Функционально-стоимостной анализ при проектировании новой техники.

Содержание, цели и задачи технико-экономического анализа (ТЭА).

Технико-экономический анализ при проектировании новой техники.

Лекция №7

План.

1. Содержание, цели и задачи технико-экономического анализа (ТЭА).

2. Функционально-стоимостной анализ при проектировании новой техники.

Эффективность конструкторских, технологических и организационных решений определяется прежде всего уровнем качества создаваемой техники. Эффект, получаемый потребителем, тем больше, чем выше качественные показатели новых машин, созданных для замены существующих и выполняющих аналогичные функции. Качественные показатели, в свою очередь, определяются техническим параметрами новой техники, и, следовательно, экономический эффект потребителя Э - функция технических параметров Хi создаваемой техники, т.е. Э = f(X1, X2,....., Xn), где n - число рассматриваемых параметров. Затраты, связанные с проектированием, изготовлением и эксплуатацией техники, тоже зависят от заданного уровня показателей качества, т.е. З = f(X1, X2,...., Xn). Обеспечиваемые при проектировании потенциальные возможности разрабатываемой техники могут полностью проявиться только в определенных условиях. Например, конструкция, предназначенная для нормальных условий эксплуатации, может оказаться в условиях Крайнего Севера; технология, разработанная для опытного производства, неприемлема для массового; техника весьма эффективная при использовании ее в три смены, принесет убытки при двухсменной работе и т.д. Таким образом, величина эффекта и величина затрат зависит от условий производства и эксплуатации техники, т.е. Э=f(y1,y2,....., ym), З=f(y1,y2,....ym), где yi - количественные характеристики этих условий, m - число рассматриваемых характеристик. Эффективность решений, определяемая отношением полученного эффекта к произведенным затратам, следовательно, также функция параметров и показателей техники Xi и условий производства и эксплуатации yi, т.е. Е=Э/З = f[(X1, X2,....., Xn) (y1,y2,....ym)].

Так как многие из показателей качества противоречивы и улучшение одних приводит к ухудшению других, что может отрицательно сказаться на уровне эффективности, что при конструировании возникают задачи отыскания компромиссных решений при определенных ограничениях. Такие задачи, представленные в статистической форме, т.е. с выбранными, вполне определенными и зафиксированными значениями параметров, показателей изделия и условий производства и эксплуатации, решаются с помощью экономического обоснования на основе расчета сравнительной экономической эффективности альтернативных вариантов, методика которого изложена в теории по методам определения экономической эффективности новой техники и технологии в машиностроении.

Рассматривая параметры и показатели проектируемой техники в динамике, т.е. в процессе их изменения в результате тех или иных принимаемых решений, приходят к необходимости поиск наилучшего их сочетания, обеспечивающего наибольшую эффективность, т.е. к необходимости оптимизации, осуществляемой посредством технико-экономического анализа существующих взаимосвязей.

Таким образом, технико-экономический анализ (ТЭА) - это исследование, направленное на повышение экономической эффективности инженерных решений, принимаемых в процессе создания техники. ТЭА может быть интуитивным, параметрическим или функциональным (рис.1). В основе интуитивного ТЭА - талант и опыт конструктора, технолога, организатора. Параметрический ТЭА - это поиск

РИСУНОК1

РИСУНОК2

взаимосвязей между параметрами и показателями техники, ее качественными показателями, характеристиками условий производства и эксплуатации, с одной стороны, и экономической эффективностью техники с другой. Функциональный ТЭА (функционально-стоимостной - ФСА) - поиск наиболее эффективных способов реализации функций, для выполнения которого предназначено изделие.

В качестве классической задачи, решаемой с помощью ТЭА, можно привести оптимизацию уровня безотказности изделий и систем. В несколько упрощенном виде задача представлена в графической форме на Рис. 2. Повышение безотказности изделия (снижение интенсивности отказов l) существенно уменьшает текущие эксплуатационные расходы потребителя, связанные с устранением отказов, стоимостью необходимых запасных частей, ущербом от простоев и т.п. При этом снижение l обеспечивается применением более надежных элементов, использованием резервирования, более тщательной экспериментальной обработкой и т.п., что неизбежно приводит к удорожанию изделия. Выбрав в качестве критерия эффективности минимум приведенных затрат потребителя новой техники, можно определить оптимальный уровень безотказности:

Ci = Si + Ен Ki

Ci = Ci min приl=lопт, где

Si - текущие эксплуатационные расходы потребителя;

Si= f(li); Ki - капитальные вложения потребителя;

Ki = f(Цн)= f(li); Ен - нормативный коэффициент приведения капитальных вложений

Объектом ТЭА может быть как проектируемое изделие или система в целом, так и подсистемы, агрегаты, узлы и даже детали. Поэтому и задачи, решаемые с помощью ТЭА, разнообразны. Они определяются объектом анализа и этапом проектирования или создания техники.

Обязательный элемент ТЭА - прогнозирование экономических показателей разрабатываемого изделия с последовательным уточнением их по мере увеличения объема информации на каждом этапе создания техники.

Одним из эффективных методов технико-экономического анализа и оптимизации параметров изделия является фунционально-стоимостной анализ (ФСА). ФСА представляет собой метод системного исследования изделий, направляемый на повышение эффективности использования материальных и финансовых ресурсов.

Важнейшими принципами ФСА являются:

1) функциональный подход, предполагающий рассмотрение функций объекта и его элементов с целью наиболее полного удовлетворения заданных требований;

2) социально-экономический подход к оценке потребительских свойств и затрат на производство и эксплуатацию изделия;

3) соответствие полезности функций изделия затратам на его создание;

4) коллективное творчество при создании изделия;

5) системный подход, означающий рассмотрение изделия как системы, состоящий из отдельных элементов.

ФСА включает в себя подготовительный, информационный, аналитический, творческий, исследовательский, рекомендательный и внедренческий этапы. Взаимосвязь этапов с содержанием проводимых работ приведены в таблице.

ТАБЛИЦА

С помощью ФСА решаются задачи по достижению наилучшего соотношения между потребительской стоимостью изделия и затратами на его разработку, снижение себестоимости продукции и повышение ее качества, снижение материалоемкости, замена дорогостоящих и дефицитных материалов, устранения узких мест в производстве.

Любое проектируемое изделие или систему можно представить не только в виде набора структурных элементов, из которых оно состоит, т.е. из узлов, агрегатов, подсистем, но и в виде комплекса функций, которые оно должно выполнять в соответствии со своим назначением. Именно такой подход лежит в основе функционально-стоимостного анализа (ФСА), задачей которого является прежде всего минимизация затрат на реализацию необходимого комплекса функций при заданном качестве.

Функция - проявление и сохранение свойств изделия в определенной системе взаимодействий с внешними условиями. Совокупность проявляющихся через функции свойств составляет качество изделия. Следовательно минимизация затрат на функцию соответствует минимизации затрат на достижение заданного уровня качества.

Функция-начальное понятие в ФСА. При определении функций стремятся абстрагирования от их конкретной реализации в виде того или иного конструкторского решения.

Характерные особенности ФСА следующие:

1) предметом анализа являются функции изделия;

2) анализ выполняется в строго определенной последовательности;

3) широко применяются различные коллективные формы творческой деятельности;

4) непрерывно осуществляется экономическая оценка всех возможных технических решений.

Сложность проведения ФСА на стадии проектирования новой техники обуславливается отсутствием самого объекта анализа как в материализованном виде, так и в виде конструкторской документации . Поэтому методика проведения ФСА зависит прежде всего от степени новизны изделия и стадии конструкторской разработки. В общем случае при проектировании новых изделий целесообразно проводить функционально-стоимостной анализ по следующим этапам: подготовительный (информационный), аналитический, творческий исследовательский, рекомендательный.

Подготовительный (информационный) этап начинается с тщательного и всестороннего изучения требований потребителя к разрабатываемому изделию, с составления технического задания на проектирование, с поиска конструкторских и функциональных аналогов, с оценки требуемого технического уровня разрабатываемого изделия.

Содержание аналитического этапа - формирование и анализ функций изделия. Большое значение имеет на этом этапе правильная классификация функций, осуществляемая по следующим признакам: область проявления; роль в удовлетворении потребностей; роль в обеспечении работоспособности изделия; степень полезности. По области проявления все функции подразделяются на внешние (общеобъективные), которые отражают функциональные отношения между изделием и сферой его использования, и внутренние (внутриобъективные), отражающие действия и взаимосвязи внутри изделия, обуславливаемые принципами построения объекта, особенностями его исполнения.

Процесс разработки новых изделий в соответствии с ГОСТ 2.103-68 состоит из ряда последовательных стадий, в ходе выполнения которых отрабатывается сначала эскизная схема и общая компоновка, состав основных функциональных подсистем и блоков; затем - конструктивные решения по этим подсистемам и блокам; далее - чертежи деталей, технология их изготовления и сборки изделия. Процесс формирования функций можно также представить в виде последовательных этапов:

1. Формирование общеобъективных функций, создание вариантов эскизных схем для их реализации, выбор оптимальной схемы для дальнейшей проработки.

2. Формирование внутрисистемных основных функций изделия с помощью изучения потоков энергии, массы, информации.

3.После принятия конструкторских решений по каждому узлу, блоку появляется возможность формирования вспомогательных (обеспечивающих) функций и детальной разработки конструкции.

Функциональная модель изделия представляет собой его логическое описание с помощью связей между функциями. Важно, чтобы все функции были представлены в модели.

Содержание творческого этапа ФСА при проектировании новых изделий - поиск альтернативных вариантов реализации функций и их предварительная оценка. Традиционными источниками информации при этом служат различные справочники, техническая литература, рационализаторские предложения, изобретения, патентный поиск.

При поиске вариантов решения ФСА широко используются различные методы коллективного творчества.

Исследовательский этап состоит в рассмотрении преимуществ и недостатков предложенных вариантов реализации функций и в определении необходимых затрат.

Обсуждение, оценка и отбор вариантов не менее важная задача, чем их поиск. Прежде всего все оставленные для рассмотрения варианты следует разделить на :

1) неприемлемые по организационно-технологическим причинам;

2) приемлемые только для перспективного использования в связи с необходимостью предварительного выполнения НИОКР, длительными сроками разработки, существенными капитальными вложениями и пр.;

3) приемлемые в рамках данной ОКР.

Содержание рекомендательного этапа заключается в подготовке необходимой документации в виде чертежей, эскизов, расчетов, пояснительных записок по принятому варианту реализации функций и зависит полностью от стадии проектирования.