Правило пятое — полнота выявления функций.

Определяя функции, фактически выполняемые объектом, надо указывать все реализуемые им функции, даже те, для выполнения которых объект не предназначался. Это имеет принципиальное значение. В дальнейшем это помогает выявить ненужные функции и свойства, найти пути их устранения, причем, следуя системному подходу, необходимо сначала сформулировать функции объекта в целом, а затем уже его составляющих.

Наряду с этим следует определить, какие одинаковые функции выполняются однотипными объектами. Выявить функции, в которых есть или будет потребность. Четкое представление о функциях уже само по себе открывает новые, неизвестные ранее возможности в конструировании, технологии, организации производства и управления, в системах проектирования.

Группировка функций заключается в четком отнесении каждой функции к определенному виду и выделении среди них главной (Г) и второстепенной (Вт), основных (О) и вспомогательных (В).

Первоначально формируются внешние функции, относящиеся к изделию в целом, исходя из технологических заданий и совокупности требований потребителей, предъявляемых к изделию. Среди внешних по содержанию выделяются функции: потребительско-эксплуатационные (главные), эстетические, эргонометрические и др. (второстепенные).

Среди внутренних по содержанию функций выделяются конструктивные и технологические, основные и вспомогательные функции. К основным относятся функции: приема материала, энергии, информации; передачи, преобразования, хранения, регулирования, выдачи результатов. В состав вспомогательных включаются функции: соединительные, изолирующие, направляющие, гарантирующие и др.

Для определения полного состава функций, выполняемых изделием и его структурными элементами (материальными носителями — МЫ), рекомендуется также выявлять и формулировать все функции по каждому МН. Результаты группировки функций заносятся в таблицу "Матрица функций", как показано в форме (табл. 7.4).

Проверка правильности группировки и распределения функций по видам может быть выполнена по методу FAST, базирующемуся на применении принципов детерминированной логики /22/.

Таблица 7.4

Матрица функций (форма)

Обозначения:1 — указывается ранг функции для данного материального носителя;

2 — указывается степень участия материального носителя в реализации функции, %;

3 — указывается степень участия материального носителя в реализации функции, р.

Целесообразно формулирование основных функций сопровождать постановкой вопроса: как (каким образом) осуществляется главная функция? Тогда последовательность переходов из исходного состояния в конечные образует логическую цепочку основных функций одного уровня (слева направо). При этом правильность расстановки основных функций проверяется переходом справа налево постановкой вопроса: "Почему и зачем осуществляется данная функция?"

Для четкого отделения основных функций от вспомогательных рекомендуютсяследующие правила:

> если главная функция не может осуществляться с помощью сформулированного набора основных функций, т.е. имеется разрыв в логической цепочке, то, значит, в данном наборе отсутствует одна или несколько основных функций;

> если главная функция может быть осуществлена без какой-либо функции, входящей в набор сформулированных основных, то эта функция должна быть вспомогательной, а не основной.

Рис. 7.4. Функциональная модель изделия

При проведении ФСА особо сложных систем допустимо ограничение процесса определения функций только теми сборочными единицами и деталями, на которые приходятся наибольшие удельные веса производственных затрат. Но при этом нельзя терять из виду целостность анализируемого изделия.

В целях упорядочения сформулированных функций строят функциональную модель (схему) ФМ, которая на стадии совершенствования выпускаемых изделий должна быть увязана с реальной конструкцией.

Функциональная модель строится по нескольким уровням (рис. 7.4). На первом располагаются внешнеобъектные функции: главная и второстепенные, выполняемые изделием в целом; на всех последующих уровнях — внутриобъектные функции: на втором — основные, на третьем и последующих — вспомогательные.

Нормирующим условием при оценке значимости функций, имеющих общую вершину на вышестоящем уровне ФМ, является равенство:

где а_i — значимость i-й функции; i = i... n — количество функций данного уровня, имеющих общую вершину вышестоящего уровня ФМ.

Значения а_i проставляются на ФМ рядом с названием функций.

Учитывая многоступенчатую структуру функциональной модели, значимость функций любого уровня (r_Fij) для изделия в целом рекомендуется определять по формуле:

где а_Fij — значимость i-й функции j-го уровня,

G — число уровней функциональной модели.

Пример определения значимости функций показан в функциональной модели (см. рис. 7.4). Цифрами в правом верхнем углу обозначена значимость функций (в долях единицы) по отношению к значимости функции вышестоящего уровня; цифрами в правом нижнем углу — значимость функций (в долях) по отношению к значимости функций изделия в целом.

Сначала определяются значимости главной и второстепенной функций, исходя из их роли в обеспечении потребительских свойств изделия. Сумма значимостей главной (F₁) и второстепенной (F₂) функций равна 1.

Затем определяют значимости основных функций, исходя из их роли в реализации главной и второстепенной функций. Сумма значимостей основных функций (F₁₁ и F₁₂), реализующих главную функцию, равна 1.

Сумма значимостей основных функций (F₂₁ и F₂₂), способствующих реализации второстепенной функции, также равна 1.

Значимость вспомогательных функций определяется по степени реализации основных функций. Сумма значимостей вспомогательных функций, работающих на каждую основную функцию, равна 1, например:

Значимость каждой функции по отношению к значимости функции изделия в целом определяется перемножением значимостей функций всех вышестоящих уровней. Например,

Определение фактических затрат на функции осуществляется в целях:

• стоимостной диагностики объекта, т.е. сопоставления затрат на функцию с ее значимостью при построении функционально-стоимостной диаграммы;

• сравнения фактических затрат на функцию с допустимыми затратами.

Процедура определения фактических затрат включает:

• оценку степени участия МН в реализации функции;

• определение доли затрат на создание каждого материального носителя, приходящейся на данную функцию;

• суммирование затрат на функцию по всем материальным носителям.

Для определения участия каждого материального носителя в реализации выявленных функций строится функционально-структурная модель (ФСМ) путем совмещения функциональной и структурной моделей.

ФСМ может быть представлена в матричной и (или) графической формах. При достаточно сложной конструкции изделия рекомендуется ФСМ составлять сначала в матричной форме, а затем в графической. При сравнительно несложном конструктивном исполнении изделия допускается ФСМ представлять сразу в графической форме. Примеры построения функционально-структурной модели показаны в форме (табл. 7.4) и на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Функционально-структурная модель (графическая форма)

Степень участия материальных носителей в реализации функций рекомендуется определять экспертным методом.

Нормирующим условием оценки участия МН в выполнении разных функций является равенство:

где αf_i — степень участия МН в выполнении функций;

f_i — функция, в осуществлении которой участвует данный МН;

i = 1... n — количество функций, в осуществлении которых участвует МН.

Значения αf_i проставляются в левом нижнем углу каждой клетки функционально-структурной модели.

Исходным материалом для определения доли затрат материального носителя на функции являются данные формы (табл. 7.3), перенесенные в правый нижний угол каждой расчетной клетки формы (табл. 7.4).

Затраты на функции (S_fi) определяются на основе функционально-структурной модели (см. табл. 7.4) изделия, начиная с нижнего уровня (S_f111, S_f112 и т.д.) по формуле

где j = 1... n — количество МН, участвующих в реализации функции;

α_fij — степень участия j-го МН в реализации fi.

Результаты расчетов проставляются в нижнем правом углу каждой клетки функционально-структурной модели.

Определение затрат на функции вышестоящего уровня ФМ осуществляется суммированием затрат на функции нижнего уровня, входящих в одну вершину, т.е.

Результаты расчета заносятся в соответствующие графы функционально-структурной модели.

Следующим шагом является анализ функций изделия и затрат на их осуществление.

Анализ функций проводится для выявления их целесообразности (необходимости, степени полезности) и обеспечения необходимого ресурса.

Процесс последовательной проверки необходимости каждой функции — составная часть функционального подхода.

По степени полезности функции делятся на полезные, бесполезные, вредные.

Если выявлены ненужные функции, ставится задача по устранению этих функций и их материальных носителей. Если функция отнесена к разряду требуемых, то на творческом этапе ставится задача ее реализации.

При сравнении количественных значений ресурса (возможности фактически выполняемых функций с параметрами требуемых функций) возможны три варианта сопоставления:

• соответствие реальных и требуемых функций по ресурсу;

• недостаточный ресурс по отдельным параметрам;

• избыточный ресурс.

Каждый из вариантов требует специфического подхода к формированию задач на последующих этапах ФСА: в первом случае внимание уделяется поиску экономических альтернативных решений, во втором — устранению "узких мест" в конструкции, в третьем — путям реализации резервов.

Результаты анализа заносятся в функционально-структурную модель с пометками ИР (излишний ресурс), HP (недостающий ресурс). Выявленные необходимые, но отсутствующие функции вносятся в ФМ с пометкой недостаточного ресурса. Фактические затраты на функции сравниваются с существующим уровнем затрат аналогичных отечественных и зарубежных изделий и с допустимыми лимитными, если установлены лимиты по затратам в требованиях к изделию. При поиске идей и технических решений реализации функций необходимо стремиться к уменьшению затрат, превышающих допустимые.

С целью выявления зон несоответствия затрат на функции их значимости строится функционально-стоимостная диаграмма (ФСД), состоящая из двух квадрантов и представляющая графическое распределение функций по значимости (квадрант над осью абсцисс) и по затратам на функции (квадрант ниже оси абсцисс). Значимость функций и затраты на их реализацию даются в долях (процентах) от значимости функции изделия в целом и затрат на его изготовление.

Пример построения ФСД приведен на рис. 7.6.

На основе анализа ФСД определяют те функции, которые при малой значимости имеют большие затраты. Такие функции подвергаются дальнейшему анализу с целью совершенствования способа их реализации. Если отсутствуют зоны несоответствия затрат и значимости функций, то дальнейшему анализу подвергаются наиболее дорогие функции, определяющие те качества объекта, изменение которых сформулировано в целях проведения ФСА, независимо от их значимости.

Рис. 7.6. Функционально-стоимостная диаграмма изделия

Творческий этап

На творческом этапе осуществляется:

• выработка предложений по совершенствованию объекта;

• анализ и предварительный отбор предложений для реализации;

• систематизация предложений по функциям;

• формирование вариантов выполнения функций.

Целью творческого этапа является нахождение как можно большего количества вариантов технических решений, обеспечивающих ликвидацию бесполезных и вредных функций, совмещение и изменение функций, совершенствование реализации полезных функций объекта.

Новые варианты технических решений разрабатываются с использованием индивидуальных и коллективных методов инженерного поиска, например, метода поэлементной отработки конструкторских решений, мозгового штурма, метода творческих совещаний, контрольных вопросов, морфологического анализа, синектики, метода конструирования Коллера, алгоритма решения изобретательских задач /22/.

Выбор метода инженерного поиска обусловливается характером поставленных задач по совершенствованию объекта, а также наличием специалистов, владеющих указанными методами технического творчества.

В процессе обследования предприятий Краснодарского края нами было установлено, что они практически не имеют специалистов, владеющих методами активизации технического творческого мышления. Предлагаемый вниманию метод не требует особых навыков, в то же время обладает достаточно большой эффективностью по сравнению с индивидуальными методами работы, которые обычно применяются на отечественных предприятиях.

Метод мозгового штурма ФСА

Порядок проведения его следующий. Члены исследовательской рабочей группы собираются в заранее определенное время в отдельном помещении. Обязательно должен быть магнитофон. Штурм проводится в два этапа.

Первый этап — генерация идей.

Чтобы этот этап прошел более производительно, желательно раздать членам ИРГ за несколько дней функционально-стоимостные и структурно-элементные схемы объекта, а также задачи, сформулированные на предыдущем этапе, с тем, чтобы во время штурма каждый участник имел какие-либо предложения по решаемым вопросам.

Во время индивидуальной подготовки каждый из участников должен ответить на следующие вопросы:

1. Кто придумал это первым? История вопроса.

2. Чья это проблема, какого участка, какой службы? Почему?

3. В чем суть данной задачи?

4. Идеальным решением данной задачи было бы ...

5. Что будет, если исключить данную функцию или деталь?

6. Без данной функции или детали можно обойтись, если ...

После того как участники штурма собрались, необходимо ознакомить их с правилами работы:

• разрешается говорить не более двух минут;

• разрешается высказывать любые идеи, в том числе явно ошибочные, фантастические, доказательства при этом не приводятся;

• запрещается всякая критика, в том числе неявная — в виде скептических улыбок и т.д.;

• поощряются юмор и шутки;

• необходимо развивать идею, выдвинутую кем-либо из партнеров, до логического конца.

После окончания штурма все идеи по решению представленных задач записываются и классифицируются. Через несколько дней они снова представляются на обсуждение группы. На этот раз каждая идея рассматривается с критической точки зрения, все отклоненные идеи должны иметь четкий ответ на вопрос, почему невозможна их реализация.

Выдвинутые варианты технических решений должны быть описаны на карточках, где указывается автор(ы), дается предварительная прорисовка, эскиз предложенного варианта.

Все предложения систематизируются на следующие группы:

• предложения, которые могут быть реализованы полностью и сразу;

• предложения, которые могут быть реализованы без серьезных технических и организационных усилий;

• предложения, требующие для реализации перестройки производства или помощь (согласие) вышестоящих органов управления;

• явно невыполнимые и заведомо нецелесообразные предложения, подлежащие исключению.

Отклоненные предложения необходимо поместить в специальную картотеку (банк идей) для возможного использования при разработке последующих проектов.

Если по исследуемой функции не найдено ни одного варианта решения или все варианты отвергнуты в результате предварительного отбора, то следует расчленить данную функцию на более мелкие и продолжить поиск в аналогичном порядке.

Экспертиза оставшихся вариантов должна проводиться с участием компетентных специалистов-экспертов в разных областях конструирования, технологии производства, организации, экономики, маркетинга и т.д.

Предварительный отбор наиболее приемлемых вариантов исполнения осуществляется в зависимости от поставленных целей:

• если цель ФСА — снижение себестоимости при сохранении качества, то варианты отбираются в первую очередь по критерию минимума затрат;

• если цель ФСА — улучшение качества, то оценивается ориентировочно, в первую очередь, качество разных вариантов исполнения изделия, их способность обеспечить выполнение технических требований к изделию.

После предварительной экспертизы предложенных решений ИРГ должна определить ограниченное количество предпочтительных вариантов исполнения изделия и рекомендовать их для дальнейшей проработки на исследовательском этапе.

Работа на данном этапе считается законченной после окончательной проработки и отбора карточек.

Исследовательский этап

Основная задача этапа — определение возможности реализации предложенных решений.

Перечень основных работ:

• разработка эскизов по отобранным вариантам;

• экспертиза подготовленных решений;

• отбор наиболее рациональных вариантов решений;

• создание при необходимости макетов или опытных образцов для проведения испытаний;

• проведение испытаний;

• окончательный выбор реализуемых решений;

• технико-экономическое обоснование решений,

По ранее отобранным вариантам осуществляется конструкторская проработка, целью которой является дать полное представление о предполагаемой конструкции и оценку ее соответствия требованиям технических условий, технологичности, металлоемкости и т.д.

Отбор наиболее рациональных вариантов решений следует проводить с позиции реализации исследуемых функций и обеспечения требований, предъявляемых к производительности объекта, уровню его надежности, межпроектмой унификации, эргономичности, эстетичности, экологичности, экономичности и др. Технико-экономическое обоснование вариантов решений должно проводиться согласно действующим в отрасли документам по экономической эффективности,

Рекомендательный этап

Основная задача этапа—определение порядка реализации рекомендаций ФСА.

На рекомендательном этапе осуществляется:

• рассмотрение представленных технических решений на научно-техническом совете предприятия;

• принятие решения о возможности их реализации;

• согласование мероприятий по реализации принятых решений.

Но рассмотрение представляются все варианты решений, отобранные на исследовательском этапе, в виде эскизов с пояснительными записками, в которых указываются их достоинства и недостатки, к каждому решению прилагается расчет экономического эффекта.

Все представленные варианты делятся на три группы:

1. Решения, не требующие серьезных конструкторской и технологической доработок.

2. Решения, для реализации которых требуется проведение каких-либо испытаний и доработки объекта.

3. Решения, коренным образом изменяющие конструкцию и технологический процесс изготовления изделия, требующие проведения ОКР, а также дополнительных капитальных вложений для своего осуществления.

Основные критерии для отбора тех или иных решений — максимум полезного эффекта на единицу совокупных затрат на изготовление и эксплуатацию изделия, повышение конкурентоспособности изделия, увеличение прибыли предприятия. При окончательном отборе должны также учитываться технические возможности предприятий-изготовителей и потребителей (организационно-технический уровень производства).

Работа на данном этапе считается законченной после издания приказа (распоряжения) о завершении работ по ФСА данного объекта.

В приказе (распоряжении) должны быть указаны итоги работы исследовательской рабочей группы, меры по поощрению участников работ. Этим же приказом утверждается план-график внедрения мероприятий по ФСА, сроки выполнения работ и непосредственные исполнители — службы, цехи, конкретные специалисты.

Этап внедрения

Основная задача этапа — обеспечить безусловное внедрение принятых решений.

На этапе внедрения осуществляются:

• включение мероприятий по обеспечению внедрения принятых предложений ФСА из плана-графика в стратегию организации, планы задействованных служб и ответственных исполнителей;

• контроль за выполнением плана-графика;

• оценка фактической экономической эффективности внедрения результатов ФСА;

• поощрение членов исследовательской рабочей группы и всех участников.

Ответственность за своевременное внедрение мероприятий ФСА несет главный менеджер или другое должностное лицо,

Служба ФСА осуществляет контроль за внедрением рекомендаций, проверяет правильность расчета экономического эффекта внедренных мероприятий.

Работа на этапе считается законченной после внедрения всех рекомендаций ФСА.