Функционально - стоимостной анализ проектируемого варианта системы управления

Содержание

 

 

Введение

Определение относительной  важности функции (R)                                  4

Оценка качества исполнения функций (Q)                                                  5

Определение абсолютной стоимости функций                                            6

Определение относительной  стоимости реализации функций                 7

Структурная модель АСУ термокамерой                                                      8

Функционально - стоимостной анализ проектируемого варианта системы управления                                                                   9

Список литературы                                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

                                

В данном курсовом проекте раскрыта экономическая целесообразность разработки автоматизированной системы управления термокамерой для приемо-сдаточных испытаний каналов термометра и манометра приборов радиоактивного каротажа. Для этого используется функционально-стоимостной анализ модели системы.

Функционально - стоимостной анализ разработки проводится в следующем  порядке;

1. Построение структурной модели (СМ). СМ - это упорядоченное представление элементов объекта и отношений между ними, дающее представление о составе материальных составляющих объекта, их основных взаимосвязях и уровнях иерархии. Структурная модель системы управления АСУ термокамерой представлена на рис. 5.1.
2. Построение функциональной модели объекта (ФМ). ФМ - это логико-графическое изображение состава и взаимосвязей функций объекта, получаемое по средствам их формулировки и установления порядка подчинения. ФМ АСУ термокамерой представлена на том же рисунке.
3. Построение совмещенной функционально-стоимостной модели (ФСМ) объекта. В данном пункте производится функционально-стоимостной анализ АСУ термокамерой. ФСМ объекта пригодна для выявления ненужных функций и элементов в объекте; определения функциональной достаточности и полезности материальных элементов объекта; распределения затрат по функциям;

оценки качества исполнения функций; выявления дефектных функциональных зон в объекте; определения уровня функционально-структурной организации изделия.

Построение ФСМ осуществляется путем совмещения ФМ и СМ объекта.

Рекомендуется ФСМ представлять в виде таблицы.

Оценка значимости функции ведется  последовательно по уровням ФМ (сверху вниз), начиная с первого. Для главной  и второстепенной, т.е. для внешних  функций объекта, при оценке их значимости исходным является распределение требований потребителей (показателей качества, параметров, свойств) по значимости (важности).

Нормирующим условием для функции  является следующее:

 

(1)

 

где r_ij  - значимость j^ой функции, принадлежащей данному i^ому уровню ФМ (определяется экспертным путем);

j=1,2,…,n;

n – количество функций, расположенных на одном уровне ФМ и относящихся к общему объекту вышестоящего уровня.

Для внутренних функций  определение значимости ведется  исходя из их роли в обеспечении  функций вышестоящего уровня.

 

1. Определение относительной важности функции (R)

Учитывая многоступенчатую структуру ФМ, наряду с оценкой  значимости функций по отношению к ближайшей вышестоящей функции, определяется показатель относительной важности функции любого i-го уровня R_ij по отношению к изделию в целом:

 

, (2)

где G – количество уровней ФМ.

В случае, если одна функция  участвует одновременно в обеспечении  нескольких функций верхнего уровня ФМ, ее значимость определяется для  каждой из них отдельно, а относительная  важность функции для объекта  в целом рассчитывается как сумма значений R_ij по каждой ветви ФМ (от i^го уровня до первого), проходящей через эту функцию.

 

 

2. Оценка качества исполнения функций (Q)

Обобщенный (комплексный) показатель качества варианта исполнения функций  оценивается по формуле:

,           (3)

 

где - относительная значимость n-го потребительского свойства; - степень удовлетворения n-го свойства в V-ом варианте; m – количество свойств.

Важным элементом качества исполнения функций является функциональная организованность изделий, которая определяется следующими показателями:

- показатель актуализации  функций, который определяется  коэффициентом актуализации:

 

, (4)

 

где F_П – необходимые функции; F_об – общее количество действительных функций;

= 17/21=0,81

 Показатель сосредоточения  функций, который определяется  коэффициентом сосредоточения:

 

     , (5)

 

где F_осн – количество основных функций; F_об – общее количество действительных функций;

=19/21=0,9

- показатель совместимости  функций, определяющийся коэффициентом  совместимости:

 

     , (6)

где F_с – функции согласования; F_об – общее количество действительных функций;

kсовм F=5/21=0.24

- показатель гибкости  функций, который определяется  коэффициентом гибкости:

     , (7)

 

где F_р – количество потенциальных функций; F_П – количество необходимых функций.

kгF=5/(17+5)=0.23

Учитывая (5), (6), (7), (8), выражение  качества выполнения функций будет  иметь вид:

 

(8)

 

=0.81·0.9·0.24·0.23·( )=0.0402·( )

 

3.  Определение абсолютной стоимости функций

Функционально необходимые затраты  – минимально возможные затраты на реализацию комплекса функций системы при соблюдении заданных требований потребителей (параметров качества) в условиях производства и применения (эксплуатации), организационно-технический уровень которых соответствует уровню сложности спроектированного объекта.

Абсолютная стоимость  реализации функций S_абс определяется по формуле:

 

(9)

 

где S_изг – затраты, связанные с изготовлением (приобретением) материального носителя функции. В состав этих затрат входят: затраты на проектирование, изготовление (модернизацию), пуско-наладочные работы, обучение персонала; S_экспл – эксплуатационные затраты; S_тр – затраты, связанные с трудоемкостью реализации функции; S_эн – энергозатраты на реализацию функции; S_проч – прочие затраты на реализацию функции.

 

4. Определение относительной стоимости реализации функций

Относительная стоимость  реализации функций S_отнF определяется по формуле:

(10)

 

 

 

где SS_абс – суммарная абсолютная стоимость функционирования объекта, к

           S_абсFij – абсолютная стоимость реализации j^ой функции i^го уровня ФМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Структурная модель АСУ термокамерой

 

 

Рисунок 5.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1

Функ ция	Наименование функции	Материальный носитель	R	R	Q	Saбc, руб	Soth
1	2	3	4	5	6	—» 7	8
f1.1	Контроль температуры рабочей жидкости	Датчик ТСЛ 100Л	0,4	0,1	0,11	5580	0,052
f l.2	Перемешивание рабочей жидкости	Насос перемешивания	0,3	0,075	0,075	9690	0,091
f 1.3	Нагрев рабочей жидкости	ТЭН	0,3	0,075	0,075	890	0,008
F f2.1	Размещение элементов системы, электроизоляция	корпус	0,05	0,0125	0,01	200	0,002
F f2.2	Включение питания системы и ее элементов	Кнопки и тумблеры	0,05	0,0125	0,0125	150	0,0014
f 2.3	Защита от перегрузки сети	Автоматический включатель однофазный	0,1	0,025	0,025	200	0,002
Ff2.4	Связь с ПК	Преобразователь интерфейса	0,2	0,05	0,05	15600	0,15
f 2.5	Поддержание рабочей температуры жидкости	ПИД Терморегулятор	0,2	0,05	0,05	12700	0,12
F f 2.6	Усиление управляющих сигналов	Блок силовых элементов с вентилятором	0,2	0,05	0,05	2100	0,02
Ff 2.7	Управление электродвигателем насоса высокого давления	Модуль вывода	0,2	0,05	0,05	14200	0,15
Ff 4.1	Создание необходимого для калибровки давления	Насос высокого давления	0,4	0,1	0,11	6500	0,061
Ff 4.2	Привод насоса, с плавностью хода	Электродвигатель с планетарным редуктором	0,4	0,1	0,1	960	0,009
Ff 4.3	Питание двигателя насоса, предотвращение перегрузки двигателя	Блок питания  с конечными выключателями	0,2	0,05	0,05	890	0,008
FF 1	Управление нагревом термокамеры	Fl=f1.1+f1.2+f1.3	0,25	0,25	0,22	16160	0,152

На основании данных табл. 5.1 строим функционально-стоимостную диаграмму (ФСД) и диаграмму качества исполнения функций (КИФ) АСУ термокамерой на 9 листе графической части. Они имеют целью выявления зон диспропорции, т.е. зон избыточной затратности реализации функции, а также определение зон функциональной недостаточности (низкого качества исполнения функций).

 

6.Функционально - стоимостной анализ проектируемого варианта системы управления

 

В данном разделе обоснована экономическая целесообразность разработки системы управления термокамерой.

Коэффициент актуализации функций; KaF=12/17=0,71

Коэффициент сосредоточения функций: kcf=10/17=0,59

коэффициент совместимости: kсовмр=3/17=0,18

Коэффициент гибкости: krf=3/(17+3)=0,15

Качество выполнения функций будет иметь вид:

Q =0,71*0,59*0,18*0,15* ( )

Структурная и функциональная, а так же функционально-стоимостная  модели представлены соответственно на рис.5.1, и в табл. 5.1.

 Метод сравнительного  срока окупаемости.

Сравнительный срок окупаемости  Т_ср определяется по формуле:

 

 

,   (11)

=243/147=3,8

 

где Т_н – нормативный срок окупаемости (принят равным 4,7 год.).

 

2. Коэффициент экономической  эффективности является показателем  величины экономии эксплуатационных  расходов, который дает каждый  рубль инвестируемых средств:

 

.     (12)

=147/243=0,60

Как и срок окупаемости, коэффициент экономической эффективности  для принятия решения о выгодности проектного решения должен сравниваться с нормативным коэффициентом  экономической эффективности Е_н, который установлен в размере 0,15.

В качестве нормативного коэффициента экономической эффективности может использоваться средняя величина доходности капитала в соответствующий период времени – средний банковский процент по дебиторам Р.

Е_н=Р, тогда нормативный срок окупаемости

  (лет). (13)

=0,60/0,15=4

Срок окупаемости ~ 4 года

 

 

 

Список литературы

 

«Методические указания к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальности» А.С. Таранов