Разработка моделей и программных средств поддержки процедур функционально-стоимостного анализа сложных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 08.00.13, кандидат экономических наук Кузнецов, Сергей Юрьевич

• Кузнецов, Сергей Юрьевич
• кандидат экономических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат экономических наук Кузнецов, Сергей Юрьевич

Введение

Глава 1. Теоретико-методологические основы функционально-стоимостного анализа.

1.1 Основные положения и принципы ФСА.

1.2 Информационное обеспечение процедур ФСА.

1.3 Оценка значимости, относительной важности функций и функционально оправданных затрат по объекту и его элементам.

Глава 2. Обзор методов системного анализа сложных систем.

2.1 Функциональный подход к анализу технических систем.38*

2.2 Комбинаторно-морфологический метод анализа и синтеза систем . „

2.3 Метод анализа иерархических систем».

2.4 Разработка автоматизированной системы поддержки процедур многокритериального принятия решений.

Глава 3. Разработка и исследование процедур ФСА на основе методов системного анализа.

3.1 Экономико-математические методы оценки затрат и калькулирования себестоимости.

3.2 Методы системного анализа функциональных затрат.

3.3 Исследование факторов снижения функциональных затрат с помощью иерархических систем.

3.4 Применение комбинаторно-морфологического метода в задачах функционально-стоимостного анализа.

Глава 4. Решение практических задач функционально-стоимостного анализа и синтеза технических систем.

4.1 Решение задачи совершенствования системы-прототипа в рамках процедур ФСА.

4.2 Синтез рациональных технических решений методом ФСА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка моделей и программных средств поддержки процедур функционально-стоимостного анализа сложных систем»

Определяющим фактором научно-технического прогресса является непрерывное обновление технических средств и технологий производства, другими словами - создание, разработка, освоение новой техники. Именно новая техника, возникающая на основе появляющихся научных идей, исследований и технических достижений, обеспечивает в современном производстве подавляющую долю ежегодного прироста производительности труда.

Промышленное производство? играет решающую роль в ускорении НТП. Основным < направлением является мобилизация1 методов и средств, которыми располагает современная наука, позволяющих эффективнее использовать материальные, трудовые и информационные ресурсы производства.

Учет всего комплекса организационных, экономических, социальных факторов, необходимость улучшения организации производства и научно-технической подготовки становятся обязательными аргументами при выборе вариантов машин, приборов, устройств, подлежащих запуску в серийное производство.

Многое в этом направлении сделано в сфере теории и практики технико-экономического анализа, своеобразной разновидностью которого можно считать функционально-стоимостной анализ.

Успехи в использовании этого метода, достигнутые в ряде отраслей народного хозяйства, в частности в электротехнической промышленности, электронике, энергетическом машиностроении, позволяет судить не только о жизнеспособности функционально-стоимостного анализа (ФСА), но и о высокой степени актуальности метода.

Будучи активным методом поиска резервов экономии и предотвращения излишних затрат, ФСА становится мощным инструментом при решении разнообразных задач - технических, организационных, управленческих.

Современное состояние работ по ФСА можно определить как переходный этап - от становления метода к широкому применению и распространению на различные сферы деятельности. В этих условиях успех применения ФСА для повышения эффективности производства зависит от ряда факторов, которые можно укрупненно представить тройкой: теория; техника и технология применения; организация и управление работами по ФСА. Комплексное решение этих трех видов задач обеспечит максимальное раскрытие возможностей метода.

Основными особенностями развития ФСА в современных условиях являются следующие: совершенствование1 и углубление теоретических положений метода в связи с расширением сфер применения и их спецификой; развитие математического аппарата, используемого в ФСА, в т.ч. привлечение методов моделирования и оптимизации; интеграция задач управления затратами и управления качеством изделий в рамках единой системы управления эффективностью на основе целевого и функционального подходов, реализуемых с помощью ФСА и методов принятия решений; усложнение работ по ФСА в связи с взаимным проникновением и переплетением конструктивных, технологических и организационных задач; повышение уровня механизации и автоматизации.работ по ФСА, выполняемых как автономно, так и в составе действующих САПР и АСТПП, для снижения трудоемкости, минимизации потерь и повышения качества проведения ФСА.

Таким образом, очевидна актуальность и практическая значимость работ и исследований по развитию методологии ФСА.

В рамках определенных выше направлений и задач выполнена данная диссертационная работа.

Целью работы является разработка моделей и средств компьютерной поддержки процедур ФСА, основанных на методах многокритериального анализа и синтеза сложных систем.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: разработать методики многокритериального синтеза и принятия решений при выполнении процедур ФСА технических систем; предложить качественные модели представления функций сложных технических систем; представить варианты моделей синтеза рациональных технических систем по комплексному критерию соотношения эффективности и затрат; разработать алгоритмы и программное обеспечение для задачи расчета векторов приоритетов и согласованности экспертных оценок.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы методы системного анализа, комбинаторно-морфологический метод анализа и синтеза сложных систем, методики расчета затрат и калькулирования себестоимости промышленной продукции, метод" многокритериального принятия решений для анализа иерархических систем.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем: разработаны методики многокритериального синтеза и принятия * решений в рамках выполнения процедур функционально-стоимостного анализа технических систем; предложены качественные модели представления функций сложных технических систем; представлены варианты моделей синтеза рациональных технических систем по комплексному критерию соотношения эффективности и затрат; разработаны алгоритмы и программное обеспечение для расчета векторов приоритетов в методе анализа иерархий при парном сравнении альтернатив.

Заключение диссертации по теме «Математические и инструментальные методы экономики», Кузнецов, Сергей Юрьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

При проведении исследований и решении поставленных в диссертации задач были получены следующие основные научные результаты:

1. Определены сущность и основные элементы методологии функционально-стоимостного анализа; состав и значение информационного обеспечения процедур ФСА; установлены методы расчета и использования экспертных оценок; проанализированы методы оценки относительной значимости функций и относительных затрат на функции.

2. Определена сущность функционального подхода к анализу систем; приведена методика иерархического представления функций и построения иерархических функциональных моделей, предложены качественные модели представления функций сложных технических систем с помощью таблично-графических структур. Описана методология морфологического анализа и синтеза сложных систем; сущность и виды морфологических таблиц

3. Описаны основные положения метода анализа иерархий, определены способы построения иерархий и матриц парных сравнений; процедура расчета векторов приоритетов альтернатив; разработаны алгоритм функционирования и структура компьютерной системы поддержки принятия решений, реализующей процедуры многокритериальной оценки альтернатив.

4. Определены экономико-математические методы расчета затрат и калькулирования себестоимости на основе технических нормативов и статистических зависимостей между техническими, технологическими и экономическими показателями.

5. Предложено использовать МАИ для более точного и адекватного определения понятия «значимость функции»; сформулированы критерии, конкретизирующие понятие «значимость функции», представлены соответствующие иерархические структуры и процедуры многокритериальной оценки функций системы.

6. Предложена усовершенствованная методика исследования факторов снижения затрат по функциям на основе МАИ; на примере объектов класса виброзащитных систем определены возможные альтернативные решения функциональных подсистем, сформулированы критерии эффективности подсистем, рассчитаны значения относительных затрат на альтернативы. В процессе оценки и расчета в соответствии с поставленной задачей выявлены наиболее оптимальные технические решения.

7. Сформулированы различные варианты модели задачи синтеза рациональных решений на морфологических таблицах, представляющих альтернативные реализации функциональных подсистем технических объектов; определены вид целевой функции, оптимизирующий эффекты, издержки или их отношение, а также возможные ограничения на значения этих параметров.

8. Решены практические задачи анализа и синтеза технических систем в соответствии с предложенными моделями и методиками. В результате удалось усовершенствовать базовую конструкцию виброзащитной системы; а таюк^ был получен набор вариантов синтезированных систем, оптимальных по целевому критерию отношения эффекта к затратам.

Список литературы диссертационного исследования кандидат экономических наук Кузнецов, Сергей Юрьевич, 2004 год

1. Автоматизация поискового конструирования (искусственный интеллект в машинном проектировании)/ Под ред. А.И.Половинкина.- М.: Радио и связь, 1981.-344 с.4

2. Алгоритмы оптимизации проектных решений / Под ред. А.И.Половинкина.-М: Энергия, 1976.-264 с.

3. Альтшуллер Г.С., Злотин Б.Л., Зусман A.B. Теория и практика решения изобретательских задач. Кишинев: МНТЦ «Прогресс», 1989, 127 с.

4. Амиров Ю.Д. Основы конструирования. Творчество стандартизация - экономика: Справочное пособие.- М.: Издательство стандартов, 1991.- 392 с.

5. Андрейчиков A.B. Автоматизированное морфологическое конструирование технических систем// Проблемы машиностроения и надежности машин. 1991, №5, с. 85 -92.

6. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н., Джабер Ф.Ф. Автоматизированное принятие решений в иерархических системах// Программные продукты и системы, 1993, № 3, с. 23 29.

7. Андрейчиков A.B., Камаев В.А., Андрейчикова О.Н. Морфологические методы исследования новых технических решений: Учеб. пособие/ ВолгГТУ, Волгоград, 1994.- 160 с.

8. Андрейчиков A.B., Андрейчикова О.Н. Функциональный и социально экономический анализ систем: Учеб. пособие/ ВолгГТУ, Волгоград, 1995,- 128 с.

9. Андрейчиков A.B. Компьютерное моделирование творческих процедур синтеза принципиально новых механизмов// Проблемы машиностроения и авточмагазации, 1995, № 1-2, с. 12-24.

10. Андрейчиков A.B. Новые информационные технологии для синтеза конкурентоспособной техники (подходы, методы, модели, алгоритмы и компьютерные средства): Учеб. пособие/ ВолгГТУ, Волгоград, 1996.- 172 с.

11. П.Артемьев Е.И., Кравец Л.Г. Изобретения, уровень техники, управление: М.: Энергия, 1977.-239 с.

12. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Справочное пособие. В 7 томах. Т.7: Гидравлические и пневматические механизмы.- 2-е изд., переработанное.- М.: Наука, 1981.- 784 с.

13. Белкин А.Р., Левин М.Ш. Принятие решений; комбинаторные модели аппроксимации информации. М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. литературы, 1990.- 160 с.

14. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях// Вопросы анализа и процедуры принятия решений: Пер. с англ.- М.: Мир, 1976.- с. 172 175.

15. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математике статистические методы экспертных оценок.- М.; Статистика, 1980,- 263 с.

16. Борисов А.Н., Виллюмс Э.Р., Сукур Л.Я. Диалоговые системы принятия решений на базе мини-ЭВМ.- Рига: Зинатне, 1986.- 195 с.

17. Борисов А.Н. Методическое обеспечение технологии принятия решений.ч

18. Системы обработки знаний в автоматизированном проектировании. Рига: Риж. техн. ун-т, 1992.- с. 12-15.

19. Быков В.П. Методическое обеспечение САПР в машиностроении. Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1989.- 255 с.

20. Бухман И.Б. Функционально-стоимостный анализ теория и практика проведения. Рига: ЛатНИИНТИ, 1982, 76 с.

21. Вагин В.М., Клишин В.В., Филиппова О.В. Иерархическая фреймово продукционная модель представления знаний о машиностроительном объекте проектирования// Известия АН СССР. Техническая кибернетика, 1991, № 3, с. 184- 192.

22. Велленройтер X. Функционально-стоимостный анализ и рационализация производства: Сокр. пер. с нем. М.:Экономика, 1984, 112 с.

23. Влчек Р. Функционально стоимостный анализ в управлении: Сокр. пер. с чеш.- М.: Экономика, 1986,- 176 с.

24. Гильде В., Штарке К. Нужны идеи/ Пер. с нем. М.: Мир, 1973,- 64 с.

25. Глазунов В.Н. Параметрический метод разрешения противоречий в технике (методы анализа и поиска решений).- М.: Речной транспорт, 1990,- 150 с.

26. Голдовский Б.И., Вайнерман М.И. Комплексный метод поиска решений технических проблем (методы анализа проблем и поиска решений в технике).- М.: Речной транспорт, 1990.- 112 с.

27. Голибардов Е.И., Кудрявцев A.B., Синенко М.И. Техника ФСА. Киев: Техника, 1989. 239 с.

28. Гольденберг И.Л., Ковалев А.П. Функционально-стоимостный анализ и его влияние на эффективность производства. М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш, 1980. 110с.

29. Горелов В.Е., Кудрявцев A.B., Одинцов М.Н. Методы экспертных оценок.1. М.: ВНИИПИ, 1987.28 с.i

30. Грамп Е.А., Сорокина Л.М. Методика FAST: Практическое использование в процессе проведения функционально-стоимостного анализа (зарубежный опыт). М.: Информэлектро, 1983

31. Дабагян A.B. Проектирование технических систем. М.: Машиностроение, 1986.-256 с.

32. Дворянкин A.M., Половинкин А.И., Соболев А.Н. Методы синтеза технических решений. М.: Наука, 1977,- 103 с.

33. Дитрих Я. Проектирование и конструирование: Системный подход: Пер. с польск. М.: Мир, 1981,- 456 с.

34. Ивович В.А., Онищенко В.Я. Защита от вибрации в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990.- 272 с.

35. Инман У., Фридман Л. Методология экспертной оценки проектных решений для систем с базами данных/ Пер. с англ. С.Е.Писарева; Под ред. О.М.Вейнерова; Предисл. А.А.Стогния. М.: Финансы и статистика, 1986.-28р с.$ 153

36. Каменев А.Ф. Технические системы: закономерности развития. Л.: Машиностроение, 1985.- 216с.

37. Капустян М.Н., Махотенко Ю.А. Конструктору о конструировании атомной техники. Системно морфологический подход к конструированию - М.: Атомиздат, 1981.- 190 с.

38. Карпунин М.Г., Любинецкий Я.Г., Майданчик Б.И. Жизненный цикл и эффективность машин. М.: Машиностроение, 1989.- 312 с.

39. Карпунин М.Г., Майданчик Б.И. Функционально стоимостный анализ в электротехнической промышленности. - М.: Энергоиздат, 1984.- 288 с.

40. К?1рпунин М.Г., Майданчик Б.И. Функционально-стоимостный анализ в отраслевом управлении эффективностью. М.: Экономика, 1983. 200 с.

41. Карпунин М.Г. Типовая методика проведения функционально-стоимостного анализа электротехнических изделий: В кн.: Практика проведения функционально-стоимостного анализа в электротехнической промышленности. М.; Энергоатомиздат, 1987. С. 44-55.

42. Кибанов А.Я. Совершенствование организации управления машиностроительным объединением (предприятием) на основе функционально-стоимостного анализа. М.: Машиностроение, 1987, 80 с.

43. Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения: Пер. с англ./ Под ред. Шахова И.Р. М.: Радио и связь, 1981,- 560 с.

44. Ковалев А.П., Леонов Н.И., Ивченко Ю.Г. Особенности ФСА автотракторного электрооборудования // ЭКО. 1984. № 12. С. 151-158.

45. Компьютер и задачи выбора/ Автор, предисл. Ю.И.Журавлев, М.: Наука, 1989.-208 с.

46. К^нов Ю.П., Мазнев С.Ф. Ускорение использования изобретений: (Прогнозирование, эффективность). М.: Машиностроение, 1989.- 152 с?

47. Клыков Ю.И., Горьков Л.Н. Банки данных для принятия решений. М.: Радио и связь, 1980.- 208 с.1.t

48. Кузьмин A.M., Шалденков C.B. Функционально-стоимостный анализ как инструмент комплексной социалистической рационализации в ЧССР. М.: Информэлектро, 1989. 40 с.

49. Ларичев О.И. Объективные модели и субъективные решения. М.: Наука, 1987.- 144 с.

50. Майданчик Б.И., Шалденков C.B. Использование персональных компьте-ров при проведении функционально-стоимостного анализа выпускаемых изделий // Вестник машиностроения. 1988, № 3. С. 63-66.

51. Макеев С.П., Шахнов И.Ф. Упорядочение объектов в иерархических системах / Известия АН СССР, Техническая кибернетика, 1991, № 3, с. 29-46.

52. МД ЮН.63-82. Информационное сопровождение работ по функционально-стоимостному анализу объектов техники (временные рекомендации). М.: Информэлектро, 1983. 108 с.

53. Методические рекомендации по проведению экспресс-ФСА электротехнических изделий. Ч. II. М.: ВНИИстандартэлектро, 1987. 26 с.

54. Методы поиска новых технических решений / Под ред. А.И. Половинкина. -*

55. Йошкар-Ола: Маркнигоиздат, 1976,-192 с.

56. Моисеева Н.К., Карпунин М.Г. Основы теории и практики функционально-стоимостного анализа. М.: Высшая школа, 1988. 192 с.

57. Моисеева Н.К. Эффективность функционально-стоимостного анализа: проблемы и пути решения // Вестник машиностроения. 1988, № 3. С. 58-62,

58. МУ 34-00-136-86. Методические указания по проведению функционально-стоимостного анализа в электроэнергетике. М.: Союзтехэнерго

59. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений: Пер. с нем.- М.: Мир, 1990.- 208 с.

60. Мымрин Ю.Н. Выбор объектов для проведения функционально-стоимостного анализа. М.: Информэлектро, 1988. 32 с.

61. Науман Э. Принять решение но как?: Пер. с нем. - М.: Мир, 1987.- 198 с.

62. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А.Н. Борисов, А.В.Алексеев, Г.В.Меркурьев и др. М.: Радио и связь, 1989.- 304 с.бб.Одрин В.М., Картавов В.В. Морфологический анализ систем. Киев: Нау-ковая думка, 1977.- 183 с.

63. Основы функционально-стоимостного анализа. Учебное пособие / Под ред. М?Г. Карпунина и Б.И. Майданчика. М.: Энергия, 1980.

64. Пиявский С.А. Численные методы принятия проектных решений в системах автоматизированного проектирования. Куйбышев: Куйбышевск. гос. ун-т, 1986.- 92 с.

65. Половинкин А.И. Законы строения и развития техники / Учеб. пособие. Волгоград: ВолгПИ, 1985.- 202 с.

66. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для студентов втузов. М.: Машиностроение, 1988.- 368 с.

67. Попов В.Л., Чистяков И.Д., Яловенко Ф.И. Функционально-стоимостный анализ в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Ростов-на-Дону: ИПК Минсельхозмаша, 1986. 65 с.

68. Райфа Г. Анализ решений (введение в проблему выбора в условиях неопределенности) / Пер. с англ. М.: Наука, Гл. ред. физ.- мат. лит., 1977.- 408с.

69. РД 16 60.101-85. Отраслевая система функционально-стоимостного анализа. Основные положения. М.: Информэлектро, 1985. 137

70. РД 16 60.101-86. Отраслевая система функционально-стоимостного анализа. Порядок применения функционально-стоимостного анализа при разработке электротехнических изделий. М.: Информэлектро

71. РМ 11 0173-85. Анализ функционально-стоимостный. Методика применения при разработке продукции. ВНИИ «Электростандарт», 1986. 72 С.

72. Саати Т. Принятие решению Метод анализа иерархий. / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989.- 316 с.

73. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1991.- 224 с.

74. Сваткин М.З., Мацута В.Д., Рахлин K.M. Группы качества на машиностроительных предприятиях. J1.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988.- 141 с.

75. Синявин A.A. и др. Функционально-стоимостной анализ: учебн. Пособие. Волгоград: ВолгГТУ, 1998.-86 с.8 5. Скворцов H.H., Омельченко JI.H. Организация функционально-стоимостного анализа на машиностроительных предприятиях. К.: Техника; 1987.- 112 с.

76. Справочник по функционально-стоимостному анализу / Под ред. М.Г. Карпунина, Б.И. Майданчика. М.: Финансы и статистика, 1988

77. Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений: Сб. статей/Сост. и научн. ред. И.Ф.Шахнов. М.: Статистика, 1979.- 184 с.

78. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. -М.: Машиностроение, 1980.- 276 с.

79. Функционально-стоимостный анализ издержек производства / Под ред. Б.И. Майданчика. М.: Финансы и статистика, 1985. 271 с.

80. Хррафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных / Пер. с англ. Д.Ф.Миронова. М.: Машиностроение, 1990.- 224 с.

81. Шалденков C.B. Использование ЭВМ при проведении работ по ФСА: В сб.: Аналитическая работа на предприятиях (в объединениях): Материалы семинара. М.: МДНТП, 1987. С. 38-41.

82. И.еремет А.Д. Роль экономического анализа в хозяйственном механизме социалистической интенсификации: В сб.: Фнкционально-стоимостный анализ в повышении эффективности производства: Тез. докл. Всесоюз. на-уч.-техн. симпозиума. M.: ВСНТО, 1985. С. 12-16.

83. Штерн Э.Т., Шатохона JI.A., Глезер В.А. Поиск новых технических решений при конструировании и модернизации РЭА на основе ФСА. Омск: Ом-ПИ, 1987. 86 с.

84. Яловенко Ф.И. и др. Экспресс-ФСА (методические рекомендации). М.: НПО НАТИ, 1987. 58 с.

85. Zwicky F. Entdecken, Erfinden, Forschen im Morphologische Weltbild, Munich et ^Zurich, 1966; Discovery, Invention, Research through the Morphological Approach, Macmillan, New York, 1969.