ANALIZA FUNCTIONALA A PRODUSULUI (LANTERNA)

ANALIZA FUNCTIONALA A PRODUSULUI (LANTERNA)

Partea I

Definirea nevoii pentru sistemul dat

Produsul      se utilizeaza pentru iluminarea mediului in vederea mariri vizibilitatii in intuneric.

Produsul face parte din categoria sistemelor de iluminat.

Pentru a stabili nevoia pentru sistemul dat trebuie sa se raspunda la 3 intrebari:

Cui serveste sistemul?

Asupra cui actioneaza sistemul?

In ce scop exista sistemul?

Raspunsurile la aceste intrebari, in ordine sunt:

Omului (utilizatorul)

Actioneaza asupra mediului (de de vazut)

Pentru a oferi o crestere a vizibilitatii mediului inconjurator,in intuneric

Instrumentul pentru exprimarea nevoii:

Nevoia fundamentala se poate formula astfel:

Sistemul permite utilizatorului sa vada mediul inconjurator,in intuneric.

Pentru validarea acestei nevoi se raspunde la urmatoarele intrebari:

Pentru ce / in ce scop exista aceasta nevoie?

Pentru a lumina mediul in vederea vizualizarii acestuia.

Ce o poate face sa dispara sau sa evolueze?

Daca se renunta la intuneric,sau se schimba principiile de iluminare.

Intrucat intunericul nu va disparea, mediul necesita iluminare.Acest tip de iluminare va ramane in continuare o varianta de utilizat.

Analiza functionala externa a sistemului de iluminat

Fazele de viata ale produsului

A. Fazele de viata legate de proiectarea si utilizarea sistemului:

a) Conceptia-alegerea solutiilor constructive.

b) Construirea produsului

c) Controlul produsului

d)    Utilizarea produsului-exploatarea functiilor produsului

e)     Repaos-perioadele de pauza intre utilizari

f)      Scoaterea din uz

B. Fazele de viata in afara uitilizarii

f) Depozitare

g)Transport

In afara utilizarii au fost retinute numai doua faze, acestea fiind considerate cele mai importante.

Inventarierea elementelor de mediu si interfetele corespunzatoare

Aceasta inventariere se face pe fiecare faza de viata a sistemului. Elementele de mediu si interfetele acestor elemente cu sistemul de iluminare, se prezinta in urmatorul tabel:

Definirea functiilor produsului

La definirea functiilor sistemului se urmaresc relatiile sistemului cu elementele de mediu. Acest lucru se realizeaza pe fiecare faza de viata, folosind ca instrument "caracatita".

Se pleaca de la elementele de mediu stabilite anterior si interfetele corespunzatoare cu sistemul. La stabilirea functiilor trebuie sa se inceapa cu faza principala, faza care corespunde in acest caz celei de iluminare a mediului. Ratiunea de a fi a sistemului este legata de necesitatea iluminarii mediului de vizualizat.

Functiile produsului:

FP1 - functie principala,sa permita luminarea mediului, pentru a putea fi vizibil pentru utilizator;

FC1 - functie constrangere, sa permita folosirea unui anumit tip de bec (tensiune nominala,curent,dimensiuni);

FC2 - functie constrangere, sa permita depozitarea in spatii restranse;

FC3 - functie constrangere, sa permita utilizarea unui anumit tip de baterii (care sa permita o anumita autonomie in functionare);

FC4 - functie constrangere, sa reziste la actiunile factorilor mediului ambiant (umiditate, domeniu de temperatura, praf s.a.);

FC5 - functie constrangere, sa permita o utilizare simpla, ergonomie (o anumita forma si sisteme simple de actionare);

FC6 - functie constrangere, sa permita transportul intr-un anumit tip de ambalaj (de diferite forme si dimensiuni);

FC7 - functie constrangere, sa existe o sursa de lumina care sa lumineze produsul (pentru a putea fi localizat de utilizator);

Partea II

Determinarea ponderii functiilor

Structurarea unei solutii imbunatatite pentru sistemul de iluminare

Metoda FAST pentru structurarea functiilor

Metoda care se poate utiliza pentru a structura functiile sistemului pentru cautarea solutiei care raspunde cel mai bine la functiile de realizat este cea a arborelui functional. Pentru aplicarea acesteia se pleaca de la nevoia de indeplinit si functiile care permit realizarea acesteia. Aceasta metoda permite sa se stabileasca modul de realizare a functiilor, fara sa se aiba in vedere solutiile. Se urmaresc in primul rand principiile si numai in final solutiile, fapt ce permite sa se ajunga la cea mai buna solutie.

Cautarea solutiei se bazeaza pe structurarea functiilor. Structurarea functiilor consta in a descompune functiile in subfunctii si a le organiza.

Instrumentul utilizat la structurarea functiilor este FAST (functional analysis system technic). Metoda permite clasarea functiilor pe doua axe: (figura 6.)

- o axa a cauzelor (pentru ce si cum)

- o axa a trupului (cand)

Acest instrument permite, de asemenea, sa se verifice ca nici-o functie nu a fost omisa.

Fig. 6.

Descompunerea se face nivel cu nivel. Se pleaca de la nevoie. Se descompune nevoia in functii. In continuare se descompun functiile in subfunctii, punand intrebarea cum se realizeaza functia respectiva. Se continua iteratiile pana se ajunge la componentele sistemului.

Fiecare functie se descompune in 4, 5 functii maxim. In general 3, 4 nivele de descompunere sunt suficiente. Este posibil sa existe subfunctii comune pentru doua functii diferite.

Structurarea functiilor sistemului de iluminare

In structurarea functiilor se pleaca de la nevoie. In cazul sistemului de iluminare nevoia este formulata astfel : sistemul permite utilizatorului sa lumineze mediul pentru a putea fi vizibil.

Functiile stabilite pentru sistem au fost :

FP1 - functie principala,sa permita luminarea mediului, pentru a putea fi vizibil pentru utilizator;

FC1 - functie constrangere, sa permita folosirea unui anumit tip de bec (tensiune nominala,curent,dimensiuni);

FC2 - functie constrangere, sa permita depozitarea in spatii restranse;

FC3 - functie constrangere, sa permita utilizarea unui anumit tip de baterii (care sa permita o anumita autonomie in functionare);

FC4 - functie constrangere, sa reziste la actiunile factorilor mediului ambiant (umiditate, domeniu de temperatura, praf s.a.);

FC5 - functie constrangere, sa permita o utilizare simpla, ergonomie (o anumita forma si sisteme simple de actionare);

FC6 - functie constrangere, sa permita transportul intr-un anumit tip de ambalaj (de diferite forme si dimensiuni);

FC7 - functie constrangere, sa existe o sursa de lumina care sa lumineze produsul (pentru a putea fi localizat de utilizator);

Pe nivelul unu se situeaza nevoia. Pe nivelul doi se situeaza functia F1, de a mentine piesa in echilibru pe reazeme. Pentru ce, cum ? Raspunsul la prima parte a intrebarii este foarte simplu : pentru a putea fi vizibil.

Iluminarea mediului se poate face prin aplicarea unui fascicul luminos asupra sa. Marimea intensitatii acestui fascicul se impune.Sistemul trebuie sa realizeze aceasta intensitate. Realizarea acestei intensitati presupune consumul de curent electric. Curentul electric este furnizat de catre baterii, si prin intermediul produsului si becului,acesta este transformat in intensitate luminoasa,ducand la realizarea functiei principale a produsului.

Dimensionarea tehnica a functiilor:

Dimensionarea economica a functiilor produsului

Dimensionarea economica reprezinta, conform principiului dublei dimensiuni, un ansamblu de activitati prin care se atribuie fiecarei functii o componenta sau o parte din costul global al produsului, cost ce contine toate cheltuielile necesare pentru realizarea functiei respective. In concluzie, dimensionarea economica inseamna a masura prin intermediul costurilor, cheltuielile necesare pentru materializarea functiilor unui produs.

Dimensionarea economica presupune pe de-o parte stabilirea costurilor pe functii, iar pe de alta parte analiza acestor costuri. Dimensionarea economica este un proces foarte complex pentru ca, pe baza unor rationamente constructiv-functionale, tehnologice si economice, permit rezolvarea strict particularizata a fiecarei situatii de analiza.

Repartitia costurilor pe functii se face evidentiindu-se urmatoarele elemente de cost:

- costuri pentru material,

- costuri pentru manopera si regie,

pentru fiecare reper, subansamblu si in final ansamblu general.

Pentru realizarea dimensionarii economice, deci a repartizarii costurilor pe functii, pentru inceput trebuie realizata o identificare a subansamblelor si reperelor care compun produsul analizat. De asemenea, se extrag din datele de contabilitate ale firmei producatoare, cheltuielile pe reper, clasificate in cheltuieli materiale si cheltuieli cu manopera si regia de fabricatie. In cazul produsului analizat in lucrare, dispozitiv de iluminare, aceste date sunt prezentate in tabelul 1.

Tabelul 1

Pentru simplificarea analizei, din nomenclatorul de functii determinat in capitolul anterior, au fost alese cele mai importante opt functii. Acestea, precum si nivelurile lor de importanta sunt prezentate in tabelul 2.

FP1, a permite iluminarea mediului;

FC1, a permite folosirea unui anumit tip de bec;

FC2, a depozitarea in spatii restranse;

FC3, a permite utilizarea unui anumit tip de baterii;

FC4, a rezista la actiunile factorilor mediului ambiant;

FC5, a permite o utilizare simpla;

FC6, a permite transportul intr-un anumit tip de ambalaj;

FC7, a exista o sursa de lumina care sa lumineze produsul.

Tabel 2

Repartizarea costurilor materiale pe functii:

Repartizarea cheltuielilor materiale asupra functiilor pe care le asigura se face proportional cu nivelul de importanta al acestora. Prin costul materialelor pentru o anumita piesa componenta a produsului analizat, se intelege costul semifabricatului.

Pentru a determina costul materialelor corespunzator fiecarei functii in parte se parcurg urmatoarele etape:

1. Se determina prin rationament functiile in materializarea carora intervine fiecare piesa.

2. Pentru aceste functii se determina suma nivelurilor de importanta Sn_i.

3. Avand in vedere costul material al reperului i, Cm_i, se determina cheltuielile materiale pe nivel de importanta, cu ajutorul formulei .

4. In functie de nivelul de importanta al fiecarei functii, se pot repartiza proportional, cheltuielile materiale pe fiecare functie in parte.

Pentru exemplificare consideram reperul 1 " Corp lanterna "

Reperul participa la realizarea functiilor B C D E F G H

Conform datelor din tabelul 2 pentru acest reper se considera un cost al materialelor de 0,7 lei. Analizand nivelurile de importanta ale functiilor se constata ca suma nivelurilor de importanta a celor 7 functii la care participa reperul "Corp lanterna" este 13. Impartind cheltuielile materiale ale reperului ( 0,7 ) la suma nivelurilor de importante (13) se obtin cheltuielile materiale pe nivel, respectiv 0,0538 lei. In continuare tinand cont de nivelul de importanta al fiecarei functii se pot determina costurile materiale corespunzotoare fiecarei functii, astfel:

- pentru functia B      x 3 =      lei

- pentru functia C x 1 =      0,0538 lei

- pentru functia D x 3 =      0,16 lei

- pentru functia E      0,0538 x 2= 0,107 lei

- pentru functia F      0,0538 x 2= 0,107 lei

- pentru functia G 0,0538 x 1= 0,0538 lei

- pentru functia H 0,0538 x 1= 0,0538 lei

Total = 0,7 lei

In mod asemanator se procedeaza si cu celelalte repere care formeaza produsul analizat, iar costurile materiale repartizate pe functii sunt date in tabelul de mai jos:

Tabel 3

Cheltuieli cu manopera si regia de fabricatie 

Repartizarea cheltuielilor cu manopera, cumulata cu cota parte din regia de fabricatie se realizeaza parcurgand urmatoarele etape:

1. Se repartizeaza aceste cheltuieli pe operatiile care contribuie la executia reperului respectiv (conform procesului tehnologic de executie al reperului);

2. Se stabilesc functiile in materializarea carora intervin operatiile respective, printr-un rationament logic legat de executia tehnologica a reperului. In cazul in care in cursul acestei analize se descopera operatii inutile, care nu intervin in materializarea nici uneia dintre functiile produsului, costul lor se trece separat, avandu-se in vedere eliminarea acestei operatii ulterior.

4. Se stabileste pentru fiecare operatie, nivelul de importanta al functiilor, determinate de operatia respectiva, dupa metodologia cunoscuta;

5. Se repartizeaza costurile operatiei respective, pe functii in raport cu nivelul de importanta al acestora.

6. Dupa parcurgerea acestor etape, se fac totalurile costurilor pe functii. Aceste totaluri reprezinta dimensiunile economice ale functiilor si vor fi utilizate in continuare pentru analiza sistemica a functiilor produsului.

Pentru acelasi reper al produsului ca si in cazul repartizarii cheltuielilor materiale, in continuare se va exemplifica repartizarea cheltuielilor cu manopera, cumulata cu cota parte din regia de fabricatie.

Tabelul 5

In urma centralizarii rezultatelor privind cheltuielile materiale cat si cele cu manopera si regia de fabricatie, va rezulta situatia prezentata in tabelul 6.

Tabelul 6

Analiza sistemica a functiilor produsului

Evaluarea critica a functiilor

Pe baza informatiilor culese pana la aceasta faza, se poate realiza o analiza critica a starii reale a produsului analizat.

Evaluarea functiilor implica cunoasterea criteriilor necesare realizarii corecte a acesteia, criterii care se vor prezenta in continuare.

Criteriul dimensiunii economice

Principalul criteriu de evaluare si apreciere a functiilor este cel al dimensiunii economice, criteriu ce permite identificarea acelor functii ale caror solutii de realizare sunt prea costisitoare si au o pondere prea mare in costul total al produsului. Acest lucru se realizeaza pe baza principalelor tipuri de reprezentari grafice utilizate in I&AV, care vor fi prezentate in continuare.

Pe baza criteriului dimensiunii economice, se pot intalni urmatoarele situatii pentru functiile deficitare:

a) functii cu un cost prea mare in raport cu contributia lor;

b) functii cu costuri prea mari in raport cu alte functii ale produsului;

c) functii cu costuri prea mari in raport cu posibilitatile tehnologice de realizare.

Analiza rezultatelor dimensionarii economice considera rezultatele obtinute sub forma de tabele sau relatii greu de citit si interpretat si de aceea considera ca pentru aprecierea pe considerente functionale, tehnice, ingineresti sunt foarte utile reprezentarile grafice ale acestor rezultate, care permit evidentierea unor aspecte de repartitie, interventie sau preocupare in actiunile viitoare.

In cadrul metodei I&AV se utilizeaza o serie de reprezentari grafice ce se vor prezenta in continuare:

1. Histograma costurilor pe functii este o reprezentare grafica a costurilor functiilor, cu evidentierea distributiei pe componente (material, manopera, regie), in ordinea descrescatoare a valorilor absolute reiesite pentru costurile pe functii.

2. Diagrama Pareto evidentiaza in mod grafic legi de distributie care respecta legea lui Pareto si anume: "In cadrul unui proces, 20-30% din parametrii acestuia influenteaza in ansamblu procesul in procent de 70-80%".

Reprezentarea grafica a raportului cost-functii se realizeaza astfel:

- pe abscisa se reprezinta functiile in ordinea descrescatoare a nivelurilor respective;

- pe ordonata se reprezinta costurile cumulate in procente din costul total.

3.Diagrama de corelatie "valoare de intrebuintare-cost" (V_i-C_p) este o reprezentare ce permite evidentierea foarte rapida a unor functii la care exista o disproportie intre costul pentru realizarea lor si importanta pe care acestea o au, disproportie care se apreciaza prin valoarea ecartului.

Pentru construirea diagramei se calculeaza "ecartul" intre ponderea in valoarea de intrebuintare si ponderea in costuri, ca fiind diferenta dintre aceste valori, diferenta care apoi se reprezinta grafic. In cazul in care diferenta este pozitiva si foarte mare avem de-a face cu o subevaluare s a functiilor (C_p << VI) (cazul functiei B) ), iar in cazul in care diferenta este negativa si foarte mare avem de-a face cu o supraevaluare S a functiilor (C_p >> VI) (cazul functiilor A si E). In cazul in care aceasta diferenta nu este forte mare, (cazul functiilor C, F, G, H), spunem ca avem o buna corelatie intre ponderea functiilor in costuri si ponderea lor in valoarea de intrebuintare a produsului

Analiza grafica a functiilor produsului

Principiul de lucru in cadrul studiilor de I&AV este: cantitatea de munca consumata pentru materializarea functiei trebuie sa corespunda, ca pondere din cantitatea totala de munca consumata, ponderii functiei respective din valoarea de intrebuintare. Astfel, se admite o identitate intre ponderea fiecarei functii atat in valoarea de intrebuintare, cat si in costurile de productie.

Pentru verificarea practica a acestei identitati se utilizeaza un alt tip de analiza, prin care se realizeaza compararea ponderii costurilor functiilor in costul total al produsului, cu ponderea acestora in valoarea de intrebuintare generala a produsului. Ca mijloc de analiza utilizam o diagrama in care pe abscisa se trec ponderile functiilor in valoarea de intrebuintare a produsului si pe ordonata ponderile costurilor functiilor in cheltuielile totale.

Pentru compararea nivelului costurilor functiilor cu nivelul de importanta al functiilor in valoarea de intrebuintare a produsului, s-a determinat ecuatia dreptei de regresie (D1) corespunzatoare cazului in care costul functiile auxiliare nu a fost luat in calculul functiilor subiective sau obiective pe care le determina.

Dreapta va avea ecuatia:

in care coeficientul dreptei a are valorea calculate cu ajutorul formulei:

Ponderile functiilor in V.I. (Xi) si ponderile in costuri (Yi) sunt prezentate centralizat in tabelul de mai jos.

Pe baza acestor date s-a realizat si reprezentarea grafica.

Identificarea si clasificarea problemelor de rezolvat

Pe baza graficelor ridicate la punctul anterior, in aceasta faza se stabilesc in mod concret:

- functiile care trebuie eliminate (functiile inutile), respectiv cele care nu sunt cerute de beneficiar;

- noile functii care vor fi create produsului (atunci cand in urma analizei reiese faptul ca ar trebui sa avem mai multe functii);

- corecturile care se stabilesc la unele dimensiuni tehnice, corespunzator cerintelor beneficiarului;

- caile de eliminare a disproportiilor constate in faza precedenta in legatura cu ponderea functiilor in valoarea produsului (functiile la care nu exista concordanta intre ponderea in valoarea de intrebuintare si ponderea in costuri).

In cazul in care din analiza realizata, se constata o foarte mare dispersie a cerintelor privind functiile produsului si dimensiunile lor tehnice, se va lua in calcul chiar reproiectarea totala a produsului respectiv

Analizand graficele prezentate anterior se pot trage urmatoarele concluzii:

- functiile A (FP1) si E(FC4) sunt situate deasupra dreptei de referinta, ceea ce inseamna ca ponderea acesteia in costuri este mai mare decat ponderea in VI. Din acest motiv si aceasta functia ar trebui reanalizata.

- functiile       B, C, D, F, G, H sunt situate sub dreapta de regresie ceea ce constituie un fapt pozitiv (ponderea in costuri este mai mica decat ponderea in valoarea de intrebuintare). Prin recalcularea costurilor celorlalte functii, acestea pot sa ajunga in imediata vecinatate a dreptei de regresie.

Partea III

Definitivarea conceptiei preliminare

Materializarea conceptului

Aleg ca solutie constructive, solutia 1, deoarece indeplineste cel mai bine functiile analizate mai sus,este cea mai practica solutie, atat din punct de vedere ethnic, cat si estetic si ergonomic.

Desenul 3D al produsului ales

Schita 2D a produsulu ales,cu cote de gabarit

Produsul ales are urmatoarele proprietati mecanice:

Conceptia detaliata

Componentele produsului:

1.Corp lanterna

Materialul ales este otel.Masa totala a componentei este de 100 g.

Operatiile de prelucrare sunt urmatoarele: -extrudare

-debitare

-stantare

-filetare prin rulare

2. Cap lanterna

Materialul ales este otel.Masa totala a componentei este de 87 g.

Operatiile de prelucrare sunt urmatoarele: -ambutisare

-debitare

-stantare

-filetare prin rulare

Geam

Materialul ales este Plexiglas.Masa componentei este de 5 g.

5.Lupa

Comutator

Bibliografie

[1]. Curs si laborator proiectarea produselor, Daniel Anghel.

[2]. Nitu, Eduard, Managementul productiei, Editura Universitatii din Pitesti, 2002.

[3]. Ion Ungureanu, "Curs de analiza functionala".