MANAGEMENTUL VALORII UN PROCES ITERATIV ÎN PROIECTARE VALUE MANAGEMENT A ITERATIVE PROCESS FOR DESIGN

Prof.dr.Ing.CHICHERNEA FLORIN – Universitatea „TRANSILVANIA” Braşov

Student CHICHERNEA ALEXANDRU – Universitatea „TRANSILVANIA” Braşov

Cuvinte cheie: analiza valorii, valoare, variantă optimă Keywords: value analysis, value, optimum variant

Rezumat: Lucrare prezintă un studiu complet de ANALIZA VALORII, aplicat în mod concret la reproiectarea unui utilaj. Se prezintă fazele şi modul de lucru ITERATIV al metodei Analizei Valorii. Analizei Valorii reuneşte atât INGINERIA cât şi ECONOMICUL, fără a clasa pe primul loc nici INGINERIA nici ECONOMICUL. Ambele sunt la fel de importante, precum se va observa la finalul acestei lucrări.

Abstract: The paper presents a complete study of VALUE ANALYSIS applied concretely to a selected piece of equipment. The phases and ITERATIVE operation of the Value Analysis method are presented. Value Analysis combines both ENGINEERING and ECONOMICS without, however, placing neither ENGINEERING or ECONOMICS first. They both are similarly important, as can be concluded by the end of this paper.

MANAGEMENTUL VALORII

Managementul Valorii a „acaparat” progresiv multiple câmpuri de aplicaţii, de la procesele de fabricaţie la optimizarea circuitelor administrative, trecând prin sistemele de informatizare, prin procesele de livrare a serviciilor sau probleme de organizare.

Managementul Valorii a făcut obiectul de reflexie şi în cadrul comunităţii europeene şi s-a tradus în norma EN 12973.

În această normă europeeană, definiţia Managementului Valorii este următoarea: „Managementul prin Valoare este un stil de management, în particular destinat mobilizării

indivizilor, dezvoltării competenţelor şi promovării dezvoltării şi inovaţiei, având ca obiectiv maximizarea performanţelor globale ale unui organism. Managementul Valorii aduce un nou mod de a utiliza numeroasele metode de management existent.

Stilul de lucru propriu Managementului Valorii se sprijină pe conceptul de valoare, luat ca relaţie între utilitatea sau atracţia pe care o suscită un bun sau un serviciu şi resursele care se doresc a fie consacrate pentru a beneficia sau a le produce.

Aceasta implică, pentru fiecare acţiune a întreprinderii, evaluarea în fiecare moment a beneficiul pe care-l va produce, atribuindu-i resursele juste necesare. Managementul Valorii

încurajează creativitatea şi inovaţia, în cadrul unui demers Funcţional, interesându-se în primul rând de cunoaşterea necesităţilor clientului, înainte de a raţiona în termeni de soluţii tehnice.

Dinamica umană este fondată pe lucrul în echipe multidisciplinare, cu încurajarea punerii întrebărilor, cu recunoaşterea contribuţiilor, cu evoluţia competenţelor individuale şi colective şi cu atribuierea rezultatelor.

Managementul Valorii se traduce printr-o generalizare a practicilor de Analiza Valorii. Rezultatele Managementului Valorii sunt deci rezultatele acţiunilor Analizei Valorii desfăşurate în sectoare şi domenii de aplicare variate.

Pentru definirea Managementului Valorii trebuie mai întâi definită foarte bine Valoarea. În această etapă există o multitudine de definiţii ale Valorii şi ale Managementului Valorii.

O definiţie a Valorii este dată de Jean Michel, Preşedinte AFAV,(Association Française pour l’Analyse de la Valeur – Asociaţia Franceză pentru Analiza Valorii):

Valoarea este ansamblul multiplelor avantaje aduse şi ierarhizate (după un sistem de valori sau preferinţe) de un „actor” sau un grup de „actori” în situaţie de decizie, într-un context specific, pentru o unitate de efort (de cost, de timp, . . .) ce se investeşte într-un proiect (produs, acţiune, . . . )comparabil cu datele din alte proiecte.

A optimiza Valoarea (sau a creea Valoare) constă deci în a căuta să se degajeze avantaje diferenţiate pentru unitatea de investiţie sau de efort.

În ultimul timp a fost adoptată o denumire globală care încearcă să cuprindă sub o singură “umbrelă” activităţile legate de valoare. Aceasta este: Valorizarea.

Valorizarea este o meta-disciplină sau o trans-disciplină care va lua în considerare această necesitate de a înţelege mai bine mecanismele de decizie şi de acţiune (şi metodele

asociate) bazate pe conceptul de valoare, a cărei ambiguitate actuală de definire este demonstrată.

ANALIZA VALORII ÎN PROIECTAREA UNUI AMESTECĂTOAR PENTRU PREPARAREA

AMESTECURILOR DE FORMARE ŞI DE MIEZ Lucrarea prezentă un exemplu de aplicare a demersului Analizei Valorii la reproiectarea

unui amestecator pentru prepararea amestecurilor de formare. Se prezintă apoi modul de stabilire a soluţiei constructive optime, din punct de vedere tehnic şi economic pentru un reper (lagăr) care participă la o funcţie (E – Susține ansamblul) supra-dimensionată din punct de vedere al costului.

DETERMINAREA NOMENCLATORULUI FUNCŢIILOR ŞI A DIMENSIUNILOR TEHNICE Tabelul 1 prezintă nomenclatorul funcţiilor amestecătorului.

Tabelul 1 – Nomenclatorul de funcţii.

Simbol Denumirea funcţiei Tipul funcţiei

Dimensiunea tehnică a funcţiei

Denumire U.M. Valoare

A Afânare şi omogenizare FS* forţa daN 1.000 B Conţine componente FS volum m3 0,4

C Asigură reglarea FC înălţime mm 10 - 25 D Alimentarea cu componente FS debit m3/h 0,4 - 4 E Susţine ansamblul FS greutate daN 10.000

F Evacuarea componentelor FS debit m3/h 0,4 - 4 G Furnizează energie de lucru FS moment daN*m 10000 H Transformă energia electrică

în lucru mecanic FS lucru

mecanic J -

I Rezistanţa la uzură FC material uzat g/an -

J Ergonomie FE - - - M Estetică FE - - - L Poartă informaţii FE nr.informaţii - - N Întreţinere uşoră FC - - -

O Asigură etanşeitatea FC - - -

*FS – Funcţie de Servici; FC – Funcţie de Constrângere; FE – Funcţie de Estimare.

STABILIREA NIVELELOR DE IMPORTANŢĂ A FUNCŢIILOR Ponderea funcţiilor în valoare se prezintă sintetic în tabelul 2. Valoarea produsului este egală cu suma nivelelor funcţiilor şi este egală cu 21. Amestecătorul studiat este prezentat în figura 1.

Figura 1 – Amestecător cu palete:

1 – cuvă; 2 – palete; 3 – suporţii paletelor; 4 – arbore; 5 – motor electric; 6 – reductor; 7 – cuplaj; 8 – jgheab; 9 – lagăr; 10 – cilindru pneumatic; 11 – pârghii de basculare;

12 – opritor; 13 – batiu; 14 – grătar de protecţie.

Tabelul 2 – Ponderea funcțiilor în valoare (* - coordonata X).

Funcții G H B I F E Total

G 1 0 0 0 0 0

H 1 1 0 0 0 0

B 1 1 1 0 0 0

I 1 1 1 1 0 0

F 1 1 1 1 1 0

E 1 1 1 1 1 1

Punctaj 6 5 4 3 2 1 21

Raport 0,286 0,238 0,19 0,143 0,095 0,048 1

*Procentaj % 28,6 23,8 19 14,3 9,52 4,76 100

Rezultă următoarele valori procentuale ale ponderii funcţiilor în valoare: XG = 28,6 %, XH =

23,8 %, XB = 19 %, XI = 14,3 %, XF = 9,52 %, XE = 4,76 %,

DIMENSIONAREA ECONOMICĂ A FUNCŢIILOR Repartizarea costurilor pe funcţii s-a efectuat în matricea funcţii – costuri din tabelul 3.

Tabelul 3 – Repartizarea costurilor pe funcții (*coordonata Y, ** unități monetare).

Nr. crt. Repere

F u n c ț i i Cost

repere** G H B I F E

1 Motor 90 90

2 Reductor 90 90 20 200

3 Cuvă 60 10 10 5 85

4 Paletă 15 15

5 Lagăr 280 15 295

... ... 980 300 750 510 310 203 3053

Cost total 1040 590 760 690 400 258 3738

Raport 0,2782 0,1578 0,2033 0,1845 0,1070 0,0690 1

Costul funcțiilor% 27,82 15,78 20,33 18,46 10,7 6,90 100

Valorile procentuale ale participării funcţiilor în costul total sunt: YG = 27,82 %,YH = 15,78

%, YB = 20,33 %, YI = 18,46 %, YF = 10,70 %, YE = 6,90 %. Compararea ponderii funcțiilor în valoare și cost este următorul pas al studiului. Relaţia valoare – costuri trebuie să identifice:

funcţiile foarte scumpe în raport cu celelalte funcţii,

funcţiile prea scumpe în raport cu contribuţia lor la valoarea produsului, funcţiile prea scumpe în raport cu posibilităţile tehnice, existente de realizare.

DIAGRAME Trasarea diagramelor se prezintă în cele ce urmează. Coordonatele x i şi y i sunt date în tabelul 4 şi pe baza datelor prezentate în acest tabel se

trasează diagramele din figurile 2, 3 și 4.

Tabelul 4 – Elementele de calcul pentru trasarea diagramelor. *S'=2 * a * (X i)2 – 2 * X i * Y i

Nr. Elemente Funcții Valoarea

totală

crt. de calcul G H B I F E

1 X i 28,6 23,8 19 14,3 9,52 4,76 100

2 Y i 27,8 15,8 20,3 18,5 10,7 6,9 100

3 (X i)2 816,3 566,9 362,8 204,1 90,7 22,68 2063,5

4 X i * Y i 794,9 375,8 387,3 263,7 101,9 32,87 1956,5

5 (Y i - a*Xi)2 0,537 46,12 5,161 24,15 2,792 5,698 84,455

6 S' * -41,86 323,4 -86,55 -140,4 -31,83 -22,73 0

Parametrii au următoarele valori calculate: a = 0,95, 43,5 o, S = 84,5, S' = 0. Din tabelul 4 se extrag valorile necesare cu ajutorul cărora se pot trasa următoarele tipuri

de diagrame:

diagrama ponderii funcţiilor în valoare (figura 2), diagrama ponderii funcţiilor în cost (figura 3), diagrama ponderilor funcţiilor în valoare şi cost (figura 4),

Figura 2 evidenţiază ordonarea funcţiilor în raport de valoarea lor. Figura 3 evidenţiază ordonarea funcţiilor în raport cu costul funcţional. Diagrama permite comparaţii semnificative între costurile totale ale funcţiilor şi în cadrul

costurilor totale, între costurile de manoperă şi de material, evidenţiindu-se: funcţiile foarte scumpe cu ponderea cea mai mare în costul total al produsului, funcţiile secundare foarte scumpe în raport cu funcţiile obiective sau chiar mai scumpe

decât acestea, funcţiile a căror realizare necesită costuri disproporţionate fie de material, fie de

manoperă. Această diagramă prezintă o distribuţie de tip Pareto, adică 20 – 30 % din numărul total al

funcţiilor înglobează 70 – 80 % din totalul costurilor funcţiilor. Aceste funcţii sunt G, B și I. Dacă se constată o asemenea distribuţie, primele funcţii în ordinea costurilor,

reprezentând 20 – 30% din numărul total al funcţiilor (în exemplul de mai sus, funcţiile G, B și I) sunt considerate funcţii foarte scumpe.

Alura dreptei din figura 4, trasată cu ajutorul metodei celor mai mici pătrate reflectă disproporţii în repartizarea costurilor pe funcţii şi contribuţia funcţiilor la valoarea produsului, reprezintă situaţia reală.

Analizând diagrama din figura 4 se observă că funcţiile E, F, I și B se situează deasupra dreptei de regresie, acest lucru atestă costuri ridicate, nejustificate în raport cu valoarea, pentru funcțiile de mai sus.

Pe aceste baze se prezumă că aceste funcţii sunt deficitare urmând ca cercetarea soluţiilor să se concentreze cu prioritate asupra ansamblelor, reperelor, materialelor şi operaţiilor tehnologice care contribuie, în cadrul structurii de ansamblu a produsului, la realizarea acestor funcţii.

4,76

9,52

14,29

19,05

23,81

28,57

0

5

10

15

20

25

30

G H B I F E

Figura 2 – Diagrama ponderii funcțiilor în valoare.

6,9

10,7

18,4620,33

27,82

15,78

0

5

10

15

20

25

30

G H B I F E

Figura 3 – Diagrama ponderii funcţiilor în cost.

23,81; 15,7

H

4,76; 6,9

E

9,52; 10,7

F

14,29; 18,4

I

19,05; 20,3

B

28,57; 27,8

G

y = 0,9975x

R2 = 1

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30

Figura 4 – Ponderile funcţiilor în valoare şi cost.

Un criteriu de bază al Analizei Valorii este obţinerea unei valori minime pentru S’.

Pentru a micşora estimatorul S’ punctele trebuie aliniate cât mai perfect pe dreapta de ecuaţie y = a * x, cu un unghi de înclinare de 45o.

În primul rând se vor reproiecta funcţiile care sunt plasate deasupra dreptei, pentru a micşora costul acestora.

Pentru punctele de sub dreaptă, problema este mai complicată. Micşorând costul funcţiilor care se situează deasupra dreptei, aceasta poate căpăta o altă înclinare şi punctele aflate iniţial sub dreaptă pot ajunge deasupra ei. Este de asemenea evident că micşorând costul unor funcţii se micşorează şi costul total al produsului şi prin aceasta creşte ponderea funcţiilor al căror cost nu s-a modificat. Aceasta este o alta cauză datorită căreia unele puncte de sub dreaptă pot trece deasupra ei fără a se modifica totuşi cu nimic mărimea absolută a costurilor funcţiilor.

În al doilea rând, minimizarea lui S’ trebuie înţeleasă în sensul măririi pe cât posibil a raportului valoare / cost şi nu trebuie înţeleasă că se impune, obligatoriu S’ egal cu zero.

În al treilea rând în Analiza Valorii se poate admite şi creşterea costului unor funcţii cu condiţia creşterii valorii lor, mai repede decât costurile.

Practic, criteriul minimizării lui S’ duce de cele mai multe ori la efectuarea studiilor de Analiza Valorii în cascadă, optimizarea soluţiei constructive fiind deci un proces iterativ.

Se analizează în primul rând funcţiile de deasupra dreptei de regresie şi se ieftinesc, se trasează din nou dreapta de regresie şi se constată că acum au trecut alte funcţii deasupra ei; se analizează aceste funcţii, căutând soluţii pentru a le micşora costul şi apoi se trasează din

nou dreapta de regresie, etc., etc., . . . soluţia constructivă îmbunătăţindu-se de la o iteraţie la alta.

CONCLUZII PRIVIND SOLUŢIA EXISTENTĂ

Una din cauzele disproporţiilor este repartizarea costurilor pe funcţii pentru care nu există în toate cazurile valori certe, ele fiind rezultatul unor medii aproximative.

Alte cauze pot apărea din răspunsul care trebuie dat următoarei întrebări: care sunt criteriile şi căile cele mai concludente de evaluare critică în vederea identificării

funcţiilor deficitare ? Răspunsul este următorul: Principalul criteriu este cel economic. Din această comparaţie rezultă de regulă, că unele funcţii costă prea mult în raport cu

contribuţia lor la valoarea produsului şi sunt supradimensionate economic, cercetarea soluţiilor urmând să fie orientată în direcţia reducerii costurilor de realizare a acestor funcţii.

Deşi este interesantă şi revelatoare, această modalitate de evaluare critică prezintă totuşi dezavantajul că stabilirea nivelelor de contribuţie a funcţiilor la valoarea produsului, se face utilizându-se un anumit sistem de punctaj, care este în esenţă o operaţie subiectivă, care nu poate preveni unele erori de apreciere.

Există şi alte modalităţi recomandate de literatura de specialitate, cu posibilităţi mai mult sau mai puţin limitate de aplicare, pentru evaluarea critică a funcţiilor sub aspectul dimensiunilor economice.

Dintre acestea se menţionează: compararea costurilor de realizare a funcţiilor produsului cu aceleaşi funcţii de la produse

similare,

evaluarea teoretică a costurilor unor funcţii pe bază de calcule.

EVALUAREA CRITICĂ A FUNCŢIILOR Evaluarea critică a funcţiilor are drept scop identificarea funcţiilor deficitare, care prin

contribuţia la funcţionalitatea produsului şi prin modul de realizare constructiv – tehnologică au o influenţă negativă asupra raportului valoare / cost.

Prin identificarea funcţiilor deficitare se determină direcţiile de reconcepţie a produsului existent, eforturile fiind concentrate asupra soluţiilor constructive şi tehnologice de realizare a acestor funcţii. Evaluarea critică a funcţiilor se face în principal după următoarele metode: după criteriul utilităţii, după criteriul dimensiunii tehnice, după criteriul dimensiunii economice.

EVALUAREA DUPĂ CRITERIUL UTILITĂŢII În cadrul acestui criteriu se porneşte de la examinarea atentă a nomenclatorului de funcţii

şi se caută identificarea eventualelor funcţii inutile sau parţial inutile. Prin raportarea la necesităţile utilizatorilor se urmăreşte identificarea funcţiilor de servici

inutile, iar prin raportarea la cerinţele de funcţionalitate, identificarea funcţiilor tehnice inutile. O funcţie de servici este inutilă dacă nu este cerută de nici unul dintre utilizatorii produsului

(nu satisface nici o necesitate reală) şi parţial inutilă dacă este cerută de o mică parte a utilizatorilor.

O funcţie tehnică este inutilă în măsura în care se constată că nu condiţionează nici o funcţie de servici, deci din punct de vedere tehnic nu contribuie cu nimic la funcţionalitatea produsului în concepţia constructivă studiată. Aceste funcţii deficitare sub aspectul utilităţii, în măsura în care există şi sunt identificate, înglobează costuri de realizare inutile, care pot fi eliminate prin reconcepţia produsului.

EVALUAREA DUPĂ CRITERIUL DIMENSIUNII TEHNICE

Calitatea unui produs este dată de nivelul performanţelor realizate. Cu cât acest nivel este mai ridicat cu atât calitatea şi valoarea sunt mai mari.

În unele cazuri, însă depăşirea limitelor unor performanţe conduce la o supra-calitate costisitoare, care nu îmbunătăţeşte valoarea produsului.

Este deci posibil ca unele dimensiuni tehnice ale funcţiilor unui produs să depăşească necesităţile reale, altfel spus este posibilă existenţa unor funcţii supra-dimensionate tehnic.

Pe lângă supra-dimensionări, evaluarea critică a funcţiilor după acest criteriu, permite scoaterea în evidenţă şi a unor eventuale sub-dimensionări a unor funcţii.

Găsirea unor soluţii pentru re-dimensionarea acestor funcţii sub-dimensionate va avea ca efect îmbunătăţirea valorii produsului.

EVALUAREA DUPĂ CRITERIUL DIMENSIUNII ECONOMICE

Dimensiunea economică sau costul funcţiei constituie criteriul principal de evaluare critică a funcţiilor.

În cadru acestei evaluări se urmăreşte identificarea acelor funcţii, a căror soluţii tehnice de realizare prea costisitoare influenţează negativ costurile totale de fabricaţie ale produsului analizat.

O evaluare critică efectuată corect va conduce la identificarea a ceea ce se pot numi funcţii deficitare ale produsului analizat, adică acele funcţii care înglobează costuri inutile.

Funcţiile deficitare sub aspect economic apar ca: funcţii foarte scumpe în raport cu celelalte funcţii, funcţii prea scumpe în raport cu posibilităţile tehnice existente de realizare.

Evaluarea după criteriul dimensiunii economice se poate face în mai multe moduri, prezentate în cele ce urmează: 1) compararea costurilor pe funcţii, cu ajutorul diagramei prezentate în figura 3,

Această diagramă permite comparaţii între: costurile funcţiilor şi comparaţii între costul total şi costul fiecărei funcţii, costurile de manoperă şi de materiale, evidenţiindu-se funcţiile foarte scumpe, cu

ponderea cea mai mare în costul total al produsului, funcţiile a căror realizare necesită costuri disproporţionate, fie de manoperă, fie de

material, 2) compararea cu funcţiile altor produse,

Prin alte produse se înţeleg: produse din aceeaşi familie sau gamă tipo – dimensională, realizate în întreprindere, produse similare celui analizat, realizate de alte întreprinderi, produse cu altă destinaţie, dar cu unele funcţii similare celor ale produsului analizat.

Scopul urmărit este identificarea eventualelor funcţii prea scumpe în raport cu soluţiile tehnice realizate, existente şi probate la alte produse.

Este de dorit raportarea la soluţiile tehnice existente cele mai simple, care asigură realizarea funcţiilor respective cu costuri minime.

CERCETAREA SOLUŢIILOR Pe baza concluziilor rezultate din evaluarea critică a funcţiilor, cercetarea soluţiilor va fi

orientată în direcţia găsirii soluţiilor de reconcepţie a produsului, în vederea reducerii costurilor şi a îmbunătăţirii valorii acestuia.

Acest lucru este posibil prin modificări constructive şi tehnologice a reperelor, subansamblelor şi ansamblelor, corespunzător funcţiilor deficitare identificate.

Urmează deci trecerea de la analiza funcţională la analiza constructiv – tehnologică a produsului.

DIAGNOSTICAREA PRODUSULUI

Continuarea studiului se va face analizând funcţia E (Susţine ansamblul), care are costul mai mare decât valoarea şi funcţia H (Transforma energia electrică în lucru mecanic), care are cosul mai mic decât valoarea.

Utilizând figurile 2, 3 și 4 şi tabelele 1, 2, 3 şi 4 se trece la compararea datelor, pentru care au fost prezentate pe de o parte costul funcţiilor (yi) şi pe de altă parte valoarea funcţiilor (xi).

Vor fi comparate funcţiile E (Susţine ansamblul) şi H (Transforma energia electrică în lucru mecanic), pentru a analiza produsul din punct de vedere al valorii şi al costurilor (figura 5).

La materializarea funcţiei E participă reperul lagăr prezentat în figura 6. Acest reper participă ca pondere în cost mai mult decât participă ca pondere în valoare.

Tabelul 1 (parţial) – Nomenclatorul de funcţii. H Transforma energia electrică

în lucru mecanic FS lucru

mecanic J -

E Susţine ansamblul FS greutate daN 10.000

Tabelul 3 (parţial) – Repartizarea costurilor pe funcţii (*coordonata Y, ** unităţi monetare).

Nr. crt.

Repere

F u n c ț i i Cost

G H B I F E repere

**

5 Lagăr 280 15 295

... ... 980 300 750 510 310 203 3053

Cost total 1040 590 760 690 400 258 3738

Raport 0,2782 0,1578 0,2033 0,1845 0,1070 0,0690 1

Costul funcțiilor % 27,82 15,78 20,33 18,46 10,7 6,90 100

4,76

23,8

6,9

15,8

0

5

10

15

20

25

H - transformă energia

electrică în lucru mecanic

E -Susține ansamblul

Valoare Cost

Figura 5 – Analiza produsul din punct de vedere al valorii şi al costurilor.

Figura 6 – Lagăr (suport).

Pentru funcţia H: valoarea > costul Aceasta semnifică două lucruri: 1 – funcţia a fost realizată foarte bine, la un cost minim, 2 – produsul are sub – calitate. Pentru funcţia E: valoarea < costul Aceasta poate semnifica de asemenea, două lucruri: 1 – tehnologia actuală nu permite reducerea costurilor, 2 – produsul are supra – calitate.

Datorită acestei analize, se pot observa dezechilibrele între valoare şi cost, dacă există şi se ştie asupra căror probleme trebuie să se acţioneze cu prioritate, dacă aceste dezechilibre trebuie reduse (cazurile valoare > cost şi valoare < cost).

ELABORAREA FORMEI FUNCŢIONAL – TEHNOLOGICE A PIESELOR ÎN VEDEREA REDUCERII COSTULUI

În cele ce urmează se va face o analiză din punct de vedere tehnic şi economic pentru alegerea unei variante tehnice optime pentru reperul lagăr. Se vor studia 6 variante constructive de lagăre şi în final se va alege varianta cea mai ieftină şi competitivă din punct de vedere tehnic şi economic.

În figurile 7, 8 b și 9 se prezintă desenul de execuţie al unui suport (lagăr) realizat din semifabricate sudate. În figurile 8 a și 10 se prezintă variante de lagăre obținute prin turnare.

Figura 7 – Lagăr (suport) realizat din semifabricate sudate.

.

a

b

Figura 8 – Lagăr (suport) realizat din două semifabricate: a – semifabricat turnat; b – semifabricat sudat.

LEGĂTURA DINTRE SEMIFABRICAT, FORMA CONSTRUCTIV – TEHNOLOGICĂ A

PIESELOR ŞI PROCESUL TEHNOLOGIC DE FABRICAŢIE În baza principiilor prezentate se pot stabili pentru o piesă, având un anumit rol funcţional, diferite variante constructiv – tehnologice. Pentru fiecare semifabricat utilizat şi pentru fiecare variantă, constructiv-tehnologică va rezulta câte o variantă sau mai muIte, de proces tehnologic. Una dintre acestea asigură cele mai mari avantaje economice şi forma funcţională optimă rolului funcțional al piesei. Cu creşterea gradului de dotare şi de tehnicitate din întreprindere, proiectantul poate ameliora continuu forma constructiv-tehnologică obţinând caracteristici funcţionale superioare celor iniţial stabilite.

În figura 7 este prezentat un suport (lagăr) care se poate fabrica în următoarele variantele de semifabricat: turnat, sudat, laminat şi forjat.

Caracteristicile funcţionale impuse sunt:

cota de la axa alezajului la talpa de montare,

diametrul alezajului central,

duritatea la alezajul central de 34 – 36 HRC,

condiţiile menţionate pe desen (toleranțe, tratamente termice, etc.).

Figura 9 – Lagăr (suport) realizat din șase semifabricate.

Analiza variantelor constructive pentru lagărele din figurile 7, 8, 9, 10 şi 11 se prezintă în cele ce urmează.

Astfel în figura 9 se prezintă o variantă constuctiv-tehnologice a lagărului (suportului) realizat din semifabricat sudat din șase module (cinci laminate, unul turnat), figura 10 prezintă un lagăr obținut din semifabricat turnat, iar figura 11 prezintă un lagăr complex.

Figura 10 – Lagăr (suport) turnat.

Figura 11 – Lagăr complex.

Exemplul de mai sus reprezintă o analiză privind influenţa semifabricatului asupra formei constructive şi asupra caracteristicilor funcţionale care, pentru acest tip de piesă sunt următoarele:

diametrul lagărului,

dimensiunea dintre axa lagărului şi talpa de montare,

paralelismul axei alezajului cu talpa de montaj,

perpendicularitatea consolei pe talpa,

concentricitatea de 0,1 mm a alezajului lagărului,

rezistenţa la uzură a alezajului,

posibilitatea aplicării unei metode de recondiţionare,

posibilitatea montării unor lagăre de rostogolire sau alunecare. Analizând variantele sudate după criteriul IN CE CONDIŢII SE REALIZEAZĂ ? rezultă concluzii valabile şi altor piese realizate din asemenea semifabricate şi anume:

Semifabricatele sudate se obţin de obicei prin sudarea pieselor simple executate din semifabricate laminate. Pentru a asigura o bună sudabilitate se folosesc, în construcţiile sudate, oţeluri cu conţinut redus de carbon. În final se poate afirma că varianta, „construcţie sudată" nu reprezintă o variantă care să asigure toate caracteristicile impuse.

Precizia dimensională se obţine, la orice construcţie sudată, prelucrând suprafeţele funcţionale, alezajul central şi suprafaţa de montaj a tălpii, numai după sudare şi detensionare şi nu înainte de sudare, cum greşit se mai obişnuieşte. Înainte de sudare se prelucrează la piesele simple numai conturul, dacă au fost debitate cu flacară oxiacetilenică şi suprafeţele de îmbinare ale acestora. Prin debitare mecanică se elimină o serie de prelucrari mecanice. Din punct de vedere al realizării ansamblului suportului (lagărului) varianta sudată este tehnologică deoarece nervurile de sudură nu au poziţii cu sudură ascunsă. Analizând în continuare variantele, după criteriul DIN CE SE REALIZEAZĂ PIESA ?, se constată: Lagărul se poate realiza numai dintr-un semifabricat turnat,

Talpa, suportul şi nervurile se pot realiza din semifabricate laminat, tablă de OL 37. Debitarea se face cu flacăra oxiacetilenică, iar prelucrarea se face pe freze, maşini de frezat şi alezat, etc.

Se constată că din cele șase elemente ale suportului (lagărului), butucul cu alezaj necesită turnarea, ce impune concluzia că varianta semifabricatului turnat este cea mai favorabilă dintre toate variantele cercetate.

Varianta constructivă din figura 10 realizată dintr-un semifabricat turnat asigură cel mai bine caracteristicile funcţionale, dacă sunt asigurate condiţiile tehnice de tratament termic.

COMPARAREA VARIANTELOR

În tabelul 5 se prezintă notarea după 9 criterii de apreciere a variantelor constructive de lagăr (suport) analizate. Varianta din figura 10, varianta turnată a obţinut punctajul cel mai mare, deci va fi aleasă ca soluţie constructivă în ansamblul amestecătorului.

Costul variantei finale, din figura 10, prezentat în tabelul 6 (pasul 2 al studiului AV) este de 220 unităţi monetare şi are o pondere în costul funcţional de 4,354%, faţă de situaţia iniţială de 295 de unităţi monetare cu ponderea în costul funcţional de 6,90%, prezentat în tabelul 3 (pasul 1 al studiului AV).

Tabelul 5 – Tabel sintetic cu variantele constructive analizate.

Nr.

crt.

Criterii

de

analiză

Fig.7 Fig.8 a Fig.8 b Fig.9 Fig.10 Fig.11

varianta iniţială finală

1 Caracteristicile funcţionale

6 6 6 6 6 6

2 Semifabricat 5 4 3 2 6 2

3 Prelucrare mecanică

4 3 2 3 6 4

4 Montare 4 4 4 4 4 6

5 Reparaţie 5 5 5 5 5 5

6 Rigiditate 4 4 4 4 6 4

7 Ergonomie 6 6 6 6 6 6

8 Estetica 6 6 6 6 6 6

9 Costul 5 4 3 4 6 2

TOTAL 45 42 39 40 51 41

Tabelul 6 – Repartizarea costurilor pe funcţii (parţial) (*coordonata Y, ** unităţi monetare).

Nr. crt.

Repere

F u n c ț i i Cost

G H B I F E repere**

5 Lagăr 205 15 220

... ... 980 300 750 510 310 100 2950

Cost total 1040 515 760 690 400 155 3560

Raport 0,29213 0,14466 0,21348 0,19382 0,11236 0,04354 1

Costul funcțiilor% 29,21 14,47 21,35 19,38 11,24 4,354 100

Situaţia finală– pasul 2 al studiului AV

Tabelul 3 (parţial) – Repartizarea costurilor pe funcţii (*coordonata Y, ** unităţi monetare).

Nr. crt. Repere

F u n c ț i i Cost

repere** G H B I F E

5 Lagăr 280 15 295

... ... 980 300 750 510 310 203 3053

Cost total 1040 590 760 690 400 258 3738

Raport 0,2782 0,1578 0,2033 0,1845 0,1070 0,0690 1

Costul funcțiilor% 27,82 15,78 20,33 18,46 10,7 6,90 100

Situaţia iniţială – pasul 1 al studiului AV

Introducând noile date în tabelul 7 se vor trasa diagramele din figurile 12, 13, 14 și 15.

Parametrii au urmatoărele valori calculate: a = 0,96, 44,00 o, S = 119 S' = 0. Se observă că S şi S' au valori mai mici decât în varianta iniţială.

Din tabelul 7 se extrag valorile necesare cu ajutorul cărora se pot trasa următoarele tipuri de diagrame: 1) diagrama ponderii funcţiilor în valoare (figura 12), Această diagramă nu s-a schimbat,

deoarece valoarea sistemului şi a funcţiilor a rămas aceeaşi, 2) diagrama ponderii funcţiilor în cost (figura 13). 3) diagrama ponderii funcţiilor în cost (figura 14). Diagrama din figura 14 prezintă comparativ costurile funcţionale în cele două variante. Se observă diferenţe pentru costul funcţional al tuturor funcţilor, 4) diagrama cu ponderile funcţiilor în valoare şi cost (figura 15).

În figura 15 se prezintă comparativ varianta veche, pasul 1 şi varianta nouă, pasul 2. Sunt reprezentate doar costurile, pentru a nu încărca diagrama şi pentru a observa

scăderea costului funcţiei E de la 6,90, în primul pas al studiului AV % la 4,35 în pasul al doilea al studiului AV %.

Tabelul 7 – Elemante de calcul pentru trasarea diagramelor. * S' =2 * a *(X i)2 – 2 * X i * Y i

Nr. crt.

Elemente de calcul F u n c ț i i

Valoare

G H B I F E totală

1 X i 28,6 23,8 19 14,3 9,52 4,76 100

2 Y i 29,2 14,5 21,3 19,4 11,2 4,35 100

3 (X i)2 816,3 566,9 362,8 204,1 90,7 22,68 2063,5

4 X i * Y i 834,7 344,4 406,6 276,9 107 20,73 1990,4

5 (Y i - a*Xi)2 2,737 72,24 8,855 31,39 4,201 0,057 119,48

6 S' * -94,54 404,7 -113,4 -160,1 -39,04 2,278 0

4,76

9,52

14,29

19,05

23,81

28,57

0

5

10

15

20

25

30

G H B I F E

Figura 12 – Diagrama ponderii funcţiilor în valoare.

29,21

14,47

21,35

19,38

11,24

4,35

0 5 10 15 20 25 30

G

H

B

I

F

E

Figura 13 – Diagrama ponderii funcţiilor în cost

27,82

15,78

20,33

18,46

10,7

6,9

29,21

14,47

21,35

19,38

11,24

4,35

0 10 20 30 40 50 60

G

H

B

I

F

E

pasul 1 pasul 2

Figura 14 – Diagrama cu compararea ponderii costului funcţional, în pasul 1 şi pasul 2.

18,46

27,82

20,33

15,78

6,9

10,7

4,35

E

29,21

G

21,35

B

14,47

H

19,38

I

11,24

F

y = 1,0003x

R2 = 1

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35

p 1 p 2 Figura 15 – Compararea ponderilor funcţiilor în valoare şi cost în pasul 1 şi pasul 2.

COMPARAREA VARIANTELOR În tabelul 5 se prezintă notarea după 9 criterii de apreciere a variantelor constructive de lagăr (suport) produs prin turnare. Varianta din figura 10, varianta turnată a obţinut punctajul cel mai mare, deci va fi aleasă ca soluţie constructivă în ansamblul amestecătorului. Dar în multe situații lagărul trebuie să fie din două părți, pentru a ușura montarea și demontarea rapida a ansamblului (figura 16 și figura 17).

Figura 16 – Desenul de execuţie al unui suport realizat din semifabricate sudate.

a b Figura 17

Având în vedere varianta din figurile 16 și 17 studiul Analizei Valorii trebuie reluat, pentru compararea ponderii funcțiilor în valoare și cost și acesta este următorul pas al studiului. Relaţia valoare – costuri trebuie să identifice: funcţiile foarte scumpe în raport cu celelalte funcţii, funcţiile prea scumpe în raport cu contribuţia lor la valoarea produsului, funcţiile prea scumpe în raport cu posibilităţile tehnice existente de realizare. Parcurgând cea de a treia iterație a studiului de Analiza Valorii, noile costuri funcționale pentru varianta selectată (figurile 16 și 17) se introduc în tabelul 8. În tabelul 6 se pot observa valorile costurilor funcțiilor în varianta (iterația) 2.

Tabelul 6 – Repartizarea costurilor pe funcţii (parţial) (*coordonata Y, ** unităţi monetare).

Nr. crt.

Repere

F u n c ț i i Cost

G H B I F E repere**

5 Lagăr 205 15 220

... ... 980 300 750 510 310 100 2950

Cost Total 1040 515 760 690 400 155 3560

Raport 0,29213 0,14466 0,21348 0,19382 0,11236 0,04354 1

Costul funcțiilor% 29,21 14,47 21,35 19,38 11,24 4,354 100

Pasul 2 al studiului AV

Tabelul 8 – Repartizarea costurilor pe funcții (parțial) (coordonata Y, ** unități monetare)

Nr. crt.

Repere

F u n c ț i i Cost

G H B I F E repere**

5 Lagăr 225 15 240

... ... 980 300 750 510 310 120 2970

Cost Total 1040 535 760 690 400 175 3600

Raport 0,28889 0,14861 0,21111 0,19167 0,11111 0,04861 1

Costul funcțiilor% 28,89 14,86 21,11 19,17 11,11 4,861 100

Pasul 3 al studiului AV Aceste date se introduc în tabelul cu elementele de calcul (tabelul 9).

Tabelul 9 – Elementele de calcul pentru trasarea diagramelor. *S'=2 * a * (X i)2 – 2 * X i * Y i

Nr. Elemente F u n c ț i i Valoarea totală crt. de calcul G H B I F E

1 X i 28,6 23,8 19 14,3 9,52 4,76 100

2 Y i 28,9 14,9 21,1 19,2 11,1 4,86 100

3 (X i)2 816,3 566,9 362,8 204,1 90,7 22,68 2063,5

4 X i * Y i 825,4 353,8 402,1 273,8 105,8 23,15 1984,1

5 (Y i - a*Xi)2 2,006 64,52 7,818 29,49 3,817 0,08 107,73

6 S' * -80,93 382,5 -106,5 -155,2 -37,21 -2,689 0

Parametrii au următoarele valori calculate: a = 0,96, 43,9 o, S = 108, S' = 0. Cu rezultatele din acest tabel se obțin diagramele din figurile 18, 19, 20 și 21 în care se prezintă: 5) diagrama ponderii funcţiilor în valoare (figura 18), Această diagramă nu s-a schimbat,

deoarece valoarea sistemului şi a funcţiilor a rămas aceeaşi, 6) diagrama ponderii funcţiilor în cost (figura 19),

Diagrama permite comparaţii între costurile totale ale funcţiilor şi în cadrul costurilor totale, între costurile de manoperă şi de material, evidenţiindu-se: funcţiile foarte scumpe cu ponderea cea mai mare în costul total al produsului, funcţiile secundare foarte scumpe în raport cu funcţiile obiective sau chiar mai scumpe

decât acestea,

funcţiile a căror realizare necesită costuri disproporţionate fie de material, fie de manoperă.

7) diagrama ponderii funcţiilor în cost (figura 20). Diagrama din figura 20 prezintă comparativ costurile funcţionale în cele trei variante studiate, în cele trei iterații ale studiului Analizei Valorii. Se observă o creștere mică pentru costul funcției E, 8) diagrama cu ponderile funcţiilor în valoare şi cost (figura 21).

În figura 21 se prezintă comparativ cele trei variante studiate, cele trei iterații ale studiului Analizei Valorii varianta din pasul (iterația) 1, varianta din pasul (iterația) 2 şi varianta nouă, pasul (iterația) 3.

Sunt reprezentate doar costurile, pentru a nu încărca diagrama şi pentru a observa evoluția costului funcţiei E în cele trei iterații, de la 6,90 % (295 unităţi monetare) – iterația 1, la 4,35% 2 (220 unităţi monetare) – iterația și 4,88 % (240 unităţi monetare) – iterația 3.

4,76

9,52

14,29

19,05

23,81

28,57

0

5

10

15

20

25

30

G H B I F E

Figura 18 – Diagrama ponderii funcţiilor în valoare.

28,89

14,86

21,11

19,17

11,11

4,86

0 5 10 15 20 25 30

G

H

B

I

F

E

Figura 19 – Diagrama ponderii funcţiilor în cost

27,82

15,78

20,33

18,46

10,7

6,9

29,21

14,47

21,35

19,38

11,24

4,35

28,89

14,86

21,11

19,17

11,11

4,86

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

G

H

B

I

F

E

pasul 1 pasul 2 pasul 3

Figura 20 – Diagrama cu compararea ponderii costului funcţional, în pasul 1, pasul 2 și pasul

3 al studiului Analizei Valorii.

6,9

4,35

E

p 3; 14,86

p 3; 4,861

p 3; 28,89

p 3; 11,11

p 3; 19,17

p 3; 21,11

y = 1,0003x

R2 = 1

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30

p 1 p 2 p 3

Figura 21 – Compararea ponderilor funcţiilor în valoare şi cost în pasul 1, pasul 2 și pasul 3 al

studiului Analizei Valorii.

Costului variantei din iterația a 3 – a este mai mare decât costul variantei din iterația a 2 – a, dar diferența este mică. Ceilalți parametrii care au influențat alegerea variantei finale sunt prezentați în tabelul 9.

Tabelul 9 – Tabel sintetic cu variantele constructive analizate.

Nr.

crt.

Criterii

de

analiză

Fig.8 a Fig.10 Fig.11 Fig.17

1 Caracteristicile funcţionale

6 6 6 6

2 Semifabricat 4 6 2 5

3 Prelucrare mecanică

3 6 4 5

4 Montare 4 4 6 6

5 Reparaţie 5 5 5 6

6 Rigiditate 4 6 4 6

7 Ergonomie 6 6 6 6

8 Estetica 6 6 6 6

9 Costul 4 6 2 3

TOTAL 42 51 41 49

Punctajul obținut de varianta din figurile 16 și 17 este mai mic decât varianta turnată din

figura 10, dar se alege varianta din figurile 16 și 17, pentru că ponderea avantajelor este mai mare decât ponderea dezavantajelor variantei din figura 10.

Variantă din figurile 16 și 17 are următoarele avantaje față de varianta din figura 10: montarea și demontarea ansamblului se fac mult mai ușor, întreținerea se execută, de asemenea mai ușor,

Dezavantajele variantei din figurile 16 și 17 față de varianta din figura 10 sunt următoarele: modul de obținere a semifabricatului; se poate observa că în cadrul acestei variante piesa

este compusă din două module, prelucrarea mecanică prin așchiere; procesul de prelucrare prin așchiere este mai lung,

mai complicat și mai costisitor, costul funcțional acestei variante este mai mare, dar diferența este ne semnificativă.