FAST-анализ
FAST-анализ выступает как синоним функционально-стоимостного анализа. Суть этого метода базируется на том, что затраты, связанные с созданием и использованием любого объекта, выполняющего заданные функции, состоят из необходимых для его изготовления и эксплуатации и дополнительных, функционально неоправданных, излишних затрат, которые возникают из-за введения ненужных функций, не имеющих прямого отношения к назначению объекта, или связаны с несовершенством конструкции, технологических процессов, применяемых материалов, методов организации труда и т.д.
Как и ФСА анализ, проведение FAST-анализа предполагает аналогичные шесть стадий:
1. Выбор объекта FAST-анализа;
2. Описание главной, основных и вспомогательных функций, выполняемых объектом;
3. Определение значимости выполняемых функций объектом;
4. Анализ стоимости функций выполняемых объектом исследования;
5. Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и ее анализ;
6. Оптимизация функций выполняемых объектом.
Рассмотрим выполнение каждой стадии подробно.
Стадия 1. Выбор объекта FAST-анализа.
В рамках дипломной работы в качестве объекта FAST-анализа выступает объект исследования. Однако при выполнении раздела FAST-анализа – этот момент необходимо еще раз отразить.
Стадия 2. Описание главной, основных и вспомогательных функций, выполняемых объектом.
В рамках данной стадии FAST-анализа объект анализируется с позиции функционального устройства. Так, при анализе необходимо выделить и описать следующие функции объекта:
1) Главную функцию, т.е. внешнюю функцию, определяющую назначение, сущность и главную цель создания объекта в целом. Например, для лампы накаливания в качестве главной функции выступает освещать окружающие объекты, для газопровода – передавать газ, для демпфера – гасить вибрацию, для кожуха – защищать от воздействия окружающей среды, для платы – соединять электрические элементы, для микросхемы – усиливать сигнал и т.д. В случае, когда в качестве объекта исследования выступает процесс, то для каждого процесса необходимо описать выполняемую в рамках него функцию. Например, для отжига главной функцией может быть снятие внутреннего напряжения, для травления – устранение окалины, ликвидация шероховатости поверхности, для окисления – защита слоя для дальнейшего введения примесей, для герметизации – защита изолированной среды, для эпитаксии – выращивание монокристаллического слоя определенного типа, для сварки, пайки, склеивания, клепки – неразъемное соединение элементов и т.д.
2) Основную функцию, которая представляет собой внутреннюю функцию объекта[1], обеспечивающую принцип работы объекта и создающую необходимые условия для осуществления главной функции. По содержанию различают следующие основные функции: приема (ввода), передачи, преобразования, хранения (вещества, энергии ,информации), выдачи (отдачи) результатов.
3) Вспомогательную функцию, т.е. внутреннюю функцию, способствующую реализации основных функций. Различают по содержанию следующие вспомогательные функции: соединительные, изолирующие, фиксирующие, направляющие, гарантирующие и т.д.
Для облегчения процесса выделения и классификации функций объекта исследования рекомендуется сначала описать главную функцию объекта исследования (системы), затем выделить элементы его образующие и описать все функции, выполняемые этими элементами. Всю информацию, полученную при выполнении данной стадии, необходимо представить в табличной форме (табл. 6).
Таблица 6
Классификация функций, выполняемых объектом исследования
| Наименование детали (узла, процесса) | Количество деталей на узел | Выполняемая функция | Ранг функции | ||
| Главная | Основная | Вспомогательная | |||
| Гидроцилиндр | — | Обеспечивает поворот бурильной машины | Х | ||
| Цилиндр | 1. Обеспечивает необходимый ход управляющего органа 2. Базовая деталь гидроцилиндра | Х | |||
| Труба | Базовая деталь гидроцилиндра | Х | |||
| Фланец | Служит для крепления передней крышки цилиндра | Х | |||
| … |
В таблице необходимо привести все детали, узлы, процессы, используемые внутри предмета с описанием функций и их рангов. В дальнейшем данная классификация будет использоваться при оптимизации объекта исследования. Так как для повышения эффективности этого процесса путем снижения стоимости объекта и сохранения требуемого от него пользователем качества, необходимо, в первую очередь, обращать внимание на вспомогательные функции, экономия на которых не сильно отразится на функционале объекта научного исследования.
Стадия 3. Определение значимости выполняемых функций объектом
Для оценки значимости функций будем использовать метод расстановки приоритетов, предложенный Блюмбергом В.А. и Глущенко В.Ф. В основу данного метода положено расчетно-экспертное определение значимости каждой функции. На первом этапе необходимо построить матрицу смежности функции (табл. 7).
Таблица 7
Матрица смежности
| Функция 1 | Функция 2 | Функция 3 | Функция 4 | Функция 5 | |
| Функция 1 | = | ˂ | ˂ | ˂ | ˂ |
| Функция 2 | ˃ | = | ˃ | ˃ | ˃ |
| Функция 3 | ˃ | ˂ | = | ˂ | ˂ |
| Функция 4 | ˃ | ˂ | ˃ | = | ˂ |
| Функция 5 | ˃ | ˂ | ˃ | ˃ | = |
Примечание: «˂» – менее значимая; «=» – одинаковые функции по значимости; «˃» – более значимая
Второй этап связан в преобразованием матрицы смежности в матрицу количественных соотношений функций (табл. 8).
Таблица 8
Матрица количественных соотношений функций
| Функция 1 | Функция 2 | Функция 3 | Функция 4 | Функция 5 | ИТОГО | |
| Функция 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Функция 2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | ||
| Функция 3 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Функция 4 | 1,5 | 0,5 | 1,5 | 0,5 | ||
| Функция 5 | 1,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | ||
| Примечание: 0,5 при «˂»; 1,5 при «˃»; 1 при «=» | ∑=25 |
В рамках третьего этапа происходит определение значимости функций путем деления балла, полученного по каждой функции, на общую сумму баллов по всем функциям. Так, для функции 1 относительная значимость равна 3/25 = 0,12; для функции 2 – 7/25 = 0,28; для функции 3 – 0,16; для функции 4 – 0,2 и для функции 5 – 0,24. Обязательным условием является то, что сумма коэффициентов значимости всех функций должна равняться 1.
Стадия 4. Анализ стоимости функций, выполняемых объектом исследования.
Задача данной стадии заключается в том, что с помощью специальных методов оценить уровень затрат на выполнение каждой функции. Сделать это возможно с помощью применения нормативного метода. Расчет стоимости функций приведен в табл. 9.
Таблица 9
Определение стоимости функций, выполняемых объектом исследования
| Наименование детали (узла, процесса) | Количество деталей на узел | Выполняемая функция | Норма расхода, кг | Трудоемкость детали, нормо-ч | Стоимость материала, руб. | Заработная плата, руб. | Себестоимость, руб. |
| Гидроцилиндр | – | Обеспечивает поворот бурильной машины | – | – | – | – | – |
| Цилиндр | 1. Обеспечивает необходимый ход управляющего органа 2. Базовая деталь гидроцилиндра | – | 1,85 | 214,4 | 112,6 | ||
| Труба | Базовая деталь гидроцилиндра | 7,3 | 0,092 | 127,8 | 4,9 | 132,7 | |
| Фланец | Служит для крепления передней крышки цилиндра | 1,9 | 0,316 | 19,4 | 19,4 | 38,8 | |
| … |
В дальнейшем путем суммирования затрат по каждой функции определяется общая стоимость каждой из них. Данная информация используется для построения функционально-стоимостной диаграммы на следующей стадии.
Стадия 5. Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и ее анализ.
Информация об объекте исследования, собранная в рамках предыдущих стадий, на данном этапе обобщается в виде функционально-стоимостной диаграммы (ФСД) (рис. 2).
Рис. 2. Функционально-стоимостная диаграмма
Построенная функционально-стоимостная диаграмма позволяет выявить диспропорции между важностью (полезностью) функций и затратами на них. Анализ приведенной выше ФСД показывает явное наличие рассогласования по функциям 1, 3, 4. Необходимо провести работы по ликвидации данных диспропорций.
Стадия 6. Оптимизация функций выполняемых объектом.
В качестве конкретных шагов, которые необходимо предложить на данном этапе, должны выступать предложения связанные с экономией за счет:
· применения принципиально новых конструкторских решений;
· устранения функционального резерва;
· оптимизации технических параметров;
· унификации сборочных единиц и деталей;
· совмещения функций в сборочных единицах и деталях;
· оптимизации параметров надежности;
· повышения ремонтопригодности;
· применения новых техпроцессов, заготовок и материалов и т.д.
В конечном счете результатом проведения FAST-анализа высокотехнологической и ресурсоэффективной разработки должно быть снижение затрат на единицу полезного эффекта, достигаемое путем:
· сокращения затрат при одновременном повышении потребительских свойств объекта;
· повышения качества при сохранении уровня затрат;
· уменьшения затрат при сохранении уровня качества;
· сокращения затрат при обоснованном снижении технических параметров до их функционально необходимого уровня;
· повышения качества при некотором, экономически оправданном увеличении затрат.