Материалы III конференции "ТРИЗ. Практика использования методических инструментов"

Проведение функционально-стоимостного анализа (ФСА) шинной системы изделия «Пункты распределительные серии ПР 8503»

Работа проводилась на Дивногорском заводе низковольтной аппаратуры с 22.01.2007 по 30.04.2007. Со стороны отдела функционально-стоимостного анализа (ОФСА) над проектом работали: начальник ОФСА - Дмитриев С.А., ведущий инженер ОФСА – Мосман П.Г., а также ведущие специалисты завода,  из всех заинтересованных отделов.

Были исследованы конструкция объекта анализа по верхнему иерархическому уровню, а также технологические процессы изготовления. Цели исследования - выявление функционально необоснованных источников затрат в конструкции и технологии изготовления шинной системы изделия «ПР8503», и поиск путей снижения этих затрат.

Остановимся на наиболее ярких проблемах, выявленных в ходе проведения информационного и аналитического этапов. Например, было установлено что снижение производственной программы, с проектных 30000 до 3000 изделий  в год, и большим количеством применяемых штампов, до 18 на одно изделие, см. рис. 1, вместе с нехваткой прессов (2шт.) привело к тому, что большая часть рабочего времени уходит на переналадку оборудования. Т.е. рабочий, в основном,  занимается снятием и установкой штампов на пресс.

Рисунок 1. Большое количество штампов и прочей оснастки.

            Так же было выявлено что, существующая конструкция шины не обеспечивает требования нормативных документов, в частности  СНиП 3.05.06-85, которые заключаются в требовании соединять аппараты неразрывным участком проводника, без болтовых соединений, см. рис. 2. Кроме того такое решение является еще и неоправданно дорогим, стоимость медных гибких шин, посредством которых алюминиевые штампованные шины соединяются с вводным автоматом, может превышать стоимость алюминиевых в 1,5 – 2 раза.

Рисунок 2. Конструкция шинной системы «ПР8503». Использование гибких медных шин, с помощью болтового соединения скрепленных с алюминиевыми. Пространственно – разнесенная конструкция шинной системы.

Существующая конструкция шин и технология их изготовления приводят к большому количеству отходов, остающихся после штамповки, см. рис. 3.

Рисунок 3. Отходы штамповки шин. Более 50% отхода.

При анализе конструкции шин были выявлены источники отходов. Шина имеет неоптимальную форму, ее размеры не соответствуют передаваемому току, см. рис. 4.

Рисунок 4. Источники излишков материала алюминиевой шины. От 50 до 60% материала идет в отход.

Произведено аналитическое исследование конструкции и технологий, в ходе которого выявлены 147 нежелательных эффектов. Аналитические процедуры свертывания, причинно - следственный анализ, позволили сформулировать ключевые задачи, ведущие к повышенной материалоемкости и трудоемкости. Выявлены 23 ключевые задачи и определены 4 концептуальных направления совершенствования рассматриваемых процессов изготовления и конструкции.

На основе сформулированных ключевых задач и задач экспертов разработано 10 базовых концепций, позволяющие снизить себестоимость производства и повысить качество функционирования шинной системы изделия «ПР8503».   

Остановимся на одной из концепций 1 ранга  - «Вертикальные шины». В рамках данной концепции было предложено изменить положение основного тела  шины с параллельного плоскости основания автоматов на перпендикулярное. При этом появляется возможность соединить все автоматы, включая и вводной аппарат, цельной шиной, без разрезов, болтовых соединений, сварных или паяных стыков, см. рис.5, 6, 7.

Рисунок 5. Новая конструкция шин.

Рисунок 6. Сравнение раскроя старых шин и новых.

Рисунок 7. Сборка автоматов с использованием шин новой конструкции.

Предложенное решение позволило:

• Сократить потребление алюминия, для производства шин на 25-40%.
• Исключить гибкое соединение шины с вводным аппаратом, что даст экономию в 1,6 кг меди.
• Существенно сократить трудозатраты, (минимум на 50%).
• Привести в соответствие конструкцию шины с требованием нормативной документации, в частности СНиП 3.05.06-85.
• Более компактное расположение автоматов.

В целом, внедрение всех полученных предложений на предприятии заказчика, позволит получить годовой экономический эффект не менее 3млн. рублей.