7технЭконАнал (956045), страница 3
Текст из файла (страница 3)
7.4.2. Функционально-стоимостный анализ (ФСА). С целью минимизации затрат на производство изделия метод предусматривает анализ стоимости реализации физико-технических функций изделия и его составных частей в процессе использования изделия по его назначению.
Зарождение метода относится к 40-м годам и связано с именами двух инженеров: Ю.М. Соболева (СССР) и Л. Майлза (L. Miles, США), которые почти одновременно сформулировали принципы этого метода. С 60-х годов метод ФСА (функционально-экономический анализ, инженерно-стоимостной анализ, анализ затрат на основе потребительной стоимости) получил широкое распространение в Европе (Великобритания, ФРГ, Австрия, ЧССР, ГДР, ПНР, НРБ, ССР), а в 70-х годах а СССР.
Функция — ключевое звено ФСА. Под функцией понимается проявление и сохранение свойств изделия в определенной системе его взаимодействия с внешней средой. Понятие «функция» в машиностроении означает действие. Например, вал «передает крутящий момент». Совокупность таких свойств составляет качество изделия. Минимизация затрат при сохранении качества изделия есть его оптимизация. В силу экспертной оценки важности функций оптимизация является приближенной. Но так как ФСА позволяет на всех стадиях разработки находить материальные носители функций из множества их вариантов (сборочных единиц: узлов, деталей, геометрических элементов деталей, а также конструкционных материалов, методов и режимов их обработки) с минимальными затратами эффективность такого анализа весьма высока, несмотря на значительную его трудоемкость. Практика показала высокую эффективность ФСА (отношение экономии к затратам на анализ), составлявшую 5 – 10 раз, а в некоторых проектах ФРГ 30 раз. При этом существенную роль в экономии затрат играло исключение бесполезных функций и значительным сокращением деталей (десятки процентов). В ФРГ целевая установка на снижение затрат предполагает экономию в размере 10 – 20% от себестоимости изделия.
Сущность ФСА состоит в том, что с целью минимизации затрат на изделие в его в функционально-структурной модели
- определяются относительные важность и стоимость каждой из множества функций для разных вариантов носителей функций,
- выбираются варианты конструкций носителей с наименьшей стоимостью и
- после обеспечения совместимости разных вариантов синтезируется конструкция изделия.
Для построения функционально-структурной модели необходима строгая классификация функций, зависящая от структуры конструкции изделия. Формулирование функций проводят по мере детализации конструкции и разработки составных частей изделия. Общая схема классификации по типовым признакам приведена на рис. .
Внешние функции отражают связь объекта (изделия) с внешней средой (предметами труда).
Главная функция характеризует назначение изделия. Техническое решение по этой функции определяет принцип взаимодействия с предметом труда и облик изделия.
Второстепенные функции (назначения) являются обеспечивающими реализацию главной функции, например, надежность, эргономичность изделия.
Признаки | Функции |
1. Область определения 2. Роль в удовлетворении потребности 3. Роль в обеспечении работоспособности 4. Степень полезности | внешние внутренние (общеобъектные) (внутриобъектные) главные второстепенные основные вспомогательные полезные бесполезные вредные |
Рис. Общая схема классификации функций изделия
Внутренние функции отражают связи внутри объекта, то есть между составными частями изделия, обусловленными принципами действия и построения его конструкции.
Основные из этих функций способствуют реализации внешних функций. К основным относятся функции ввода, приема, передачи, преобразования, хранении, выдачи (вещества, энергии, информации)
Вспомогательные функции способствуют реализации основных. Вспомогательными являются функции соединительные, фиксирующие, направляющие, изолирующие и другие.
По признаку полезности внешние и внутренние функции подразделяются на:
полезные, определяющие работоспособность изделия;
бесполезные, вызывающие только лишние затраты;
вредные, вызывающие и помехи в работе, и лишние затраты.
Типовой состав этапов ФСА включает подготовительный (информационный), аналитический, творческий, исследовательский, рекомендательный.
1. Подготовительный этап. Выбор объекта и организация работ. Сбор информации об объекте (планируемый объем выпуска, себестоимость, рентабельность, чертежи, спецификации, ГОСТ, ОСТ, ТУ, стандарты предприятия, патентные источники, рекламации и т.д.).
2. Аналитический этап. Выявление и классификация функций, построение функционально-структурной модели изделия, определение важности и значимости функций, распределение материальных затрат по функциям, расчет затрат на каждую функцию, построение функционально-стоимостной диаграммы.
Машиностроительное изделие представляет собой, как правило, иерархически сложную систему, состоящую из подсистем, агрегатов, узлов, деталей. Ей соответствует такая же структура функций. Функционально-структурная модель совмещает иерархию функций с материальными носителями функций (рис. ).
Уровень0 f
o
Уровень1 f101 f102
Уровень2 f211 f212 f213 f221 f222
Затраты З1 З2 … … Зi … ЗP
Рис.. Функционально-структурная модель объекта ФСА
Степень детализации функционально-структурной модели (число уровней п и число функций т) должна соответствовать характеру решаемой задачи; обычно рекомендуется п = 3 - 4, т < 20. На каждом иерархическом уровне экспертно определяется значимость каждой j-той функции k-го уровня τkij, обеспечивающей выполнение i-той функции вышестоящего уровня, при условии
m
τkij > 0, Στkij =1,
j
где m — число функций k-го уровня, обеспечивающих выполнение i-й функции (k-1) уровня.
Относительная важность функции, т.е. ее вклад в выполнение главной, определяется по вертикальной цепочке уровней как произведение значимостей:
n
rj = П τkij
k
гд n — число уровней.
Определить затраты на функцию не всегда просто, так как не каждый материальный носитель l участвует в выполнении только одной функции. Поскольку чаще всего он участвует в выполнении нескольких функций, то его вклад γij (в долях единицы) определяется экспертным путем в выполнении j-й функции.
Затраты на функцию чаще всего определяются как
р
Зj = ΣЗi•γij,
где Зi — себестоимость i-го материального элемента, определяемая прогнозированием или по прейскурантам и заводским калькуляциям;
р — число элементов, реализующих j-ю функцию.
При этом относительная стоимость функции
зj = сj/c,
где с — себестоимость изделия, a зj представляет собой
удельный вес затрат на j-ю функцию в себестоимости изделия.
В результате получаем, несмотря на возможную субъективность экспертных оценок, удобную для последующего анализа функционально-стоимостную диаграмму (рис. ).
f101
зj
f102
f211
f212
f221
f213
f222
Функции
Уровень 1 Уровень 2
rj
Рис. . Функционально-стоимостная диаграмма. Определение точек рассогласования.
На оси ординат диаграммы вниз откладывают относительную важность каждой функции, вверх — относительную стоимость. Такая диаграмма позволяет выявить функции с так называемыми «точками рассогласования», в которых зj > rj. Эти функции и способы их реализации подлежат исследованию. Отсутствие рассогласования может объясняться как хорошей отработкой конструкции, так и несовершенством функционально-структурной схемы из-за недостаточной квалификации экспертов.
3. Творческий этап. Поиск мер устранения точек рассогласования или уменьшения стоимости реализации функций. Для этого используются мозговая атака, конференция идей, творческие совещания, метод контрольных вопросов и т.п. При поиске альтернативных вариантов реализации отдельной функции применяют морфологический анализ и картотеку типичных решений.
Варианты решений для оценки систематизируют с помощью «морфологической матрицы». Совмещение разных вариантов по всем разным функциям определяет возможную конструкцию изделия. При этом необходимо оценить реальность выполнения и «совместимость» отдельных вариантов; иначе набор функций может оказаться бессмысленным.
В результате получим альтернативные варианты реализации функций.
4. Исследовательский этап состоит в оценке преимуществ и недостатков полученных вариантов реализации функций и затрат.
Варианты реализации | Функции | ||||||
f101 | f102 | f211 | f212 | f213 | f221 | f222 | |
1 | * | ® | ® | * | ® | * | ® |
2 | ® | * | * | ® | - | * | - |
3 | * | - | - | * | - | ® | - |
Рис. . Морфологическая матрица вариантов реализации функций.
* — предложенные варианты; ® — принятые к рассмотрению.