Funkčne nákladová analýza - FNA

FNA - analýza funkcií a nákladov na ich realizáciu, je metóda analýzy technických systémov a organizačne technických opatrení.
Jedným zo základných postulátov metódy FNA je tvrdenie, že každý technický objekt (systém, proces) má isté zdroje, pomocou ktorých môže byť
zdokonalený, zjednodušený, zlacnený, spoľahlivejší, bezpečnejší, atď.
Silným rysom FNA je systematickosť a postupnosť pri analýze systému, ktorý má byť zdokonaľovaný.
Silným rysom Algoritmu Riešenia Inovatívných Zadaní - ARIZ je soubor riešiteľských nástrojov pre riešenie úloh nájdených počas riešenia a formulovaných v závere FNA.
Vysledkom každej analýzy je súpis požiadaviek a úloh na zdokonalenie systému.

Kombinované používanie FNA a ARIZ vytvára synergický efekt, a tvorí mimoradne účinnú metodiku
vhodnú k zdokonaľovaniu techniky - metodiku TRIZ.

Technické systémy sú zdokonaľované v zmysle zvyšovania stupňa ideálnosti - zvyšovanie hodnoty podielu sumy funkcií a sumy nákladov.
Ideálny objekt je taký, ktorý neexistuje (fyzicky zanikol), ale jeho funkcie sú naďalej plnené (uskutoňujú sa, existujú).

Formulácia problémov v podobe typových úloh a metódy riešenia typových úloh

	Problémy je možné formulovať v typových podobách	Spôsob riešenia
Technický rozpor	zlepšenie jedného parametru objektu, známym spôsobom, vedie k nepripustnému zhoršeniu iného parametru	Heuristické princípy prekonavania technických rozporov.
Fyzikálny rozpor	jeden a ten istý prvok objektu (alebo jeho časť) sa musí nachádzať v stave A aj v opačnom stave ne-A	Separačné postupy k riešeniu fyzikálnych rozporov
Model konfliktu (neoptimálneho vzajomného pôsobenia)	existujú nedostatky vo vzájomných pôsobeniach prvkov technického systému (škodlivé pôsobenie, nadbytočné pôsobenie, nedostatočné pôsobenie)	Štandardné vzory riešenia - VEPOLová transformácia algoritmus VEPOLvých transformácií
Technické funkcie (a neuspokojivý princíp pôsobenia)	na akom novom princípe by mala byť založená technická funkcia objektu nebo jeho prvku?	Zdroje látok a polí - Javy a efekty prírodnych vied.

Technický systém(TS)
Zostava materiálnych prvkov, medzi ktorými je aspoň jeden prvok umelý, zostava určená k uspokojeniu nejakej
potreby človeka majúca aspoň jednu vlastnosť nad rámec prostého súčtu vlastností jednotlivých prvkov.
Technický systém sa vyznačuje vlastnou hierarchiou. Ku každému technickému systému existuje jeho nadsystém.
Nadsystém
Systém, ktorý zahrňuje technický systém ako časť (prvok) zostavy.
Podsystém
Systém, ktorý je časťou (prvkom) zostavy technického systému.

Technoligický proces
Je postupnosť operácií (pôsobení), zamerená na zhotovenie určitého výrobku, alebo vedúca k dosiahnutiu vytýčeného cieľa.
Technologický proces sa skladá z "prvkov", konkrétne z operácií a presunov.
Objekt Analýzy(OA)
Pod pojmom objekt analýzy (analyzovaným objektom, alebo jednoducho objektom) budeme rozumieť technický systém alebo technologický proces.

Súčiastkový Model
Súpis častí objektu s rozložením ich hierarchie. Súčiastkový model ozrejmí zloženie objektu. Uľahčuje ďalší postup analýzy.
Do súčiastkového modelu analyzovaného objektu zaraďujeme len prvky hornej (nadsystémovej) a prvé prvky nižšej (podsystémovej) hierarchickej úrovne.
Pravidlá zostavovania komponentného modelu:

Analyzuje sa konkrétny objekt v konkretnych podmienkach a v konkretnom čase.
Komponentný model objektu sa zostavuje od prijatej nadsystémovej úrovne, cez konkrétny objekt (systém), k jeho podsystemovej úrovni.
Ak sa objektom skúmania stáva jednotlivý podsystém, tak sa do komponentného modelu objektu zahŕňajú prvky ďalšej, nižšej hierarchickej úrovne.
Do komponentného modelu analyzovaného objektu sa zahŕňajú len tie prvky nadsystému, s ktorými objekt vzájomne pôsobí v konkrétnych podmienkach a konkrétnom čase.

Analýza súčastí a štruktúry:

Fáza výroby - zariadenie, vybavenie, materiály, náradie, nástroje
Fáza skladovania - skladovacie prostriedky, konzervačné prostriedky, obal, vonkajšie prostredie (vzduch, voda, prach, teplotné pole, gravitačné pole)
Fáza transportu - dopravné a nakladacie zariadenia
Fáza užívania - obrábaný objekt, uživateľ alebo jeho údy, zdroj energie, iné technické systémy vzájomne pôsobiace s objektom analýzy

Komponentná analýza spočíva:

vo vyjasnení zloženia objektu - z akých uzlov, alebo súčastí sa skladá technický systém, z akých operácií a presunov sa skladá technologický proces
v zostavení počiatočného súpisu nežiadúcich efektov

Analýza štruktúry
Model štruktúry objektu - neorientovaný graf, kde jednotlivé prvky systému sú uzly a vzajemné pusobenia sú vetvy,
Často sa využíva maticový zápis.
Model štruktúry technologického procesu - je postupnosť uskutočňovania jednotlivých technologických procesov
(paralelné, sériové) a ich jednotlivých operacií, často sa využíva maticový zápis

Pravidlá zostavovania štrukturného modelu

štruktúrny model sa zostavuje na základe sučiastkového modelu a to stanovením väzieb medzi prvkami objektu a väzieb prvkov objektu s prvkami nadsystému.
štruktúrny model sa zostavuje zvlášť pre každú konkrétnu fázu životného cyklu objektu. Dokumentujú sa možné väzby v štandardných aj neštandardných situáciách.
Medzi dvoma prvkami štrukturného modelu môže byť niekoľko rôznych väzieb.

Postup štruktúrnej analýzy:

súpis prvkov,
súčiastkový model(max 2 hierarchické úrovne),
súpis nežiadúcich efektov (+ako zabrániť vzniku, ako zabrániť dôsledku nežiadúceho efektu),
súpis užitočných efektov,
model štruktúry,
predbežná analýza väzieb v modeli,
predbežný súpis návrhu zdokonalenia objektu

Analýza funkcií
Funkcia = forma vyjadrenia vlastností materiálneho objektu, spočívajúca v jeho pôsobení zmien, prípadne zachovanie parametrov iných materiálnych objektov.
Funkcia objektu sa skladá z troch častí - pôsobenie, objekt pusobenia a okoľnosti.

Nositeľ funkcie - prvok, ktorého funkciu uržujeme.
Pôsobenie funkcie - vyjadrenie slovesom v infinitíve.
Objekt funkcie - materiálny objekt, na ktorý sa pôsobí, a ktorého parametre sú nositeľom funkcie menené, alebo zachovávané.
Okoľnosť (nepovinná) - označuje buď doplnkové objekty, alebo podmienky, alebo doplnkovú charakteristiku pôsobenia. Okoľnosť upresňuje objekt a pôsobenie funkcie.

Materiálnymi objektami sú látky (materiály) a polia (energia). Látka má, kdežto pole nemá, kľudovú hmotnosť. Látka aj pole sú rôznymi formami hmoty (matérie).
Model funkcií technického systému - model štruktúry s funkciami. Na rozdiel od štrukturného modelu, model funkcií technického systému je orientovaný graf.

Klasifikácia funkcií
Úplný model funkcií =

významnosť funkcií - význam a trieda funkcií (hlavná, základná, pomocná)
charakter funkcií - škodlivá a užitočná funkcia
efektívnosť funkcií - stupeň plnenia užitočných funkcií

- Hlavná funkcia (symbol H), Základná funkcia (Z), Pomocná funkcia (P);
P zabezpečuje uskutočnenie Z, Z zabezpečuje uskutočnenie H -> funkcia je tým menej významná, čím je objekt jej pôsobenia vzdalenejší od výrobku.

- Užitočná funkcia, škodlivá funkcia
Jednou z ciest zdokonaľovania technických systémov vedie cez úplne odstranenie škodlivých funkcií.
Ak nie je možné celkom sa zbaviť škodlivej funkcie, usiluje se o likvidáciu nežiadúcich efektov a ich dôsledkov.
Príčinne dôsledkové reťazce - v smere dôsledku - Prečo?, v smere príčiny - Akým spôsobom?
Správnosť formulácie funkcie objektu v zostavenom reťazci funkcií objektu určuje okolnosť,
či ešte je, alebo už nie je v objekte prvok, ktorý môže danú funkciu uskutočňovať.

Správna je tá posledná formulácia funkcie, ktorú ešte uskutočňuje posudzovaný objekt.

Stupeň plnenia funkcie podľa parametrov - faktická hodnota parametrov (<,=,>) požadovaná hodnota parametrov (nedostatočná, normálna, nadbytočná)
odchýlka od normalneho stupňa = problém

Zvinovanie:
prvok z technického systému je možné odstrániť, v prípade, že:

neexistuje objekt funkcie odstraňovaného prvku;
objekt funkcie sám voči sebe plní funkciu odstraňovaného prvku;
ostávajúce prvky technického systému, alebo nadsystému plnia funkciu odstraňovaného prvku
(čiastočné zvinutie je možné previesť na niektorú podfunkciu (PF1) prvku.)

Postup zvinovania:

formovanie zadania na odstránenie prvku skúmaného technického systému
zostavuje sa súpis zadaní v súlade s podmienkami zvinovania
koriguje sa súpis nežiadúcich efektov
doplnuje sa súpis návrhov na zdokonalenie objektu

Technologické operácie:

zaisťujúce (skladovanie, transport, vyloženie, naloženie, príprava k práci)
vytvarejúce (vďaka ktorým niečo vzniká, mení sa nevratným spôsobom)
opravné (ich výsledkom je odstránenie nežiadúceho efektu vzniknutého v predchádzajúcich operáciách)
kontrolné (meria sa, alebo odhaľuje sa nejaký prvok alebo parameter prvku)
1. súsledné - seriove
2. súčastné - paralelné
3. susedné - v náväznosti za sebou
4. rovnorodé - využívajú rovnaký druh energie
5. zlúčiteľné - často uskutočňované operácie

Rozvíjanie:
zavedenie doplnkových funkcií, ktoré rozširujú hlavnú funkciu TS a
znižujú doplnkové náklady spotrebiteľa vynakladané na:

doplnkové obrábanie výrobku
na prevádzku
na uspokojenie požiadaviek nadsystému
bezpečnosť

pri tom nesmú podstatne rásť náklady na výrobu technického systému

Objektívne tendencie rozvoja techniky - znižovanie nákladov spotrebiteľa zavedením doplnkových funkcií, ktoré vedú k postupnému vytlačovaniu človeka zo sveta technických systémov.
Funkcie spotrebiteľa v závislosti na stupni rozvoja technických systémov:

zdroje energie (vykonavateľská úroveň)
meniče energie (vykonavateľská úroveň)
zdroje povelov (riadiaca úroveň)
meniče povelov (riadiaca úroveň)
zdroje rozhodnutí (rozhodovacia úroveň)
analyzátor rozhodnutí (rozhodovacia úroveň)

Výsledkom rozvíjania technického systému je:

súpis zadaní k zavedeniu možných doplnkových funkcií s rôznymi stupňami úplnosti ich plnenia
súpis navrhov na zdokonalenie technického systému

Zlučovanie alternatívnych systémov
Zvyšovanie stupňa ideálnosti technického systému cestou zvýšenia efektívnosti plnených funkcií.
Konkurujúce systémy
Systémy, ktoré plnia rovnakú funkciu rôznymi spôsobmi, alebo princípmi. Prednosti a nedostatky týchto systémov vymedzujú ich NIKU - oblast efektívneho využitia týchto systémov.
NIKY rôznych systémov môžu byť totožné, alebo čiastočne totožné, alebo nebyť totožné vôbec.
Alternatívne systémy
Systémy, ktoré majú aspoň jeden pár opačných predností a nedostatkov, toto predznamenáva, že minimalne v dvoch parametroch
sa zóny prípustných hodnôt systémov, NIKY, neprekrývajú. Zlúčením alternatívnych systémov dochádza k rozšíreniu (zjednoteniu) ich NÍK.
Zlúčenie alternatívnych systémov je možné realizovať na úrovni ich paralelnej práce (jeden ako záloha druhého), alebo na úrovni ich splynutia.
Algoritmus zlučovania alternatívnych systémov

Funkcia - formulovať zlepšovanú funkciu objektu
Prednosti a nedostatky - formulovať základné prednosti a nedostatky objektu s ohľadom na plnenie vybraných funkcií
Konkurujúce systémy - zostaviť súpis ich predností a nedostatkov
Alternatívne systémy - vybrať z konkurujúcich systémov tie, ktoré majú v parametroch dvojicu opačných predností a nedostatkov
Paralelná práca alternativných systémov - preskúmať možnosti
Splynutie alternatívnych systémov
1. Základný systém - vybrať jednoduchší z dvoch
2. Podstatná vlastnosť - nájsť v alternatívnom systéme
3. Prenos podstatných vlastností - z alternatívneho na základný systém

Zlaďovanie a dynamickosť
Technické systémy sa rozvýjajú v smere zvyšovania stupňa zladenosti svojich základných charakteristík (súčiastok a štruktúry, priestorových a dynamických charakteristík, parametrov, funkcií...).

Zladenie súčiastok a štruktúry - súlad existujúcej zostavy (čo = súčiastky, ako = väzby)
Zladenie priestorových charakteristík objektu
Zladenie dynamických charakteristík objektu
Zladenie v parametroch - optimálny vzájomný pomer parametrov
Zladenie vo funkciách - optimalne množstvo funkcií v objekte

Technické systémy sa rozvíjajú v smere zvyšovania stupňa dynamickosti - prechod k pružným, meniacím sa štruktúram, ktoré berú ohľad na vnútorné a vonkajšie zmeny systému.
V závere získame súpis úlôh na zvýšenie stupňa zladenosti a súpis návrhov na zdokonalenie technického systému.

Nerovnomernosť v rozvoji technických systémov

Technické systémy sa rozvíjajú nerovnomerne
Pre analýzu technických systémov je užitočné študovať dynamiku zmien základných parametrov technických systémov
Parametry technického systému sa rozvíjajú približne podľa S-krivky
Starý technický systém je nahradený novým technickým systémom
Podsystémy v techmnických systémoch nedosahujú medze svojho rozvoja súčastne
Podsystémy, ktoré dosiahli medzu svojho rozvoja, zdržujú rozvoj ostatných podsystémov (ďalší rozvoj podsystémov môže pokračovať v nadsystéme)
Efektívnou metódou analýzy technických systémov je modelovanie možných dôsledkov pri značnej zmene základných parametrov technického systému

Časti analýzy a doporučené metódy riešenia hrubých úloh

Časť analýzy - zadanie	Typ zadania (hrubej úlohy)	Metódy riešenia hrubých úlôh
Analýza prvkov a štruktúry	Zrejmé úlohy už pri prvotnej analýze prvkov a väzieb. Súpis úloh na likvidaciu zistených nežiadúcich efektov.	Úlohy je potrebné klasifikovať podľa typu alebo preformulovať.
Analýza funkcií	Existujú nedostatky vo vzájomnom pôsobení prvkov technického systému (škodlivé, alebo nadbytočné, alebo nedostatočné pôsobenie).	Štandardné vepolové transformácie, algoritmy vepolových transformacií.
Zmena štruktúry - zvinovanie objektu	Ako odstrániť istý prvok? Ako prinútiť niektorý iný prvok objektu k plneniu doplnkovej funkcie?	Úlohy je potrebné klasifikovať podľa typu, alebo preformulovať. Zdroje. Efekty.
Zmena struktúry - rozvíjanie objektu	Aké funkcie musia byť zavedené do objektu? Ako prinútiť niektorý iný prvok objektu k plneniu doplnkovej funkcie?	Úlohy je potrebné klasifikovať podľa typu, alebo preformulovať. Zdroje. Efekty.
Algoritmus zlučovania alternatívnych systémov	Aký je najlepší nositeľ a spôsob plnenia funkcie z niekoľkých alternativných?	Princípy k prekonávaniu technických rozporov. Riešenie fyzikálnych rozporov. Zdroje. Efekty.
Vyuzitie zákonitosti zvyšovania stupňa súladu - pri analýze objektu	Jeden prvok technického systému neoptimálne pôsobí s druhým prvkom.	Štandardné vepolové transformácie, algoritmy vepolových transformacií. Riešenie fyzikálnych rozporov.
Využitie zákonitostí nerovnomernosti rozvoja - pri analýze objektu	Kde je slabé miesto objektu? Jake nežiadúce efekty môžu vzniknúť pri dalšom rozvoji objektu?	Úlohy je potrebné klasifikovať podľa typu alebo preformulovať. Zdroje. Efekty.

Na kazhduju zhopu najdetsa svoja klizma s vintom!