Обґрунтування критеріїв корисності та затрат

Загальна схема проведення ФВА.

Функціонально-вартісний аналіз як системне дослідження здійснюєть­ся за певним планом, який передбачає раціональну послідовність етапів. Переважно виділяють 7 етапів проведення ФВА: підготовчий, інформа­ційний, аналітичний, творчий, дослідницький, рекомендаційний та етап впровадження рекомендацій.

Підготовчий етап включає вибір об’єкту аналізу, формування робочої групи ФВА, постановку задач і загальної мети дослідження.

Інформаційний етап полягає в підготовці, систематизації та аналізі ін­формації, що необхідна для досягнення мети. На цьому етапі здійснюють формулювання корисності та затрат, розробляють дерево цілей ФВА, за­дають систему критеріїв і процедури прийняття рішень.

Аналітичний етап передбачає проведення структурного і функ­ціонального аналізу, побудову структурної (СМ) і функціональної (ФМ) моделей системи або об’єднаної структурно-функціональної моделі (СФМ). За результатами функціонального аналізу виявляють зайві або недостатні функції, неузгодженість характеристик функцій (наприклад, продуктивності окремих ланок технологічного процесу). Проводять ана­ліз затрат на виконання окремих функцій і будують функціонально-вар­тісні діаграми (ФВД), виявляють невідповідність між значимістю функції та затратами на її реалізацію. На цьому етапі формулюють задачі усунення суперечностей і невідповідностей.

Творчий етап спрямований на пошуки ефективних рішень, які дозво­лили б усунути суперечності і невідповідності, що були виявлені на по­передніх етапах. При цьому використовують методи активізації творчого процесу для знаходження нетривіальних розв’язків поставлених завдань, формують вихідну множину альтернатив (ВМА). На цьому етапі можуть застосовуватись оптимізаційні методи, а також поєднання різноманітних методів обґрунтування раціональних рішень.

Дослідницький етап передбачає всебічну оцінку ВМА чи одного варі­анту рішення за частковими і узагальненими критеріями, перевірку їх від­повідності до існуючих вимог і обмежень. На цьому етапі приймається рішення та розрахунок ефекту від його реалізації.

Рекомендаційний етап включає розробку заходів для реалізації при­йнятих рішень, організаційну і технічну підготовку виробництва, стиму­лювання робіт і вдосконалення систем.

Етап впровадження — це безпосередня реалізація рекомендацій ФВА відповідно до розроблених планів.

Укрупнена блок-схема проведення ФВА стосовно до задач машинови- користання наведена на рис. 5.1.

Розглянемо коротко зміст кожного з кроків даної блок-схеми.

Крок 1. На основі наявної і проаналізованої інформації задають ви­хідні дані, формулюють вимоги до функціонування об’єкту. Стосовно до аграрних ТхС це можуть бути агротехнічні, маневрові, енергетичні, еко­логічні та інші вимоги і обмеження.

Крок 2. Формулюють корисність об’єкту аналізу. Корисність системи характеризує її споживчі якості, ступінь виконання нею свого функціо­нального призначення. Для технічних засобів ТхС — це, насамперед, по­казники, що характеризують головну функцію.

Крок 3. Формулюють затрати, на зниження яких спрямований аналіз. Види затрат розглядаються нижче стосовно до різних об’єктів аналізу.

Крок 4. Здійснюють побудову дерева цілей ФВА, обґрунтування част­кових і загальних критеріїв корисності і затрат. При побудові дерева цілей і критеріїв використовують принципи, що розкриті в п.п. 1.3 і 1.4. Цим кроком завершується інформаційний етап ФВА.

Крок 5. Здійснюється структурний і функціональний аналіз об’єкту. Будується структурно-функціональна модель (СФМ) із застосуванням методів, що розкриті в п.п. 1.2, 2.6, 2.7. Зокрема, для побудови ФМ вико­ристовується метод FAST.

Крок 6. Проводять аналіз показників функціональної організації ТхС, зокрема, достатності функцій, виявлення надлишкових і шкідливих функ­цій, узгодженості характеристик взаємопов’язаних функцій (за формула­ми п. 2.7).

Рис. 5.1. Укрупнена блок-схема проведення ФВА.

Крок 7. Здійснюють аналіз значущості функцій та затрат на їх реаліза­цію, будують функціонально-вартісну діаграму (ФВД). Виявляють невід­повідності між значущістю і затратами, резерви зниження затрат.

Крок 8. Обґрунтовують вихідну множину альтернатив (ВМА), тобто множину можливих варіантів удосконалення системи, усунення невідпо­відностей між значущістю функцій і затратами на її реалізацію. На даному кроці широко використовують методи вирішення творчих завдань, колек­тивної творчості.

Крок 9. Обґрунтовують раціональні параметри і характеристики системи на основі моделювання її використання, вирішення оптимізаційних задач.

Крок 10. Проводять оцінку варіантів рішень за критеріями корисності та затрат, а також на дотримання вимог і обмежень.

Крок 11. Логічна операція на забезпечення вимог хоча б одним з ва­ріантів ВМА. Якщо жоден із варіантів не задовольняє вимог, повторюють цикл від кроку 8, тобто творчий етап.

Крок 12. Реалізують процедури прийняття рішення щодо вдоскона­лення об’єкту аналізу. Переважно рішення приймається за величиною двох критеріїв — корисності та затрат. Але можливі варіанти прийняття рішення за одним критерієм або більше двох критеріїв.

Крок 13. Здійснюють розрахунок ефективності вибраного варіанту, яким завершується дослідницький етап ФВА.

Крок 14. Розробляють план впровадження рекомендацій ФВА.

Крок 15. Впровадження рекомендацій ФВА.

Наведена схема ФВА є лише орієнтовною, а розмежування етапів — значною мірою умовним. Творче вирішення задач ФВА необхідне прак­тично на кожному етапі.

У зв’язку з тим, що рішення про вдосконалення об’єкту при ФВА приймається на основі співставлення корисності і затрат як для окремих функцій, так і для системи в цілому, важливо корисність і затрати вирази­ти кількісно у вигляді критеріїв.

Поняття корисності має різні тлумачення, які характеризують резуль­тати певних функцій, рішень. Будемо розглядати корисність як прояв ре­зультатів головної функції системи, тобто її споживних вартостей. Для оцінки ролі внутрішніх функцій у реалізації системою головної функції будемо вживати термін значущість.

Корисність системи є мірою виконання нею свого функціонального призначення стосовно до потреб суспільства чи окремих споживачів.

Значущість функції — це характеристика, що відображає роль даної функції в реалізації функції більш високого структурного рівня.

Корисність системи проявляється в надсистемі, тому, перш ніж фор­мулювати корисність, необхідно встановити границі надсистеми.

Так, корисність МТА проявляється на множині природно-виробничих умов і технологій, що й обумовлює границі надсистеми.

При обґрунтуванні узагальненого критерію корисності доцільно дотримуватись наступної послідовності:

• спершу дають словесне формулювання корисності, яке повинно розкрити основне призначення системи;

• встановлюють ті властивості системи, які найбільш суттєво підви­щують її корисність;

• формулюють узагальнений критерій, що має кількісний вираз, відповідає основному призначенню системи і враховує ті основні властивості системи, які безпосередньо формують її корисність;

• встановлюють аналітичну залежність узагальненого критерію ко­рисності від часткових;

• ті часткові критерії, що не ввійшли в аналітичний вираз узагальне­ного критерію, можуть бути переведені в обмеження, якщо їх вели­чина є обов’язковою для всіх альтернативних варіантів.

Такий підхід дозволяє в багатьох випадках встановити узагальнений критерій, який має фізичний зміст і розкриває природні зв’язки корис­ності з параметрами системи.

Так, корисність МТА для обприскування можна сформулювати у ви­гляді: забезпечувати хімічний захист рослин.

Далі ставлять запитання: які властивості агрегату найбільш суттє­во підвищують корисність? Очевидно, до їх числа відноситься повнота і рівномірність обробітку об’єктів захисту (δ_g), експлуатаційна продук­тивність (W_en), здатність пристосуватись до умов роботи і вимог техно­логій (розмір полів, рельєф, характеристики рослин, норми внесення, препаративні форми пестицидів, тощо), висока екологічність обробітку (Е). Пристосованість до умов можна виразити коефіцієнтом функціо­нальних можливостей k_ф. Ступінь нерівномірності обробітку входить в екологічність, бо впливає на величину коефіцієнту корисного вико­ристання пестицидів. Отже, узагальнений критерій корисності можна записати як:

або в загальному вигляді

(5.1)

де х_і — і-та споживча властивість системи.

Узагальнений критерій типу (5.1) може бути встановлений на основі моделювання фізичної суті виробничого процесу і часткових показників корисності. Ця задача суттєво спрощується, якщо екологічність розгляда­ти як обмеження. У випадках, коли зв’язки між узагальненим і часткови­ми критеріями корисності не вдається виразити у вигляді однієї цільової функції з фізичним змістом, узагальнений критерій можна подати в ади­тивній формі.

При вирішенні задач машиновикористання доцільно розрізня­ти корисність з точки зору індивідуального споживача, серійно­го виробництва технічних засобів, а також систем загального при­значення. Потреби індивідуальних споживачів можуть бути істотно відмінними, а відповідно і функція корисності буде різною. Корисність з точки зору проектування систем повинна враховувати запити індивіду­альних споживачів і формуватись на певних статистичних усередненнях. У третьому випадку корисність може бути строго детермінованою і не залежати від суб’єктивних уподобань. Наприклад, прилади для діа­гностування технічного стану машин, системи грозозахисту, обладнання зони технологічної наладки машин матимуть детерміновану функцію корисності.

Затрати при ФВА виступають як плата за корисність. Узагальнений критерій затрат при проектуванні технічних чи виробничих систем вра­ховує витрати на всіх етапах життєвого циклу системи (розробка проекту, виготовлення, експлуатація, ліквідація і утилізація системи).

Стосовно до задач аграрного машиновикористання затрати на про­ектування і виготовлення технічних засобів, накладні витрати входять у ціну машин. Доля експлуатаційних витрат у цьому випадку має основне значення для прийняття раціональних рішень. Важливо зазначити, що вони інколи можуть бути в десятки раз більшими від балансової вартості машин. Так, для автомобілів за весь строк служби експлуатаційні витрати перевищують їх балансову вартість більше ніж у 30 разів.

Зниження експлуатаційних витрат є важливою народногосподарською задачею і метою ФВА. Найпоширенішими одиницями виміру затрат є гро­шові. Проте інколи доцільніше використовувати енергетичні еквіваленти затрат, особливо якщо в задачі ФВА входить пошук резервів ресурсозбе­реження і підвищення екологічності виробничих систем.

Таким чином, при проведенні ФВА важливо чітко розмежувати показ­ники корисності і затрат, вивести відповідні часткові та узагальнені кри­терії. Таке розмежування має ряд переваг.

По-перше, узагальнені критерії є однорідними: корисність відображає функціональні властивості системи, затрати — вартісні.

По-друге, для корисності і затрат характерні адитивні властивості, тобто узагальнюючі показники можуть бути подані у вигляді суми част­кових. Це полегшує побудову узагальнюючих критеріїв, дозволяє встано­вити внесок окремих факторів у корисність чи затрати (табл. 5.1).

Таблиця 5.1. Приклади критеріїв корисності і затрату задачах машиновикористання

Задача ФВА	Функція корисності	Функція затрат
Проектування нафтогосподарства	Зберігання запасу нафто­продуктів при необхідній пропускній здатності Q0 =f(Qр, μ)	Сукупні затрати на проектування Sn, реалізацію Sp і експлуатацію Se нафтогосподарства С = Sn + Sp + Se
Вдосконалення структури і складу МТП	Забезпечення необхідного рівня механізації Ω і своєчасності робіт τсв і екологічності ε: Q0 =f(Ω, τсв, ε )	Приведені затрати коштів Snр = S + еК де S - прямі затрати; К - величина капіталовкладень; е - коефіцієнт ефективності капіталовкладень
Заміна старих технічних засобів новими	Підвищення продуктивності праці пристосовності до конкретних умов kф і еколо­гічності ε: Q0 =f(Wек, kф, ε )	Приведені затрати Snр = S + еК

Проте виникає питання процедури прийняття рішення за двома кри­теріями. У зв’язку з цим вважається правильною постановка мети ФВА в одному з двох варіантів:

• при заданій величині критерію корисності системи мінімізувати су­купні затрати (найпоширеніший варіант ФВА);

при заданій величині сукупних затрат досягнути максимуму корисності.

У такій постановці мети один з критеріїв виступає як обмеження і за­дача зводиться до однокритеріальної. Все ж у багатьох випадках можливі такі рішення, які дозволяють одночасно підвищити корисність системи і знизити сукупні затрати. Крім того, існують ефективні процедури при­йняття рішень за декількома критеріями, які розглядаються в наступних розділах.

Дата добавления: 2015-07-13