Правила формирования функций.

1.формулировка функции должна точно передавать смысл и содержание действия, выполняемого объектом, например, о сверлильном станке можно сказать, что он сверлит, вырезает отверстие, выполняет работу, обрабатывает заготовку, поддет и вращает сверлильный инструмент.

2.формулировка функции должна быть достаточно обобщенной и в то же время достаточно лаконичной. Требования лаконичности вытекает из желания упростить смысл функции. Функцию следует формулировать минимальным количеством слов (не более 5), самая краткая формулировка- существительное и глагол.

3.объекты действия в формулировки функций должны быть по возможности измеряемыми понятиями. Например, означать усилие, давление, мощность. Поэтому формулировка функции должна быть снабжена показателями:

1. показатели назначения (функционально обусловленные): функция грузоподъемного устройства и т.д.;

2.показатели качества исполнения функций, например скорость передвижения, равномерность движения;

3.показатели внешней среды или условий функционирования.

Чаще всего встречается ошибка в формулировании функций: подмена функции тем или иным показателем. Например, формулировка «имеет массу не более …. тонн», выглядит как функция, однако этот показатель, который раскрывает смысл другой функции.

9.3.КЛАССИФИКАЦИЯ, ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ВЫЯЛЕНИЕ ФУНКЦИИ.

Функции классифицируют по нескольким группировочным признакам.

1.По связи с объектом и его элементами различают:

1) Общеобъектные функции. Выполняются объектом в целом, которые в свою очередь подразделяются на:

- главные

- добавочные.

2) Внутриобъектные функции. Выполняются элементами объекта, подчинены общеобъектным функциям:

- основные функции – функции, которые непосредственно входят в рабочий процесс, протекающий в объекте. В технических системах эти функции сопровождаются передачей массы, энергии, теплоты, информации;

- вспомогательные функции - функции, способствующие осуществлению основных функций. В технических системах это функции опор, ограждений, смазки и т.д.

2. По связи с полезностью объекта функции как общеобъектные, так и внутриобъектные подразделяют на:

1) Полезные

2) Бесполезные или ненужные.

Главные и основные функции всегда полезные, ненужные функции следует искать среди добавочных и вспомогательных. В зависимости от причин возникновения ненужные функции делят на 2 вида:

1. Избыточные функции - полезные функции, но невостребованные в реальных условиях, они возникают вследствие чрезмерной универсализации объекта при его создании, изменения условий функционирования объекта, заимствования готовых решений без их проработки и др.;

2. Побочные функции - сопутствующие нежелательные действия, свойственные используемому в объекте принципу работы (например, выделение теплоты при трении, проскакивание искры на контактах в электрических аппаратах и т.д.).

Устранение избыточных функций, как правило, не вызывает больших проблем - достаточно устранить их носители. Устранение побочных функций без изменения принципа действия невозможно. Можно только ослабить влияние.

Вышеуказанная классификация функций представлена на рисунке.

Рис.6.Классификация функций.

В ходе стоимостного инжиниринга идентифицируют общеобъектные функции и выявляют внутриобъектные функции. Идентификация общеобъектных функций – это установление соответствия между тем, какие функции объект должен выполнять согласно технической документации на него и тем, какие функции он фактически выполняет или может выполнять.

Для идентификации нужно:

1. изучить назначение объекта по документу: технический паспорт, технические условия, стандарт и т.п.;

2. сформулировать функции объекта в соответствии с вышеприведенными правилами;

3. произвести осмотр объекта и проверить, какие функции объект реально может выполнять.

После идентификации общеобъектных функций выявляют и формулируют внутриобъектные функции. Для этого изучают описание конструкции и порядок функционирования объекта.

Аналитиками разработано множество методик, позволяющих выявить функции объекта. Наиболее известная методика FAST (Functional Analysis System Technique). Эта методика предусматривает построение диаграммы функций, напоминающий сетевой график. Основой методики является положение теории систем о том, что любой объект при эксплуатации взаимодействует с другими объектами и с более крупной системой, куда он входит. Кроме того, любой объект может рассматриваться, как «черный ящик» со своими входами и выходами. На входе - функции от нижестоящей системы или смежного объекта, на выходе – функции, идущие в вышестоящую систему.

Рис. Принципиальная схема диаграммы FAST

Слева и справа на диаграмме проводятся две вертикальные штриховые линии. Правее правой линии располагаются функции входа (т.е. функции смежных объектов); левее левой линии – функции выхода (т.е. функции смежных объектов). Между линиями располагаются внутриобъектные функции (основные и вспомогательные). Основные функции показываются как цепочка последовательно выполняемых действий по ходу рабочего процесса. Вспомогательные функции располагаются под основными функциями, которым они подчинены.

В методике FAST рекомендуется проверять относительное горизонтальное положение функций с помощью контрольных вопросов.

Вопрос: какими функциями обеспечивается?

Ответ: функциями, расположенными справа от данной функции.

Вопрос: для каких функций выполняется?

Ответ: функциями, расположенными слева от данной функции.

В конструкции машин многие детали участвуют в выполнении нескольких функций.

9.4. СТРУКТУРНОЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АНАЛИЗИРУЕМОГО ОБЪЕКТА.

Модель- описание объекта, (его строения и процесса функционирования), выполненное каким-либо способом: графическим, математическим, схематичным, словесным. Моделирование анализируемого объекта – построение его структурной или функционально- структурной модели в виде графа-дерева, либо таблицы.

Структурная модель- схема, в которой части объекта упорядочены по уровням вхождения.

Например, структурная модель автомобиля имеет следующий вид:

Количество уровней вхождения зависит от сложности объекта.

Структурная модель машины в виде графа-дерева имеет вид, показанный на рисунке.

Рис. Структурная предметная модель изделия (машины)

Структурная модель дает наглядное представление о строении объекта. Её строят на основе спецификаций, где вхождение одних частей в другие прослеживается по принятой системе кодов.

С помощью структурной модели можно рассчитать себестоимость отдельных частей объекта, зная из каких первичных элементов он состоит. Например, себестоимость изготовления узла равна

С _узла = С_iN_i + З_{сб, где}

С_i – себестоимость единичных элементов

N_i- количество элементов

З_сб- затраты на сборку.

Структурная модель показывает только предметное расчленение объекта, но не показывает функциональные связи между частями объекта. Поэтому для целей стоимостного инжиниринга строят функционально-структурную модель объекта, где показаны, не только части объекта, но и их функции. С помощью функционально-структурной модели решают следующие задачи:

- Оценивают затраты на отдельные функциональные части и их функции;

- выявляют части с повышенным уровнем затрат;

- рассматривают варианты перераспределения функций между частями объекта;

- выявляют функционально ненужные части в объекте.

Если структурная модель исходит только из предметно-технологического расчленения, то функционально- структурная модель учитывает также функциональное расчленение объекта. Результаты функционального и предметного расчленения могут не совпадать. Рассмотрим это на примере ножниц.

Предметно ножницы состоят из 3-х деталей: двух ножей и одного винта.

Главная функция ножниц – служить инструментом для ручной резки листового материала.

Внутриобъектные функции:

- приводная часть, обеспечивающая связь ножниц с рукой человека;

- режущая часть (или рабочая часть)

- рычажная часть, увеличивающая усилие при резке

Рис. Функциональное расчленение ножниц

Каждая функциональная часть выполняет свою внутриобъектную функцию.

части

Для расчетов стоимости создания функциональных частей построим функционально-структурную модель в виде таблицы, в строках которого указываются результаты предметного расчленения, а в столбцах результаты функционального расчленения. На пересечении строки и столбца указывают, какая доля стоимости в предметной части приходится на соответствующую функциональную часть.

Из таблицы видно, что наибольшие затраты приходятся на режущую часть. Смысл функционально-структурного расчленения состоит в том, что новые технические решения относятся к функциональным частям, и поэтому важно знать, во что обходятся затраты на их создание.

9.5.МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЗАТРАТ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ЧАСТЯМ ОБЪЕКТА.

Целью анализа затрат по функциональным частям объекта является выявление тех функциональных частей в объекте, решения по которым не рациональные и вызывают значительные издержки при их создании. На основании данных анализа намечают пути поиска новых решений. При этом применяют следующие методы:

1.метод поиска и подбора простейших решений;

2.метод ранжирования функциональных частей по сумме затрат (АВС-метод);

3.метод установления пропорций между затратами на изготовление основных и вспомогательных частей объекта;

4.метод сопоставления затрат с оценками значимости функциональных частей;

5.метод исследования факторов снижения затрат.

Метод поиска и подбора простейших решений заключается в том, что для каждой полезной функции подбирается самый простой и дешевый способ её исполнения.(например, техническое решение типа защелка, крышка).Вопрос о совместимости решения между собой не рассматривается. Метод позволяет оценить наименьшую функционально достаточную себестоимость объекта. В качестве примера рассмотрим расчет наименьшей функционально достаточной себестоимости изготовления дверцы шкафа.

Метод ранжирования функциональных частей по сумме затрат (АВС-метод) является наиболее распространенным методом при проведении анализа затрат. Принцип этого метода таков, что резервы экономии больше там, где больше затраты. Поэтому в первую очередь выделяют и анализируют те части объекта, которые характеризуются наибольшими затратами. Вначале рассчитывают себестоимость тех функциональных частей, на которые расчленен объект, затем располагают в порядке убывания себестоимости. Далее строят суммирующую кривую (кривую Парето), которая показывает нарастание затрат по мере включения в рассмотрение ранее упорядоченных частей. (см. рис. ниже)

Сумма затрат (производственная себестоимость объекта) разбивается на три части: 75, 20 и 5%.

На графике проводят горизонтальные линии, соответствующие этим значениям, до пересечения с суммирующей кривой. Точки пересечения разбивают функциональные части на три группы: А, В и С. Наибольшие затраты и соответственно резервы экономии в частях, которые попали в группу А, их подвергают анализу в первую очередь, а во вторую очередь идут части группы В.

Метод установления пропорций между затратами на изготовление основных и вспомогательных частей объекта исходит из того, что затраты на изготовление вспомогательных частей не должны превышать затрат на создание основных частей объекта, так как вспомогательные части менее значимы (с точки зрения полезности). Этот метод указывает лишь на качественный индикатор приемлемости структуры себестоимости объекта. Считается, что если 50 % и более себестоимости объекта приходится на вспомогательные части, то структура себестоимости неблагополучная. Данный метод исходит только из логических посылок, но пока сколько бы надежных рекомендаций по пропорциям между затратами на основные и вспомогательные функции нет.

Метод сопоставления долей по стоимости и функциональной значимости исходит из того, что нормирующим условием распределения затрат между функциональными частями объекта является значимость выполняемых ими функций. Под функциональной значимостью частей анализируемого объекта понимается степень участия этих частей в формировании таких эксплуатационных свойств объекта, как безотказность, долговечность, производительность и др.

Метод реализуется следующим образом. Оценивают стоимость у каждой функциональной части одного уровня вхождения. Определяют долю каждой части в суммарной стоимости совокупности рассматриваемых частей. С помощью экспертов назначают состав критериев для оценки функциональной значимости и получают значения этих критериев для каждой части, например, в баллах по определенной шкале. Сводят оценки по критериям в интегральную оценку функциональной значимости для каждой части. Определяют долю части в общей сумме баллов по всем рассматриваемым частям. «Критическими» признаются те части, у которых наибольшая положительная разность между долями по стоимости и по значимости.

ПримерБытовая ручная мясорубка состоит из четырех функциональных частей:

1) приемной части (функция «принимать и направлять мясо к шнеку», элементы: загрузочная тарелка, толкач, вертикальная трубка в корпусе);

2) сжимающей части (функция «подавать мясо к ножу под давлением», элементы: шнек, основная часть корпуса);

3) режущей части (функция «рубить мясо», элементы: нож, диск с отверстиями, передняя часть шнека, прижимное кольцо, передняя часть корпуса);

4) приводной части (функция «вращать шнек», элементы: рукоятка, гайка, хвостовая часть шнека, задняя часть корпуса).

Себестоимость каждой функциональной части определили по себестоимости входящих в часть элементов.

Были выбраны два примерно равноценных критерия функциональной значимости: 1)безотказность работы; 2) обеспечение легкости вращения рукоятки. Была применена 50-балльная шкала: значимость высокая – 50; средняя – 40; ниже средней – 30; небольшая – 20; несущественная – 10. Итоговую оценку значимости получали как среднее значение по двум указанным выше критериям.

Из таблицы следует, что «критическими» частями можно признать режущую и приводную части в мясорубке.