Mb RAM;

128 Mb RAM;

4 Gb HDD;

манипулятор мышь, клавиатура;

монитор;

наличие свободного места на винчестере в зависимости от объема базы данных плюс размер интерфейса комплекса 1Мб;

Эти требования основаны, в основном, на том, что программный комплекс должен работать в операционной системе Windows 2000.

 

2.1.3.5 Требования к информационной и программной совместимости

Для правильной работы интерфейса программного комплекса выдвигаются следующие требования:

используемая операционная система - Windows2000, так как она поддерживает необходимые функции разделения прав пользователей;

наличие Bоrland Database Engine, для работы с базами данных;

CAD система AutoCAD 2000, для просмотра чертежей проектируемых деталей.

2.1.4 Требования к программной документации

Предварительный состав программной документации установлен в соответствии с ГОСТ 19.101-77. Ниже приведен список программных документов и их содержание:

описание интерфейса ПМК, сведения о логической структуре и функционировании комплекса;

программа и методика испытаний - требования, подлежащие проверке при испытании интерфейса программного комплекса, а также порядок и методы их контроля;

техническое задание - настоящий документ;

пояснительная записка -общее описание алгоритма и функционирования программного комплекса, а также обоснование принятых технических и технико-экономических решений.

 

2.1.5 Технико-экономическая эффективность

Экономическая выгода использования интерфейса данного ПМК, появляется за счет сокращения времени на проектирование технологических процессов токарных операций, в ходе учебного процесса, улучшения качества знаний студентов, а значит, уменьшения дополнительных средств, необходимых для обучения студентов на рабочих местах. Экономия времени студентов позволяет им усвоить больше учебного материала. Так же экономия достигается за счет сокращения времени преподавателей, необходимого для обучения и контроля знаний студентов.

 

2.1.6 Стадии и этапы разработки

Разработка ведется в несколько этапов в соответствии с ГОСТ 19.101-77 [13]:

анализ предметной области - описание предметной области, анализ существующих программных продуктов;

разработка структуры программного комплекса - определение основных частей программного комплекса и взаимодействий между ними;

разработка интерфейса приложения;

тестирование системы на полноту и корректность выполняемых функций;

совершенствование пользовательского интерфейса - создание справки, улучшение дизайна приложения, подготовка программной документации, описанной выше.

 

2.1.7 Порядок контроля

Контроль программного продукта осуществляется в следующем порядке.

Проверка запуска программного комплекса.

Программа не должна вызывать нарушений в работе других программ. Если программа не запускается, следует проверить, нет ли каких-либо сбоев в операционной системе. При обнаружении таких сбоев их следует ликвидировать и повторить запуск программы.

Проверка реакции программы на различные действия пользователя.

Подразумевает выполнение команд меню системы в различном порядке.

Проверка корректности завершения работы программы.

После выхода из программы операционная система должна продолжать работать корректно.

 

2.2 Детальное описание алгоритма моделирования комплексной детали

Приведем функциональное описание алгоритма моделирования комплексной детали приведенного на рисунке 1.3 Первая вызываемая функция - VibClassDet. Возвращает код детали из классификатора типа String [11].

Входные данные приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Описание входных параметров

Имя параметра	Тип данных	Источник	Описание
ClassDet	String	Чертеж детали	Класс детали (крепежные, тела вращения, полые тела вращения и т.д.).
PodClass	String	Чертеж детали	Подкласс детали (штифты, валы, валики, вал-шестерно)
Group	String	Чертеж детали	Группа конструктивных элементов (шпоночные пазы, отверстия)
MaxDlin	Integer	Чертеж детали	Максимальная длина проектируемой детали, мм
MaxDiam	Integer	Чертеж детали	Максимальный диаметр проектируемой детали, мм
Cheroh	Real	Чертеж детали	Шероховатость детали (самая грубая)
Tochn	String	Чертеж детали	Самая точная поверхность
Material	String	Чертеж детали	Материал детали
Termoobr	String	Чертеж детали	Вид термообработки
Pokr	String	Чертеж детали	Вид покрытия детали
VidZagot	String	Чертеж детали	Вид заготовки (поковка, штамповка, отливка)

Описание обьявления функции приведено на рисунке 2.1.

Function VibClassDet (ClassDet: String;

PodClass: String; Group: String;

MaxDlin: Integer; MaxDiam: Integer;

Cheroh: Real; Tochn: String;

Material: String; Termoobr: String;

Pokr: String; VidZagot: String): String [11]

Затем вызывается функция ввода основных поверхностей - In_Layer. Функция заполняет массивы элементов поверхностей КodOsnPov: Array [1. .50] of integer; PostDiam: Array [1. .50] of Boolean; RezPov: Array [1. .50] of Boolean; возвращает количество введеных поверхностей. Массивы обьявлены глобально. Функция обьявлена так: Function In_Layer: Integer. Количество и вид поверхностей подсчитывается и вводятся с чертежа детали.

Затем вызывается функция ввода отверстий - In_Otv. Функция заполняет массивы элементов отверстий KodOtv: Array [1. .50] of integer; RezOtv: Array [1. .50] of Boolean; возвращает количество введеных отверстий - KolvoOtv. Массивы обьявлены глобально. Функция обьявлена так: Function In_Otv: Integer. Количество и вид отверстий вводится с чертежа.

Затем вызывается процедура ввода торцев - In_Torc. Передаваемые параметры:

KolvoOtv: integer - количество диаметральных внутренних размеров;

KolvoPov: integer - количество диаметральных внешних размеров.

Возвращаемые параметры:

Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean массив торцев на диаметрах;

KodTorc: Array [1. .1000] of Integer массив кодов торцев;

VidTorc: Array [1. .1000] of Boolean массив вида торца (сфера или обычный торец).

Описание обьявления процедуры приведено на рисунке 2.2.

Procedure In_Torc (KolvoOtv, KolvoPov: integer;

Var Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean;

VarKodTorc: Array [1. .1000] of Integer;

VarVidTorc: Array [1. .1000] of Boolean);

Рисунок 2.2 - Обьявление процедуры In_Torc

Затем идет вызов процедура ввода галтелей, фасок и канавок - In_GFK. Передаваемые параметры:

KolvoOtv: integer - количество диаметральных внутренних размеров;

KolvoPov: integer - количество диаметральных внешних размеров;

Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean - массив торцев.

Возвращаемые параметры:

Faska: Array [1. .150,1. .150] of Boolean - массив фасок:

FaskaKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt -массив кодов поверхностей;

Galt: Array [1. .150,1. .150] of Boolean - массив галтелей;

GaltKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt - массив кодов галтелей;

Kanavki: Array [1. .150,1. .150] of Boolean - массив канавок;

KanavkiKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt -массив кодов канавок.

Описание обьявления процедуры приведено на рисунке 2.3.

Procedure In_GFK (

VarFaska: Array [1. .150,1. .150] of Boolean;

Var FaskaKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt;

VarGalt: Array [1. .150,1. .150] of Boolean;

VarGaltKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt;

VarKanavki: Array [1. .150,1. .150] of Boolean;

VarKanavkiKod: Array [1. .150,1. .150] of LongInt;

KolvoOtv: integer;

KolvoPov: integer;

Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean);

Рисунок 2.3 - Обьявление процедуры In_GFK

Затем идет вызов функции ввода обозначений линейных размеров - In_Lin. Передаваемые параметры:

Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean - массив торцев.

Возвращаемые параметры:

LinDimTorc: Array [1. .100,1. .100] of String [2] - массив обозначений линейных размеров.

Обьявление функции приведено на рисунке 2.4

Function In_Lin (

Torc: Array [1. .100,1. .100] of Boolean

): LinDimTorc: Array [1. .100,1. .100] of String [2] ;

Рисунок 2.4 - Обьявление функции In_Lin

После вызова всех функций пользователь может сохранить спроектированную комплексную деталь в файл, формат описания которого приведен выше.

 

2.3 Разработка программного модуля

Разработанный программный модуль для реализации интерфейса программно - методического комплекса, представляет собой окно в стиле Windows имеющее статусную строку и иерархически вложенное меню программы.

Структура меню представляет собой разделенные по функциям вложенные выпадающие подменю, передающие управление на те программные модули, в функции которого входит выполнение выбранного пункта подменю. Интерфейс разработан максимально удобным и понятным для конечного пользователя, знакомого с работой в операционной системе Windows.

В главном меню собраны все функции модулей комплекса, что обеспечивает быстрый вызов любых необходимых действий. Наиболее часто используемые пункты меню имеют клавиатурный эквивалент. Возле каждого пункта меню отображена характерная пиктограмма, улучшающая запоминание и восприятие интерфейса.

В статусной строке приложения отображается текущее время и свободные системные ресурсы. Там же возможен вывод подсказок пользователю в виде бегущей строки.

Окно программно - методического комплекса при минимизации сворачивается в системный трэй (место рядом с часами Windows), что позволяет высвободить место на панели задач для других приложений, и в то же время дает быстрый доступ к окну программы, при помощи одного щелчка "мыши".

Интерфейс имеет справочную систему, в которой изложены основные понятия используемые при проектировании техпроцессов.

Структура меню интерфейса ПМК приведена в приложении Г на рисунке Г.1.

 

2.3.1 Описание элементов главного меню ПМК
Общий вид интерфейса приведен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Общий вид интерфейса ПМК

Главное меню состоит из следующих элементов:

"Разработка ТП";

"Комплексная деталь";

"Основные БД";

"Вспомогательные БД";

"Сервис";

"Экспорт ТП";

"Архивы";

"Помощь".

Подменю "Разработка ТП", приведено на рисунке 2.6, позволяет:

создать новый техпроцесс;

открыть техпроцесс незавершенный, готовый, из архива, из файла;

сохранить техпроцесс как незавершенный, готовый, из архива, из файла;

переместить техпроцесс в незавершенные, в готовые, в архив, в файл;

выбрать комплексную деталь;

ввести параметры заготовки;

ввести параметры детали;

ввести данные по торцам;

ввести данные по отверстиям;

ввести припуски по торцам;

ввести линейные размеры;

просмотреть текст спроектированного ТП.

Рисунок 2.6 - Подменю "Разработка ТП"

Подменю "Комплексная деталь", приведено на рисунке 2.7, управляет работой с комплексной деталью и позволяет:

создать новую деталь;

сохранить комплексную деталь как незавершенную, готовую, в архив, в файл;

открыть комплексную деталь из незавершенных, из готовых, из архива, из файла;

выбрать класс детали по классификатору;

написать типовой техпроцесс;

ввести основные поверхности комплексной детали;

задать отверстия;

задать торцы:

задать галтели, фаски, канавки;

задать обозначения линейных размеров;

сохранить типовой ТП как незавершенный, как готовый.

Рисунок 2.7 - Подменю "Комплексная деталь"

Подменю "Основные БД", приведено на рисунке 2.8 - работа с основными базами данных (оборудование, режущий инструмент, измерительный инструмент, вспомогательный инструмент, приспособления, обрабатываемый материал, способы установки и крепления детали, точностные и чистовые характеристики поверхностей), позволяет просматривать, удалять, редактировать данные в соответствии с правами пользователя.

Рисунок 2.8 - Подменю "Основные БД"
Подменю "Вспомогательные БД", приведено на рисунке 2.9 - работа со вспомогательными базами данных (условия обработки, виды работ, нормы времени, комментарии, тексты обработки поверхностей, техпроцессы индивидуальные и типовые, индивидуальные и комплексные детали, классификатор), позволяет просматривать, удалять, редактировать данные в соответствии с правами пользователя.

Рисунок 2.9 - Подменю "Впомогательные БД"

Подменю "Сервис", приведено на рисунке 2.10 - содержит сервисные функции, облегчающие работу пользователя с программным комплексом. Содержит элементы:

"Настройки" - содержит подменю, где можно включить или выключить автосохранение, интерактивные подсказки. Отсюда можно сменить имя пользователя и войти с другими правами на работу с базами данных. Менеджер окон поможет ориентироваться в многооконном интерфейсе комплекса. Вызываемые функции будут применяться к активному окну;

"Просмотр чертежей" - запускает просмотрщик чертежей в формате AutoCAD2000;

"Калькулятор - вызывает калькулятор Windows;

"AutoCAD 2000" - запускает AutoCAD 2000;

"Блокнот" - вызов блокнота Windows.

Рисунок 2.10 - Подменю "Сервис"

Подменю "Экспорт ТП" - позволяет сохранить спроектированный техпроцесс в форматах Microsoft Word, Microsoft Excel, текстовый. Пункт "Передать" - позволяет передать техпроцесс в Microsoft Word, Microsoft Excel, блокнот для дальнейшей работы.

Подменю "Архивы" - предоставляет пользователю возможность работать с архивами техпроцессов (типовыми и индивидуальными), а так же с архивами деталей (комплексными и индивидуальными).

Подменю "Помощь" - позволяет получить доступ к справочной системе программного комплекса, можно вызвать оглавление справки или получить контекстно-зависимую помощь при помощи пункта "Справка". Тут можно просмотреть информацию о разработчиках программно-методического комплекса рисунок 2.11.

Рисунок 2.12 - Информация о разработчике интерфейса

 

2.4 Результаты использования разработанного программно - методического комплекса

 

2.4.1 Анализ работы ПМК проектирования токарных операций

Анализ работы спроектированного интерфейса показывает, что он позволяет осуществить быстрый доступ к основным функциям, является наглядным и интуитивно понятным. Удобно организована работа с архивами техпроцессов, комплексных и индивидуальных деталей. Спроектированный интерфейс может быть использован для работы в учебных целях и как каркас для будущих разработок предложенных к разработке модулей. Наглядный интерфейс позволит значительно облегчить работу с комплексом, а значит позволит освоить больше учебно-методического материала. При использовании слайдов демонстрирующих различный технологический инструмент, станки и визуализацией поэтапной обработки детали, динамики работы станков, программно-методический комплекс позволит значительно углубить практические знания в области технологии машиностроения, как студентам специальных направлений, так и студентам, слабо знающим этот предмет.

3. Экономические расчеты

 

3.1 Расчет капитальных затрат на создание программного изделия

Капитальные вложения в создание программного изделия носят единовременный характер и определяются по формуле [14]:

K=K1+K2+K3,

где К1 - затраты на оборудование (стоимость приобретения компьютеров, периферийных устройств;

К2 - затраты на программные продукты;

К3 - затраты на создание программного продукта.

Так как разрабатываемое программное обеспечение не требует закупки нового оборудования, то К1=0. Затраты на программное обеспечение - компакт-диск с Delphi 5.0 Enterprise, равны 16 грн.

Затраты на создание программного продукта определим по формуле (3.1):

К₃=З₁+З₂+З₃, (3.1)

где З₁ - затраты труда программистов-разработчиков;

З₂ - затраты компьютерного времени;

З₃ - косвенные затраты.

Рассчитаем затраты труда программистов-разработчиков по формуле 3.2:

З₁=SN_k·r_k·T_k· K_зар, (3.2)

где N_k - количество разработчиков k-й профессии, N_k=1чел.;

r_k - часовая зарплата разработчика k-й профессии;

T_k - трудоемкость разработки для k-го разработчика;

K_зар - коэффициент начислений на фонд зарплаты, равен 1.475.

Часовую зарплату разработчика определим по формуле (3.3):

r_k=M_k/F_k^мес, (3.3)

где Mk - месячная зарплата k-го разработчика, Mk=220грн.;

F_k^мес - месячный фонд времени 160 ч. .

Часовая зарплата разработчика равна:

rk=220/160=1.375 грн. /ч.

Трудоёмкость разработки включает время выполнения работ, представленных в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Трудоемкость разработки ПИ

Этапы работ	Содержание работ
1 Техническое задание	Краткая характеристика программы; основание и назначение разработки; требования к программе и программной документации; стадии и этапы разработки программы; порядок контроля и приёмки выполнения.
2 Эскизный проект	Предварительная разработка структуры входных и выходных данных; уточнение метода решения задачи; разработка и описание общего алгоритма решения; разработка технико-экономического обоснования и пояснительной записки.
3 Технический проект	Уточнение структуры входных и выходных данных, определение формы их представления; разработка подробного алгоритма; определение семантики и синтаксиса языка; разработка структуры программы; окончательное определение конфигурации технических средств; разработка мероприятий по внедрению программы.
4 Рабочий проект	Описание программы на выбранном языке; отладка; разработка методики испытаний; проведение предварительных испытаний (тестирование); корректировка программы; разработка программной документации.
5 Внедрение	Подготовка и передача программы для сопровождения; обучение персонала использованию программы; внесение корректировок в программу и документацию.

Расчет трудоемкости разработки для каждого разработчика осуществляется по формуле 3.4:

T_k = t_1k + t_2k + t_3k + t_4k + t_5k, (3.4)

где t_1k, t_2k, t_3k. t_4k, t_{5k -} время затраченное на каждом этапе разработки разработчиком, час.

Трудоемкость разработки программно - методического комплекса T_k=500 ч. .

Следовательно, затраты на оплату труда программистов - разработчиков по формуле 3.2:

З₁=1·1.375·500·1.475=1014,01грн.

Рассчитаем затраты компьютерного времени по формуле 3.5:

З₂=С_k·F_о, (3.5)

где С_k - себестоимость компьютерного часа;

F_o - затраты компьютерного времени на разработку программы, равны 500 часов.

Себестоимость компьютерного часа определим по формуле 3.6:

С_k=C_a+C_э+С_то, (3.6)

где С_a - амортизационные отчисления;

C_э - энергозатраты;

С_то - затраты на техобслуживание.

Расчитаем энергозатраты по формуле 3.7:

С_э=P_э·С_квт, (3.7)

где P_э - расход электроэнергии, потребляемой компьютером, P_э=0.3 кВт/ч.; С_квт - стоимость 1кВт/ч электроэнергии, С_квт=0,15грн. .

Следовательно, энергозатраты по формуле 3.7:

С_э=0.3·0.15=0.046 грн. /ч. .

Амортизационные отчисления рассчитаем по формуле 3.8:

C_а=SС_i×N_Аi/F_{год. i}, (3.8)

где С_i - балансовая стоимость i - го оборудования, которое использовалось при создании ПИ; С_i=2500 грн;

N_Аi - годовая норма амортизации оборудования, N_Аi=0,25;

F_{год. i} - годовой фонд времени работы i - го оборудования, F_{год. i}=1920ч. .

Следовательно, по формуле 8.3, амортизационные отчисления составят:

С_а=2500·0.25/1920=0.326 грн. .

Затраты на техобслуживание рассчитаем по формуле 3.9:

С_то=R_то·L, (3.9)

где L - периодичность обслуживания оборудования; R_то - часовая зарплата обслуживающего персонала равна 1.125.

L=N_то/F_мес=1/160= 0,006,

где N_тo - количество обслуживаний в месяц = 1;

F_мес - месячный фонд работы оборудования 160ч. .

Значит затраты на техобслуживание по формуле 3.9:

С_то=1.125·0.00625=0.007 грн.

Себестоимость компьютерного часа по формуле 3.6 составит:

С_k=0.326+0.006+0.007=0.38 грн. .

Рассчитаем затраты компьютерного времени по формуле 3.5:

З₂=0.38·500=189.67 грн.;

Рассчитаем косвенные затраты по формуле 3.10:

З₃=С₁+С₂+С₃, (3.10)

где С₁ - затраты на содержание помещений;

С₂ - расходы на освещение, отопление, охрану и уборку помещений;

С₃ - прочие расходы (стоимость различных материалов, используемых при разработке проекта).

Рассчитаем соответственные затраты по формулам:

С₁=2·Ц_зд/100= (3400·2/100) ·500/1920=18.1 грн.;

С₂=0,5·Ц_зд/100= (3400·0,5/100) ·500/1920=4.5 грн.;

где Ц_зд=3400грн. (стоимость помещения).

Косвеные затраты на приобретение 500 листов бумаги формата А4 - 18, шариковых ручек - 6 грн, лента к принтеру - 5 грн.:

С₃=18+6+5=29 грн.

Косвене расходы по формуле 3.10 составят:

З₃=18.1+4.5+29=51.6 грн. .

Затраты на создание программного продукта определим по формуле (3.1)

К₃=1014.1+189.67+51.6=1255.32 грн. .

Капитальные затраты на создание программного комплекса составят:

К=16+1255.32=1271.32 грн.

 

3.2 Расчет годовой экономии текущих затрат

 

3.2.1 Расчет себестоимости выполнения проектирования в старом автоматизированном варианте

Основным источником экономии является снижение затрат на учебный процесс, вследствие снижения трудоемкости выполнения рутинных управленческих операций. .

Годовая экономия рассчитывается по формуле

где  - трудоемкость разработки i - го проекта в старом автоматизированном и новом, соответственно, вариантах, час.;

 - часовая себестоимость выполнения операций в старом и новом автоматизированном вариантах, грн. .

Рассчитаем себестоимость выпонения управленческих операций в старом автоматизированном варианте по формуле 3.11:

 (3.11)

где С_а1 - оплата персонала;

С_а2 -стоимость компьютерного времени, грн.;

С_а3 - косвенные расходы, грн.

Затраты на оплату персонала рассчитываются по формуле 3.12

 (3.12)

где N_k - количество работников k-ой профессии, выполнивших работу после автоматизации, чел.;

R_k - часовая зарплата старшего преподавателя, со всеми начислениями;

k - число профессий, используемых в автоматизированном варианте.

Затраты на оплату труда персонала по формуле 3.12 составят:

С_a1=1×7.5=7.5 грн.

Стоимость компьютерного времени не изменяется и равна 0,38 грн.

Косвенных расходов нет: С_а3= 0 грн/ч.

Себестоимость выполнения управленческих операций по формуле 3.11 равна:

С_ас=7.5+0.38+0=7.88 грн. /ч.

Себестоимость выполнения управленческих операций в новом варианте будет равна себестоимости выполнения в старом варианте.

 

3.2.2 Расчет годовой экономии и срока окупаемости

Так как источником экономии является экономия времени затрачиваемого на учебный процесс, то изменятся показатели трудоемкости работы преподавателя. В таблице 3.2 приведем составляющие работы преподавателя:

Таблица 3.2 - Трудоемкость выполнения управленческих операций.

Управленческая операция	Старый вариант, ч.	Новый вариант, ч.
Обьяснение принципов проектирования	0,17	0,03
Составление техпроцесса студентами	0,67	0,33
Контроль составленного техпроцесса	0,17	0,083
ВСЕГО	1	0,45

Учитывая, что преподаватель, в среднем, тратит 108 часов в год на работу со старым автоматизированным вариантом программы, годовая экономия от автоматизации управленческой деятельности составит:

С_m= (7.88·1-7.88·0,45) ·108=468 грн. /год.

Рассчитаем срок окупаемости капиталовложений, то есть период времени, в течение которого окупаются затраты на программное изделие по формуле:

T= K/C_m= 1271.32/468=2.7 года,

где K - капитальные затраты на создание программного изделия;

C_m - годовая экономия от автоматизации управленческой деятельности.

Таким образом, видно, что капитальные вложения использованы эффективно.

Экономическая эффективность от использования программно-методического комплекса приведена в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Экономическая эффективность от использования программного комплекса

Годовая экономия	486 грн.
Срок окупаемости капиталовложений	32 месяца

Преимущества новой автоматизированной системы по сравнению со старой:

ускорение сроков обработки информации;

ускорение проектирования технологических процессов;

уменьшение количества ошибок;

улучшение качества спроектированного технологического процесса.

4. Охрана труда

 

4.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов

При работе в помещении с вычислительной техникой могут присутствовать вредные и опасные производственные факторы [15-19].

Вредные производственные факторы приводят к серьезным заболеваниям и к снижению работоспособности.

Опасные производственные факторы приводят к травмированиям и серьезным повреждениям здоровья трудящихся.

Проанализируем эти факторы. В нашем случае будут иметь место следующие вредные производственные факторы:

физические (недостаточная освещенность рабочего места, шум, электромагнитные поля);

психологические (эмоциональные перегрузки);

химические (повышенное содержание углекислого газа СО₂);

биологические (ионизирующее излучение, избыток тепла).

К опасным производственным факторам отнесем физические факторы - электрический ток и возможность пожара.

Кратко расшифруем перечисленные выше вредные и опасные производственные факторы и приведем меры снижения опасности от их воздействия.

Недостаточная освещенность рабочего места. Вообще, освещение рабочего места - очень важный фактор для нормальных условий работы сотрудника. В качестве освещения используется как естественное, так и искусственное освещение. Само собой разумеется, что для светлого времени суток при наличии достаточного количества светового потока через окна, проемы для достаточной освещенности рабочего места искусственное освещение не требуется. Если же достаточная освещенность поля зрения работника отсутствует, то требуется искусственное освещение. Надо так проектировать расположение светильников, чтобы суммарный световой поток от всех установленных светильников распределялся равномерно. Следует отметить, что при работе программиста, оператора ЭВМ требуется высокая точность выполнения работ, поэтому к освещению предъявляются особые требования. Это прежде всего - комбинированное освещение, использование люминесцентных ламп (эти лампы имеют высокую световую отдачу, большой срок службы и хорошую цветопередачу).

Шум неблагоприятно воздействует на организм человека, вызывает физические и психологические нарушения здоровья. В нашем случае шум, в основном, будут вызывать система вентиляции и, в меньшей степени, работа компьютера и принтера. В соответствии с ГОСТ 12.1 003-83 для помещений конструкторских бюро, программистов вычислительных машин и т.д. приняты нормативные значения уровня шума - 45 дБ. (при частоте 1000 Гц) и уровня звука 50 дБА. Основные меры защиты - это акустическая обработка помещений (облицовка части внутренних поверхностей помещений звукопоглощающими материалами, размещение штучных поглотителей). Звукопоглощающие облицовки размещают на потолке и в верхних частях стен (при высоте помещения не более 6-8 м) таким образом, чтобы акустически обработанная поверхность составляла не менее 60% от общей площади ограничивающих помещение поверхностей. В узких же и очень высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на стенах, оставляя нижние части стен не облицованными, либо же проектировать конструкцию подвесного звукопоглощающего потолка [15].

Электромагнитные поля промышленной частоты возникают от работы токоведущих частей действующих электроустановок. От длительного воздействия электромагнитного поля на организм человека может вызвать нарушение функционального состояния нервной и сердечно-сосудистой систем. Критерием оценки воздействия электромагнитного поля является электромагнитная энергия, поглощенная телом человека. Оценку потенциальной опасности достаточно проводить по величине электрической напряженности поля. Предельно-допустимая напряженность электромагнитного поля радиочастот в диапазоне 0.06-300 МГц на расстоянии 0.1 м от всех поверхностей видеомонитора не должны превышать значений, указанных в таблице, в соответствии с ГОСТ 12.1 006-84 "Электромагнитные поля радиочастот". Защитой от электромагнитного излучения является: экранирование рабочего места и источника излучения; увеличение расстояния между рабочим местом и источником излучения; использование средств предупредительной защиты; рациональное размещение рабочего места и оборудования в рабочем помещении.

Эмоциональные перегрузки проявляются, прежде всего, в переутомлении. Методы предупреждения утомления очень просты - требуется делать пятнадцатиминутный перерыв после каждых двух часов работы за дисплеем, а после четырехчасовой работы - часовой перерыв [15].

Повышенное содержание углекислого газа СО₂происходит из-за того, в помещении, как правило, находится большое количество людей, которые при выдыхании воздуха обогащают воздух помещения углекислотой. Методы предупреждения очень просты. Один из них (наиболее эффективный) - сквозное проветривание помещения (следует проводить это мероприятие без рабочих, так как сквозняк может привести к обратным последствиям - человек заболеет). Второй способ - установка в помещении кондиционера или системы кондиционеров.

Ионизирующее излучение характеризуется эквивалентной дозой, которая, разумеется, не должна превышать нормы. Для снижения опасности следует провести комплекс мероприятий, снижающих суммарную дозу от всех источников облучения до уровня, который не превышает предельно допустимой дозы. Методами защиты являются: защита расстоянием; защита временем; экранирование, соответственное устройство рабочего места.

Избыток тепла также негативно влияет на человека. Нормальная установленная температура для помещений с вычислительной техникой составляет 19 - 21° С, но допускается от 18° до 22° С. Как видно, вредно не только “перегревание" но и низкая температура. Методы предотвращения - установка кондиционеров и проветривание помещения.

Электрический ток - очень опасный производственный фактор. Помещение с вычислительной техникой буквально напичкано проводами с опасным напряжением, поэтому нового работника прежде всего надо ознакомить с техникой безопасности. Следует помнить, что видеотерминалы имеют электропитание не ниже 200 - 230 В. Помещение должно быть оснащено устройствами аварийного отключения питания. Электророзетки должны быть расположены в труднодоступных местах, а свободные - закрыты заглушками. Возможна установка защитных кожухов на розетках для предотвращения легкого извлечения сетевых вилок из розеток. Необходимо также заземлить все подключенные средства вычислительной техники (не следует заземлять через отопительную систему). Защитное заземление - это преднамеренное соединение с заземляющим устройством металлических частей электроустановок и корпусов оборудования, которые вследствие нарушения изоляции могут оказаться под напряжением. Вычислительная техника должна подключаться в строгом соответствии с инструкцией по ее эксплуатации. Провода ни в коем случае не должны свисать со стола, чтобы за них можно было зацепиться. Надо предусмотреть, чтобы не было возможным касание под столом ногами проводов или электророзеток.

В помещении с вычислительной техникой возможно возгорание. Если обратиться к данным статистики, то по причине короткого замыкания (по статистике) происходит около 45%, по причине возгорание электронагревательных приборов - около 35%, от перегрузки электродвигателей и сетей - 13% и, наконец, от больших переходных сопротивлений - около 5% от общего числа пожаров. Меры предупреждения - это правильный выбор электроосвещения (светильников) с учетом условий в которых оно используется. Требуется правильно выбрать и соблюдать режимы эксплуатации электроприборов. Существует также целый ряд мероприятий, снижающих опасность: применение негорючих и трудно горючих материалов и веществ; ограничение распространения пожара; размещение и применение средств пожаротушения; создание условий для эвакуации людей; пожарная сигнализация.

 

4.2 Разработка мероприятий по обеспечению безопасных и комфортных условий труда

При эксплуатации вычислительной техники можно выделить следующие требования.

Требование к освещению. Очень важно чтобы рабочее место было хорошо освещено. Лучше всего если свет падает слева. Необходимо предусмотреть также искусственное освещение (желательно в виде люминесцентных ламп). На экранах мониторов не должны отражаться светильники.

Требования к микроклимату. Следует помнить, что перегрев аппаратуры может привести к выходу её из строя.

Требование к режиму отдыха. Необходимо после каждых двух часов работы за дисплеем делать пятнадцатиминутный перерыв, а после четырех часов - часовой перерыв. Требуется время от времени вставать, делать разминку и давать отдохнуть глазам. Это позволит избежать переутомления.

Требования к электробезопасности. Нельзя забывать, что вычислительная техника использует для своей работы опасное для человека напряжение. Особое внимание следует уделить размещению электророзеток и проводки токоведущих проводов. Нельзя чтобы эти провода свешивались со стола.

Требования к пожаробезопасности. Следует помнить, что возможно возгорание, в частности, из-за короткого замыкания. Также возможно возгорание и из-за перегрузки сети. Необходимо предусмотреть срочную эвакуацию людей, в случае возникновения пожара.

Требования к эргономике. Существует ряд требований, которые обеспечивают удобство работы с вычислительной техникой. Необходимо учитывать удобство расположения дисплеев, принтеров, системных блоков, клавиатур, рабочих столов пользователей, а также зоны досягаемости рук пользователя.

Требования к нормам ионизирующего излучения, электромагнитного поля, шума. Эти требования достаточно подробно были описаны ранее. Следует следить, чтобы эти параметры были в пределах допустимых норм.

Требования к производственным помещениям

Существуют ГОСТ 121005-88 и санитарные нормы - СН 4088-86. На текущий период времени они являются основными требованиями для микроклимата.

Полы следует выполнять в соответствии с ГОСТ 12.4 124-83 №4459-88, используя покрытие на проходах и у рабочих мест из антистатического линолеума.

Не антистатическое покрытие пола необходимо обрабатывать веществами-антистатиками, например типа "Лана-1". Все полимерные покрытия (чехлы) ПК должны складываться в наиболее удаленном от операторов углу помещения.

Для предупреждения предельного уровня ионизации воздуха, установленного СН N 2152-80 (п.2.3), рекомендуется использование коронных аэроионизаторов [16].

В помещениях с ПК параметры микроклимата должны отвечать требованиям ГОСТ 12.1 005-88 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования" и "Санитарным нормам микроклимата помещений" №4088-86 для категорий работ-1а-1б. Температура окружающей среды должна быть в пределах 18-22 град. С, а скорость движения воздуха - 0.1-0.2 м/с.

Комфортное состояние при данных температурах воздуха определяется влагосодержанием (около 10 г/м, допустимое - не менее 6 г/м).

Наилучшего обмена воздуха можно достичь сквозным проветриванием. Другой способ - установка в оконных проемах автономных кондиционеров. Существует определенный расчет количества кондиционеров, который проводится по теплоизбыткам. Режим работы кондиционера должен обеспечить максимально возможное поступление наружного воздуха, но не менее 50% от производительности кондиционера.

При проектировании помещения следует предусмотреть приточно-вытяжную вентиляцию. Воздух подается в верхнюю зону малыми скоростями из расчета создания подвижности воздуха на рабочем месте менее 0,1 м/с. Вытяжка должна быть естественной из верхней зоны стены, противоположной оконным проемам.

Влажность воздуха повышают увлажнителями или устанавливают емкости с водой (например, аквариум) вблизи отопительных приборов.

Содержание кислорода в воздухе помещения должно быть в рамках 21-22%. Двуокись углерода не должна быть больше 0,1%, озон - 0,1 мг/м, фенол - 0,01 мг/м, хлористый винил - 0,005 мг/м [16].

В помещении следует ограничивать использование полимерных материалов.

В целях исключения влияния на микроклимат солнечной радиации и создания равномерного естественного освещения помещений следует ориентировать оконные проемы на северную или северо-восточную сторону горизонта. При невозможности организации такой ориентации оконных проемов следует применять солнцезащитные устройства такие, как жалюзи, расположенные снаружи или в между стеклами. Запрещается применять для окон черные занавеси!

Электробезопасность

К электробезопасности должны быть предъявлены особые требования так, как помещение комплектуется видеотерминалами с электропитанием 200-230 В. В помещении должна быть система аварийного отключения питания.

Электророзетки должны быть расположены в труднодоступных местах. Возможна установка защитных кожухов на электророзетки для предотвращения легкого вытаскивания сетевых вилок из электророзеток. Свободные же электророзетки должны быть закрыты заглушками.

Следует исключить возможное касание ногами под столом электророзеток или проводов. Провода электропитания не должны свешиваться со стола, чтобы их нельзя было неосторожно зацепить.

Вычислительная техника и периферия должны быть установлены и подключены специалистом в строгом соответствии с инструкциями по их эксплуатации. Необходимо также их защитное заземление. Защитное заземление - это преднамеренное соединение с заземляющим устройством металлических частей электроустановок и корпусов оборудования, которые вследствие нарушения изоляции могут оказаться под напряжением [17].

Пожарная безопасность

Пожарная профилактика основывается на исключении условий, необходимых для горения, использование принципов обеспечения безопасности. При обеспечении пожарной безопасности решаются 4 задачи: предотвращение пожаров и загораний; локализация возникших пожаров; защита людей и материальных ценностей; тушение пожаров [18].

Пожарная безопасность обеспечивается предотвращением пожаров и пожарной защитой. Предотвращение пожара достигается исключением образования горючей среды и источников зажигания, а так же поддержанием параметров среды в пределах, исключающих горение. Предотвращение образования источников зажигания достигается следующими мероприятиями: соответствующим исполнением, применением и режимом эксплуатации машин и механизмов; устройств молниезащиты зданий и сооружений; ликвидация условия для самовозгорания; регламентацией допустимой температуры и энергии теплового разряда и др.

Пожарная защита реализуется следующими мероприятиями:

применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов;

ограничением количества горючих веществ;

ограничением распространения пожара;

применением средств пожаротушения;

регламентация пределов огнестойкости;

создание условий для эвакуации людей;

применение противодымной защиты;

пожарная сигнализация.

Существуют следующие требования к системам отопления, вентиляции, освещения и электроустановок. Защита от распространения пламени в вентиляционных установках достигается с помощью огнепреградителей, быстродействующих заслонок, отсекателей и т.д. [18].

Основными огнегасительными средствами является вода, водные растворы, водяной пар, пена, углекислота, сжатый воздух, порошки, песок, земля. Пена характеризуется кратностью и стойкостью. Пену получают в пеногенераторах. Пену делят на химическую и воздушно-механическую. Химическая пена получается из специальных порошков, состоящих из кислотной и щелочной частей. При смешении порошка происходит реакция, в результате которой образуется углекислый газ. Углекислота в снегообразном и газообразном состоянии применяется в огнетушителях и стационарных установках для тушения пожаров в закрытых помещениях и небольших открытых загораний. Огнегасительная концентрация углекислоты в воздухе примерно 30% по объему. Углекислота не проводит электрический ток, поэтому ее применяют при тушении электроустановок, находящихся под напряжением.

Пожарная опасность электрических установок, различных приборов, ЭВМ, радио-электрической аппаратуры, аппаратуры управления и других электроприемников связана с применением горючих материалов: резины, пластмасс, масел и др. Источниками воспламенения могут быть электрические искры, короткое замыкание, перегруженные приводы, перегретые опорные поверхности, неисправная аппаратура. Окислителем, как правило, служит кислород.

Для электронных устройств характерно частое появление источников открытого огня при коротких замыканиях, пробоях и перегрузках, однако мощность и продолжительность действия этих источников воспламенения сравнительно малы, поэтому горение, как правило, не развивается. Возникновение пожара в электронных устройствах возможно, если применяются сгораемые и трудносгораемые материалы и изделия.

По пожароопасности автоматизированное рабочее место технолога-программиста относится к категории В. Из средств пожаротушения в помещении необходимо иметь огнетушители углекислотные (ОУ, ОУ-2, ОУ-2а, ОУ-5, ОУ-8, ОУ-2ММ, ОУ-5ММ) или порошковые (ОП-1, ОП-2, ОП-2Б, ОП-8Б, ОП-5, ОП-10), которые позволяют тушить пожары в помещениях с вычислительной техникой [18].

 

4.3 Расчет общего равномерного освещения

Как уже рассматривалось в предыдущем пункте “освещенность" является важным фактором в организации производственного процесса. Освещение применяется как естественное, так и искусственное. Искусственное освещение должно обеспечивать на рабочих местах с ПК освещенности не ниже 400-500 лк. в соответствии со СНиП 11-4-79 "Естественное и искусственное освещение", М., 1980 г. [19]. Следует учитывать, что на уровень освещенности влияет цветовая отделка интерьера и оборудования, их отражающая способность. Для уменьшения поглощения света стены выше панелей (1.5 - 1.7 м) и потолок, если они не облицованы звукопоглощающим материалом, окрашиваются белой водоэмульсионной краской (е не должно быть менее 0,7). Допускается окраска стен до потолка цветом панелей. Для окраски стен и потолка рекомендуют применять светлые тона красок (е = 0,5 - 0,6). Нельзя окрашивать стены, расположенные напротив экрана монитора, более темными тонами красок (е = 0,3 - 0,4). На окнах монтируются занавеси, по цвету гармонирующие с окраской стен. Занавеси не должны пропускать естественный свет и полностью закрывать оконные проемы. Запрещается применять для окон черные занавеси!

В осветительных установках помещений следует использовать систему общего освещения, выполненную потолочными или подвесными люминисцентными светильниками, равномерно расположенными на потолке рядами, параллельно светопроемам, так, чтобы экран монитора находился в зоне защитного угла светильника, и его проекция не приходилась на экран монитора. Рабочие на видеотерминалах не должны видеть отражение светильников на экране дисплея.

Выбор светильников надо проводить, учитывая отраженную и прямую блеклость. Для ограничения отраженной блеклости надо тесно увязывать расположение светильников и экранов мониторов.

Люминесцентные светильники должны включаться рядами. Минимальная освещенность рабочей поверхности должна составлять 400 - 500 люкс. Яркость экрана должна быть равной 0,5 или более яркости рабочей поверхности стола при освещенности 400 - 500 люкс.

Допустимая величина дискомфорта, одного из основных качественных параметров осветительной установки, регламентируемого для ограничения прямой блеклости не должна превышать 15 [15]. Величина коэффициента пульсации не должна превышать 10%. Для чего следует применять многоламповые светильники при электромонтаже осветительной системы.

Для освещения помещения рекомендуется применять светильники серий ЛПО13, ЛПО31, ЛПО33 исполнение 001 и 006, ЛСО02, ЛСО04 с металлической экранирующей решеткой и непрозрачными боковинами.

Как источник света рекомендуется использовать люминесцентные лампы мощностью 40 Вт или энергоэкономичные мощностью 36 Вт типа ЛБ, ЛХВ и ЛЕЦ, как наиболее эффективные и приемлемые с точки зрения спектрального состава, цветовая температура которых находится в пределах 3226.84 - 3926.84К.

Естественное освещение в помещении создается солнечным светом через световые проемы и подразделяется на боковое (через световые проемы в стенах), верхнее (через световые проемы в аэрационных фонарях) и комбинированное (верхнее и боковое) [20]. Исходя из конструкции производственного помещения используется боковое освещение.

Конечной целью расчета естественного освещения является определение отношения площади световых проемов к площади пола помещения и сравнение его с минимально допустимым.

Отношение площадей световых проемов и пола при боковом освещении определяют по формуле (4.1) [20]:

(4.1)

,

где Sо - площадь световых проемов в свету при боковом освещении, м²;

Sп - площадь пола помещения, м²;

e_Н - нормированный коэффициент освещенности в процентах;

Кз - коэффициент запаса, принимаем 1.5 [21] ;

h₀ - световая характеристика окон, определяемая по таблице 4 [20] ;

Кзд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противоположными зданиями, определяемый по таблице 5 [20] ;

t₀ - общий коэффициент светопропускания;

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, определяемый по таблице 8 [20].

Нормирование естественного освещения проводится в зависимости от категории зрительных работ и системы освещения. Для третьей категории зрительных работ и бокового освещения коэффициент естественного освещения принимается равным e_Н=1.5% по таблице 4 [21].

Отношение длины помещения l_n к его глубине B: 4.5/8=0.562. Отношение глубины помещения В к его высоте от уровня рабочей поверхности до верха окна h₁ равно 3.137 м. По таблице 4 [20] определяем значение световой характеристики h₀ =37.

Здания, затеняющие солнечный свет отсутствуют. Следовательно, Кзд=1.

Коэффициент t₀ определяется по формуле 4.2 [20]:

(4.2)

,

где t₁ - коэффициент светопропускания материала, определяемый по таблице 6 [20] ;

t₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по таблице 6 [20] ;

t₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях;

t₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый в соответствии с таблицей 7 [20].

Светопропускающий материал - стекло оконное листовое двойное, следовательно t₁=0.8. Переплет светопроема деревянный спаренный, следовательно t₂=0.7. При боковом освещении t₃=1. Солнцезащитные устройства - стационарные вертикальные жалюзи, следовательно t₄=0.75. Расчитаем коэффициент t₀:

.

Отношение глубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до h₁ верха окна: 8/2.55=3,137. Отношение длины помещения l_n к его глубине равно 4.5/8=0.562. Средневзвешенный коэффициент отражения потолка, стен, пола равен 0,4, следовательно r₁=2,4.

Отношение площадей световых проемов и пола по формуле 4.1 равно:

,

что соответствует требованиям к третьей категории зрительных работ, к которой относится работа за экраном компьютера. Следовательно, естественное освещение в данном помещении находится в пределах нормы.

Заключение

В ходе выполненной работы были проанализированы системы автоматизированного проектирования технологических процессов на заводе, в Украине, России. Предложены методы улучшения существующих на заводе программных комплексов.

Разработана структура основных модулей ПМК для проектирования технологических процессов. Рассмотрены функции модулей, необходимые для работы комплекса. Предложены алгоритмы автоматизированного проектирования токарных операций в производственных условиях ЗАО НКМЗ.

Разработан интерфейс программного комплекса, для передачи управления модулям системы. Интерфейс является наглядным и интуитивно понятным.

Перечень ссылок

1.   Технология машиностроения. Учебник для втузов. Изд.2-е, доп.М., "Высш. школа", 1976. - 534 с.

2.   "САПР и Графика" 04/2000. "САПР ХХI века: интеллектуальная автоматизация проектирования технологических процессов". Авторы: Г. Евгеньев, Б. Кузьмин, С. Лебедев, Д. Тагиев. - с.46-49.

3.   Руководство программиста системы "АРМ-Технолога". Ворошиловград, ПТИМАШ, 1993. - 40 с.

4.   "САПР и Графика" 10/2002. "Компас - АВТОПРОЕКТ: скорость и эффективность". Автор: А. Андриченко. - с.51-53.

5.   Официальный сайт АО "ТопСистемы" www.topsystems.ru/index. htm.

6.   Официальный сайт НПП ИНТЕРМЕХ www.intermech. host.ru/index. htm.

7.   Сайт пользователей CAD-систем в бывшем СССР cad. dp.ua/index. htm.

8.   Официальный сайт АСТПП "ТЕМП" www.cad. boom.ru/index. htm.

9.   Delphi 5 для профессионалов. Марко Кэнту. СПб.: Питер, 2001. - 944 с.: ил.

10.      Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.: ил.

11.      "САПР и Графика" 09/2000. "Актуальность применения САПР в машиностроении". Автор: Эдуард Берлинер. - с.111-112.

12.      ГОСТ 34.602 - 89." Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы "

13.      ГОСТ 19.101 - 77. "Виды программ и программных документов".

14.      Методические указания к выполнению экономической части дипломных проектов студентами специальности “Компьютерные системы проектирования” / Сост. Скибина А.В., Подгора Е.А. - Краматорск: ДГМА, 1998. - 44 с.

15.      Кобевник В.Ф. Охрана труда. - К. Выща школа, 1990. - 340 с.

16.      ГОСТ 12.1 005 - 88 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно - гигиенические требования".

17.      Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. - М. Л.: "Энергоиздат", 1985. - 235 с.

18.      Щербина Я.Я., Щербина И.Я. Основы противопожарной защиты. - К.: Выща школа, 1985. - 256 с.

19.      СниП 11-4-79 "Естественное и искусственное освещение". - М.: 1980. - 40 с.

20.      Методические указания к выполнению раздела "Охрана труда" в дипломных проектах (для студентов специальности 11.06 и 12.03) / Сост.: Чижиков Г.И., Шоно С.А. - Краматорск: КИИ, 1989. - 47 с.

21.      Бринза В.Н., Зинковский М.М. Охрана труда в черной металлургии. - М.: Металлургия, 1982. - 336 с.