Тема 8. Основи функціонально-вартісного аналізу
1. Основна мета і принципи ФВА.
2. Сутність функціонального підходу й основні поняття ФВА.
3. Методи структурного і функціонального опису систем.
4. Експертні методи оцінки та сфера їх використання.
5. Методи оцінки якості виконання функції.
6. Види витрат у ФВА. Аналіз витрат на здійснення функцій.
1. Основна мета і принципи ВСА.
У собівартості будь-якого об'єкту окрім мінімальних витрат, необхідних для виконання заданих функцій, є додаткові (зайві) витрати, обумовлені недоліками в технології і організації виробництва.
Функціонально-вартісний аналіз - це метод системного дослідження функцій об'єкту (виробу, процесу, структури), направлений на мінімізацію витрат в сферах проектування, виробництва і експлуатації об'єкту при збереженні (підвищенні) його якості і корисності.
Основною метою ФВА є:
на стадії науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт - попередження виникнення зайвих витрат при обов'язковому дотриманні параметрів, що забезпечують реалізацію функціонального призначення об'єкту;
на стадіях виробництва та експлуатації об'єкту - скорочення (виключення) невиправданих витрат й втрат при збереженні або поліпшенні споживацьких властивостей об'єкту.
Підсумком проведення ФВА повинне бути зниження витрат на одиницю корисного ефекту, яке досягається:
Скороченням витрат при одночасному підвищенні споживацьких властивостей.
Підвищенням якості при збереженні рівня витрат.
Зменшенням витрат при збереженні рівня якості.
Скороченням витрат при обґрунтованому зниженні технічних параметрів до їх функціонально необхідного рівня.
Підвищення якості при економічно виправданому деякому збільшенні витрат.
ФВА відноситься до наукових дисциплін, що сформувалися відносно недавно. Розробку його пов'язують з іменами російського конструктора Ю.М.Собольова (Пермський телефонний завод) і американського інженера Л.Д.Майлса (фірма Дженерал Електрик), що почав свої дослідження в 40-х роках нашого сторіччя.
Принципами ФВА є:
Функціональний підхід.
Комплексний підхід.
Системний підхід.
Принцип відповідності значущості функцій й витрат на їх здійснення.
Принцип колективної творчості.
Творче мислення.
Сутність функціонального підходу - розгляд об'єкту не в його конкретній формі, а як сукупності функцій, які він повинен виконувати. Кожна з них аналізується з позиції можливих способів виконання.
Комплексність ФВА полягає в дослідженні всіх чинників, що визначають якість і витрати. Наприклад, якщо це відноситься до проектування нового виробу, то аналізуються всі види конструкції, технології і організації виробництва; всі види ресурсів - трудові, матеріальні, технічні, фінансові і др.: всі стадії руху виробу – передпроектна, проектна, виготовлення дослідного зразка, наладки, виробництва, збуту, експлуатації таі утилізації.
Системний підхід означає розгляд об'єкту як елемента системи більш високого рівня й як системи, що складається із взаємозв'язаних елементів.
Принцип відповідності значущості функцій й витрат на їх здійснення полягає в тому, що кожна функція оцінюється з погляду її значущості по відношенню до інших функцій аналізованого об'єкту. Отримана значущість функції зіставляється з витратами на її реалізацію.
Принцип колективної творчості передбачає спільну роботу різних фахівців і використовування методів активізації мислення. Цей принцип обумовлений тим, що при ФВА потрібне знання техніки, економіки, управління, психології й т.д.
Творче мислення припускає відмову від колишніх рішень, у тому числі й від тих, що на даний момент практично добре себе зарекомендували. Відмінне - ворог доброго. Це веде до появи принципово нових знарядь та засобів виробництва, товарів народного споживання й послуг, науково обґрунтованих варіантів організаційних та управлінських рішень.
2. Сутність функціонального підходу й основні поняття ФВА.
Споживачі продукції вивчають її функціональні особливості тоді, коли придбають вироби, освоюють технологію застосування. Внутрішній зміст технічної системи цікавить їх у тому випадку, коли виникає несправність, з'являються відхилення від заданих вимог.
Функціональний підхід концентрує увагу на спільності функцій (часто різнорідних об'єктів). Його універсальність пояснюється функціональною природою всіх явищ, що вивчаються.
При функціональному підході відволікаються від реальної конструкції системи. Чітко визначивши функції об'єкту, формулюють питання: «Чи необхідні ці функції? Якщо так, то чи необхідні передбачені кількісні характеристики? Яким найекономічнішим шляхом можна досягти виконання функцій?»
Звичайно при рішенні задачі зниження витрат, питання формулювалося так: «Як понизити витрати на даний виріб?» Це припускало пошук кращих способів виготовлення виробу в рамках існуючого конструкторського рішення. Початкове положення функціонального підходу - абстрагуватися від наявного рішення, показати, що воно не є і не може бути єдиним.
У ФВА під функцією розуміють зовнішній прояв властивостей якого-небудь об'єкту в даній системі відносин.
При формулюванні функцій необхідно дотримуватись наступних правил:
точність
стислість (лаконізм)
узагальненість визначення
повнота.
Точність. Формулювання функції повинне відображати дійсний зміст процесу (дії), для виконання якого призначений об'єкт. Наприклад, провідник – «проводить струм», трансформатор – «перетворить напругу» і т.п.
Стислість. Функція повинна бути визначена якомога більш стисло, краще всього двома словами - дієсловом і ім'ям іменником. Наприклад, враховує дані, реєструє тиск і т.п.
Узагальненість визначення. Чим в більш узагальненій формі визначається функція, тим менше обмежень накладається на варіанти її реалізації.
Повнота. Визначаючи функції, фактично виконувані об'єктом, слід указувати всі реалізовувані їм функції, навіть ті, для здійснення яких він не призначався.
Функції можуть бути згруповані таким чином:
По області прояву функції розділяються на зовнішні і внутрішні:
зовнішні функції виконуються об'єктом в цілому й відображають функціональні відносини між об'єктом і сферою застосування - зовнішнім середовищем;
внутрішні функції визначаються складом дій та взаємозв'язків усередині об'єкту і виконуються його елементами.
Серед зовнішніх функцій залежно від їх ролі в задоволенні потреб розрізняють головні і другорядні.
головна функція об'єкту визначає призначення і сутність існування об'єкту в цілому.
другорядна функція відображає побічну мету його створіння, забезпечує та збільшує попит.
Наприклад, головна функція магнітофона - відтворювати запис з магнітофонної стрічки; другорядні функції - створювати зручність користування, сприяти естетичному сприйняттю.
Серед внутрішніх функцій залежно від їх ролі в робочому процесі виділяють основні і допоміжні.
основні функції створюють необхідні умови для здійснення головної функції.
Розрізняють основні функції: прийому, перетворення, видачі (віддачі) результату.
допоміжні функції сприяють реалізації основних, забезпечують їх.
По характеру прояву розрізняють:
номінальні функції, тобто, що вимагаються;
дійсні, реально існуючі у виробі;
потенційні - що не виявляються до певного часу, й які сприяють розширенню сфери застосування,
По характеру одержуваного результату виділяють:
позитивні функції, що відображають функціонально необхідні властивості та визначають працездатність об'єкту;
негативні - не потрібні об'єкту. Серед них є нейтральні і шкідливі. Нейтральні - це ті, які не знижують працездатність об'єкту, але що здорожують його, шкідливі – що негативно впливають на працездатність об'єкту й, що здорожують об'єкт.
3. Методи структурного і функціонального опису технічних систем.
Модель - цей уявний (логічний), графічний або математичний опис об'єкту, який служить для дослідження поведінки об'єкту в різних умовах, перебору можливих варіантів його побудови для знаходження якнайкращого.
В ході ФСА користуються наступними видами моделей: структурною, функціональною та функціонально-структурною.
Структурна модель може бути представлена або в табличній формі (наприклад, у вигляді специфікації виробу), або в графічній формі. Найбільше розповсюдження отримала графічна структурна модель. Це впорядковане представлення елементів виробу та відносин між ними. Вона є «скелетом» виробу, його узагальненим виглядом (див. рисунок 8.1).
Рисунок 8.1- Структурна модель реактора
Динамічні властивості систем вивчаються за допомогою діаграм функцій та функціональних моделей.
Побудова діаграм функцій ґрунтується на поступовому розкритті ланцюга послідовно зв'язаних функцій. Процедура побудови діаграм функцій узагальнена в методиці під назвою FAST (техніка систематизованого аналізу функцій).
Для побудови діаграми всі функції, що виконуються елементами системи, записуються на окремі картки. Після цього вибирається будь-яка картка і далі ті функції, які по відношенню до даної відповідають на питання «чому?», відносять до функцій більш високого рангу і розташовують лівіше. Ті функції, які по відношенню до даної відповідають на питання «як?», розташовують на діаграмі праворуч від неї. Рамки проблеми, вирішуваної об'єктом, обкреслюються лівою та правою межами. За лівою межею розташовують головну функцію. Лінію критичного шляху діаграми складають ті функції, які повинні бути виконаний обов'язково для реалізації головної функції. Функції, здійснювані одночасно з функціями на лінії критичного шляху або обумовлюючі їх, розташовують над і під цією лінією. Їх дозволяє виявити питання «коли?». Отримані при цьому допоміжні функції з'єднуються з критичним ланцюжком функцій вертикальною лінією.
Переваги методу FAST:
використовування системи прийомів при формулюванні функцій;
можливість наочного представлення взаємозв'язків функцій;
можливість встановлення мінімального складу основних функцій для реалізації головної функції.
Недоліки:
не позбавляє від суб'єктивізму при аналізі функцій;
не дозволяє перейти до кількісних вимірників значущості функцій.
Функціональна модель - це логіко-графічне зображення складу і взаємозв'язків функцій виробу, що одержане шляхом їх формулювання і встановлення порядку підпорядковування.
Кожна функція має в ній свій індекс, що відображає приналежність до певного рівня ФМ і порядковий номер. Спочатку формулюються зовнішні функції виробу в цілому (головні і другорядні); вони складають 1 рівень моделі. Потім виділяють самостійні функціональні частини і формулюють їх функції. Вони визначають, як правило, склад основних функцій. Ці функції складають 2 рівень ФМ. Далі визначаються допоміжні функції (як правило, функції складальних одиниць і деталей).
Дублювання формулювань функцій елементів між собою або з функціями елементів вищого рівня свідчить про те, що ці елементи працюють на одну й ту ж функцію і повинні бути потім пов'язані загальною для них функцією ФМ.
Після перевірки правильності визначення функцій та їх найважливіших зв'язків переходять до побудови графічної ФМ (див. рис. 8.2).
F1 F2 F3
посилити звуковий забезпечити зручність забезпечити товарний
сигнал користування вигляд
F11 F12 F13 F14 F21
прийняти перетворити усилити перетворити забезпечити
сигнал звуковий електро- посилений жорсткість
сигнал в сигнал електросигнал
електричний в акустичний
f121 f122
створити регулювати
електричний подачу живлення
зв'язок
Рисунок 8.2 - Функціональна модель слухового апарату
Слід враховувати, що функції верхнього рівня повинні бути віддзеркаленням мети для функцій нижчого рівня.
Для вирішення ряду задач у ФВА, а саме - для виявлення зайвих функцій та елементів у виробі; для розподілу витрат по функціях; для оцінки якості виконання функцій та ін. - використовується суміщена функціонально-структурна модель (ФСМ). Побудова ФСМ здійснюється шляхом накладення функціональної моделі на структурну. Частіше за все ФСМ дається в матричній формі, де по рядках матриці представляються матеріальні елементи виробу, а по стовпцях - функції об'єкту. На перетині рядків і стовпців указується величина вартісного внеску кожного матеріального носія в реалізацію функції.