Analiza functionala, fundament al managementuluilor tehnice

Analiza functionala, fundament al managementului proiectelor tehnice

Analiza functionala este o metoda de cercetare sistematica a functiilor pe care trebuie sa le indeplineasca un produs sau un serviciu pentru a raspunde la nevoile specificate.

Analiza functionala ocupa un loc major in fazele initiale ale unui proiect si permite definirea si ierarhizarea diferitelor functiuni ale produsului si a nivelului de performanta asa cum sunt specificate in Caietul de Sarcini Functional CSF ce contine patru categorii de impuneri:

exigentele functionale ale produsului: acele atribute care satisfac nevoile utilizatorilor;

exigentele de siguranta in functionare, definite in termeni specifici fiabilitate, mentenabilitate, securitate ;

exigente relative la conceptia produsului: solutii tehnice, componente, interfete.

exigente relative la calificarea si acceptarea produsului si procedurile care-i atesta calitatile.

Pentru a intelege procedurile specifice analizei functionale este necesara prezentarea unor notiuni de baza:

Nevoia - reprezinta o necesitate sau o dorinta simtita de utilizator care poate fi exprimata, marturisita sau nu, latenta sau potentiala, iar pentru a-si satisface nevoia utilizatorul este dispus sa plateasca. Nevoia reprezinta centrul dialogului permanent dintre solicitator si utilizator mentionandu-se faptul ca intre solicitator si producator de cele mai multe ori exista o diferenta neta in perceptia lucrurilor si a valorilor.

Functiunea - reprezinta actiunea unui produs sau a unui constituent de-al sau exprimata exclusiv in termeni de finalitate. Ea constituie interfata conceptuala, imateriala intre nevoie si produs.

Ca regula, functiunea se exprima printr-un verb la infinitiv, completat daca este necesar de un complement, evitand astfel ambiguitatile semantice legate de utilizarea substantivelor.

Functiunile principale sunt cele care realizeaza serviciul asteptat de client. Ele pot fi:

utilitare: conservare alimente, transport, reglare presiune etc.;

relationale: distreaza tineretul;

pedagogice: invata.

Functiunile secundare ale produselor satisfac, pe langa functiunea principala, o serie de nevoi complementare (sau secundare) de obicei induse de functia principala. De exemplu pentru un  stilou functiunile secundare sunt: sa fie estetic, sa fie agrafabil, sa nu murdareasca buzunarul, sa nu se descarce foarte repede.

Constrangerile - sunt functiuni impuse produsului de mediu, starea tehnologica, reguli sau norme. Constrangerile reprezinta functiuni de adaptabilitate a produsului la mediul sau (cost, mentenabilitate).

Functiunile tehnice - reprezinta proprietatile interne specifice produsului definite prin modul de interactiune a constituentelor sau a procedeelor sistemelor.

Cautarea functiunilor reprezinta o metoda simpla care consta in identificarea tuturor elementelor exterioare ce interactioneaza cu produsul in timpul utilizarii. Toate conditiile inclusiv cele de stocare, transport sau necesitatea intretinerii trebuie luate in considerare.

Metoda FAST (Functional Analysis System Technique) - introduce parametrii de legatura intre functiuni. Ea poate fi utilizata cu succes pentru reconceperea produsului existent conform figurii 5.1, cunoscand ca prin metoda FAST exista trei directii de dezvoltare:

CUM ? - exploreaza o functiune prin functiuni de grad inferior si pune in evidenta drumul critic sau constructia arborescenta a functiunilor.

PENTRU CE ? - care sintetizeaza intr-o functiune complexa functiuni de grad inferior.

CAND ? - timpul cand se realizeaza disjunctia. Pune in evidenta momentele in care mai multe functiuni trebuie satisfacute simultan.

Figura 5.1 - Metoda FAST

Analiza functionala trebuie luata in considerare de catre analist la studiul produsului ca un ansamblu de sarcini care trebuie indeplinite si mai putin ca oportunitate a unor solutii tehnice la care tine. Metoda permite optimizarea obiectivelor functionale care trebuie realizate in viitor inainte de a cheltui prea mult in investitii. De asemenea permite un dialog intre client, creator si executant.

De exemplu: decompozitia FAST a unei usi de garaj cu telecomanda (fig.5.6) scoate in evidenta o serie de functiuni secundare care trebuie sa se efectueze simultan (CAND?), functiuni care sintetizeaza o functiune complexa bine definita.

Astfel: deplasarea panoului de usa prin telecomanda nu trebuie sa elimine actionarea normala a usii de garaj in conditiile limita cand telecomanda nu poate fi utilizata (PENTRU CE). Semnalizarea miscarii usii pentru personal poate fi realizata sonor sau luminos sau ambele concomitent. Este evident ca sinele, cuplajele, manetele, motorul sau contactele reprezinta organe care materializeaza functiuni ale produsului. Renuntarea la o functiune reprezinta o simplificare a produsului si bineinteles o reducere a costului de realizare.

Caietul de sarcini functionale ( CSF ) - reprezinta formularul de referinta, documentul care expliciteaza nevoile, astfel incat prin functiunile principale enuntate:

se exprima nevoile utilizatorilor in termeni de dorinte de satisfacut, caracterizate si ierarhizate

se prezinta intr-un document de referinta exigentele functionale ale clientului fara a limita creativitatea producatorului

se stimuleaza creativitatea producatorului in a gasi solutii optimale in performante si pret

ofera un suport de dialog. Functiunile identificate sunt clasate si ierarhizate doar prin importanta lor in satisfacerea nevoilor;

se pot realiza ierarhizari prin coeficientul de pondere, criterii de apreciere, nivel al criteriului de apreciere, flexibilitatea nivelului la criterii.

De exemplu: pentru un fier de calcat cu umidificator si sistem de aburire a materialului textil se pot nominaliza mai multe functiuni care pot fi clasificate dupa o serie de criterii dintre care nu trebuie sa fie eliminate flexibilitatea (nivelul de limite intre care functiunile sunt acceptate) si negociabilitatea (necesitatea imperativa sau nu a  functiunii respective) dupa un tabel de genul urmator:

Referat: Integrarea cerealelor in elaborarea si implimentarea tehnologiei ecologice de producere a fainoaselor aglutenice: produse de panificatie si biscuiti Referat: Documentatia investitiilor si studiul de fezabilitate

Rata de schimb reprezinta pretul pe care clientul este dispus sa-l plateasca pentru "un pic de performanta in plus". De exemplu: un fier de calcat cu o putere de 1000 W costa 400.000 lei, unul cu o putere de 1200 W costa 500.000 lei. Clientul este dispus sa plateasca in plus 100.000 lei pentru 200 W suplimentari?

In aceste conditii pentru fierul de calcat mentionat se pot nominaliza in caietul de sarcini functional urmatoarele  caracteristici, functiuni si criterii de performanta:

Metoda IDEF ( Integrated Definition Language), cunoscuta si ca metoda SADT (Structures Analysis and Design Techniques) elaborata de Douglas T. Ross in 1976, reprezinta o metoda de analiza a specificatiilor functionale.

Domeniile de aplicare a metodei: in toate cazurile cand dorim sa analizam si sa descriem un sistem sub aspectul sau functional.

De exemplu:

1.                                                 pentru functiunile realizate de un element material:

1.                                                              reglare temperatura

2.                                                              spalare rufe

pentru descrierea unui proces:

organizare invatamant

organizare voiaj

pentru amandoua: - transport de turisti

Metoda se poate utiliza in diferitele stadii ale unui sistem existent, dorit sau in curs de realizare, chiar si pe un model teoretic, general.

Modelarea grafica permite exprimarea ideilor intr-o maniera precisa si concisa. Formalismul realizarii evita ambiguitatile, iar abordarea descendenta structurata constituie un ghid metodologic valoros. Metoda poate fi folosita ca:

un suport pentru dialog

un suport pentru gandire

pentru a conserva un traseu parcurs

Modelarea se realizeaza pentru a intelege si a te face inteles. Capacitatea noastra de a lucra in abstract este limitata si deseori ne imaginam realul prin machete, desene, formule care nu sunt doar simple constructii ci reprezinta esentialul unui fenomen pe care dorim sa-l cunoastem mai bine si apoi sa-l stapanim. Reprezentarile sunt reduceri imperfecte ale realitatii dar beneficiind de selectarea doar a unor caracteristici ne putem focaliza atentia asupra a ceea ce este esential, eliminand detaliile inutile

Studiul unui sistem prin metoda IDEF poate fi realizat la diferite nivele de abstractizare:

functionala (CE?) care descrie functiile de serviciu care trebuie asigurate

conceptul (CUM?) care descrie principiile de punere in functiune

logic si organizational (CU CINE? UNDE? CAND? CU CE?) care defineste mijloacele necesare si conditiile de utilizare

fizic si operational, care afecteaza mijloacele necesare si asigura punerea in functionare.

IDEF ataca in principal primul nivel, cel al functiilor si descompunerea acestora, mai putin nivelul sistemic, descompunerea sistemelor si este adaptata pentru descrierea serviciilor asteptate de la un produs sau proces.

Metoda permite introducerea in analiza si a elementelor de solutionare, a mecanismelor, ceea ce face ca metoda sa fie o legatura intre analiza functionala si metodele de conceptie. Schimbul si gestiunea ideilor in aceasta directie sunt elementarele atuuri ale metodei care favorizeaza creativitatea permitand accesul la concepte originale.

Reprezentarea grafica realizata creeaza posibilitatile de a materializa schimbul si gestionarea ideilor ceea ce reprezinta punctele forte ale metodei, presupunand insa utilizarea unui formalism de expresie cunoscut si inteles de toti. Recurgerea la o reprezentare grafica tipizata comporta o serie de avantaje:

mai clara si mai concisa decat limbajul natural

orienteaza analistul intr-un demers organizat

garanteaza tipizarea documentelor produse

limiteaza riscul de ambiguitati

obtinerea unei densitati mari de informatii

Un model IDEF este construit dintr-un ansamblu ierarhizat de diagrame permitand reprezentarea la diverse nivele de detaliu sau subsisteme o forma relativ concisa a sistemelor simple sau compuse.

Metoda propune doua forme de reprezentare: actigrame si datagrame, actigrama fiind mai adaptata studiilor functionale.

In actigrame functiunile sunt reprezentate in module si relatiile functionale sunt dirijate prin canale.

Datagramele, sunt utilizate mai ales in informatica, orientata pe elemente materiale si informatii, adoptand deci o conventie inversa.

Elementul de baza la IDEF este modulul.( fig. 5.2). Pentru actigrama el reprezinta o activitate functionala  a sistemului pe care dorim sa o reprezentam. Aceasta functie este identificata printr-un verb la infinitiv. Modulele functionale ale unui sistem comunica intre ele, dar si cu mediul prin interfete schimband informatii sau flux material, interfetele avand o sarcina, un scop diferit de functiunea analizata, datorita situarii lor fata de modul.

Interfetele sunt de patru categorii: intrarile, iesirile, controalele si mecanismele.

Intrarile conectate la stanga modulului sunt consumate de activitatea respectiva pentru a produce iesiri. Ele nu conditioneaza comportamentul modulului si nu pot declansa activitatea produsului. In lipsa intrarilor evidente trebuie gasite intrari caracteristice dar un modul poate sa nu aiba intrari cand functionarea sa nu necesita un flux exterior ( "producerea" orei de catre ceas).

Figura 5.2  - Modulul de baza folosit in metoda IDEF

Iesirile conectate la dreapta sunt rezultatul activitatii functionale a modulului. Este de asteptat sa avem cel putin o iesire (logica modulului).

Controalele, conectate in partea superioara a modulului nu sunt consumate de activitate dar declanseaza sau influenteaza puternic comportamentul acestora. O activitate trebuie sa aiba cel putin un declansator, un control.

Mecanismele conectate in partea inferioara a modulului, nu sunt considerate ca elemente ale modulului functional, ele creand posibilitatea descrierii elementelor psihice puse in miscare pentru realizarea functiunii. O diagrama poate sa nu aiba mecanisme specifice.

In fig. 5.3 sunt prezentate interfetele unei petreceri amicale. Se remarca faptul ca intrarile sunt formate din prieteni invitati si alimentele sau materialele necesare pentru prepararea diferitelor mancaruri oferite, iesirile sunt aceeasi prieteni, dar multumiti si bine dispusi, elementele de control specifice modulului sunt ocazia, lista de prieteni invitati si retetele de bucate, iar mecanismele pentru desfasurarea activitatii sunt reprezentate de telefon, oale, masina de gatit, frigiderul, cafetiera etc.

O diagrama IDEF este constituita dintr-un ansamblu de module reunite prin canale De exemplu in fig. 5.4 este prezentata datagrama editarii unui jurnal, o revista care contine articole si fotografii ce se refera la anumite fapte diverse.

Pentru aceeasi revista in fig. 5.5 a fost construita si o actigrama, diferenta dintre cele doua metode  fiind evidenta:

in module sunt mentionate actiunile

iesirile modulelor sunt elemente fizice.

Figura 5.3 - Exemplu de model (petreceri amicale)[4]

Modulele si canalele se identifica pentru a fi clar precizate actiunile definitorii si apoi sunt explicitate prin texte aditionale. Norma recomanda ca intr-o datagrama sa avem 3 - 6 module care se dispun succesiv in reprezentare. Canalele reprezinta schimbul de flux intre modulele care se pot regrupa in fluxuri de rang superior x sau de rang inferior ABC.

Figura 5.4 - Datagrama editarii unei reviste

Anumite fluxuri pot fi intr-o etapa intrari (deci elemente consumabile) si intr-o alta etapa elemente de control. Fiecare modul trebuie sa aiba minim un control si o iesire.

Figura 5.5 - Actigrama editarii unei reviste

O analiza IDEF poate fi:

descendenta - pentru ca este necesar sa regasim o ierarhizare pentru a asigura coerenta ansamblului;

ierarhizata - impune o succesiune intre activitati

structurata - rezulta dintr-un proces iterativ alternand analiza si sinteza asigurand coerenta intre un modul tata si diagrama dezvoltata descompusa la nivel inferior.

Modelarea prin dualitatea functii / relatii functionale

In general functiile elementare asigurate produsului nu sunt independente, fiind stabilite intre ele sau cu mediul, relatii care contribuie in comun la satisfacerea unei nevoi. Aceste legaturi sunt fie un flux de materiale sau un flux de informatii.

Organigrama functionala reprezinta o decompozitie pe functiuni a proiectului astfel incat functiunile principale cat si cele complementare sunt ierarhizate pentru a crea un ansamblu de analiza cat mai realist. In figura 5.6 [4] este prezentata o decompozitie functionala pentru o poarta de garaj actionata automat prin telecomanda, functiunea principala de deplasare a panoului portii fiind descompusa prin metodele deja nominalizate cu / si in alte functiuni secundare: ghidarea panoului, semnalizarea miscarii, comanda miscarii etc.