CC BY
9
Библиографический список
1. Markowitz, H. Portfolio Selection // Journal of Finance. — 1952. — № 7 (1). — P. 77-91.
2. Garrett, T. A. Evaluating state tax revenue variability: portfolio approach // Work Paper Series. — 2006. — № 008A.
3. Финансы России. 2018 : стат. сб. / Росстат. — М., 2018.
4. Никитина, Т. В., Репета-Турсу-нова, А. В., Фреммель, М. Основы портфельного инвестирования. — М., 2019.
Bibliographic list
1. Markowitz, H. Portfolio Selection // Journal of Finance. — 1952. — № 7 (1). — P. 77-91.
2. Garrett, T. A. Evaluating state tax revenue variability: portfolio approach // Work Paper Series. — 2006. — № 008A.
3. Finances of Russia. 2018 : stat. comp. / Rosstat. — M., 2018.
4. Nikitina, T. V., Repeta-Tursuno-va, A. V., Fremmel, M. Fundamentals of portfolio investment. — M., 2019.
В. И. Гиссин, К. Ф. Механцева
ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНЫЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ
Аннотация
Раскрываются особенности применения функционально стоимостного анализа при совершенствовании процессов производства матриц для холодновысадочных автоматов. Рассмотрены этапы последовательной реализации метода и алгоритм его проведения. В статье приведены исследования, направленные на повышение надежности (стойкости) изделия (матрицы холодновысадочных автоматов), с применением подходов ФСА в системе менеджмента качества.
Ключевые слова
Функционально-стоимостный анализ, качество, матрица, стойкость, процесс, выбор.
V. I. Gissin, K. F. Mekhantseva VALUE ANALYSIS AS METHOD OF INCREASING PROCESS EFFICIENCY
Annotation
Features of application of functional cost analysis for improvement of matrix production processes for cold heading machines are revealed. Stages of sequential implementation of method and algorithm for its implementation are considered. Article presents studies aimed at improving the reliability (durability) of product (matrix of cold heading machines) using VA approaches in quality management system.
Keywords
Value analysis, quality, matrix, stability, process, choice.
Введение
Использование системы менеджмента качества (СМК) позволяет регулировать процессы формирования каче-
ства продукции, услуг на всех этапах жизненного цикла. В связи с этим в центре внимания находится производимая продукция или предоставляемая
услуга. СМК рассматривает качество на всех стадиях процессов от производства до процессов распределения. Продукция, продвигаясь по технологическим маршрутам, качество формирует поэлементно. Каждый элемент продукции (материал изделия, геометрические характеристики, состояние поверхностного слоя изделия и т. д.) переходит из одного процесса к другому с применением операций контроля или испытаний.
Материалы и методы
Для установления связей между элементами продукции и качеством выполняемых им функций следует использовать метод функционально-стоимостного анализа (ФСА), который
позволяет выявить оптимальные параметры процессов, конструктивных, технологических, организационных, и экономических характеристик объекта по заданному критерию. Основным критерием является соотношение потребительских свойств с затратами на их достижение [3].
ФСА представляет собой методологию оценки соответствия стоимости продукции по отношению к качеству выполняемых его элементами функций. Исходя из изложенного, следует, что качество продукции или услуги представляет собой объединение качеств составляющих его элементов, комплектующих и т. д. [1]:
Q = (Яг ^Я2 ^••• ^я, ^••• ^яп) = Оя,
(1)
1=1
где Q — качество продукции или услуги;
ql — качество элемента продукции или услуги по критерию выполнения функций; 1, 2, ..., I, ..., п — детали, комплектующие продукции или услуги.
В основе ФСА можно выделить четыре подхода, к которым следует отнести: функциональный, комплексный, системный и принцип иерархичности.
Функциональный подход состоит в изучении объекта и его составляющих комплекса функций, а также определения наиболее эффективных направлений выполнения рассматриваемых функций.
Комплексный подход изучает объект с позиций его жизненного цикла.
Системный подход рассматривает объект как систему, разделенную на набор подсистем.
Принцип иерархичности рассматривает постепенную детализацию анализируемых функций и затрат по составным частям объекта.
С помощью ФСА обеспечивается улучшение качества разработки продукции, снижение ее себестоимости, облегчается поиск оптимальных вариантов. На предприятиях металлообрабатывающей промышленности ФСА может применяться при выявлении ненужных технологических операций, позволяющих использовать резервы
производства, добиваясь снижения себестоимости продукции и улучшения ее потребительских свойств. «В основе ФСА лежит функциональный подход, который, прежде всего, рассматривает состав необходимых при эксплуатации оборудования или других объектом функций, задач, целей. Только после этого выявляются возможные способы конструктивной, технологической или организационной реализации элементов: узлов и блоков оборудования, операций технологического или производственного процесса, подразделений предприятий и объединений. Это позволяет либо выявить в рассматриваемой системе не несущие функциональной нагрузки элементы, либо совместить в одном элементе выполнение различных функций [1]».
В теории ФСА употребляется термин «потребительная стоимость», которая, по сути, отражает совокупность функций требуемого качества. Она может определяться одним или несколькими свойствами [1]. Например, главное потребительское свойство матрицы для
холодной высадки — время бездефектного формообразования объекта с заданными характеристиками. Матрица для холодной высадки должна иметь два важных потребительских свойства: заданную стойкость и обеспечение в этот период геометрических и размерных характеристик. «Зачастую при проведении ФСА потребительная стоимость определяется с учетом условий функционирования систем. Количественная оценка функций может быть осуществлена с помощью одной или нескольких тесно связанных эксплуатационных характеристик. Например, производительность металлорежущего оборудования зависит от различных факторов, таких как: жесткости СПИД, химического состава материала, твердости, геометрической точности обрабатываемых изделий, геометрических параметров режущего инструмента, условий работы и др. Количественное определение функций дает возможность сравнить одинаковые в качественном отношении потребительские свойства и их совокупность — потребительные стоимости.
Потребительная стоимость изделия (Г), его функциональность может быть количественно определена выражением (коэффициент качества) (2):
Р=РгПг , (2)
где рг, — эксплуатационно-техническая характеристика г-го потребительского свойства, рассчитываемая в относительных величинах;
пг — коэффициент значимости г-го потребительского свойства в общей эксплуатационно-технической характеристике изделия (т. е. в общей функциональной полезности или потребительной стоимости)» [1].
При решении технических задач, можно использовать различные методы активизации поиска новых решений, например, таких как мозговой штурм, морфологический анализ, метод контрольных вопросов, синектику и т. п. «Указанные способы активизации технического творчества являются различными модификациями метода проб и ошибок и не всегда позволяют найти оптимальное решение задачи. В таких случаях применяют теорию решения изобретательских задач (ТРИЗ)» [1].
7
1 — предварительный — определение проблемы, цели, объекта; 2 — информационный — формулирование цели, сбор исходной информации; 3 — аналитический — формулирование функций изделий, построение модели, оценка значимости; 4 — творческий — поиск идей и решений по реализации основных и вспомогательных функций; 5 — исследовательский — укрупненная оценка вариантов решений; 6 — рекомендательный — выбор варианта построения модели изделия; 7 — внедрение результатов.
Рисунок 1 — Алгоритм проведения ФСА [3]
Проведение ФСА осуществляется по определенному алгоритму (рис. 1), заключается в том, что последующая процедура опирается на результаты предыдущей процедуры. Предварительный этап является важной ступенью, от которой зависят последующие принятые
решения. На следующем — информационном этапе осуществляется процесс систематизации данных об условиях работы рассматриваемого объекта. На данном этапе окончательно определяются цели, способствующие совершенствованию объекта, строится структурная мо-
дель, уточняются затраты по ее элементам, а также элементов, определяющих уровень качества системы. На третьем — аналитическом этапе проводится функциональный анализ фактического состояния выбранного объекта и определяется перечень функций согласно структурной схеме конструкции и технологической схеме изготовления объекта анализа. «После этого производят разделение функций на: главные, основные, вспомогательные, ненужные и вредные. Разделение функций производится по следующим правилам: если главная функция не может быть осуществлена без какой-либо функции, то эта функция — основная; если главная функция может быть осуществлена без какой-либо функции, то эта функция — вспомогательная» [1]. Если выявлена ненужная функция, не содействующая выполнению основного назначения объекта, то ее устраняют, что является основной целью ФСА.
На творческом этапе решаются технические и другие задачи, сформулированные на предыдущем, которые завершается предварительным отбором вариантов решений.
На рекомендательном этапе проводится отбор эффективных технических решений, на основе которых разрабатываются мероприятия по совершенствованию конструкции, процессов объекта анализа. Технические решения, принятые на рекомендательном этапе, позволяют разработать мероприятия и составить план по их внедрению [1].
Этап внедрения заключается в реализации рекомендации ФСА: разработка процесса, изготовление специализированного инструмента, изготовление и закупка необходимых режущих элементов, выбор оборудования и т. п. — т. е. все то, что соответствует управляющим мероприятиям в СМК.
При оценке качества выполнения функций строится таблица, представленная примером (табл. 1). При рассмотрении сложных изделий подобные таблицы составляются для отдельных узлов, комплектующих, используя имеющуюся информацию, качество выполнения функций оценивается различными показателями или баллами (например, геометрическая точность, надежность, стойкость и т. п.).
Таблица 1 — Оценка качества функций [1]
Детали и узлы Назначение функций Вид функции Качество выполненной функции
«глагол» «существительное» Существующее Необходимое
Оборудование в целом формообразует изделие Г
Станина обеспечивает устойчивость О
Эл. двигатель приводит движение О
Матрица сборная деформирует изделие О
Тормозная система фиксирует механизм В
Отрезной нож отрезает заготовка В
Цифровая система обеспечивает контроль В
контроля
Выталкиватель обеспечивает удаление В
Крышка защищает разрушение Н
и т. д.
Вид функции: Г — главная, О — основная, В — вспомогательная, Н — ненужная
Результаты
В представленной статье выполнены исследования, направленные на повышение надежности (стойкости) изделия (матрицы холодновысадочных
автоматов), с применением подходов ФСА в системе менеджмента качества. В качестве иллюстрации рассмотрим один из объектов процесса высадки изделий — матрицу (табл. 2).
Таблица 2 — Оценка функций матрицы
Детали и узлы Назначение функций Вид функции
«глагол» «существительное»
Матрица формирование детали Г
Точность геометрических параметров обеспечивает требования О
Состояние рабочей поверхности отсутствие прижоги О
Твердость поверхностного слоя соответствуют требования О
Геометрическая форма нерабочей поверхности соответствует требования В
Фаски на рабочих поверхностях соответствуют требования В
Плавный переход на нерабочих поверхностях соответствует требования Н
При обработке металлов методами холодной высадки производительность оборудования, качество изделий их себестоимость во многом зависят от стойкости инструментов.
При холодной высадке изменение формы заготовки, происходит за счет пластической деформации. Нагрузки, величина деформации высаживаемой заготовки, качество рабочих поверхностей матриц определяют, характер и механизм износа.
Обсуждение
Высадочные матрицы, изготовленные из инструментальных сталей, и прошедшие термообработку выходят из строя не из-за поломок, которые очень редки, а из-за изменения их размеров. Изменение размеров матрицы происходит вследствие трения поверхностей детали и инструмента при пластическом деформировании изделия и частоты циклических нагрузок, при таких условиях износ матриц имеет адгезионно-абразивный характер [1].
Была поставлена задача увеличения стойкости объекта.
Для определения причин влияющих на стойкость матриц проведен анализ способов обработки, конструктивных особенностей, параметров матриц и применяемых инструментов при ее изготовлении.
Анализ конструкции показал, что только три основные функции матрицы
оказывают значительное влияние на качество (стойкость) ее работы.
Для определения действия причин на процесс формирования изделия, нами была использована причинно-следственная диаграмма (рис. 2), которая помогла выявить наиболее существенные факторы, оказывающие влияние на стойкость матриц. К ним можно отнести: прижоги поверхностного слоя матриц, колебания геометрических характеристик размеров и формы, поверхностную твердость инструмента, шероховатость рабочей поверхности матриц, способ обработки рабочих поверхностей использование материалов заменителей. Построенная причинно-следственная диаграмма позволила использовать метод экспертных оценок для выяснения влияния основных групп факторов на работоспособность матриц. Задача решалась по сопоставлению важности таких показателей, влияющих на качество объекта, как: материал матриц (01), процесс изготовления объекта
(02), способ обработки канала матриц
(03), персонал (04), оборудование (05).
Оценка меры согласованности
мнений экспертов определялась с помощью коэффициента конкордации:
ж = 125
п2(т3 - т) . (3)
Результаты мнения, высказанные экспертами, представлены в таблице 3.
1. Материал матриц: 1.1 — Инструментальная сталь: 1.1.1 — химический состав, 1.1.2 — твердость — ИЯС св. 64, 1.1.3 — ИЯС = 62 — 64, 1.1.4 — ИЯС ниже 64, 1.2 — Твердый сплав,
1.2.1 — химический состав; 2 — Процесс изготовления объекта: 2.1 — Режимы: 2.1.1 скорость,
2.1.2 — подача, 2.1.3 — глубина резания, 2.1.4 — величина деформации, 2.1.5 — применение СОЖ, 2.2 — Контроль: 2.2.1 — операционный, 2.2.2 — приемочный, 2.2.3 — универсальные средства измерения, 2.2.4 — специальные средства измерения; 3. Способ окончательной обработки канала объекта: 3.1 — Шлифование: 3.1.1 — абразивный инструмент; 3.2 Развертывание:
3.2.1 — режущая часть инструмента, 3.2.1.1 — твердый сплав, 3.2.1.2 — СТМ, 3.2.1.3 — быстрорежущая сталь; 4. Персонал: 4.1 — Квалификация, 4.2 — Мотивация, 4.3 — Стаж работы, 4.4 — Физическое состояние; 5 — Оборудование: 5.1 — Время эксплуатации: 5.1.1 до 5 лет,
5.1.2 — от 5 до 10 лет, 5.1.3 — св. 5 лет, 5.2 — Виброустойчивость, 5.3 — Вид: 5.3.1 — автоматическое, 5.3.2 — полуавтоматическое, 5.3.3 — универсальное.
Рисунок 2 — Причинно-следственная диаграмма долговечности матрицы Таблица 3 — Данные экспертного анализа долговечности матрицы
Эксперты ^ А А2
1 2 3 4 5
01 1 1 1 2 1 6 -9,0 81
02 4 4 3 4 4 19 4,0 16
03 5 5 5 5 5 25 15 10 100
04 3 3 4 3 3 16 1,0 1
05 2 2 2 1 2 9 -6,0 36
Итого: 75 234
Расчет коэффициента конкорда-ции показал высокую согласованность мнений экспертов (Ж=0,93). Можно утверждать, что важность оцениваемых приоритетов распределились следующим образом:
03 > 02 > 04 > 05 >01.
Исходя из экспертной оценки, следует отметить, что наибольшее влияние на состояние поверхности канала матрицы, форму отверстия, размеры оказывает способ обработки (03).
Выводы
Для улучшения качества изготовления и увеличения срока работы матриц было предложено обработку каналов матриц проводить вместо шлифования развертыванием с использованием инструментов — разверток, оснащенных режущей частью из сверхтвердых материалов (СТМ).
Для выбора метода окончательной обработки матриц были проведены исследования, в которых проводили оценку точности размеров и шероховатости поверхности, полученных после окончательной обработки отверстий шлифованием и развертыванием [2].
«Сравнивая шлифование и развертывание, следует отметить, что процесс шлифования приводит к возникновению на шлифованной поверхности трещин, прижогов, которые и оказывают негативное воздействие на величину износостойкости матриц. Обработка отверстий развертками из эльбора-Р исключает образование дефектов в поверхностном слое. Измерение микротвердости поверхностного слоя матриц после развертывания выше, чем после шлифования в 1,25 раза» [2].
Экспериментальные исследования позволяют для холодновысадочного инструмента рекомендовать величину шероховатости поверхности, в пределах Яа = 0,16 - 0,32 мкм.
«Проведенные испытания отдают предпочтение окончательной обработке отверстий матриц — использованию разверток из эльбора-Р, взамен шлифования. Развертывание отверстий матриц обеспечивает сжимающие остаточные напряжения в поверхностном слое, увеличение микротвердости поверхности и отсутствие прижогов, что приводит к увеличению работоспособности холод-новысадочного инструмента, по сравнению с обработкой поверхности отверстия шлифованием» [2].
Считаем, что при совершенствовании процессов производства различного вида продукции, работе с рекламациями потребителей ФСА может эффективно применяться при оценке результатов, которые позволят специалистам предприятия найти решения, повышающие качество и надежность анализируемых объектов.
Библиографический список
1. Гиссин, В. И. Проблемы формирования логистической системы управления качеством. — Ростов н/Д, 2000.
2. Гиссин, В. И. Повышение качества матриц холодновысадочных автоматов // Современные инновации в науке и технике : сб. науч. трудов 9-й Всерос. науч.-тех. конф. с междунар. участием. — Курск, 2019. — С. 67-70.
3. Земсков, С. А. Практика применения функционально-стоимостного анализа. — M. : Финансы и статистика, 1987.
4. Механцева, К. Ф. Информационная концепция повышения качества // Качество и жизнь. — 2004. — № 4. — С.193-199.
Bibliographic list
1. Gissin, V. I. Problems of formation of a logistic system of quality management. — Rostov-on-Don, 2000.
2. Gissin, V. I. Improving the quality of matrices of cold heading machines // Modern innovations in science and technology : collection of scientific articles of 9th All-Russian scientific and technical conf with international participation. — Kursk, 2019. — P. б7-70.
3. Zemskov, S. A. Practice of using functional cost analysis. — M. : Finance and Statistics, 1987.
4. Mekhantseva, K. Ph. Informational concept of quality improvement // Quality and life. — 2004. — № 4. — P. 193-199.
