Функциональный анализ

В основе успешного проведения ФСА лежит полное понимание, строгое определение и строгий анализ функций [37]. В соответствии с методологией ФСА она состоит из следующих разделов:

- построение моделей объекта (компонентной, структурной, функциональной),

- выявление, определение и классификация функций,

- установление ценности функций,

- оценка функций,

- присвоение индекса стоимости,

- выбор функций для исследования.

Построение моделей. Этап построения моделей обычно начинается с построения компонентной модели. Этот вид модели показывает, какие компоненты (узлы, сборочные единицы, детали, отдельные элементы деталей) входят в состав анализируемого технического объекта. При ее создании используются данные, содержащиеся в технической документации на объект (чертежи, спецификации, технологические карты и др.). В случае несложных малогабаритных объектов желательно произвести разработку и сборку натурного образца, ознакомиться с операциями технологического процесса. Построенную компонентную модель обычно корректируют по результатам структурного и функционального анализа.

К построенной компонентной модели объекта «пристраиваются» элементы надсистемы, с которыми объект взаимодействует. Поскольку на разных стадиях жизненного цикла объект входит в разные надсистемы и, следовательно, взаимодействует с разными элементами, то компонентная модель формируется отдельно для конкретной стадии жизненного цикла.

Типовыми элементами надсистемы являются:

- на стадии производства – оборудование, оснастка, материалы, комплектующие изделия и др.,

- на стадии эксплуатации – объект функции, пользователь, системы, взаимодействующие с элементами верхнего уровня анализируемого объекта,

- на стадии хранения и транспортировки – транспортные и грузоподъемные средства, упаковка, складские помещения и др.

Структурная модель объекта строится на основе данных компонентной модели путем установления связей элементов объекта друг с другом и элементами надсистемы, либо графически – путем включения выявленных связей в компонентную модель, либо в виде матрицы, элементами столбцов и строк которой являются элементы объекта и его надсистемы. На пересечении строк и столбцов фиксируется наличие соответствующих связей.

Структурные модели, как и компонентные, формируются отдельно для каждой стадии жизненного цикла. При этом фиксируются все возможные связи для любой штатной или нештатной ситуации анализируемой стадии жизненного цикла объекта. По результатам анализа выделяются связи вещественные и полевые. Полевые связи соответствуют типовым физическим и техническим полям: механическим, акустическим, тепловым, электромагнитным и др.

Модели материальных потоков строятся на основе результатов структурного анализа для каждого вида потока, протекающего в анализируемом объекте.

Функциональную модель разберем ниже после характеристики функций объекта.

Выявление и определение функций. Рассмотрим процедуры выявления, определения и классификации функций, которые входят в функциональный анализ. Основная цель функционального анализа состоит в определении наиболее выгодных областей для совершенствования потребительской стоимости и повышения конкурентного преимущества объекта. Хотя традиционно задачей ФСА является исключение ненужных затрат, в последнее время ФСА проводится для улучшения таких характеристик продукции, как срок службы или качество, без увеличения затрат.

Определение функций – это процедура, необходимая во всех случаях при проведении ФСА. Специалисты ФСА утверждают, что все затраты возникают из-за функции, то есть, если есть затраты, значит есть и функции. Выявление функций продукции (услуги, проекта, процесса) является основным принципом эффективного ФСА и гарантирует понимание того, что функция выполняет какое-то действие. Это помогает специалисту по ФСА перейти от общего представления к конкретному и точному пониманию и, следовательно, к созданию лучшей потребительской стоимости продукции.

Функциональный анализ предполагает рассмотрение объекта как комплекса выполняемых им функций, а не материально-вещественных структур.

Например, электрическая лампа накаливания рассматривается как носитель функции «излучать свет», а не в качестве совокупности конструктивных элементов (колба, цоколь, нить накаливания и др.). Специалист должен абстрагироваться от реальной конструкции объекта или существующего решения и сосредоточить свое внимание на функциях. Для него важно показать, что это решение не является единственным. Для него исследуемый предмет – комплекс взаимодействующих между собой функций внутри рассматриваемой системы, но при этом взаимосвязанных с функциями надсистемы (внешней для лампы среды). Количество функций, выполняемых самыми различными объектами, относительно невелико и в сотни, тысячи раз меньше количества наименований продукции. При этом только функция отражает сущность продукции, ее потребительские свойства, а сама продукция – форму их проявления. Это требует большей абстрактности мышления, усложняет поиск ясного и точного определения функции, вызывает необходимость выработки и постоянной тренировки специальных навыков.

Функциональный анализ позволяет обнаружить лишние затраты, выявить особые требования и определить потребительскую стоимость разработки, выбранной для исследования.

Функция есть то, что заставляет объект работать или быть популярным, привлекательным (пользоваться спросом), т. е. удовлетворять потребности заказчика (потребителя). Другими словами, функция объекта – это то, почему заказчик покупает объект или платит за услугу. При этом объект, включая структуру и услуги, является только средством обеспечения функции, ее носителем и не существует сам по себе, потому что без функции он никому не нужен. Следовательно, стоимость продукции (услуги) определяется стоимостью функции.

Ясное и точное представление о функциях открывает большие возможности при создании конкурентного преимущества, как для конкретной продукции, так и для предприятия в целом. Выявление и определение функций сопровождается усилением состава всех функций, выделением отдельных функций и их классификацией.

Функциональный анализ исходит из предпосылки, что полезным функциям в анализируемом объекте сопутствуют нейтральные и вредные функции. Например, та же электрическая лампа накаливания, кроме полезной функции «излучать свет», выполняет также вредную функцию «излучать тепло». А вот при использовании этой же лампы в инкубаторе функция «излучать тепло» является полезной, а «излучать свет» – нейтральной.

Описанию функций должно предшествовать уяснение их сущности на основании изучения назначения объекта по нормативно-технической документации, такой как стандарты, технические условия, инструкции по монтажу, эксплуатации и обслуживанию, технический паспорт и др. Затем приступают к определению, формулированию и классификации других функций, не зафиксированных в явном виде в документации.

При определении и формулировании функций надо придерживаться следующих правил:

- функции формулируются для конкретного объекта применительно к конкретным условиям работы,

- формулировка функций не должна содержать указаний на конкретное материальное воплощение объекта (например, функцию мясорубки следует обозначать не словами «резать мясо», а выражением «измельчать продукт», поскольку глагол «резать» указывает на конкретную технологическую операцию, а глагол «измельчать» допускает многовариантность выполнения этого действия),

- согласно определению функция – это проявление свойств материального объекта, заключающееся в его действии на состояние других материальных объектов. Следовательно, ее объектом должен быть материальный объект: вещество или физическое поле. При анализе информационных систем в качестве материального объекта рассматривается также информация. Объектами функции не должны выбираться свойства и параметры исследуемой системы. Например, функция рамы велосипеда – «удерживать детали», а не «придать устойчивость» или «обеспечить жесткость»,

- проявление функции состоит в действии. С учетом этого при формулировании функции необходимо выбирать глагол, описывающий это действие, т. е. использовать активные глаголы, а не пассивные. Например, активные глаголы: выдерживать вес, одобрять процедуры, выставить продукцию, ассигновать расходы, решить задачу. Пассивные глаголы: обеспечить поддержку, искать одобрение, разработать выставку, представить смету, определить решение. Одним из способов сделать пассивное описание функций более активным состоит в том, что существительное заменяют глаголом, затем подбирают более подходящее существительное,

- функция должна содержать характеристику действия относительно объекта функции. Например, функция электрокипятильника – «нагревать жидкость», измеряемый параметр жидкости – температура,

- в окончательном виде формулировка функции должна быть изложена двумя словами. В формулировке действие функции обозначается глаголом в неопределенной форме, а объект функции – существительным в винительном падеже, которое представляет собой понятие, имеющее физическую размерность. Например, функция электрического провода – «проводить ток», функция автомобиля – «перемещать груз», функция стула – «поддерживать вес». Не рекомендуется также употреблять в глагольной части функции частицу «не», т. е. функция должна отражать позитивное действие.

Формулировка полезной функции объекта целесообразно проводить в определенной последовательности:

- предложить первоначальную формулировку функции объекта, которая представляется правильной,

- проверить возможность самостоятельного выполнения объектом сформулированной функции (критерием подтверждения такой возможности является наличие в объекте хотя бы одного элемента, участвующего в выполнении функции),

- уточнить формулировку функции, используя вопросы: зачем выполняется эта функция? (если элемент по п. 2 выявлен), каким образом выполняется эта функция? (если такой элемент не выполнен).

При необходимости в определении функции могут быть включены дополнения (обстоятельства), которые характеризуют место, время, направленность функции и т. д. Эти дополнения рекомендуется приводить в скобках. Например, функция нитки – «соединять пуговицу (с тканью)», функция зубной щетки – «удалять грязь (с зубов)».

Функции, удовлетворяющие духовные потребности (эстетические), – это функции, которые делают объект желаемым для потребителя (независимо от того, выполняет ли этот объект для него какие-то действия или нет) и способствуют его сбыту.

Кажущаяся простота описания функций обманчива и является глубоко ошибочным представлением. В действительности это одна из основополагающих и ответственных работ в осуществлении процесса ФСА, требующая высокой квалификации и соответствующего навыка исполнителей.

Классификация функций. При проведении ФСА для более эффективного исследования объектов на уровне выполняемых ими или их составными частями функций применяют классификацию этих функций, группируя их по отдельным признакам.

По области проявления и отношения к объекту различают общеобъектовые (внешние) и внутриобъектовые (внутренние) функции (рис. 2.8).

По роли в удовлетворении потребностей и обеспечении работоспособности объекта среди общеобъектовыхфункций выделяют главную и дополнительные (второстепенные), а среди внутриобъектовых – основные и вспомогательные функции.

Рассмотрим подробнее содержание этих важнейших функции объекта.

Главная функция – полезная функция, отражающая назначение объекта (цель его создания). Без нее объект утратил бы свою потребительскую стоимость. Это главная цель, для которой объект (или услуга) были созданы. Как правило, объект имеет только одну главную функцию.

Следует помнить, что способ определения главной функции состоит в исследовании полезности объекта, допускающего, что функция имеет недостатки. Например, что если стул не мог бы «поддерживать вес», а дверь не могла бы «ограничить доступ». Эти объекты (стул и дверь) имеют много других привлекательных функций, которые можно классифицировать как второстепенные.

Дополнительная (второстепенная) функция – полезная функция, обеспечивающая совместно с главной функцией проявление потребительских свойств объекта. Объектами дополнительных функций обычно являются либо элементы надсистемы (внешней среды), либо сам объект в целом. Например, главная функция – «фокусировать свет», дополнительные функции: F1 – «задерживать (посторонние) предметы (от попадания в глаз)», F2 – «удерживать очки (перед глазами)».

Состав дополнительных общеобъектных функций полностью определяется техническими требованиями к объекту.

Основная функция обеспечивает выполнение главной функции: определяет работоспособность объекта, создает необходимые условия для осуществления главной функции. Эта функция непосредственно не связана с назначением объекта и является результатом тех решений, которые приняты для реализации главной функции. Без строго определенного набора основных функций не может быть выполнена и главная функция объекта. В практике ФСА применяются следующие основные функции: прием, ввод (вещества, энергии, информации), передача, преобразование, хранение, выдача (отдача).

Вспомогательные функции поддерживают основную функцию (иногда их называют функциями поддержки). Вспомогательная функция первого ранга – функция, обеспечивающая выполнение основной. Вспомогательная функция второго ранга – функция, обеспечивающая выполнение вспомогательной функции первого ранга и т. д. Вспомогательные функции способствуют сохранения работоспособности объекта в условиях окружающей среды, в то же время, защищая среду от нежелательных воздействий объекта, обеспечивают безопасность и удобство применения объекта, его ремонт, хранение, транспортирование и т. д. Они делают основную функцию более эффективной и привлекательной. Различают соединительную, изолирующую, фиксирующую, направляющую, гарантирующую вспомогательные функции.

Для более четкого определения основных и вспомогательных функций следует применять следующее правило. Если главная функция может быть реализована без какой-либо функции из перечисленного выше перечня основных функций, значит, данная функция является не основной, а вспомогательной.

По степени полезности для объекта различают полезные (требуемые, необходимые), нейтральные (бесполезные, ненужные) и вредные (нежелательные) функции. Полезные функции обусловливают потребительские свойства объекта. Нейтральные функции – функции, не влияющие на изменение потребительских свойств объекта. Вредные функции – функции, которые отрицательно влияют на потребительские свойства объекта.

По характеру проявления выделяют номинальные (требуемые), действительные (реализованные в объекте в явном виде) и потенциальные (реализованные в объекте, но до определенного времени не проявляющиеся) функции.

Кроме перечисленных выше функций, функциональные модели содержат подмножество видов функций более высокого и более низкого ранга. Ранг функции – значимость функции, определяющая ее место в иерархии функций, обеспечивающих выполнение главной функции.

Стоит отметить, что хотя каждый отдельный объект, являющийся частью полного проекта, часто служит носителем вспомогательных функций, эти же объекты имеют и свои собственные главные функции, когда рассматриваются в качестве самостоятельных объектов.

Рекомендуется следующая индексация уровней выполнения функции: адекватный (А), избыточный (И), недостаточный (Н). Уровень выполнения функции определяется разностью требуемых и фактических значений параметров объекта.

Способность выявить различие между тем, что нужно (главные функции, обеспечивающие потребительские свойства) и что не нужно (вспомогательные функции, не имеющие потребительской стоимости), является основой успешного проведения ФСА. От этого зависит правильность определения лишних затрат.