1.10.2. Классификация функций объекта

Под функцией изделия понимается проявление свойств объекта в определенной системе отношений.

1. По области проявления функции делят на внешние и внутренние. По роли в удовлетворении потребностей среди внешних функций различают главные и второстепенные (рис. 1.20).

Рис. 1.20. Функции объекта

Главная функция объекта определяет назначение, сущность, смысл объекта в целом. Второстепенная функция не влияет на работоспособность объекта, определяет побочные цели его создания, способствует обеспечению спроса.

Внутренние (внутриобъектные) функции отражают взаимосвязь внутри объекта и обусловлены принципиальной схемой построения, особенностями построения.

По роли в обеспечении работоспособности объекта среди внутренних функций выделяют основные и вспомогательные.

Основная функция обеспечивает работоспособность объекта, создает необходимые условия для осуществления главной функции. Различают, например, такие основные функции: прием, ввод, передача, преобразование, хранение, выдача результатов.

Вспомогательные функции способствуют реализации основных функций. Различают, например, такие вспомогательные функции: соединительные, изолирующие, фиксирующие, направляющие, гарантирующие.

2. По степени полезности для системы функции элементов разделяют на полезные и бесполезные, среди которых есть нейтральные и вредные.

Полезные функции — это внешние и внутренние функции, отражающие функционально-необходимые потребительские свойства и определяющие работоспособность объекта.

Нейтральные функции не влияют на работоспособность объекта, но удорожают его.

Вредные функции отрицательно влияют на работоспособность объекта и его потребительские свойства, удорожают объект.

В ходе анализа необходимо устранить вредные функции, максимально снизить количество нейтральных бесполезных функций и их материальных носителей.

Логико-графическое изображение состава и взаимосвязей функций изделия именуется функциональной моделью (ФМ). ФМ получается путем формирования функций и установления порядка их получения.

Каждая функция имеет свой индекс, отражающий ее принадлежность к определенному уровню ФМ, и порядковый номер.

Процесс построения и использования ФМ объекта (например, изделия) условно называется функциональным моделированием, которое включает:

• формирование (логическое описание) функций;

• группировку функций, проверку правильности их распределения;

• описание и графическое изображение функциональных связей в виде иерархической ФМ;

• оценку значимости функций.

Функциональные модели вскрывают все существенные связи в изделии и дают возможность перейти к количественной оценке значимости каждой функции (r) и ее относительной важности (R) для изделия в целом.

Оценка значимости и важности функций ведется экспертными методами последовательно по уровням ФМ (сверху вниз). Ввиду многоступенчатой структуры ФМ определяется также показатель относительной важности функции любого уровня по отношению к изделию в целом.

1.10.3. Этапы фса

Существует 7 этапов проведения ФСА: подготовительный, информационный, аналитический, творческий, исследовательский, рекомендательный и этап внедрения.

На подготовительном этапе выбирается объект исследования, определяются цели анализа, план ФСА.

На информационном этапе осуществляется сбор информации об объекте и его аналогах. Составляется структурная модель объекта, изучается технология и условия изготовления, рацпредложения по совершенствованию объекта, определяются затраты и их структура на всех стадиях жизненного цикла объекта ФСА.

Структурная модель объекта представляет собой его условное изображение, отражающее состав и соподчиненность его материальных элементов (носителей функций) — конструкторско-техническая схема сборки изделия.

Материальным носителем (МН) функции называется отдельный элемент, либо их совокупность, участвующий в реализации функции.

По всем самостоятельным элементам (сборным единицам) выполняются расчеты себестоимости материальных носителей функций. Затем все материальные носители распределяются по зонам затрат с помощью метода "АВС" (рис. 1.21).

Рис. 1.21. АВС-анализ

Зона А соответствует наибольшему сосредоточению затрат —75 %, вторая зона В составляет 20 % общих затрат, т.е. дополняет зону А до 95 %. На долю зоны С приходится 5 % затрат. Зона С завершает картину распределения затрат по изделию в целом.

Результатом такого представления стоимостных характеристик сборочных единиц и деталей является график, получивший название кривой Парето. Этот график показывает, какие МН должны быть подвергнуты первоочередному анализу для снижения себестоимости.

Итальянский экономист XIX века Вильфредо Парето разработал метод анализа объектов исследования, который останется актуальным инструментом исследования проблем XXI века.

Анализ Парето основан на выделении важнейших аспектов проблемы, чтобы сфокусировать внимание на самых важных областях проблемы. В основе концепции Парето находится идея того, что относительно небольшое число причин вызывает весьма значительное число (большой процент) всех случаев дефектов, неудач, жалоб, успехов и т.д. поэтому надо классифицировать все случаи по степени их значимости (независимо от природы этих случаев) и сконцентрировать усилия на решении наиболее значимых. Метод Парето называют иногда правилом «80 на 20», т.е. проблему можно решить на 80% с помощью анализа 20% причин возникновения проблемы. Например, 80% затрат на изготовления изделия обусловлено 20% МН или 20% оборудования цеха создают 80% поломок оборудования в этом цеху

Аналитический этап служит для определения и анализа функций, минимального уровня затрат на выполнение основных и вспомогательных функций.

На этом этапе разрабатывается функционально-структурная модель (ФСМ) и строится функционально-стоимостная диаграмма (ФСД).

ФСМ — это матричное изображение объекта, полученное путем наложения структурной модели на функциональную. При этом различают производственные затраты на функцию (затраты на создание носителя функции) и эксплуатационные расходы на применение носителя функции в процессе потребления.

На аналитическом этапе в ходе ФСА формируются сведения для построения ФСД — совмещенного графика для оценки соответствия значимости функций и затрат на их реализацию. Это позволяет выявить бесполезные и вредные функции.

Верхняя часть диаграммы отражает распределение функций по значимости (весомости), нижняя — по затратам. Зоны диспропорции служат первоочередными объектами анализа. Когда один или группа материальных носителей (МН) полностью работают на одну определенную функцию, производственные затраты на нее определяются себестоимостью соответствующих носителей.

Если один и тот же материальный носитель участвует в удовлетворении нескольких функций, затраты распределяются между функциями пропорционально вкладам носителя в реализации этих функций.

На творческом этапе осуществляется поиск идей и вариантов решений, обеспечивающих ликвидацию вредных и нейтральных функций, совмещение полезных и удешевление объекта. Все предложения заносятся в карточку идей (табл. 1.11).

Оценка, обсуждение и отбор рациональных вариантов производится на исследовательском этапе.

Рассмотрение соответствующими службами отобранных на предыдущем этапе предложений, обсуждение и оформление рекомендаций по результатам ФСА проводятся на рекомендательном этапе.

Внедрение выбранного варианта осуществляется в ходе реализации плана повышения эффективности.

Этапы ФСА практически идентичны фазам процесса принятия управленческого решения.

Рассмотрим в качестве примера ФСА дырокола. Его структурная модель отражает взаимосвязи элементов, из которых он состоит.

Рис. 1.22. ФСА дырокола

На основе этой модели строим функционально-элементную модель дырокола (табл. 1.10). Такая модель помогает определить целесообразность конструкции по ее элементам и функциям этих элементов. Для определения целесообразности конструкции исходя из числа элементов, реализующих ту или иную функцию, выявление излишних или недостающих ресурсов для реализации данных функций, а также элементов, не являющихся их носителями или излишних, была построена функционально-элементная модель анализируемого объекта.

Таблица необходима для нахождения носителей той или иной функции, она также позволяет выяснить, правильно ли выбран носитель функции, выявить избыточные ресурсы и отыскать элементы, которые участвуют в реализации функции объекта. Так, основание и поддон выполняют одну и ту же функцию (F₁): обеспечивают устойчивость. Рычаг и большая ось (F₂) и (F₂₁) передают усилие на пуансон. Пружина (F₃₂₁) препятствует нажатию и имеет избыточные ресурсы. Анализ функций осуществляется с помощью табл. 1.10.

Таблица 1.10. Функционально-элементная модель изделия

Элемент

F1

F11

F12

F2

F21

F22

F3

F31

F32

F321

F33

F34

Основание

X

Матрица

X

Поддон

X

X

Рычаг

X

X

Ось большая

X

Ось малая

X

Стойка

X

Пуансон

X

Пружина

X

X

Заклепки

X

Шайба специальная

X

Далее составляется структурно-элементная модель дырокола со стоимостными характеристиками. Себестоимость дырокола принимается за 100%. Пусть себестоимость дырокола по МН распределится следующим образом:

• основание – 30% в т.ч.

поддон – 20%

матрица – 10%

• рычаг - 50% в т.ч.

ось большая – 30%

ось малая - 20%

• стойка - 20% в т.ч.

пуансон - 10%

пружина - 5%

заклепка - 3%

шайба - 2%

Наряду с определением стоимостных значимостей необходимо определить функциональные значимости МН, т.е. установить коэффициенты значимости функций. Они определяются методом экспертных оценок по уровням функциональной модели, начиная с первого уровня. Сумма значимостей всех функций должна быть равна единице.

где r_{i –} значимость функции

i = 1,2,… n ‘ количество функций данного уровня, имеющих общую основную функцию.

При определении значимости вспомогательных функций вышестоящая вершина функции условно принимается за 1. значимость нижестоящих функций рассчитывается по степени вклада в осуществление вышестоящих. В нашем примере степень участия функций F₁₁ и F₁₂ соответственно равны 20% и 80% от F₁ (значимость F₁₁ – 0,05,. F₁₂ – 0,2)(см рис. 1.23)

Рис 1.23 Функциональная модель дырокодла

Ключевым моментом ФСА является построение функционально-стоимостной диаграммы (ФСД) ФСД дырокола построена на рис. 1.24. Такая диаграмма представляет собой совмещение на одной оси функций значимостей этих функций и затрат на их реализацию. Это позволяет выявить диспропорции и обратить на них первоочередное внимание.

В нашем случае анализ показал, что наиболее значительными функциями оказались F₂₂,F₁₂иF₃₁, а наиболее “затратными” оказались функции F₂₁,F₂₂и F₁₁. Поэтому следует обратить внимание на снижение затрат прежде всего для F₁₁и F₂₁.

На творческом этапе идет генерация идей, которые должны характеризовать изделие. Все идеи, которые подлежат дальнейшему изучению заносятся в карточку идей (таблица 1.11

В нашем примере по дыроколу из предложенных 8 идей к внедрению было рекомендовано 4.

Таблица 1.11. Карточка идей

Идея, подлежащая проработке	Достоинства	Недостатки	Принимается (+), отклоняется (-)
Убрать большую ось (приварить с нижней стороны рычага две пластины)	Экономия металла и трудозатрат	Повышение трудоемкости изготовления	+
Изменить конструкцию рычага	Экономия металла, краски	Требуется изготовление новой пресс-формы	-
Изменить толщину проволоки для намотки пружины	Экономия металла. Уменьшение вредного усилия	Возникновение усталости явлений	+
Изменить конфигурацию основания	Снижение металлоемкости	Изготовление новой пресс-формы, увеличение затрат на внедрение	-
Укрепить стойку методом точечной сварки вместо заклепки	Экономия металла	Не обеспечивается надежная фиксация стойки	-
Убрать специальную шайбу (изменить конструкции стойки)	Снижение трудоемкости при сборке	Влечет изменение конструкции стойки	-
Пробить отверстия в листе и отрезать лист	Устранение смещения отверстий в процессе штамповки и брака	—	+
Пробить технологические отверстия в стойке	Устранение брака, увеличение точности гибки	Влечет дополнительные затраты	+