Конкретизация назначения изделия и анализ выполняемых им функций

Конкретизация назначения и функций анализируемого изделия включает отнесение его к определенной группе технологических процессов и изделиям определенного вида, а также анализ процесса функционирования.

Основное назначение и функции изделия в первом приближении могут быть определены с помощью классификатора ОКП. Соответствующие признаки используются в нем в высших классификационных группировках (ВГК). Используя классификатор необходимо найти в нем как записаны классификационные признаки, т.е. установить наименования классов, подклассов, групп, подгрупп, вида изделия, т.е. сформировать классификационную характеристику изделия, например, в следующем виде.

Принадлежность изделия к ВГК классификатора ОКП

Ключ подвесной гидравлический разрезной для обслуживания насосно-компрессорных труб изготавливается по ТУ 3668-126-07538145-2001.

Класс изделия 360000 - продукция химического и нефтяного машиностроения.

Подкласс 366000 - оборудование нефтепромысловое буровое, геологоразведоч­ное и запасные части к нему.

Группа 366800 - инструмент к нефтепромысловому и геологоразведочному оборудованию.

Подгруппа 366850 - инструмент для свинчивания - развинчивания и удержания на весу насосно-компрессорных труб и штанг при ремонте эксплуатируемых скважин.

Вид 366851 - ключи для свинчивания - развинчивания насосно-компрессорных труб.

Кратко сформулированное назначение изделия можно также найти в сопроводительной документации на изделие (паспорт, инструкция по эксплуатации).

Вместе с тем, в перечисленных источниках информации могут быть найдены прямые и косвенные упоминания о функциях, выполняемых изделием. По существу назначение изделия должно быть записано в виде набора выполняемых им функций.

Функция – это внешнее проявление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений, или, иными словами, – это реальное воплощение потенциальных возможностей изделия, обусловленных набором его свойств.

Анализ функций, выполняемых изделием, необходим для того, чтобы установить, в какой мере реализуются потребительские свойства, заложенные в том или ином изделии, т.е. насколько оптимальны номенклатура функций, уровень и качество их исполнения. Количественно показатели функционирования изделия могут быть выражены через соответствующие показатели назначения, которые характеризуют ресурс функции в часах наработки, мощности, жесткости, точности, длительности одного цикла и т.п. Степень использования потенциала объекта, т.е. степень соответствия реальным условиям эксплуатации оценивается с помощью показателей уровня и качества исполнения функции.

По функциональным возможностям все выпускаемые изделия можно условно разделить на два большие класса: однофункциональные, т.е. выполняющие одну главную (внешнюю) функцию; многофункциональные изделия, выполняющие одновременно (или последовательно) две и более функций. В свою очередь сами функции могут быть разделены на большие типы, например, обработки металлов, транспортирования изделий, термической обработки, контроля точности, защиты от коррозии, преобразования параметров электрического тока и др.

Каждое изделие кроме выполнения главной функции участвует во многих других функциональных процессах. Оно хранится, ремонтируется, вместе с другими изделиями эстетически создает предметную среду на месте использования и т.д.

Разнообразные функции, выполняемые объектом, могут быть сгруппированы исходя из следующих обобщенных признаков.

По области проявления и отношению к объекту как к системе функции разделяются на внешние и внутренние. Внешние (общеобъектные) функции выполняются объектом в целом и отражают функциональные отношения между объектом (его составляющими) и сферой применения - внешней средой. Внутренние (внутриобъектные) функции определяются составом действий и взаимосвязей внутри объекта и выполняются его элементами (например, в изделии они обусловлены особенностями конструкторско-технологических решений).

Среди внешних функций в зависимости от их роли в удовлетворении потребностей следует различать главные и второстепенные (иногда их называют дополнительные). Главная функция объекта определяет назначение, сущность и смысл существования объекта в целом. Второстепенная функция отражает побочные цели его создания, обеспечивает и увеличивает спрос. Например, главная функция металлорежущего станка – осуществлять процесс обработки металлов резанием, второстепенные функции - создавать удобство пользования, способствовать эстетическому восприятию.

Главные функции технических систем определяются характером взаимодействий с объектами внешней среды. Как правило технические системы служат для различных преобразований объектов. Способы преобразований (технологии) базируются на таких типовых функциональных преобразованиях, как разделение, соединение, формообразование, транспортирование, и др. Функции проявляются в воздействиях одного объекта на другой. Исходя из физической природы можно выделить следующие воздействия: механическое, электромагнитное, гравитационное, тепловое, химическое, биологическое.

Среди внутренних (внутриобъектных) функций технических систем необходимо различать в зависимости от роли их в рабочем процессе основные и вспомогательные. Основная функция играет ведущую роль в обеспечении работоспособности объекта, создает необходимые условия для осуществления главной функции. Различают основные функции: приема (ввода вещества, энергии, информации); преобразования (передачи, регулирования, хранения); выдачи (отдачи) результата. Например, среди основных функций токарного станка можно выделить следующие: принять обрабатываемое изделие; принять электроэнергию; преобразовать электрическую энергию во вращение шпинделя с изделием и движение суппорта с инструментом; согласовать главное и вспомогательные движения; оптимизировать режимы обработки; воспринять силы резания; обеспечить точность обработки; Вспомогательные функции способствуют реализации основных, обеспечивают их. Существуют несколько разновидностей вспомогательных функций: соединительные, изолирующие, фиксирующие, направляющие, гарантирующие, крепежные и др. Состав их и количество зависят от конкретного технического решения.

По характеру проявления различают функции номинальные (целевые), требуемые, которые создают необходимую полезность объекта в соответствии с заданными требованиями; действительные, реально существующие в изделии; потенциальные (до определенного времени не проявляющиеся), способствующие расширению сферы применения объекта.

По характеру получаемого результата функции могут быть позитивные (внешние и внутренние), отражающие функционально необходимые потребительские свойства и определяющие работоспособность объекта (иначе их называют необходимыми, полезными), и негативные - не нужные объекту, излишние, бесполезные (среди них есть нейтральные и вредные). Нейтральные - это те функции, которые не снижают работоспособность объекта, но создают избыточность и удорожают объект, а вредные - отрицательно влияющие на работоспособность объекта, его потребительную стоимость, и удорожающие объект (чаще это те, которые порождают вредные действия, например: для шагового двигателя: создание паразитных токов, рассеивание энергии и т.п.).

Наряду с понятием функции следует знать и учитывать ряд других, тесно связанных с ним. К таким понятиям относятся: качество функционирования, характеризующее уровень исполнения функций в заданных условиях эксплуатации; функциональная отдача, показывающая размер полезного эффекта, объема полезной работы за определенный период времени; функциональная организованность, подразумевающая соответствие изделия принципам совместимости, актуализации, сосредоточения и гибкости функций.

В совокупности позитивные функции, качество функционирования и функциональная отдача составляют основу потребительной стоимости изделия.

Функциональный анализ осуществляют широко используя системный подход. Сначала необходимо сформулировать функции объекта в целом (например, изделия), а затем уже функции его составляющих (сборочных единиц, деталей и их элементов и т.п.).

Анализ внешних функций, следует начать с построения структуры функционального процесса. Структурные составляющие определяются взаимодействием изделия с внешней средой, а также связями человека с самим изделием, с объектами окружающей среды, с материалами или предметами труда, а также всех участвующих в процессе между собой.

Так, в процессе воздействия, например, орудия труда на материал определяется, каким оно является - режущим, колющим, ударяющим, а материал - пластичным, хрупким, упругим и т.д. Это отношение выявляет техническую функцию орудия, характеризующую способ обработки материала и функцию предмета, поддающегося или не поддающегося данной обработке. При этом человек и орудие, взятые во взаимодействии, получают комплекс новых свойств: человек становится оператором, выполняющим набор необходимых действий, а орудие становится предметом, приспособляемым к человеку, его своеобразным искусственным органом. Человек предъявляет к орудию функциональные и эргономические требования, по реализации которых судят о функционально-технических и эргономических свойствах орудия труда.

Следующим этапом анализа функционального процесса является классификация технической (рабочей) функции изделия. В общем случае несложные изделия (преимущественно-бытового назначения) могут быть подразделены на группы по видам и принципам их технического действия: физического, механического, электрического, электротехнического, электронного. К первой группе (см. табл.4) относятся предметы потребления, которые приводятся в действие мускульными усилиями человека непосредственно в процессе их использования (ручной инструмент). Вторую группу составляют орудия труда - механизмы, начиная от простейших с шарнирными соединениями и системами передач (ножницы, ручная дрель) и действующих благодаря непосредственному приложению мускульных усилий человека и кончая механизмами, приводимыми в действие специальными механическими устройствами - двигателями (механические часы, автомобили). В третью группу входят электротехнические изделия - от простейших, действующих путем непосредственного преобразования электроэнергии в тепловую, лучистую, магнитную (нагревательные приборы, электролампы), до приборов и машин, действие которых использует силу электродвигателей, до электромеханических приборов и машин сложной конструкции с устройствами "обратной связи", дающими потребителю информацию о работе прибора. Четвертая группа - это электронные изделия (приборы), структура которых включает наряду с электротехническими также электронные устройства. Эта группа подразделяется на подгруппы, в самой сложной из которых включены изделия с обратной связью и специальными электронными устройствами, программирующими их работу по принципу действующего автомата. Изделия со сложной технической структурой выполняют комбинации технических функций, которые состоят из более простых функций, характерных для предшествующих групп изделий.

Таблица 4

Группировка изделий по принципу технического действия

Одной из задач функционального анализа является формулирование функций. Для эффективного решения этой задачи предлагается соблюдать следующие правила: точность, краткость (лаконизм), обобщенность определения, полнота.

Точность. Формулировка функции должна отражать действительное содержание процесса (действия), для выполнения которого предназначен исследуемый объект. Например, проводник - "проводит ток", трансформатор - "преобразует напряжение" и т.д.

Краткость (лаконизм). Функция объекта должна быть определена как можно более кратко, лучше всего двумя словами - глаголом и менем существительным. Глагол должен быть в 3-м лице настоящего времени, например: учитывает, регистрирует, считает, отражает, контролирует, стимулирует и т.д. Имя существительное должно выражать, насколько это возможно, объект, на который направлено действие. В связи с формой глагола имя существительное ставится в винительном падеже единственного или множественного числа, например: данные, давление, импульсы, показатели и т.д.

Обобщенность определения. Чем в более обобщенной форме определяется функция, тем меньше ограничивающих условий накладывается на варианты ее регистрации, т.е., при определении функций необходима максимальная обобщенность, но в рамках соответствующего системного класса объекта.

Полнота. Определяя функции, фактически выполняемые объектом, следует указать все реализуемые им, даже те, для осуществления которых он не предназначался. Это правило позволяет выявить потенциальные функции, найти возможности нового применения объекта.

Еще одним важным этапом анализа функционального процесса является определение видов и способов действий человека, пользующегося изделием. В таблице 5 представлен перечень видов действий (операций) человека с изделием, выполняющим различные технические (рабочие) функции. Приведенные виды действий составляют исходную базу для формирования эргономических требований к изделиям различных видов.

Таблица 5

Виды действий человека с изделиями,

выполняющими различные технические функции

Поиск по сайту: