Функционально-структурная модель

Формулирование вспомогательных функций:
- поиск идей по реализации вспомогательных функций;
- построение морфологических карт;
- определение состава материальных носителей функций по варианту;
- синтез технических решений;
- построение укрупненной структурной модели объекта.
Исследовательский — содержит подэтапы:
- выбор критериев оценки;
- качественная оценка степени исполнения функции по вариантам;
- укрупненная оценка производственных и эксплуатационных затрат на функции по вариантам;
- определение соотношений полученных значений затрат на функции с предельно допустимыми;
- комплексная технико-экономическая оценка вариантов;
- определение условий внедрения вариантов.
Рекомендательный — содержит следующие подэтапы:
- обсуждение и окончательный выбор варианта построения изделия;
- оформление рекомендаций по дальнейшей функционально-стоимостной отработке изделия.
Инверсная форма ФСА
Этапы этой формы ФСА включают:
- подготовительно-информационные работы;
- функциональное описание объекта;
- функциональное описание системы потребителей;
- упорядочение комплекса функций и составление обобщенного функционального объекта-системы;
- оценку и выбор наилучших вариантов использования объекта.
Содержанием этапов является постановка задачи и сбор информации по совокупности объектов унификации, выделение системы параметров и основных функций, построение модели ФСА, определение функционального набора для унифицированной структуры объекта, определение функционально необходимых затрат, выбор оптимального варианта конструктивно-технологического исполнения унифицированного объекта.
Выполнение ФСА в рамках описанной программы предусматривает использование экспертных методов оценки технических решений, выполнение расчета затрат на функции, применение методов активации творческого мышления на творческом этапе ФСА. Кроме того, ФСА использует ряд методических положений, преимущественно характерных для этого метода рационализации объектов (принципы классификации и формулирования функций, построение специфических моделей и диаграммы ФСА и т.п.).
Функции объекта и их классификация
ФСА имеет функциональные отличия от обычных способов снижения производственных и эксплуатационных затрат, так как предусматривает функциональный подход.
Сущность его — рассмотрение объекта не в его конкретной форме, а как совокупность функций, которые она должна выполнять. Каждая из них анализируется с позиции возможных принципов и способов исполнения с помощью совокупности специальных приемов.
Функциональный подход помогает пониманию цели и способов совершенствования системы. Теоретической базой функционального подхода служат принципы функциональной организации систем, в том числе технических, которые позволяют вскрыть истоки организованности объектов и их жизнеспособность.
Под функциональной организованностью понимается комплексная характеристика объекта, отражающая степень его совершенства с точки зрения удовлетворения четырех основных принципов: актуализации функций, их сосредоточения, совместимости и гибкости.
Функция в широком понимании — это деятельность, обязанность, работа, назначение, роль. В ФСА под функцией понимают внешнее проявление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений.

Другими словами, функции есть способность данной системы к удовлетворению определенных требований системы внешнего порядка.
Классификация функций.
В области проявления функции делятся:
- на внешние (общеобъектные);
- внутренние (внутриобъектные) ( 6.11).

6.11. Классификация функций объекта
Внешние функции характеризуют основное назначение объекта, проявляются вне объекта и отражают его взаимосвязь со сферой применения. При определении внешних функций внутреннее строение объекта игнорируется, он рассматривается как "Черный ящик" со своими входами и выходами.
Например: автомобиль — перевозит грузы; часы — показывают время и т.п.
Формирование внешней функции никак не предполагает конкретную конструкцию изделия, системы. По роли в удовлетворении требованиям системы более высокого порядка внешние функции делятся на главные и второстепенные.

Главные функции определяют назначение, сущность и смысл существования объекта, системы в целом.
Второстепенные функции отражают действия и взаимосвязи внутри объекта, системы.
Функциональная модель (ФМ) ( 6.12) — это описание объекта на языке выполняемых функций и их взаимосвязей, представляемое графом или матрицей связей. При этом на верхнем (первом) уровне располагают главные и второстепенные функции, на третьем и последующих — вспомогательные функции объекта и их составляющие.

6.12. Функциональная модель магнитофона (фрагмент)
Функционально-структурная модель (совмещенная модель) — это графическое или матричное изображение объекта, полученное путем наложения структурной модели на функциональную (см. табл. 6.12 и 6.13).

Таблица 6.12
Функционально-структурная (совмещенная) модель объекта в виде матрицы

Материальные носители (элементы)	Функция Ф1				Функция Ф2
	Ф11		Ф12
	Ф111	Ф112	Ф121	Ф122
Э1	125	-	-	-	-
Э2	-	16,7	-	-	-
Э3	-	-	-	48,9	-
Э4	-	-	58,5	-	-
Э5	-	-	-	-	6,25

Примечание. На пересечении строк и столбцов
указано распределение затрат по функциям.

6.13. Функционально-структурная модель в виде графа
Структурная модель (СМ) объекта — условное изображение (как правило, в виде графа), отражающее состав и соподчиненность его материальных элементов (носителей функций).
Анализ функционально-структурных (совмещенных) моделей
Совмещенная модель служит для определения затрат на функции в сопоставлении их значимости. На первом этапе анализа объекта совмещенная модель позволяет сделать некоторые выводы о степени рациональности конструкции (см. фрагменты графов 6.14—6.17), отражающих варианты совмещенных моделей.

6.14. Фрагмент совмещенной модели (невыполняемая функция Ф122)

6.15. Фрагмент совмещенной модели (лишний элемент Э6)

6.16. Фрагмент совмещенной модели (дублирование выполняемой функции Ф122)

6.17. Фрагмент совмещенной модели (один из элементов системы Э4 несет значительную нагрузку)
Дальнейший более глубокий анализ осуществляется на основе функционально-стоимостной диаграммы ( 6.18).

6.18. Функционально-стоимостная диаграмма
Функционально-стоимостная диаграмма представляет собой совмещенную диаграмму значимости функций с точки зрения целей системы более высокого порядка и структуры затрат на объект, построенный по функциям.
Диаграмма строится в едином масштабе: значимость функций в долях единицы, доля функций в затратах — также в долях единицы.
Построенная таким образом диаграмма позволяет даже визуально обнаружить функции, доля которых в затратах превосходят их значимость. Такие функции представляют собой зоны диспропорций, так как их относительная стоимость больше их относительной значимости.

Эти зоны подвергаются анализу в первую очередь.
Для определения относительной значимости (а иногда и относительной стоимости) применяются методы экспертных оценок.
Расчет затрат на реализацию функций в ФСА
Нахождение излишних затрат на объект (изделие) и их устранение за счет приведения в соответствие с потребительной стоимостью, воплощенной в функциях изделия, составляет сущность ФСА.
Для решения этой задачи затраты на объект должны быть рассчитаны применительно к каждой из его функций.
Этот расчет выполняется на различных этапах ФСА:
- при построении функционально-стоимостной диаграммы (с целью выявления зон диспропорции по фактическому соотношению затрат) ;
- при расчете функционально-необходимых затрат.
Расчет затрат на функцию может осуществляться в широком диапазоне — от прямых производственных затрат при создании объекта до совокупных затрат общества на создание объекта и его использование. Степень охвата затрат зависит от того, в какой степени ФСА повлияет на их различные составляющие.
Затраты на функцию определяются как сумма затрат на материальные носители, обеспечивающие реализацию этой функции. Расчет фактических затрат ведется на основе иерархии функций, сверху вниз:
; ; ;
где Згл — затраты на реализацию главной функции;
Зоснi — затраты на реализацию i-й основной функции, обеспечивающую реализацию главной функции;
k — количество основных функций;
m — количество вспомогательных функций;
Звспij — затраты на j-ю вспомогательную функцию, обеспечивающую реализацию i-й основной функции.
,
где — операционные затраты на материалы для j-й функции;
— операционные затраты на зарплату производственных рабочих;
— сумма расходов на содержание и эксплуатацию оборудования на данную j-ю функцию;
n — количество операций технологического процесса по материализации функции.
,
где Цf — цена единицы f-го материала;
— норма расхода f-го вида на i-й операции техпроцесса, обеспечивающего материализацию j-й функции;
F — количество видов материалов, используемых для реализации функции.
,
где C — часовая тарифная ставка дня -й операции;
— штучное время на -й операции;
kq — процент доплат и дополнительной зарплаты от прямой зарплаты;

Содержание раздела