1、ICS 03.100.40 VDI-RICHTLINIEN Oktober 1996VEREINDEUTSCHERINGENIEUREFunktionenanalyseGrundlagen und MethodeVDI 2803Blatt 1Function analysisFundamentals and methodInhalt Seite1 Ziel dieser Richtlinie 22 Aufgaben der Funktionenanalyse 23 Zentrale Begriffe der Funktionenanalyse . 24 Vorbereitung der Fun
2、ktionenanalyse 45 Hinweise zum Vorgehen beim Erstellen von Funktionenstrukturen. . . 55.1 Analyse der Ist-Funktionen 55.1.1 Funktionen sammeln 55.1.2 Funktionen gliedern 55.1.3 Funktionenstruktur erstellen 55.2 Soll-Zustands-Beschreibung 86 Tiefe der Funktionenanalyse 97 Beispiele zur Funktionenform
3、ulierung 13Schrifttum 16VDI-Gesellschaft Systementwicklung und ProjektgestaltungAusschu Grundlagen und MethodikB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-2- VDI 2803 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein
4、Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19961 Ziel dieser RichtlinieDie Funktionenanalyse gehrt zu den wichtigsten, inihrer Bedeutung jedoch oft unterschtzten Modulender Wertanalyse (WA), aber auch verwandter Methodik-Systeme wie Konstruktionsmethodik 21; 24,Total Quality Management (TQM), Industrial Design
5、25; 26 etc. Auch im Wertanalyse-Schrifttum sinderst in letzter Zeit Anstze zu neuen Erkenntnissenhierzu gemacht worden 1; 2. Im Praxiseinsatz fehltes jedoch weitgehend an eindeutig definierten Benennungen fr Begriffe auf dem Gebiet der Funktionenund Funktionenstrukturen - z.B. dem FAST-Dia-gramm 10.
6、 Ebenso mangelt es an Beispielen, Handlungsanweisungen und dergleichen, die naturgemauch von der DIN 69910 3 nicht erbracht werdenknnen. Dennoch bilden die dort festgelegten Begriffe, Benennungen, Definitionen und Konzepte einegute Grundlage fr die Entwicklung eines Leitfadenszur Durchfhrung von Fun
7、ktionenanalysen im Rahmen von Wertanalyse-Projekten. Einen solchen Leitfaden soll die vorliegende Richtlinie darstellen.2 Aufgaben der FunktionenanalyseUnter Funktionenanalyse (FA) im Sinn der WA wirddas Analysieren der Funktionen von WA-Objekten(Produkten, Prozessen, Dienstleistungen) verstanden.Na
8、ch 16; 17 sollen demnach die Objekte auf ihreWirkungen, Zwecke und Konzepte hin analysiert, d.h.in ihre verschiedenen Komponenten, Elemente,Aspekte etc. aufgegliedert und diese bezglich ihrerverschiedenen Kennzeichen, Merkmale, Attribute u.dgl. abstrahiert, aufgeteilt, eingeordnet und bestimmtwerden
9、.Die zentralen Begriffe der FA leiten sich aus den spezifischen Aufgaben ab, die dieses Modul im Rahmenvon WA-Projekten zu erfllen hat. Deshalb ist es nichtverwunderlich, da in Theorie und Praxis im Hinblickauf andere Aufgabensituationen mit unterschiedlichenFunktionenbegriffen gearbeitet wird, so z
10、.B. in betriebswirtschaftlichen und organisatorischen Analysen. Diese Unterschiede knnen zu Projektbeginn gewisse Schwierigkeiten bereiten. Dennoch ist die FA,wie die Praxis zeigt, auch in diesen Bereichen mit Erfolg anwendbar.Im Rahmen von WA-Projekten hat die FA vor allemfolgende Aufgaben zu erfll
11、en:a) Verbale Funktionenformulierungen mit optimiertem Abstraktionsgrad 2 und Funktionenstrukturen10 sind Elemente und Werkzeuge zur sanften Modellbildung“ fr nichtalgorithmierbare Systeme undProbleme im Sinn der WA, da diese einer harten Modellbildung“ mittels mathematischer Instrumentariennicht zu
12、gnglich sind.b) Durch das Abstrahieren von betrachteten WA-Objekten erffnet die FA ein greres Suchfeld fr neue,bessere und kostengnstigere Lsungen als bei konventioneller Vorgehensweise.c) Das Bemhen um eine optimierte Funktionenformulierung ist von einem Lernproze begleitet, der zueiner klaren Erke
13、nntnis des mngelbehafteten Ist-Zustandes im Vergleich zum angestrebten, mglichstmngelfreien Soll-Zustand des WA-Objektes fhrt.d) Aus der genauen Erkenntnis der Diskrepanz Ist/Sollerwchst - sobald diese Diskrepanz einen bestimmtenSchwellenwert erreicht hat - eine starke Motivation,in dem vergrerten S
14、uchfeld auch tatschlich zu suchen.e) Die FA dient der Unterscheidung von wichtigenund weniger wichtigen, eventuell sogar unntigenFunktionen eines WA-Objektes und zeigt damit Mglichkeiten zu dessen Vereinfachung und Verbesserungauf.f) Die FA lt ber das Bestimmen der Funktionenkosten Kostenschwerpunkt
15、e und damit Anstze frKostensenkungen sowie Wert- und Leistungsverbesserungen erkennen.g) Funktionenstrukturen 10 fr alle Bereiche, z.B.des Produkte- und Dienstleistungsprogramms einesUnternehmens, sind die Basis innerbetrieblicher Bausteinesysteme 5 zur Kostensenkung bei gleichzeitiger Leistungs- un
16、d Qualittserhhung von Einzelprodukten, Prozessen und Dienstleistungen.h) Durch die Funktionenformulierung knnen Sprachbarrieren und Kenntnislcken im WA-Team erkanntund reduziert werden, so da damit die Grundlage freine effiziente Teamarbeit geschaffen wird 23.3 Zentrale Begriffe der Funktionenanalys
17、eFunktion“ im Sinn der WA ist nach DIN 69910 jedeeinzelne Wirkung) des WA-Objektes 3. Sie wirddurch ein Substantiv und ein Verb im Infinitiv beschrieben, z.B. Flssigkeit frdern“, Drehmomentbertragen“ oder Material beschaffen“. Hierbei ist eswichtig, Verben mit aktivischer Bedeutung auszuwhlen, die d
18、as direkte Geschehen beschreiben und nichtdie Mglichkeit (Potenz) hierzu, also Flssigkeit frdern“ und nicht Flssigkeitsfrderung ermglichen“,Drehmoment bertragen“ und nicht Drehmomentbertragung gestatten“, Material beschaffen“ undnicht Materialbeschaffung erlauben“ 1, S. 57. Soentsteht beim Bearbeite
19、n eine positive, bejahende,kreativittsaktivierende Atmosphre. Das Hauptwortsollte nach Mglichkeit quantifizierbar sein, auch beiimmateriellen Objekten.Im Rahmen der DIN 699 1 0 3 werden die Funktionenin einzelne Funktionenarten und FunktionenklassenUnter Wirkung“ wird hier sowohl das Wirken (als Vor
20、gang) wieauch das Ergebnis dieses Wirkens verstanden.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1996 VDI 2803 Blatt 1 - 3 -unterschieden, wobei
21、 in beiden auch unerwnschteFunktionen“ vorkommen knnen. Durch das Bildenvon Funktionenarten wird eine Zuordnung von Funktionen zu zwei besonderen Nutzungsbereichen desWA-Objektes ermglicht: Gebrauchsfunktionen beschreiben der sachlichen Nutzung dienende, objektivquantifizierbare Wirkungen eines WA-O
22、bjektes, Geltungsfunktionen die nur subjektiv wahrnehmbaren,ausschlielich personenbezogen zu gewichtendenWirkungen des betrachteten Objektes 1, S. 18. Sowohl Gebrauchs- als auch Geltungsfunktionen drk-ken die Markt- bzw. Kundenanforderungen an dasWA-Objekt aus, die durch den Hersteller bereitgestell
23、twerden mssen und sich in objektspezifischen, z.B.technischen Merkmalen niederschlagen.Demgegenber dienen Klassen von Funktionen demAufstellen einer Rangordnung bzw. einer Funktionenhierarchie nach unterschiedlichen Gesichtspunkten(Bild 1.1). Die Unterscheidung in Haupt- und Nebenfunktionen 3 knpft
24、an die Wichtigkeit von Funktionen fr den Einsatz bzw. Nutzer des WA-Objekts an.Die Zuordnung von Funktionen zu diesen Funktionenklassen ist damit auf den Bewertenden bezogenund von dem Ziel der Untersuchung abhngig. EinWA-Objekt hat mindestens eine Hauptfunktion, kannjedoch auch mehrere Haupt- sowie
25、 Nebenfunktionenhaben.Haupt- und Nebenfunktionen bedingen einandernicht, sind also jede fr sich frei whlbar bzw. vorzugeben.Gesamtfunktion ist die Gesamtwirkung aller ihr in einer Funktionenstruktur untergeordneten Funktionen.Als Teilfunktionen werden in der WA diejenigenFunktionen bezeichnet, deren
26、 Zusammenwirken diejeweilige Gesamtfunktion ergibt (Bild 1.1). Auf unterster Hierarchiestufe liegen ggf Elementarfunktionen,die nicht mehr weiter unterteilbar sind 21.Gesamt- und Teilfunktionen bedingen einander gem ihrer Hierarchie-Position in der Funktionenstruktur und knnen daher nicht frei gewhl
27、t bzw. vorgegeben werden: Zwischen ihnen bestehen Zusammenhnge logischer, physikalischer, technologischer oderablauforganisatorischer Art, die summarisch in denzugehrigen Funktionenstrukturen 10; 17 zum Ausdruck kommen mssen (sanfte Modellbildung“).Eine unerwnschte Funktion schlielich ist eine verme
28、idbare oder eine unvermeidbare, nicht gewnschteWirkung eines WA-Objektes. So ist die Nebenfunktion Wrme erzeugen“ einer Glhlampe absolutunvermeidbar, aber unerwnscht, die FunktionSchmerz erzeugen“ des heien Griffes eines silbernen Kaffeeknnchens im Restaurant unerwnscht undvermeidbar, also unntig.Hi
29、ngegen kann die Nebenfunktion Gerusch erzeugen“ einer Pumpe bis zu einem gewissen Grad erwnscht sein, weil sie eine Kontrolle des Betriebszustandes ermglicht.Vermeidbare unerwnschte, also unntige Funktionendrfen bei einem Objekt nach wertanalytischer berarbeitung nicht vorkommen.Bild 1.1.bersicht un
30、d Einteilungvon Funktionenarten und0 Funktionenarten: Gebrauchsfunktionen; Geltungsfunktioneno Funktionenklassen:HF:HauptfunktionenNF:NebenfunktionenGF:GesamtfunktionenTF: TeilfunktionenEF: ElementarfunktionenBF:BasisfunktionenFF: FolgefunktionenPF:ParallelfunktionenAF: AkzeptierteFunktionenFunktion
31、enklassen 2; 3; 10 o UF: Unntige FunktionenB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-4- VDI 2803 Blatt 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1996Energieflu Stoffflu = Informatio
32、nenfluBild 1.2. Verknpfte Funktionenstruktur (Funktionennetz“) einer Haushaltswaschmaschine nach 144 Vorbereitung der FunktionenanalyseEs ist eine wichtige Voraussetzung fr eine erfolgreiche FA, da die Schrittes 1.2 bis 2.2 des WA-Arbeitsplans nach 3, d.h. die Zieleformulierung und dieIst-Zustands-A
33、nalyse, sorgfltig ausgefhrt werden.Bei komplexen Problemen knnen in diesem Zusammenhang problemspezifisch methodische Anleihenbei anderen Methoden gemacht werden, die hufig bewhrte Werkzeuge zur systematischen Ist-Zustands-Analyse einsetzen. Beim Einsatz dieser Methoden istauf Kompatibilitt mit der
34、Wertanalyse zu achten.Entsprechende Hinweise zum Adaptieren und zumEinsatz von Methoden oder Methodik-Modulen in derWA sind in 1 1 zu finden.Bei qualitts- und kundenorientierten Produktplanungsprojekten wre z.B. die PlanungsmethodeQuality Function Deployment (QFD 18) geeignet,die hnlich wie die WA d
35、urch interdisziplinre Teamarbeit, strikte Orientierung an den Kundenanforderungen bis in die Fertigung hinein und durch organisierte Projektarbeit gekennzeichnet ist, siehe auch1, S. 407. Diese Methode dient zustzlich auch zumErreichen der Qualitt im Sinn des Total QualityManagement (TQM), d.h. der
36、Erfllung der Kundenanforderungen durch die Bereitstellung der hierzu erforderlichen Produkte und Ablufe 12; 19.Zur Verbesserung der Ist-Zustands-Analyse im Rahmen von WA-Projekten als Vorstufe bzw. Teil der FAist insbesondere der Einsatz des QFD-Methodenbau-steins House of Quality“ 15; 22 empfehlens
37、wert.Hiemach werden die Kundenwnsche in quantifizierte Qualittsmerkmale bersetzt sowie eine kunden- und herstellerbezogene WettbewerbsbewertungEine hnliche Verbesserung der Ist-Zustands-Analyseund damit der FA im Rahmen von wertanalytisch orientierten Reorganisationsprojekten kann durch denEinsatz v
38、on Strukturierungstechniken erreicht werden, wie sie in der Organisationslehre und -praxis blich sind 4. Diese Techniken knnen jedoch die FAnicht ersetzen, weil sie nach ganz anderen methodischen Prinzipen arbeiten und ihr Abstraktionsgrad dieGrenze zum symbolischen Bereich (siehe Abschnitt 6) in de
39、r Regel nicht berschreitet.vorgenommen.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1996 VDI 2803 Blatt 1 - 5 -5 Hinweise zum Vorgehen beim Erste
40、llenvon Funktionenstrukturen5.1 Analyse der Ist-FunktionenDie Ist-Funktionen-Analyse soll die spter zu erstellende Soll-Funktionen-Struktur vorbereiten, ist alsozunchst berwiegend rckwrts, d.h. zum Ist-Zu-stand hin, gerichtet. Trotzdem soll sie die Realitt abstrahiert darstellen, ohne da bereits die
41、 endgltigeOptimierung des Abstraktionsgrades in allen Fllenmglich ist: Dieser hngt zum Teil von der Positionder zu formulierenden Funktion in einer Funktionenstruktur 10 ab, die man jedoch in dieser Frhphaseder FA noch nicht kennt.5,1.1 Funktionen sammelnBeispielsweise mittels Anwendens eines Teils
42、derModerationsmethode 1 sammelt man zunchst alleFunktionen des Objektes, die den Teammitgliedemeinfallen. Alle Teammitglieder werden gebeten, mittels Ideenfindungs-Techniken 1 Vorschlge zu Funktionenbenennungen zu machen, die nach endgltigerAusdiskussion des zweckmigen Abstraktionsgrades z.B. auf Ei
43、nzelkarten aufgeschrieben werden. Bereits hier ist Mhe auf die richtige Formulierung zuverwenden, siehe z.B. Bild 2: Die Formulierungdarf keinesfalls im realen Bereich bleiben (dann wresie keine Funktion, sondern verbale Beschreibung derRealitt wie in Bild 1.2), sondern sie sollte an derGrenze zwisc
44、hen ikonischem und symbolischem Bereich (Bild 10 und 11) Hegen (siehe Bild 2: Beispielfr Funktionenbenennung einer Benzinpumpe). EineAnsiedlung zu weit im symbolischen Bereich(Braunsche Bewegung bertreffen“) htte einen zuhohen Abstraktionsgrad, whrend Flssigkeit frdern“ genau den richtigen hat. Benz
45、in frdern“ wrenoch zu weit im ikonischen Bereich.Analog hierzu gilt fr ein Beispiel aus dem administrativen Bereich: Fr die Hauptfunktion einer Orga-Abstraktionsgrad -Bild 2. Zwei-Stufen-Verlauf der Ideenproduktion ber denfi Abstraktionsgrad (mit Objekt Benzinpumpe“ als Beispiel): Postulatgem 7nisat
46、ionsabteilung wre Arbeitsanweisungen erstellen“ zu nahe an der Realitt (und offensichtlich auf einer zu niedrigen Hierarchiestufe). Ablufe regeln“wre treffender, aber immer noch im ikonischen Bereich. Effizienz steigern“ hat den erforderlichen Abstraktionsgrad, um neue Anstze zum Verbessern derOrgan
47、isationsarbeit zu erffnen.5.1.2 Funktionen gliedernWhrend des Sammeins von Funktionen wird mansich bereits Gedanken darber machen, welche Funktionen vom Objekt aus gesehen als Gebrauchs- bzw.als Geltungsfunktionen im Bereich der Funktionenarten sowie als Haupt- und Nebenfunktionen im Bereichder Funk
48、tionenklassen einzuordnen sind 2; 3. Besonderer Wert ist auf das Entdecken unerwnschter,ggf. sogar unntiger Funktionen zu legen. Die whrend des Sammeins von Funktionen erstellten Kartenkann man entsprechend (z.B. durch Farbsymbole)kennzeichnen.Eine Gliederung in Gesamt- und Teilfunktionen ist andieser Stelle nicht sinnvoll, da man noch keine Angaben ber die Einordnung der gefundenen Funktionenin Funktionenstrukturen machen kann.5.1.3 Funktionenstruktur erstellenEine Funktionenstruktur soll bestimmte Aspekte dergegenseitigen
