Зачетная работа: функционально-стоимостной анализ шумомера-виброметра

1. Зачетная работа Шумомер-виброметр интегрированный

Выполнил студент группы ЭДМ-24-09 Федоров М.О.

2. Вариант 20

Шумомер-виброметр интегрированный (для СОУТ)
Целевая цена прибора: 95 000 руб.
Плановая маржинальность: 30%.
Фактическая сметная себестоимость производства: 82 000 руб
Основные составные части (узлы):
Прецизионный измерительный микрофон и акселерометр – 30 000 руб.
Электронный блок с фильтрами (A, C, октавными) и анализатором – 25 000 руб.
Цветной сенсорный дисплей – 15 000 руб.
Внешний GPS-модуль для привязки замеров – 7 000 руб.
Корпус, элементы питания, калибровочный генератор – 5 000 руб.
Направления улучшений: Целесообразность цветного сенсорного экрана (возможна замена на
монохромный ЖК). Нужен ли внешний GPS-модуль в базовой комплектации или как опция?
Анализ стоимости акселерометра (можно ли использовать один датчик для двух осей?).

3. Функциональная модель

Управляющие сигналы
Входы
Шумомер-виброметр
интегрированный
Выходы
Звуковые волны (шум)
Механические колебания (вибрация)
Команда пользователя (включение,
управление)
F1. Принять команду пользователя.
F2. Обеспечить прибор электроэнергией.
F3. Преобразовать звуковое давление в электрический
сигнал
F4. Преобразовать механические колебания в
электрический сигнал
F5. Усилить и отфильтровать аналоговые сигналы
F6. Преобразовать аналоговые сигналы в цифровые данные
F7. Проанализировать цифровые данные
F8. Определить географические координаты точки замера
F9. Отобразить результаты измерений и системный статус.
F10. Калибровка прибора
Числовые значения уровней
шума/вибрации (дБ, м/с²)
Вывод значений координат
Механизмы

4. Функциональная декомпозиция

Узел отображения
Пользовате
ль
команда
Узел
питания
Блок
управления
Блок
питания
Шум/вибрация
Внешняя
среда
Калибратор
Датчики
Блок управления
Энергия для всех узлов
радиосигнал
Микрофон
GPS-модуль
Акселеромет
р
Анализ и
обработка
Аналоговый сигнал
Усиление/ф
ильтрация
Отображени
е
Блок памяти
Цифровые данные
АЦП
Узел обработки
Узел анали

5. Функционально-предметная модель

Физический компонент (узел)
F1.
Прием
команд
Цветной сенсорный дисплей
20%
F2.
Питание
F3. Детект.
шума
F4.
Детект.
вибр.
F5. Аналог.
обработка
F6. Цифр.
анализ
F7.
Геопозиц.
F8.
Визуализ.
F9. Сигнал-ция
80
Электронный блок с анализатором
100%
Прецизионный измерительный микрофон
100%
100%
100%
Акселерометр (3-осевой)
100%
Внешний GPS-модуль
100%
Блок элементов питания
0
0
Корпус
15%
20%
0
0
0
0
0
0
00
Калибровочный генератор
Итого по столбцу (Проверка: должно быть 100%)
F10.
Калибр.
0
100
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
35%
100%
100%

6. Определение ранга функции методом попарного сравнения

Функция
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
Сумма (Ранг)
F1. Прием
команд
–
1
0
0
0
0
1
1
1
1
5
-
–
-
-
-
-
-
-
-
-
-
F3. Детект.
шума
1
1
–
1
0
0
1
1
1
1
7
F4. Детект.
вибр.
1
1
0
–
0
0
1
1
1
1
6
F5. Аналог.
обработка
1
1
1
1
–
0
1
1
1
1
8
F6. Цифр.
анализ
1
1
1
1
1
–
1
1
1
1
9
F7. Геопозиция
0
1
0
0
0
0
–
0
0
1
2
F8.
Визуализация
0
1
0
0
0
0
1
–
0
1
3
F9.
Сигнализация
0
1
0
0
0
0
1
1
–
1
4
F10.
Калибровка
0
1
0
0
0
0
0
0
0
–
1
F2. Питание

7. Определение ранга функции методом попарного сравнения

№F
Функция
Значение
УЗ (константа)
АЗ
ОЗ = (АЗ / ΣАЗ) * 100%
1
F6. Цифровой анализ
10
11
21
(21/155)*100% ≈ 13.55%
2
F5. Аналог. обработка
9
11
20
(20/155)*100% ≈ 12.90%
3
F3. Детектирование
шума
8
11
19
(19/155)*100% ≈ 12.26%
4
F4. Детектирование
вибр.
7
11
18
(18/155)*100% ≈ 11.61%
5
F1. Прием команд
6
11
17
(17/155)*100% ≈ 10.97%
6
F9. Сигнализация
5
11
16
(16/155)*100% ≈ 10.32%
7
F8. Визуализация
4
11
15
(15/155)*100% ≈ 9.68%
8
F7.
Геопозиционирование
3
11
14
(14/155)*100% ≈ 9.03%
9
F10. Калибровка
2
11
13
(13/155)*100% ≈ 8.39%
10
F2. Питание
1
11
12
(12/155)*100% ≈ 7.74%
65
110
155
≈100.00%
Σ

8. Расчет целевых затрат

Цп = 95 000 руб;
Сп = Цп – Мп = 95 000 / 1.30 = 73 076,92 руб.
Название функции
Относительная значимость (ОЗ), %
Целевая стоимость функции, руб. (Сп * ОЗ / 100)
F6. Цифровой анализ
13.55%
73 077 * 0.1355 ≈ 9 902
F5. Аналоговая обработка сигналов
12.90%
73 077 * 0.1290 ≈ 9 427
F3. Детектирование шума
12.26%
73 077 * 0.1226 ≈ 8 959
F4. Детектирование вибрации
11.61%
73 077 * 0.1161 ≈ 8 484
F1. Прием пользовательских команд
10.97%
73 077 * 0.1097 ≈ 8 016
F9. Сигнализация о превышении
10.32%
73 077 * 0.1032 ≈ 7 542
F8. Визуализация результатов
9.68%
73 077 * 0.0968 ≈ 7 074
F7. Геопозиционирование (GPS)
9.03%
73 077 * 0.0903 ≈ 6 599
F10. Калибровка измерительных каналов
8.39%
73 077 * 0.0839 ≈ 6 131
F2. Обеспечение автономного питания
7.74%
73 077 * 0.0774 ≈ 5 656
ИТОГО
≈100%
≈73 077

9. Анализ полезностного потенциала

Критическими объектами для шумомера-виброметра являются цветной
сенсорный дисплей, внешний GPS-модуль и 3-осевой акселерометр.
Рассмотрим каждый узел отдельно.
• Цветной сенсорный дисплей
Избыточен для базовой задачи СОУТ. Замена на монохромный ЖК с кнопками снизит
стоимость на ~8-10 тыс. руб., повысит надежность и энергоэффективность.
• Внешний GPS-модуль
Не обязателен для большинства СОУТ. Исключение из базовой комплектации
(опционально) даст экономию в 7 тыс. руб.точное геопозирование заччастую не
рационально так как замеры производятся в основном на обозначенном рабочем
месте
• 3-осевой акселерометр
Часто избыточен для СОУТ. Применение 2-осевого или более простого 3-осевого
датчика снизит стоимость на 3-5 тыс. руб. (из общих 30 тыс. руб. за
микрофон+акселерометр).

10. Сравнительный анализ плановой стоимости. Целевые затраты

11. Анализ плановых и целевых затрат. Анализ альтернатив

12. Морфологический ящик

Параметр (Критический узел)
Вариант 1 (Текущий)
Вариант 2
(Оптимизированный)
Вариант 3 (Бюджетный)
1. Дисплей и управление
Цветной сенсорный (15 т.р.)
Монохромный ЖК + кнопки
(6 т.р.)
Сегментный ЖК + 5 кнопок (3
т.р.)
2. GPS-модуль
Внешний модуль в комплекте
(7 т.р.)
Опция (продается отдельно)
Полное отсутствие
3. Акселерометр
3-осевой прецизионный (10
т.р. из 30т.р.)
2-осевой (7 т.р.)
1-осевой (4 т.р.)
4. Корпус и питание
Индивидуальное литье + Liion (2,5+2,5 т.р.)
Универсальный корпус + AAбатареи (1,5+1 т.р.)
Простой пластик + AA-батареи
(1+1 т.р.)
5. Калибровка
Встроенный генератор (часть
2,5 т.р.)
Внешний калибратор (опция)
Ручная калибровка по эталону

13. Матрица подсчета баллов

Критерий отбора
Вариант 1 (Текущий)
Вариант 2 (Оптимизированный)
Вариант 3 (Бюджетный)
Снижение себестоимости
-
+
+
Соответствие ГОСТ/СОУТ
+
+
0
Надежность
0
+
0
Энергопотребление
-
+
0
Ремонтопригодность
0
+
-
Время разработки
+
0
-
Конкурентность
0
+
-
Сертификация
+
0
-
Оценок +
3
6
1
Оценок 0
4
2
3
Оценок -
2
0
4
Общая оценка
1
6
-3
Место в рейтинге
2
1
3
Продолжать разработку?
нет
ДА
нет

14. Инвестиционная оценка

Дано
Капитальные вложения (К) — 400 000 руб.
(разработка, сертификация, оснастка)
Срок реализации предложения — 12 месяцев
Объем производства до реализации — 100 шт./год
(прогноз)
Прибыль на 1 шт. до реализации — 95 000 (цена)
– 82 000 (себестоимость) = 13 000 руб.
Объем проиводства после реализации — 150
шт./год (прогноз с более конкурентной ценой)
Прибыль на 1 шт. после реализации — 95 000 – 60
500 = 34 500 руб.
Ставка дисконтирования (r) — 13%
Норматив амортизационных отчислений — 11%
Ставка налога на имущество — 2%
Решение:
Прирост годовой прибыли:
До проекта: 100 шт. × 13 000 руб. = 1,3 млн руб.
После проекта: 150 шт. × 34 500 руб. = 5,175 млн руб.
Инкрементальная прибыль: 5,175 – 1,3 = 3,875 млн руб./год
2. Амортизация: 11% × 400 000 руб. = 44 000 руб./год (0,044 млн руб.)
3. Налог на имущество: 2% × 400 000 руб. = 8 000 руб./год (0,008 млн
4. Чистый денежный поток (CF):
CF = 3,875 – 0,044 – 0,008 = 3,823 млн руб./год
5. Простой срок окупаемости (PP):
PP = 400 000 / 3 823 000 ≈ 0,105 лет ≈ 1,26 месяца
6. Дисконтированный срок окупаемости (DPP):
•Коэффициент дисконтирования для 1 года: 1 / (1 + 0,13) = 0,885
•Дисконтированный CF: 3,823 × 0,885 = 3,383 млн руб.
•DPP = 400 000 / 3 383 000 ≈ 0,118 лет ≈ 1,42 месяца
7. Чистый приведенный доход (NPV) за 1 год:
NPV = (3,823 / 1,13) – 0,4 = 3,383 – 0,4 = 2,983 млн руб.