Е.Г. Непомнящий
Экономика и управление предприятием: Конспект лекций
Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997

Тема 6. Научно-техническая и организационная подготовка производства

6.7. Техническая подготовка производства

6.7.1. Конструкторская подготовка серийного производства

Цель конструкторской подготовки серийного производства (КПП) — адаптировать конструкторскую документацию ОКР к условиям конкретного серийного производства предприятия-изготовителя. Как правило, конструкторская документация ОКР уже учитывает производственные технологические возможности предприятий-изготовителей, но условия опытного и серийного производства имеют существенные различия, что приводит к необходимости частичной или даже полной переработки конструкторской документации ОКР.

Рис. 6.9. Состав и содержание ЕСКД

КПП производится отделом главного конструктора серийного завода (ОГК) или серийным отделом НИЧ, СКБ, ОКБ и т.д., в соответствии с правилами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Состав и содержание ЕСКД представлены на рис. 6.9.

В процессе КПП разработчики в максимально допустимых пределах должны учитывать конкретные производственные условия предприятия-изготовителя:

- унифицированные и стандартные детали и сборочные единицы, изготовляемые предприятием или предприятиями-смежниками;
- имеющиеся средства технологического оснащения и контроля;
- имеющиеся технологическое и нестандартное оборудование, транспортные средства и т.п.

Состав работ конструкторской подготовки производства предприятия-изготовителя:

1. Получение конструкторской документации от разработчика.
2. Проверка документации на комплектность.
3. Внесение изменений в соответствии с особенностями предприятия-изготовителя.
4. Внесение изменений по результатам отработки конструкции на технологичность.
5. Внесение изменений по результатам технологической подготовки производства.
6. Техническое сопровождение изготовления опытной партии изделий.
7. Внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам изготовления опытной партии.
8. Присвоение документации литеры О2 для изготовления установочной серии.
9. Техническое сопровождение изготовления установочной серии.
10. Перевод документации в литеру А для установившегося серийного производства.
11. Выпуск ремонтной, экспортной и иной документации.
12. Техническое сопровождение серийного производства.

В настоящее время все большее место в работах КПП приобретают методы автоматизированного проектирования и создания конструкторских документов (САПР).

6.7.2. Технологическая подготовка производства (ТПП)

Исходные данные для технологической подготовки производства

Исходными данными для проведения ТПП являются:

1) полный комплект конструкторской документации на новое изделие;
2) максимальный годовой объем выпуска при полном освоении с учетом изготовления запасных частей и поставок по кооперации;
3) предполагаемый срок выпуска изделий и объем выпуска по годам с учетом сезонности;
4) планируемый режим работы предприятия (количество смен, продолжительность рабочей недели);
5) планируемый коэффициент загрузки оборудования основного производства и ремонтная стратегия предприятия;
6) планируемые кооперированные поставки предприятию деталей, узлов полуфабрикатов и предприятия-поставщики;
7) планируемые поставки стандартных изделий предприятию и предприятия-поставщики;
8) предполагаемые рыночные цены новых товаров, исходя из ценовой стратегии предприятия и его целей;
9) принятая стратегия по отношению к риску (с точки зрения наличия дублирующего оборудования);
10) политика социологии труда предприятия.

Технологическая подготовка производства регламентируется стандартами "Единой системы технологической подготовки производства" (ЕСТПП). Задачей ТПП является обеспечение полной технологической готовности фирмы к производству новых изделий с заданными технико-экономическими показателями (высоким техническим уровнем, качеством изготовления, а также с минимальными трудовыми и материальными издержками — себестоимостью при конкретном техническом уровне предприятия и планируемых объемах производства).

Этапы ТПП, содержание работ и исполнители приведены в табл. 6.7.

Таблица 6.7

Примерный перечень работ на этапах ТПП

Этапы ТПП	Содержание работ ТПП	Исполнители
Планирование ТПП	Прогнозирование, планирование и моделирование ТПП	Отдел планирования подготовки производства (ОППП)
Отработка конструкции на технологичность	Отработка конструкции изделия, сборочных единиц на технологичность. Участие в изготовлении опытного образца	Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др), ОГК
Технологическое проектирование	Распределение номенклатуры между цехами и подразделениями предприятия.	ОППП
	Разработка технологических маршрутов движения объектов производства.	ОППП
	Разработка техпроцессов изготовления и контроля деталей, сборки и испытаний и всей прочей технологической документации.	Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет, и др.)
	Типизация технологических процессов, разработка базовых и групповых процессов.	-"-
	Технико-экономическое обоснование технологических процессов	Отделы главных специалистов, экономический отдел
Выбор оборудования	Выбор и обоснование универсального, специального, агрегатного и нестандартного оборудования. Выдача заданий на проектирование этого оборудования, а также на проектирование гибких автоматических, автоматизированных, роботизированных линий и комплексов, конвейеров, транспортных средств и т.п.	Отделы главных специалистов
Выбор и технологическое конструирование оснастки	Выбор необходимого специального, универсального и унифицированного оснащения. Проектирование (технологическое конструирование) оснастки.	Технологические и конструкторские отделы главных специалистов
Выбор и технологическое конструирование оснастки	Технико-экономические обоснования выбора и применения оснастки	Экономический отдел
Нормирование	Установление пооперационных технических норм времени всех технологических процессов Расчеты норм расходов материалов (подетальные и сводные)	Отдел труда и зарплаты (ОТ и З)Отделы главных специалистовОГТ

Отработка изделий на технологичность

Технологичность — это экономичность изготовления изделия в конкретных организационно-технологических и производственных условиях и при заданных масштабах выпуска.

Отработка изделий на технологичность (технологический контроль) производится на всех этапах создания конструкторской документации:

- на стадии эскизного проекта производится анализ конкретных конструкторских решений, в том числе целесообразности выбранных материалов, рациональности и технологичности членения конструкции на сборочные единицы, блоки, агрегаты, обеспечение простоты сборки, разборки и т.п.;
- на стадиях технического и рабочего проектов принимаются окончательные решения о технологичности изделия и точности изготовления его элементов;
- на стадии изготовления опытного образца и опытной партии завершается отработка конструкции на технологичность (конкретизируются условия обеспечения технологичности, в том числе возможность использования типовых технических процессов, унифицированной переналаживаемой оснастки и имеющегося или производимого оборудования.

Показатели технологичности конструкции

- технологическая рациональность конструктивных решений;
- преемственность конструкции.

Технологическую рациональность характеризуют:

- трудоемкость изготовления;
- удельная материалоемкость;
- коэффициент использования материалов;
- технологическая себестоимость;
- удельная энергоемкость изготовления изделия;
- удельная трудоемкость подготовки изделия к функционированию;
- коэффициент применяемости материалов;
- коэффициент применения групповых и типовых технологических процессов и др.

Преемственность конструкции характеризуют:

1) коэффициент применяемости (К_пр)

К_пр = (m - mор)/m,

где m — общее количество типоразмеров (наименований) деталей (элементов, микросхем и т.п.);
mор — количество оригинальных деталей;

2) коэффициент повторяемости (Кп)

где m_об — общее количество деталей;

3) коэффициент унификации (К_у)

где m_у — число унифицированных стандартных и заимствованных деталей, выпускаемых предприятиями отрасли;

4) коэффициент стандартизации (К_ст)

где m_ст — число стандартных деталей.

Коэффициенты К_пр, К_п, К_у, К_ст правильней рассчитать по отношению трудоемкостей элементов.

Выбор оптимального варианта технологического процесса

В различных вариантах технологических процессов изготовления новых изделий могут применяться различные заготовки, оборудование, технологическая оснастка и т.д., что приводит к различной трудоемкости, производительности и использованию рабочих различной квалификации.

Основными критериями для выбора оптимального технологического процесса являются себестоимость и производительность.

Для упрощения расчетов используют технологическую себестоимость, которая является частью полной себестоимости и учитывает затраты, зависящие от варианта технологического процесса:

где З_т — технологическая себестоимость;
— условно-переменные затраты на одну деталь (изделие);
— условно-постоянные затраты на годовую программу;
Q — годовая программа выпуска.

Содержание статей затрат, входящих в условно-постоянные и условно-переменные затраты, даны ранее (см. разд. 4.3 темы 4).

Для выбора оптимального варианта техпроцесса, т.е. для сопоставительной оценки, нет необходимости производить поэлементный расчет всех статей затрат, входящих в себестоимость, а достаточно проанализировать лишь затраты, меняющиеся при изменении технологического процесса. Вычислять и включать в себестоимость затраты, не меняющиеся при изменении варианта процесса, не имеет смысла, так как при определении абсолютной величины экономии, достигаемой при применении более выгодного варианта, одинаковые слагаемые себестоимости взаимно уничтожаются.

Сравнение вариантов технологического процесса по себестоимости производится следующим образом.

Технологическая себестоимость при варианте 1 равна

;

а при варианте 2

Графически варианты 1 и 2 могут быть представлены прямыми линиями (рис. 6.10).

Рис. 6.10. График сравнительной оценки двух вариантов технологического процесса

Точка пересечения этих линий А определяет критическое количество деталей Qкр, при котором оба варианта будут равноценными, то есть

или ,

откуда

При выпуске изделий меньше критического более экономичным будет вариант 1, а при количестве изделий больше критического — вариант 2.

Выбор наиболее экономичного варианта реализации технологического процесса из множества возможных способов изготовления продукции следует в общем случае осуществлять по минимуму приведенных затрат, которые принимаются в качестве критерия оптимальности. Однако для сопоставления вариантов технологических процессов во многих случаях достаточно ограничиться расчетом технологической себестоимости выпуска.

В последнюю входит, как было сказано ранее, лишь затраты, меняющиеся лишь при изменении вариантов.

Поэтому в дальнейшем в качестве ценовой функции используются не полные приведенные затраты, а минимум суммы

где — технологическая себестоимость годового выпуска по варианту изготовления;
Е_н — нормативный коэффициент эффективности;
К_i — капитальные вложения, изменяющиеся при смене варианта технологического процесса.

Рассмотрим технико-экономическую оценку возможных вариантов на примере изготовления полупроводниковых микросхем.

Типовая укрупненная последовательность технологического процесса изготовления полупроводниковых микросхем включает девять основных операций: химическая обработка, окисление, фотолитография, диффузия, разделение пластин на кристаллы, монтаж кристалла в корпус, присоединение выводов, герметизация и испытания, каждая из которых может быть осуществлена 3—7 способами.

Даже укрупненное объединение процессов по группам операций дает представление о многовариантности технологического процесса изготовления микросхем. Помимо способов реализации каждой операции в реальных условиях разработки и производства, приходится учитывать и выбирать методы изоляции компонентов схемы, метод технологии, степень интеграции прибора и решать многие другие конструктивно-технологические вопросы.

Реализация каждого способа на определенной операции вызывает различные затраты на основные материалы и комплектующие изделия М_ij, основную заработную плату L_ij, амортизационные отчисления А_ij, капитальные затраты К_ij и ведет к достижению разных уровней коэффициентов выхода годных изделий P_ij.

Перечисленные исходные данные по группам операций удобно представить в виде матрицы операционных показателей.

В связи со сложностью анализа вся совокупность операций технологического процесса разбивается на три крупные стадии, а именно: обработку сборку и испытания изделий.

Число возможных способов выполнения каждой стадии ограничим также тремя. В результате получается укрупненная матрица (iґj) показателей стадий процесса изготовления изделий, представленная в табл. 6.8.

Таблица 6.8

Матрица показателей стадий технологического процесса

Стадии	Варианты выполнения группы операций
Стадии	1	2	3
Обработка	M₁₁L₁₁P₁₁ A₁₁K₁₁	M₁₂L₁₂P₁₂ A₁₂K₁₂	M₁₃L₁₃P₁₃ A₁₃K₁₃
Сборка	M₂₁L₂₁P₂₁ A₂₁K₂₁	M₂₂L₂₂P₂₂ A₂₂K₂₂	M₂₃L₂₃P₂₃ A₂₃K₂₃
Испытания (измерения)	M₃₁L₃₁P₃₁ A₃₁K₃₁	M₃₂L₃₂P₃₂ A₃₂K₃₂	M₃₃L₃₃P₃₃ A₃₃K₃₃

Расчет сводится к тому, чтобы из заданной совокупности возможных способов выполнения стадий процесса выбрать рациональный вариант проведения всего технологического процесса, удовлетворяющий минимуму заданной целевой функции.

Поиск рационального варианта технологического процесса производится на вычислительных машинах.

6.7.3. Организационная подготовка производства (ОПП)

Функции организационной подготовки производства:

1) плановые (в том числе предпроизводственные расчеты хода производства, загрузки оборудования, движения материальных потоков, выпуска на стадии освоения);
2) обеспечивающие (кадрами, оборудованием, материалами, полуфабрикатами, финансовыми средствами);
3) проектные (проектирование участков и цехов, планировка расположения оборудования).

В процессе организационной подготовки производства используются конструкторская, технологическая документации и данные для проведения технологической подготовки производства (разд. 6.7.2).

Этапы ОПП, содержание работ и исполнители приведены в табл. 6.9.

Таблица 6.9

Этапы ОПП и их содержание

№ п/п	Этапы и содержание работ ОПП	Исполнители
1	Планирование и моделирование процессов ОПП	Отдел планирования подготовки производства (ОППП)
2	Изготовление специальной технологической и контрольной оснастки	Отдел инструментального хозяйства (ОИХ). Инструментальные цехи
3	Расчет количества и номенклатуры дополнительного оборудования, составления заявок и размещение заказов на оборудование	ОГТ (бюро мощностей) ОКС (или ОМТС)
4	Расчеты движения деталей и хода будущего производства; расчеты поточных линий; загрузки рабочих мест; расчеты оперативно-плановых нормативов, циклов, величин партий, заделов	Планово-диспетчерский отдел (ПДО) Отделы главных специалистов (ОГГ, ОГС, ОГМет и др)
5	Планирование работы вспомогательных цехов и служб, а также обслуживающих подразделений	ОИХ, отдел главного механика (ОГМ), отдел главного энергетика (ОГЭ), транспортный отдел, отдел складского хозяйства
6	Расчеты и проектирование планировок оборудования и рабочих мест, формирование производственных участков	Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др) ООТ и З
7	Проектирование и выбор межоперационного транспорта, тары, оргтехоснастки и вспомогательного оборудования; составление заявок и размещение заказов	Отдел нестандартного оборудования (ОНО) или отдел механизации и автоматизации (ОМА) Отделы главных специалистов (ОГТ, ОГС, ОГМет и др), ОМТС.
8	Изготовление средств транспорта, тары, оргтехоснастки и прочего вспомогательного оборудования	Цехи вспомогательного производства, ОМА
9	Приемка, комплектация и расстановка основного, вспомогательного оборудования, средств транспорта и оргтехоснастки на рабочих местах	ОГМ, ОГЭ, ОМА, цехи вспомогательного производства
10	Обеспечение материалами, заготовками, деталями и узлами, получаемыми по кооперации	ОМТС, отдел внешней кооперации (ОВК), отдел комплектации (ОКП)
11	Подготовка и комплектование кадров	Отдел кадров (ОК), отдел подготовки кадров (ОПК), ООТиЗ
12	Организация изготовления опытной и установочной партий; свертывание выпуска старой продукции и развертывание производства новых изделий	Производственный отдел (ПО) Производственные цехи, отделы главных специалистов
13	Определение себестоимости и цены изделий	ПЭО, отдел маркетинга
14	Подготовка обеспечения товародвижения, распространение новых изделий и стимулирования сбыта	Отдел маркетинга

6.7.4. Примерное распределение работ по КПП, ТПП И ОПП на различных этапах ОКР

Основной принцип планирования подготовки производства — единое планирование, что особенно реально в условиях научно-производственных организаций. Работы по КПП, ТПП и ОПП начинают вести еще на стадии ОКР и даже НИР (табл. 6.10)

Таблица 6.10

Распределение работ по КПП, ТПП и ОПП на различных этапах ОКР (примерное)

Этапы ОКР	КПП	ТПП	ОПП
ТЗ на ОКР	Составление комплекта документов, необходимых для разработки	Определение базовых показателей технологичности	--------------
Техническое предложение	Предварительные расчеты и уточнение требований ТЗ	Метрологическое обеспечение разработки и производства	Разработка проекта комплексного графика мероприятий по подготовке производства (КГМП) Анализ технического уровня производства предприятия-изготовителя
Эскизный проект	Разработка комплекта документов	Отработка конструкции на технологичность с участием предприятия-изготовителя. Определение номенклатуры техпроцессов, подлежащих разработке.	Согласование КГМП Анализ уровня организации производства
Технический проект	Разработка комплекта документов. Разработка конструкторской документации на спецоснастку, технологическое оборудование, средств контроля и испытаний опытного образца. Разработка программы обеспечения качества	Отработка конструкции на технологичность. Определение номенклатуры технологических процессов, подлежащих разработке применительно к условиям серийного производства. Работы по совершенствованию существующих техпроцессов. Метрологическая экспертиза и обеспечение производства	Утверждение КГМП Разработка проекта организации производства нового изделия. Расчет потребности в дополнительном оборудовании. Расчет потребности производственной мощности. Разработка предложений по кооперации производства заготовок деталей, изделий.
Рабочий проект, изготовление и испытания опытного образца	Разработка комплекта документов.Изготовление и предварительные испытания Изделия на соответствие ТЗ	Отработка конструкции на технологичность. Уточнение номенклатуры техпроцессов, подлежащих разработке. Разработка техпроцессов для изготовления новых деталей и сборочных единиц. Разработка конструкторской документации на спецоснастку, средства автоматизации производства. Испытание средств технологического оснащения и средств механизации и автоматизации. Разработка технологической документации для условий серийного производства	Размещение заказов на материалы и комплектующие изделия. Уточнение дополнительной потребности в оборудовании и производственной мощности. Разработка вопросов технического, материального обеспечения основного производства. Разработка проекта организации труда и заработной платы. Разработка системы расходных норм и нормативов. Изготовление головных образцов спец. технологической оснастки, средств контроля
Отработка документации по результатам испытаний опытного образца	Комплект отработанных документов	Уточнение комплекта технологической документации для условий серийного производства	Разработка расходных нормативов и составление нормативных и плановых калькуляций себестоимости изделия
Подготовка производства	Техническая помощь предприятию-изготовителю со стороны разработчика в подготовке производства Отработка конструкторской документации для условий серийного предприятия-изготовителя	Работы по освоению новых техпроцессов	Изготовление оснастки в объемах серийного производства. Переподготовка кадров для новых техпроцессов. Разработка проектов установки оборудования. Дооборудование цехов и участков. Планирование изготовления опытной партии

6.8. Функционально-стоимостный анализ при технико-экономической отработке конструкторских и технологических решений

Метод ФСА является видом экономического анализа, дополняющим традиционные, суть которого заключается в системном исследовании объекта (изделия, процесса, структуры), направленным на оптимизацию соотношения между потребительскими свойствами и затратами на его создание и использование. ФСА исходит из того, что в производстве любого изделия, в любой производственной, технической и хозяйственной системе имеют место излишние затраты, а значит, и резервы для совершенствования производства. Задачей анализа является изыскание резервов сокращения затрат на производство и эксплуатацию продукции на основании специфических приемов и процедур исследования. ФСА позволяет при создании новых изделий предупреждать возникновение излишних затрат, на производство новых изделий обеспечивать уровень издержек, не превышающий установленного, при применении создаваемого объекта сокращать или исключать экономически неоправданные затраты.

Таким образом, задача ФСА — поиск новых, более экономичных вариантов осуществления анализируемым объектом своих функций на всех стадиях цикла "исследование — производство". Это достигается за счет установления наилучшего соотношения между потребительной стоимостью изделия и затратами на его разработку; снижения материалоемкости, фондоемкости, энергоемкости и трудоемкости объекта, снижение себестоимости выпускаемой продукции и повышения ее качества; замены дефицитных, дорогостоящих материалов; снижение эксплуатационных и транспортных расходов; ликвидация потерь ресурсов во всех сферах хозяйственной деятельности.

Полезный эффект достигается:

- за счет сокращения затрат при одновременном повышении потребительских свойств;
- повышения качества при сохранении уровня затрат;
- уменьшения затрат при сохранении уровня качества;
- сокращения затрат при обоснованном снижении технических параметров до функционально необходимого уровня.

В отдельных случаях возможно повышение качества при экономически оправданном увеличении затрат. Обычно при анализе издержек производства и себестоимости продукции исходят из структуры затрат постатейно или поэлементно, сравнивают фактические затраты с плановыми, выявляют отклонения и анализируют их причины в зависимости от отдельных факторов. ФСА позволяет сделать следующий шаг: подвергнуть проверке само изделие, его потребительские качества и обоснованность его конструкции.

ФСА принципиально отличается от обычных "классических" способов анализа затрат производства, так как предусматривает применение функционального подхода, предполагающего выявление наиболее экономичных способов осуществления всех функций изделия. Любое изделие обладает набором потребительских качеств или функций, делающих его потребительной стоимостью. Часто оно наделяется излишними функциями, которые не нужны ни потребителю, ни изготовителю, хотя для обеспечения данных функций производятся соответствующие затраты. Выявляя ненужные функции и избавляясь от них, можно исключить и затраты, связанные с ними. И, наоборот, ориентируясь на улучшение нужных, рассчитать себестоимость каждого варианта. Определение себестоимости каждого варианта связано со значительными затруднениями, так как чаще всего в готовом виде этих данных нет. Однако на данной стадии нецелесообразно стремиться к достижению максимальной точности расчетов. Отклонения от действительной величины затрат в пределах + 10 % обычно вполне допустимы.

Итак, ФСА предполагает выполнение следующих работ:

- выбор объекта анализа;
- определение функций, выполняемых объектом и его составляющими элементами;
- выявление функциональных зон с наибольшим сосредоточением затрат;
- выделение основных, вспомогательных и ненужных функций в объекте анализа;
- разработка новых, наиболее экономичных технических решений выполнения объектом его функций в целях снижения материальных и трудовых затрат.

Выбор объекта ФСА

Существуют два пути выбора объекта исследования.

Первый путь предполагает проведение ФСА при решении острых текущих вопросов, без решения которых невозможно получение необходимых результатов, тормозится производственное и научно-техническое развитие предприятия (убыточность продукции или производств, потери от брака, наличие узких мест в различных сферах деятельности).

Второй путь предполагает решение перечисленных вопросов путем постоянного проведения ФСА и внедрения рекомендаций по освоенным в производстве изделиям или по действующим технологическим процессам, а также при конструировании новых изделий, разработке новых технологических процессов.

Методика проведения ФСА

ФСА состоит из семи последовательных этапов:

- подготовительного;
- информационного;
- аналитического;
- творческого;
- рекомендательного;
- внедрения.

Содержание работ на этапах ФСА приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.11

Содержание работ на различных этапах ФСА

Этап ФСА	Содержание работ
1. Подготовительный	Выбор и обоснование объекта, цели и задачи анализа, составление плана проведения работ, организация исследовательской группы
2. Информационный	Сбор, систематизация и обработка информации по объекту анализа и аналогах
3. Аналитический	Определение затрат по отдельным функциям объекта анализа, аналогов и их сопоставление. Выявление зон наибольших функциональных затрат
4. Творческий	Разработка предложений по совершенствованию объекта анализа и предварительный отбор предложений для реализации, систематизация предложений по функциям, формирование вариантов исполнения объектов
5. Исследовательский	Оценка экономической эффективности и реальности осуществления предложенных вариантов
6. Рекомендательный	Выбор оптимального варианта. Оформление окончательных рекомендаций. План-график внедрения
7. Внедрение	Выполнение план-графика внедрения

Формы ФСА

Различают три формы ФСА:

1) корректирующая, предназначенная для отработки раннее созданных конструкций;
2) творческая (используется на стадиях НИР и ОКР);
3) инверсная, служащая для систематизации расширения сфер применения уже спроектированных объектов и обеспечения выбора наиболее эффективной производительной системы.

Этапы корректирующей формы ФСА

Подготовительный — состоит из следующих подэтапов:

- выбор объекта, определение задач ФСА, составление рабочего плана проведения ФСА;
- организационное оформление решения о проведении ФСА, утверждающего рабочий план, включая сроки работ, состав исполнителей, источники покрытия затрат.

Информационный — включает следующие подэтапы:

- подготовка и сбор информации об объекте и его аналогах;
- составление структурной модели объекта;
- изучение технологии, условий изготовления, условий применения;
- определение затрат и их структуры на всех стадиях жизненного цикла.

Аналитический — включает подэтапы:

- формирование функций объекта и его элементов;
- построение функциональной модели объекта;
- оценка значимости функций экспертным путем;
- построение совмещенной модели;
- определение затрат на функции;
- построение функционально-стоимостной диаграммы;
- формулирование задач совершенствования объекта для следующих этапов ФСА.

Творческий — включает поиск идей, вариантов, решений, обеспечивающих ликвидацию вредных и бесполезных функций, совмещение полезных функций, удешевление объекта.

Исследовательский — заключается в оценке, обсуждении и отборе рациональных вариантов.

Рекомендательный — состоит из подэтапов:

- рассмотрения соответствующими службами отобранных на предыдущем этапе предложений;
- обсуждение и оформление рекомендаций по результатам ФСА, содержащих сущность технического предложения, эскизы технического решения, краткое описание технологического процесса, технико-экономические расчеты, составление плана-графика внедрения рекомендаций.

Внедрения — содержит подэтапы:

- утверждение плана-графика внедрения рекомендаций;
- разработка научно-технической и проектной документации в связи с изменением объекта, опытные работы, испытания;
- масштабная реализация результатов ФСА;
- оценка фактической экономической эффективности ФСА;
- расчет уменьшения затрат на производство и эксплуатацию объекта.

Этапы творческой формы ФСА

Информационно-подготовительный — состоит из подэтапов:

- формулирование целей и задач проектирования;
- подготовка, сбор, систематизация информации;
- построение дерева целей;
- определение требований к параметрам изделия, их значимости.

Выявление технико-экономических противоречий:

- формулирование ограничений;
- формулирование идеального конечного результата;
- определение минимальной цены.

Аналитический — содержит подэтапы:

- формулирование внешних функций;
- выбор принципа реализации главной функции;
- формулирование основных функций;
- построение укрупненной функциональной модели;
- определение значимости функций;
- установление предельно допустимых затрат на функции.

Творческий — состоит из подэтапов:

- поиск идей и решений по реализации основных функций;
- экспертная оценка идей и решений с помощью положительно-отрицательных матриц.

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) (рис. 6.11).

Рис. 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) (рис. 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.

Рис. 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 рис. 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.

Рис. 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 рис. 6.14—6.17), отражающих варианты совмещенных моделей.

Рис. 6.14. Фрагмент совмещенной модели (невыполняемая функция Ф122)

Рис. 6.15. Фрагмент совмещенной модели (лишний элемент Э6)

Рис. 6.16. Фрагмент совмещенной модели (дублирование выполняемой функции Ф122)

Рис. 6.17. Фрагмент совмещенной модели (один из элементов системы Э4 несет значительную нагрузку)

Дальнейший более глубокий анализ осуществляется на основе функционально-стоимостной диаграммы (рис. 6.18).

Рис. 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 З_гл — затраты на реализацию главной функции;
З_{осн_i} — затраты на реализацию i-й основной функции, обеспечивающую реализацию главной функции;
k — количество основных функций;
m — количество вспомогательных функций;
З_{всп_ij} — 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 Ц_f — 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;
k_q — процент доплат и дополнительной зарплаты от прямой зарплаты;
k_стр — процент отчислений на социальные нужды от полной зарплаты.

= Зм.ч ,

где З_м.ч — себестоимость машино-часа работы базового оборудования;
K_м.q — машино-коэффициент для оборудования, используемого на операции;
t_мqj — это норма машинного времени на q-й операции;
h — количество операций.

Более подробный расчет с учетом остальных статей производственных затрат осуществляется, если в результате ФСА в них возникают существенные изменения.

Если один или группа материальных носителей полностью работают на реализацию определенной функции, то производственные затраты на эту функцию определяются как сумма себестоимостей ее носителей (детали, сборочные единицы и т.д.). Эти затраты можно назвать автономными, т.е. такими затратами на устройство (совокупность деталей), которое может выполнять только данную функцию, не участвуя в выполнении других функций.

Следует заметить, что алгебраическая сумма автономных затрат по подфункциям не всегда дает истинное значение затрат на функцию более высокого порядка (теорию систем: свойство системы не является простой суммой свойств, входящих в нее элементов).

В связи с этим вводится понятие приростных затрат на функцию. Под приростными понимается такое изменение затрат на объект, которое вызывается прибавлением или удалением этой функции.

Обычно в качестве ведущих выделяются автономные затраты по наиболее дорогим функциям, а затраты по остальным функциям находят в виде приростных:

где З_об — себестоимость объекта;
З_ав — автономные затраты по ведущей функции;
З_{пр_i} — приростные затраты на i-ю функцию;
r — количество функций объекта.

6.9. Характер изменения технико-экономических показателей новых изделий на стадии освоения

Начальный этап освоения выпуска новых изделий характеризуется повышенными издержками. Причину этого можно объяснить следующими факторами:

- небольшой объем выпуска изделий, на который распределяется условно-постоянные расходы, связанные с освоением;
- повышенной трудоемкостью и станкоемкостью изготовления (из-за постепенности отладки оборудования; неполной оснащенностью техпроцессов специальным оборудованием и оснасткой; недостаточной опытностью рабочих и ИТР);
- большим количеством переналадок (например, прессового оборудования);
- повышенным браком;
- затратами на обучение персонала;
- доплатами до среднего уровня зарплаты в период освоения и др.

По мере наращивания объема выпуска новых изделий происходит и снижение издержек. Возможные пути повышения эффективности производства на стадии освоения приведены на рис. 6.19.

Рис. 6.19. Основные направления получения экономического эффекта в процессе освоения новых изделий

Минимизация потерь тесно связана с характеристикой наращивания выпуска, которая в свою очередь зависит от снижения трудоемкости изделия в процессе освоения.

Для каждого конкретного предприятия, которое характеризуется выпуском определенного вида изделий, уровнем технологии, организацией и т.д., можно установить корреляционную зависимость между суммарным объемом выпуска и его трудоемкостью на основе статистических данных освоения производства раннее выпускаемых изделий. Аналогичную зависимость можно установить и для суммарного объема выпуска и себестоимости:

; ,

где З_i — себестоимость (или трудоемкость Q_i-го (или X_i-го) изделия с момента начала выпуска);
З₁ и a — себестоимость или трудоемкость изготовления первого изделия, с которого считается начало освоения;
Q_i и x — порядковый номер изделия с начала выпуска;
b — показатель степени, характеризующий крутизну кривой освоения (0,05—0,75) данного конкретного предприятия.

Для удобства используют систему прямоугольных координат с логарифмическими шкалами. Тогда функция снижения себестоимости (трудоемкости) представляет прямую линию, тангенс наклона которой соответствует показателю степени "-b", так как

log y=log a - b log x.

При увеличении выпуска в определенное число раз себестоимость (трудоемкость) осваиваемого изделия будет изменятся тоже в определенное число раз. Принято определять величиной коэффициента освоения (Кос) то снижение себестоимости, которым будет характеризоваться каждое удвоение выпуска.

Показатель степени "b" и коэффициент освоения Кос связаны между собой зависимостью:

b=log K_oc/log 2.

Например, коэффициенту освоения К_ос = 0,7 будет соответствовать b @ 0,546; К_ос = 0,8-b @ 0,322; К_ос = 0,9-b @ 0,152 и т.д. Практика показывает, что для приборостроительных предприятий К_ос лежит в пределах 0,7ё0,9, а наиболее часто встречающийся равен 0,8.

Так, например, З₁₀=1000 тыс. руб., начало освоения считается с десятого изделия при К_ос=0,8, то

З₂₀=800 тыс. руб.; З₄₀=640 тыс. руб.; З₈₀=512 тыс. руб..

Величины К_ос и показателя b зависят от факторов:

- технических (конструктивных, тщательность испытаний и др.);
- технологических;
- материально-технических;
- организационных;
- субъективных.

Момент конца освоения характеризуется конечными показателями X_E или (или Q_E) и Y_E (З_E). Зная конечные достигнутые значения величины себестоимости и величину "b" или К_ос, можно построить кривую освоения.

На рис. 6.20 приведены кривые освоения, соответствующие коэффициентам К_ос=0,9, К_ос=0,8, К_ос=0,7 для условно-переменных издержек. Чем меньше К_ос (и соответственно больше показатель b), тем большие потери несет потом предприятие на этапе освоения.

Рис. 6.20. Варианты изменения условно-переменных издержек на стадии освоения

Оглавление