1048
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Н.И. Булаев, А.Б. Юрасов
Поиск и принятие решений в проблемных ситуациях
Учебное пособие
2-е издание, стереотипное
Допущено Учебно-методическим объединением по профессионально-педагогическому образованию
вкачестве учебного пособия для слушателей институтов
ифакультетов повышения квалификации, преподавателей, аспирантов
идругих профессионально-педагогических работников
Научная библиотека ПГТУ
МОСКВА 2007
2000250195
УДК 378 ББК 74.58
Б90
Рецензенты:
Ю.В. Шаронин, доктор педагогических наук, профессор, проректор по научно-методической работе Института проблем развития среднего профессионального образования;
Ю.В. Баранов, доктор технических наук, профессор, заместитель директора Института машиноведения им. А.А. Благонравова РАН.
Н.И. Булаев, А.Б. Ю расов Б90 Поиск и принятие решений в проблемных ситуациях: Учебное посо
бие. - 2-е издание, стереотипное - М.: МГИУ, 2007. - 189 с. ISBN 978-5-2760-1164-6
Учебное пособие содержит сведения теоретического и практиче ского характера, примеры выполнения этапов анализа и синтеза тех нических устройств, методику оформления и подачи заявки на изо бретения в Патентное ведомство России.
Разработано в помощь преподавателям, аспирантам и другим профессионально-педагогическим работникам, использующим в сво ей деятельности метод функционально-стоимостного анализа с эле ментами теории решения изобретательских задач.
Учебное пособие будет полезно научным работникам и изобре тателям, а также студентам технических вузов для формирования их профессиональных компетенций.
УДК 378 ББК 74.58
ISBN 978-5-2760-1164-6 |
© Н.И. Булаев, А.Б. Юрасов, 2005 |
|
© МГИУ, 2005 |
Введение........................................................................................................................ |
4 |
Глава 1. Теоретические основы метода проведения |
|
функционально-стоимостного анализа |
|
1.1. Общие сведения о методе функционально-стоимостного анализа |
|
технических систем................................................................................................. |
7 |
1.2. Психологические особенности применения метода ФСА..................... |
9 |
Глава 2. Этапы функционально-стоимостного анализа |
|
2.1. Подготовительный этап................................................................................ |
13 |
2.2. Информационный этап функционально-стоимостного анализа....... |
18 |
2.3. Аналитический этап ФСА........................................................................... |
26 |
2.3.1. Построение компонентной модели Т С ............................................. |
31 |
2.3.2. Структурная модель Т С ........................................................................ |
39 |
2.3.3. Функциональная модель ТС................................................................. |
51 |
2.3.4. Функционально-стоимостная модель технической системы...... |
60 |
2.4. Творческий этап функционально-стоимостного анализа.................... |
74 |
2.5. Научно-исследовательский этап ................................................................ |
86 |
2.5.1. Анализ и выбор решения для оформления заявки |
|
на изобретение.................................................................................................... |
86 |
2.5.2. Содержание и последовательность действий при подготовке |
|
заявки на изобретение...................................................................................... |
91 |
Заключение............................................................................................................... |
109 |
Список литературы................................................................................................. |
110 |
Приложение 1........................................................................................................... |
112 |
Приложение 2 ........................................................................................................... |
124 |
Приложение 3 ........................................................................................................... |
136 |
Приложение 4 ........................ |
148 |
Приложение 5 ........................................................................................................... |
155 |
Приложение 6 ........................................................................................................... |
173 |
Последние постановления правительства России ориентиру ют деятельность российского высшего профессионального обра зования на обучение специалистов уровня, обеспечивающего ус тойчивое существование страны. Для решения этой задачи требу ется подготовить инженера, способного не только выполнять стандартные расчеты, но и осуществлять поиск решений проблем в нестандартных ситуациях.
Сегодня очень важно, чтобы инженер мог решать проблемы технико-экономического характера, его предложения по улучше нию качества изделия должны одновременно приводить к сниже нию его себестоимости. Поэтому владение методом функцио нально-стоимостного анализа (ФСА) предполагает ъ равной сте
пени осознанное использование законов существования и разви тия технических систем, применение методики системного ана лиза, экономических расчетов, организационных умений и уме ний защищать свои идеи как объекты интеллектуальной собст венности.
Рассматриваемая в учебном пособии технология поиска и принятия решения в проблемных ситуациях направлена в первую очередь на совершенствование уже разработанных устройств, а не на создание новых. Такой подход во многих случаях более предпочтителен для предприятия. Дело в том, что небольшая мо дернизация устройства позволяет получить большую прибыль по сравнению с изготовлением совершенно нового устройства за счет меньших затрат времени и средств на разработку технологии производства, оснастки, проведения испытаний и многих других. Метод ФСА широко распространен в мире и используется всеми передовыми производителями современной техники.
Эффективность материалов, вошедших в учебное пособие, была подтверждена результатами практической работы авторов со студентами МГИУ на кафедре профессиональной педагогики и креативного образования в рамках педагогической системы «Непрерывное формирование творческого инженерного мышле ния» (НФТИМ - автор М.М. Зиновкина).
Учебное пособие содержит сведения о методе функцио нально-стоимостного анализа: описание идеи метода, правила
проведения работ на каждом этапе и их содержание, основные принципы организации проведения ФСА. Также в пособии вклю чены описания методов поиска решений задач и методика подго товки к защите нового технического решения как объекта интел лектуальной собственности.
Выполнение каждого этапа ФСА требует от студентов опре деленных знаний и умений: моделирование технических систем, формулировка проблем, применение методов и приемов поиска их решений и т.д., поэтому в содержание пособия включены опи сания и способы применения некоторых из них. Так, например, студенты, изучая методы моделирования технических систем, знакомятся с такими моделями как: модель внешних взаимодей ствий («черного ящика»), компонентной, потоковой, функцио нально-физической, структурной, функциональной и функцио нально-стоимостной моделями.
Приступая к изучению метода ФСА, студентам необходимо уметь классифицировать системы, читать и создавать чертежи, осуществлять поиск информации, необходимой для решения проблемы. Сложность изучения метода заключается в том, что студенту приходится осваивать методику разработки нескольких, отличающихся друг от друга моделей. Учебный материал посо бия излагается в последовательности, соблюдение которой в про цессе самостоятельного изучения метода позволит студенту ос воить его на требуемом уровне (результат изучения метода - раз работка технического решения и защита его как объекта интел лектуальной собственности).
Метод ФСА в основном построен на интуитивно понятных действиях, поэтому большая часть времени отводится на само стоятельное его изучение и закрепление. Студент самостоятельно осуществляет поиск решений выявленных проблем в технической системе, проводит поиск аналогов в патентной библиотеке, под готавливает документы для заявки на изобретение и подает их в Патентное ведомство России. Для этого в курсе предусмотрено выполнение курсовой работы, результатом которой является тех ническое решение, оформленное как изобретение.
Обучение студентов технического вуза проведению ФСА технических систем ориентировано на использование получен ных умений как при прохождении студентами инженерно
производственной практики, та^с и при подготовке ими диплом ной работы. Сущность этого проекта описана в пособии [17].
Авторы выражают благодарность всем, кто оказал содейст вие в подготовке материалов данного пособия: проректору по информатизации и методической работе МГИУ, к.т.н., доценту Кошкину В.И., д.п.н. Зиновкиной М.М. и д.п.н. Гарееву Р.Т., к.т.н. Павлову А.Ю. и к.п.н. Онанко Н.А. за ценные замечания, сделанные по содержанию и стилю изложения текста, патентным поверенным Канеру В.Ф. и Терехину А.И., любезно предоста вившим свои материалы по подготовке заявки на изобретение.
ГЛАВА 1. ТЕ О Р Е ТИ Ч Е С КИ Е ОСНОВЫ
МЕТО ДА ПРО ВЕДЕНИЯ
ФУ Н К Ц И О Н А Л Ь Н О -С Т О И М О С Т Н О ГО
АНАЛИЗА
1.1. Общие сведения о методе функционально-стоимостного анализа
технических систем
Повышение эффективности производства является основной задачей любого предприятия, решение которой зависит от степе ни рационализации форм и методов управления им. Одно из на правлений поиска решений - интенсификация производства за счет разработки более экономичных технологий, снижение себе стоимости изделий за счет модернизации выпускаемых изделий и т.п. В наибольшей степени для этой цели подходит методика со вершенствования изделий, разработанная еще в 1940-х годах и названная функционально-стоимостный анализ (ФСА).
Конечная цель ФСА - более эффективное использования ре сурсов, имеющихся в изделии, технологиях его изготовления. При этом применение метода позволяет не только определить места и размеры потерь, но и приводит к техническим решениям, предотвращающим их. Например, один из авторов метода инже нер Пермского телефонного завода Ю.М. Соболев, применив ФСА для совершенствования узла крепления микрофона теле фонной трубки (1949-1950 годы), добился сокращения перечня деталей на 70%, расхода материалов на 42% и трудоемкости на 69% [1]. Это основная причина огромной популярности метода во всем мире и наиболее надежный способ увеличения прибыли предприятия.
Проведение ФСА связано с решением широкого спектра за дач, а их последовательность появления приводит к поэтапному выполнению работ, включающих:
1) подготовительный этап (обучение специалистов основам ФСА, организация проведения, выбор объекта анализа и технико-экономическое обоснование выбора, подбор и ут верждение рабочей группы, разработка и утверждение плана проведения);
2)информационный этап (сбор оптимального количества до кументов по изделию, изучение которых позволит получить полное представление о его назначении, устройстве, функ циональности, стоимостных показателей и перспектив раз вития);
3)аналитический этап (системный анализ устройства и функ ций, построение компонентной, структурной, функциональ ной и функционально-стоимостной моделей изделия);
4)творческий этап (построение функционально-идеальной мо дели, формулировка задач совершенствования изделия, по иск идей решений);
5)исследовательский этап (систематизация полученных идей решения, исключение явно невыполнимых предложений, разработка эскизов новых вариантов конструктивного ис полнения изделия, с необходимыми расчетами, предвари тельная оценка затрат на изготовление, оценка достигнутого результата);
6)рекомендательный этап (оформление рекомендаций по реа лизации предложений выбранных для изготовления изде лий, составление и утверждение плана графика внедрения изделия, согласование и утверждение предложений с ответ ственными службами предприятия);
7)этап внедрения (организация работ по изготовлению изде лия, контроль процесса внедрения, поощрение участников ВРГ, оценка полученных результатов и составление отчета о выполненных работах).
Метод требует соблюдения определенных правил его приме нения, называемых принципами ФСА.
Принцип планового проведения. ФСА проводится не одно моментно, а в результате последовательных действий, поэтапно.
Принцип комплексного подхода. Для анализа используется комплекс показателей технической системы: конструктивные, технологические свойства, организация производства, все видов ресурсов, все стадий жизненного цикла.
Принцип системного подхода. Осуществляется исследование объекта как единого целого и как подсистемы, входящей состав ляющей частью в другую, более высокого уровня систему (надсистему).
Принцип функционального подхода. Упор в анализе ставится не на компоненты, из которых состоит техническая система, а на совокупность действий, которые необходимо выполнять для реа лизации назначения системы.
Принцип соответствия значимости функций и затрат на их осуществление.
Принцип коллективного труда. Для проведении ФСА требу ются знания многих научных дисциплин (техники, экономики, управления, психологии и др.). С этой целью создается временная рабочая группа из специалистов, которые могут обеспечить не только проведение качественного анализа, но и создадут опыт ный образец усовершенствованного изделия в результате прове дения ФСА.
1.2. Психологические особенности применения метода ФСА
Любая мыслительная деятельность человека начинается с по явления потребности в ней. Особенное состояние, когда человек обнаруживает проблему и начинает поиск ее решения, у каждого человека возникает по-разному. Известны случаи, когда в одной и той же ситуации один видит проблему и ищет ее решение, а другой даже не замечает ее.
Это различие в способности чувствовать проблему часто приводит к успеху или неудаче в делах, стремлениях. Взять, на пример, разработчиков автомобилей двух предприятий. Один из них считает, что водитель и пассажиры могут открывать стекла дверей автомобиля специальными ручками (механические стек лоподъемники), так как электростеклоподъемник очень сложен в изготовлении, ненадежен, а другой начинает проектировать, из готавливает, решает проблемы, которые сопутствуют конструи рованию дешевого и надежного устройства.
Стремление к совершенствованию техники у человека либо есть, либо нет. Это связано с его способностью «чувствовать» проблему. Существует много доказательств, что именно тонкая «чувствительность к проблеме» является стимулом для начала мыслительного процесса.
Психологи представляют деятельность как последователь ную причинно-следственную цепочку мыслительных процессов (рис. 1.1).
На первом этапе мыслительного процесса осуществляется восприятие ситуации, окружающей человека. Чувствительный к проблемам человек уже на этапе восприятия ощущает присутст вие проблемы в ситуации, хотя еще не осознает ее, но потреб ность в конкретизации и разрешении проблемы уже появляется. Нельзя однозначно назвать внешний стимулятор, который дает своего рода ’’старт" началу анализа, но ясно, что связано это с от ношением человека к миру, постоянной его оценкой уровня "иде альности" того или иного технического решения. Например, можно каждый день входить в электричку и не замечать, что по ручень у двери имеет такой запас прочности, что за него можно прицепить тяжелый грузовой автомобиль КАМАЗ и тащить по неровной дороге без опасения за то, что ручка оторвется или сломается. А ведь это лишний вес, за которым следует перерас ход электроэнергии и других ресурсов.
Ощущение |
Моделирование |
Формулирование |
|
Выбор решения |
ситуации и |
задач по |
Генерация идей |
||
проблемы |
уточнение |
устранению |
решений задач |
для реализации |
|
проблемы |
проблемы |
|
|
Рис. 1.1. Процесс деятельности, стимулированный появлением проблемы
Следующая фаза мышления направлена на получение модели проблемной ситуации и уточнения компонента системы, который создает проблему.
Модель позволяет осознать суть проблемы и сформулировать задачу, решение которой устранит ее. Во время этого процесса осуществляются операции поиска известного решения - аналога, а если такового в памяти не обнаружено, происходит синтез но вых, ранее неизвестных вариантов решений - генерация идей.