полезные идеи и варианты решения проблемы, руководствуясь тактикой игнорирования новшеств. Для ликвидации или уменьшения влияния субъективных факторов на творческий процесс руководствуются следующими правилами:

1. Основная работа на творческом этапе осуществляется в форме заседаний, которые проводятся по заранее составленному плану, регламентируются во времени, носят творческий, деловой характер.

2. Равноправность всех членов ИГ и привлекаемых к заседанию специалистов является обязательным условием для всех участников, независимо от занимаемой должности и научного звания.

3. Участники заседаний имеют право высказывать любые идеи и предложения по совершенствованию конструкции, технологии изготовления, организации производства, направленные на удешевление изделия, улучшение его потребительских качеств.

4. Обязательным принципом является уважение к любой идее, мнению и предложению, высказанному участниками работы.

5. Руководитель обязан поддерживать спокойную, доброжелательную обстановку в процессе работы, дающую возможность всем участникам заседания свободно высказать свои соображения, особенно в процессе выдвижения идей, предложений, вариантов решений. На творческом этапе ФСА могут использоваться практически любые из обширной совокупности творческих методов генерирования идей и поиска научно-технических решений, с привлечением методов психофизиологической активизации мышления. Выбор конкретного метода определяется как областью его рационального применения, так и степенью его освоения участниками творческого поиска. По каждому предложению участники игры заполняют «Карточку идей и предложений» (табл.4.7). Методы активизации творчества представлены на методологической схеме (рис.4.9).

Таблица 4.7

Конференция идей

Номер	Наименование детали (узла, изделия)	Выполняемая функция	Предложения (варианты исполнения функции детали)
1	2	3	4

Таблица 4.8

Карточка №

идей и предложений по изделию_________________________________

Деталь, сб. единица___________ Первич. применяем._______________

Содержание идей и предложений
Формулирование вариантов	Эскизы вариантов

Работа на творческом этапе считается законченной, если оформлены несколько вариантов технических решений. Идеи в виде перечня вариантов решений, в виде эскизов с кратким пояснением и расчетами могут быть переданы специалистам для более тщательного изучения или выполнения макетов и рабочих чертежей.