Магнитооптические методы защиты ценных бумаг



Рис. 5.1. Ленточный график выполнения ПКР

Как видно из Таблицы 11 (см. Приложение 2), общая продолжительность проведения ПКР при последовательном методе организации работ составляет 36 календарных дней. И для сдачи работы в срок ее необходимо начать 8 апреля.

Руководствуясь приложением о типовых нормах времени на разработку конструкторской документации о примерном распределении конструкторских работ между исполнителями, выбираем состав и разряд исполнителей (Таблицы 12 и 13 в приложениях соответственно). Значения заработных плат приведены в Таблице 14 (см. Приложения).

,

где - минимальный размер оплаты труда (12600 руб./мес.); - коэффициент тарифной ставки -го исполнителя, учитывающий его разряд.

Определим расходы на основную заработную плату исполнителей. Для этого сначала рассчитаем размер оплаты для каждого из работников в день:

,

где - месячный оклад -го исполнителя по тарифной ставке с учётом разряда; - среднемесячный фонд рабочего времени за срок выполнения КПП.

В 2014 году при пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями 247 рабочих дней, в том числе 6 предпраздничных дня (22 февраля, 7 марта, 30 апреля, 8 мая, 11 июня и 31 декабря), и 118 выходных дней с учетом 2 дополнительных дней отдыха (8 января, 25 февраля) в связи с совпадением нерабочих праздничных дней 5 января, 23 февраля с выходными днями.

Месячный фонд рабочего времени считается следующим образом:

Fмес = 247 раб.дн / 12 мес = 20.58 раб. дня

Дополнительная заработная плата составит 8085,3 руб. Итого расходы на заработную плату: 80853+8085,3=88938,3 руб.

Таким образом, теперь можно рассчитать смету затрат на проектно-конструкторские работы по разработке оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния (Таблица 15).

Таким образом, стоимость ПКР по проектированию оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния составляет 279519,5 рублей.

5.3 Расчёт простого срока окупаемости инвестиций

Под сроком окупаемости инвестиций понимается календарный отрезок времени, по окончании которого разница между капитальными вложениями в инвестиционный проект Ки и нарастающим денежным потоком Дп становится равной нулю.

В общем случае расчет простого срока окупаемости производится путем постепенного, шаг за шагом, вычитания из общей суммы инвестиционных затрат величин чистого эффективного денежного потока за один интервал планирования. Номер интервала, в котором остаток становится отрицательным, соответствует искомому значению срока окупаемости инвестиций.

Планируемый объём собственных капитальных затрат на проектирование и производство оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния 10 млн. руб.

Инвестиционный проект рассчитан на 10 лет. Объём производства за время действия инвестиционного проекта остаётся неизменным. Предприятие имеет долгосрочные договоры на реализацию своей продукции, в соответствии с которыми цена единицы изделия принимается неизменной в течение 10 лет и равна Ци = 20000 руб./шт.

Т.к. на предприятии есть налаженное собственное производство, то капитальные затраты по инвестиционному проекту не вкладываются в приобретение основных средств, используемых при изготовлении продукции, поэтому начисленная величина амортизационных отчислений Sам = 0 в течение всего времени действия инвестиционного проекта.

Основные технико-экономические показатели по годам осуществления инвестиционного проекта приведены в Таблице 16 (см. Приложения).

Используя приведённое выше определение срока окупаемости, рассчитаем его величину: Tок*1740000 = 10000000. Следовательно, простой срок окупаемости Ток = 6 лет.

Недостатком оценки простого срока окупаемости является игнорирование факта неравноценности денежных потоков, возникающих в различные моменты времени. В то же время расчёт простого срока окупаемости инвестиций благодаря своей наглядности и простоте часто используется как метод оценки риска, связанного с инвестированием. Более того, в условиях дефицита инвестиционных ресурсов (например, на начальной стадии развития бизнеса или в критических ситуациях) именно этот показатель может оказаться наиболее значимым для принятия решения об осуществлении капиталовложений.

5.4 Расчёт дисконтированного срока окупаемости инвестиций

Метод определения дисконтированного срока окупаемости инвестиций в целом аналогичен методу расчета простого срока окупаемости, однако свободен от одного из недостатков последнего, а именно - от игнорирования факта неравноценности денежных потоков, возникающих в различные моменты времени.

Условие для определения дисконтированного срока окупаемости может быть сформулировано как нахождение момента времени, когда современная ценность доходов, получаемых при реализации проекта, сравняется с объёмом инвестиционных затрат.

Пересчёт денежных потоков в вид текущей стоимости ведется последующей зависимости:

Пгодi_диск = Пгодi /(1+ставка_дисконтирования)^I,

где i - номер рассматриваемого года.

Ставка дисконтирования отражает стоимость денег с учётом временного фактора и рисков. Исходя из того, что имеются долгосрочные договоры на реализацию продукции, в соответствии с которыми цена единицы изделия принимается неизменной в течение всего периода реализации, примем ставку дисконтирования равной 10%. Результаты расчета приведены в Таблице 17 (см. Приложение 2). Формирование дисконтированного срока окупаемости показано на Рис. 5.2.

Рис. 5.2. Зависимость суммарного денежного потока от времени, формирование срока окупаемости инвестиций с учётом дисконтирования

Дисконтированный срок окупаемости инвестиций составляет 9 лет.

Общая суммарная дисконтированная прибыль за всё время расчёта (15 лет) - 13235000 руб.

6. Охрана труда и экология

6.1 Анализ вредных и опасных факторов при производстве магнитооптического кристалла

Обеспечение безопасной жизнедеятельности человека в значительной степени зависит от правильной оценки опасных и вредных производственных факторов. Одинаковые по тяжести изменения в организме человека могут быть вызваны различными причинами. Это могут быть какие-либо факторы производственной среды, чрезмерная физическая и умственная нагрузка, нервно-эмоциональное напряжение, а также разное сочетание этих причин.

Производство магнитооптического кристалла для оптико-электронного устройства визуализации магнитных полей рассеяния может сопровождаться влиянием на человека таких опасных или вредных факторов, как физические и химические. Производство не предусматривает контакт человека с биологическими веществами и нервно-психические нагрузки, поэтому будем считать, что воздействие этих факторов на человека отсутствует.

К физическим факторам, влияющим на работоспособность и здоровье человека при производстве кристалла, относятся: ненормальный микроклимат; повышенный уровень вибраций, шума; неправильное освещение; электрическая опасность; пожарная опасность; ионизирующее излучение; плохая вентиляция помещения; опасность травмирования.

К химическим факторам относятся различные раздражающие, общетоксичные вещества, применяющиеся при очистке подложки кристалла и нанесении зеркального и просветляющего покрытий. Также влияние на самочувствие человека оказывает пыль.

Рассмотрим подробнее основные вредные и опасные факторы при производстве магнитооптического кристалла для оптико-электронного устройства визуализации магнитных полей.

6.2 Микроклимат

Опасными и вредными факторами, связанными с загрязнением воздушной среды на участке, где идет изготовление магнитооптического кристалла, - являются пыль, выделения вредных паров и газов, тепловыделения от технологического оборудования. Например, смазочно-охлаждающая жидкость, так как при ее нагревании в процессе обработки выделяющиеся пары раздражают слизистые оболочки глаз, носоглотки, и выделяющаяся при обработке металлическая пыль, которая, оседая в легких человека, вызывает раздражение дыхательных путей.

Параметры микроклимата регламентируются СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений". Данные санитарные правила и нормы предназначены для предотвращения неблагоприятного воздействия микроклимата рабочих мест на самочувствие, функциональное состояние, работоспособность и здоровье человека. Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма. Санитарные правила устанавливают гигиенические требования к следующим показателям микроклимата рабочих мест: температура воздуха, температура поверхностей, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха, интенсивность теплового облучения.

Производство кристалла относится к работам категории Iа, Iб. В таблице 1 приведены оптимальные величины показателей микроклимата на рабочем месте.

Таблица 6.1

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, °С	Температура поверхностей,°С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Iа (до 139)	22 - 24	21 - 25	60 - 40	?0,1
	Iб (140 - 174)	21 - 23	20 - 24	60 - 40	?0,1
Теплый	Iа (до 139)	23 - 25	22 - 26	60 - 40	?0,1
	Iб (140 - 174)	22 - 24	21 - 25	60 - 40	?0,1

6.3 Шум

В процессе производства применяются обрабатывающие станки АОС-200М, 3ШП-350, являющиеся источником сильного шума, который вредно отражается на здоровье и работоспособности человека. Поэтому надо следить за уровнем шума, чтобы предотвратить возникновение травматизма. Уровни шума на рабочем месте не должны превышать значений, установленных для данного вида работы "Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах".

Согласно СН 2.2.4.562-96 предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности в производственных цехах представлены в таблице.

Таблица 6.2

Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука (дБА)
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Выполнение всех видов работ на постоянных рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

6.4 Освещение

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения.

Рациональное освещение помещений и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость.

Основная задача освещения - создать наилучшие условия для видения. Требования к освещению помещения приведены в СНиП 23-05-2010 "Естественное и искусственное освещение". В таблице 3 приведены значения нормируемых параметров для естественного и искусственного освещения для I и II разряда работы. Для выполнения нашей задачи необходимо освещение I разряда подразряда зрительной работы а.

Таблица 6.3

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Подразряд зрительной работы	Искусственное освещение	Естественное освещение
			Освещенность, лк	Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации	КЕО КЕО - отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.
			при системе комбинированного освещения	при системе общего освещения		при верхнем или комбинированном освещении	при боковом освещении
			Всего	в том числе от общего		р	Кп, %
Наивыс-шей точности	Менее 0,15	а	5000	500	-	20	10	-	-
		б	4000	400	1250
		в	2500	300	750
		г	1500	200	400
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	а	4000	400	-	20	10	-	-
		б	3000	300	750
		в	2000	200	500
		г	1000	200	300

6.5 Требования пожарной безопасности

Общие основы обеспечения пожарной безопасности определяет Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

Под требованиями пожарной безопасности понимаются специальные условия социального и (или) технического характера, установленные в целях обеспечения пожарной безопасности законодательством Российской Федерации, нормативными документами.

Основной причиной пожара при изготовлении объектива может стать неисправность и нарушение правил эксплуатации электрооборудования и неисправность электропроводки. Поэтому требования пожарной безопасности к электрооборудованию должны быть следующими:

1. Электрооборудование должно быть стойким к возникновению и распространению горения.

2. Вероятность возникновения пожара в электрооборудовании не должна превышать одну миллионную в год.

3. Вероятность возникновения пожара не определяется в случае, если имеется подтверждение соответствия электротехнической продукции требованиям пожарной безопасности по стойкости к воздействию пламени, накаленных элементов, электрической дуги, нагреву в контактных соединениях и токопроводящих мостиков с учетом области применения электротехнической продукции, входящей в состав электрооборудования.

4. Электрооборудование систем противопожарной защиты должно сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасное место.

Для обеспечения пожарной безопасности в помещении необходимо предусмотреть установки пожаротушения (огнетушители, пожарные краны) и сигнализации. Для ликвидации пожаров электрооборудования применяются установки газового пожаротушения.

Одним из основных условий обеспечения пожарной безопасности является применение автоматических средств обнаружения пожаров. Для данного типа здания рекомендуется применять дымовые пожарные извещатели. Такие извещатели включаются в единую систему пожарной сигнализации с выводом тревожных извещений на приемно-контрольный пожарный прибор, расположенный в помещении дежурного персонала, а затем выводятся на городской приемный пульт

6.6 Рентгеновское излучение

В процессе изготовления одного из элементов устройства - магнитооптического кристалла, - возникает необходимость радиационного контроля ориентации осей кристалла на рентгенгониометре УРС-50И. Так как рентгеновское излучение может нанести существенный вред организму, необходимо проводить меры радиационной безопасности.

Согласно Санитарным правилам радиационной безопасности СП 2.6.1.758-99 "Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)" и Основным санитарным правилам обеспечения радиационной безопасности СП 2.6.1.799-99 (ОСПОРБ-99), предельно допустимые дозовых пределы для лиц, работающих с техногенными источниками облучения, представлены в таблице.

Таблица 6.4. Основные дозовые пределы облучения

Нормируемые величины	Дозовые пределы, мЗв
	Лица из персонала (группа А)
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год
Эквивалентная доза за год в:
хрусталике	150
коже	500
кистях и стопах	500

НРБ-99 включают в себя определения и термины радиационной безопасности, устанавливают основные дозовые пределы, предельно допустимую концентрацию радиоактивных веществ в воздушной зоне, в воде открытых водоемов, допустимое содержание радиоактивных веществ в органах и т.п.

На основании нормативных требований санитарные правила СП 2.6.1.799-99 устанавливают порядок проведения работе источниками ионизирующих излучений и обеспечение ликвидации радиоактивных отходов.

Рентгеновские аппараты создают излучение, от которого необходимы средства защиты только на время их работы. При этом не требуется защитных устройств во время транспортировки рентгеновских аппаратов и производства ремонтных и других работ с ними. Мощность дозы, создаваемая рентгеновскими аппаратами, пропорциональна силе тока в рентгеновской трубке, приложенному напряжению и обратно пропорциональна квадрату расстояния от анода. Поэтому толщину защиты из свинца и бетона от действия прямого рентгеновского излучения удобно определять по табл. 6.5 с учетом снижения ПДД для персонала до 50мбэр за неделю.

Таблица 6.5. Толщина защиты из свинца(мм) и бетона (см) в зависимости от напряжения на рентгеновской трубке, экспозиции и расстояния для дозы 50мбэр в неделю

Напряжение на трубке, кВ	Экспозиция за неделю, мА*мин	Толщина свинца при R, м	Толщина бетона при R, м
		l0,1	1	2	3	5	l0,1	1	2	3	5
100	20000 10000 5000 2000	0,85	3,8 3,6 3,3 3,0	3,3 3,1 2,8 2,5	3,1 2,8 2,5 2,2	2,7 2,4 2,1 1,8	7	31 29 27 24	27 25 23 20	24 22 20 17	21 19 17 15
150	20000 10000 5000 2000	0,90	4,6 4,2 4,0 3,7	4,0 3,7 3,4 3,1	3,6 3,4 3,1 2,7	3,2 3,0 2,7 2,3	8	38 35 33 30	33 31 29 25	31 28 26 23	27 25 22 19
200	20000 10000 5000 2000	2,0	8,1 7,6 7,1 6,1	7,1 6,1 5,6 5,1	6,1 5,6 5,1 4,4	5,6 5,1 4,6 3,8	9	50 47 44 41	44 40 37 33	40 37 34 31	37 34 31 28
250	20000 10000 5000 2000	3	13,9 12,9 11,9 10,9	11,9 10,9 9,9 8,9	10,9 9,9 8,9 7,9	9,4 8,4 7,4 6,4	10	56 53 50 46	50 47 44 40	46 43 40 36	42 38 35 32
300	20000 10000 5000 2000	6	25 23 21 19	21 19 17 15	19 17 15,5 13,5	16 14,5 13 11	10	58 56 53 49	53 49 46 42	49 46 43 39	45 42 39 34

Примечание. Эквивалентной дозе 50 мбэр соответствует 0,5 мЗв, l0,1 - слой десятикратного ослабления.

Для того, чтобы уменьшить предельную проектируемую дозу до 5мбэр в неделю (категория Б), необходимо к значению, получаемому из табл.6.5, добавить слой десятикратного ослабления, а до 1,2 мбэр в неделю (категория В) - соответственно 1,7 слоя десятикратного ослабления. Для защиты лабораторий предприятий помимо свинца и бетона могут быть приведены и другие материалы (табл.6.6)

Таблица 6.6. Толщина различных материалов, эквивалентная 1мм свинца

		Эквивалентная толщина, мм, при напряжении на трубке, кВ
Материал	Плотность, г/см3	100	150	200	250	300
Железо Кирпич Дерево	7,8 1,6 0,5	7 110 1500	12 110 -	14 110 -	13 80 -	8 50 -

Если по каким-либо причинам не представляется возможным использовать стационарные и передвижные(кабины, ширмы) средства для защиты, можно прибегнуть к безопасным расстояниям (табл.6.7), которые рассчитываются по формуле

,

Где Р - мощность экспозиционной дозы на расстоянии 1м; Рпдд - мощность предельно допустимой дозы; - линейный коэффициент ослабления излучения в воздухе.

Таблица 6.7. Приближенные значения для безопасных расстояний при различных напряжениях на рентгеновской трубке и ПДД-100 мбэр/нед

	Безопасное расстояние, м, при напряжении на трубке		Безопасное расстояние, м, при напряжении на трубке
Экспозиция за неделю, мА·мин	100 кВ	200кВ	300кВ	Экспозиция за неделю, мА·мин	100 кВ	200кВ	300кВ
2000 5000	70 85	80 100	90 120	10000 20000	100 120	120 140	140 160

На основании приведенных таблиц и формул проведем расчет необходимых мер безопасности. Найдем толщину защиты из бетона и свинца помещения, в течение 2 ч в смену должен работать рентгеновская установка УРС-50ИМ при напряжении на трубке 150кВт, токе 10мА, расстоянии от трубки до защитной стенки 2м.

Определим рабочее время:

Общая экспозиция в данном случае составляет 6000 мА*мин/нед. Воспользовавшись таблицей 5 и интерполируя определим толщину бетона и свинца при расстоянии 2м - 294мм и 3,46мм.

Для безопасной работы к полученным значениям толщины необходимо добавить слой десятикратного ослабления и тем самым увеличить толщину стенки из бетона до 302мм, или же толщину ширмы из свинца до 4,36мм.

6.7 Защита от травмирования

В процессе изготовления магнитооптического кристалла используются обрабатывающие станки, имеющие движущиеся, вращающиеся части (отрезные алмазные круги, шлифовально-полировальные круги и т.д.), которые являются источниками опасности. Например, при вращении инструмента или заготовки может произойти захват одежды, волос, конечностей оператора при нарушении правил техники безопасности, а также травмирование рабочих при вылете незакрепленной детали или инструмента.

Опасность травмирования в текущее время в основном обусловлена большим износом оборудования. Поэтому для уменьшения опасности травмирования надо при работе соблюдать меры техники безопасности и использовать средства защиты.

Оборудование, на котором происходит механическая обработка (станки АОС-200М, 3ШП-350) оснащено следующими средствами защиты:

- ограждения, выполненные в виде защитных кожухов;

- механическими предохранительно - блокировочными устройствами;

- тормозными устройствами.

6.8 Вентиляция

Вентиляционные системы для производственных помещений в комплексе с технологическим оборудованием, выделяющим вредные вещества, избыточное тепло или влагу, должны обеспечивать метеорологические условия и чистоту воздуха, соответствующие требованиям ГОСТ 12.1.005-88, на постоянных и временных рабочих местах в рабочей зоне производственных помещений.

В обслуживаемой промышленных предприятий, должны быть обеспечены метеорологические условия в соответствии с требованиями строительных норм и правил по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

6.9 Химические факторы

Вредные вещества проникают в организм человека в основном через дыхательные пути и через кожу. Воздействие большинства этих веществ относится к опасным и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое действие на организм человека. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать c ними во взаимодействие, вызывая нарушения нормальной жизнедеятельности.

Магнитооптический кристалл состоит из подложки, выращиваемой из расплава оксида галлия, магнитооптического слоя висмут-содержащей пленки феррит-граната. Оксид галлия и висмут и его неорганические соединения относятся к вредным веществам, и, согласно ГОСТ 12.1.005-88 их предельные содержания в воздухе рабочей зоны составляет 3 мг/м3 3го класса опасности и 0,5 мг/м3 2го класса опасности соответственно.

При промывке подложки вредным фактором является пары этилового спирта. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 пары этилового спирта относят к вредным факторам 3 класса опасности, с предельным содержанием в воздухе рабочей зоны 1000 мг/м3. Испаряясь, этиловый спирт вызывает у человека раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек. Для обеспечения безопасных и безвредных условий промывку оптических деталей осуществляют в закрывающихся ваннах, оборудованных местной вентиляцией, а рабочие снабжаются индивидуальными средствами защиты (перчатки, фартуки, очки).

6.10 Утилизация производственного брака

Разрабатываемое изделие является оптической деталью. Оптические изделия сложны в изготовлении, и практически неизбежно появление брака на производстве.

Брак выявляется методами контроля оптических поверхностей (визуальными, механическими и оптическими). При изготовлении магнитооптического кристалла контролируемыми параметрами являются чистота поверхности, отклонения от заданной формы, магнитооптические параметры. Производственный брак может появляться при выявлении дефектов в материале, сколов, неустранимых погрешностей формы. Отбракованные изделия идут в бой стекла ГОСТ Р 52233-2004.

Технология обращения с отходами стекла включает: сбор, транспортировку, обработку (в зависимости от получаемой продукции может включать различные стадии: сортировку, сепарацию, очистку от примесей, отмывку), дробление, помол, получение конечной продукции. Конечной продукцией при переработке стеклобоя является стеклопорошок различных фракций, а также стеклоизделия и стройматериалы. Постоянно возрастающие цены на энергоресурсы и сырьевые материалы, а также необходимость повышения экологичности производства делают переработку производственного брака все более значимой, поскольку увеличение содержания стеклобоя в шихте для варки стекла всего на 1% дает экономию потребляемой энергии приблизительно 0.2 - 0.5 %.

Заключение

В ходе выполнения данной работы был проведен анализ методов регистрации магнитных полей рассеяния, выбран магнитооптический метод на эффекте Фарадея, т.к. он обладает рядом преимуществ: низкая стоимость, малые габариты, простота, высокая чувствительность и является неразрушающим методом.

Проведен выбор и обоснование оптической схемы оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния. Выбрана элементная база для магнитооптического устройства: светодиод КИПД 21 К-Ж, линза коллиматорная, рассеиватель, поляризатор, магнитная пленка феррит-граната, анализатор, объектив, ФПЗС-матрица ICX285AQ.

Осуществлено математическое описание оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния аппаратом поляризационной оптики. Получены выражения, определяющие оптимальные параметры магнитооптического кристалла (толщина пленки, магнитооптическая добротность).

В результате анализа существующих магнитооптических материалов, было установлено, что наиболее подходящим материалом для решения поставленной задачи являются висмутсодержащие пленки феррит-гранатов в силу ряда преимуществ: высокое фарадеевское вращение, позволяющее получить высокий контраст изображения, низкое оптическое поглощение и, как следствие, высокая магнитооптическая добротность

Проведен расчет оптических элементов схемы, в результате которого определили параметры коллиматорной линзы (f'=22мм, S'F'=0, SF=-18,7мм), и рассчитан объектив (f'=24мм, S'F'=21,33мм, SF=-21,33мм) .

Проведен аберрационный анализ работы системы. Выявлены такие недостатки двухлинзового склеенного объектива, как низкая разрешающая способность (100 л/мм на уровне E=0,27) и высокие значения аберраций. В результате оптимизации в программе “Zemax” удалось снизить аберрации и повысить разрешающую способность (100 л/мм на уровне E=0,55).

Рассчитан коэффициент пропускания оптической системы ф=0,32. Определена освещенность на приемнике излучения и сделан вывод о правильности выбора главных элементов схемы - по паспортным данным, минимальный порог освещенности для данного приемника излучения составляет 0,01 лк, поэтому выбранная элементная база является правильной для нормальной работы устройства.

Разработана конструкция оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния, описан процесс сборки, выбраны методы крепления оптических элементов в оправы.

Разработан технологический процесс, включающий в себя следующие операции: выращивание гадолиний-галлиевого граната, ориентация подложки, резка подложки на заготовки, механообработка подложки, жидкофазную эпитаксию, нанесение просветляющего и зеркального покрытий, разрезание на заготовки 10х10мм, контроль магнитооптических параметров. Разработана технологическая карта изготовления магнитооптического кристалла, осуществлен подбор технологического оборудования, разработаны метрологические операции контроля, произведен анализ технологичности.

Проведен расчет экономической эффективности проектирования и производства оптико-электронного устройства регистрации магнитных полей рассеяния.

Проведен анализ вредных и опасных факторов при производстве магнитооптического кристалла, выявлен наиболее опасный фактор: рентгеновское излучение при осуществлении операции по ориентации кристалла. Предложен метод защиты в виде свинцовой ширмы толщиной 4,36мм.

Список литературы

Рандошкин В.В., Червоненкис А.Я. - Прикладная магнитооптика. - М.: Энергоатом - издат, 1990. - 320 с.: ил.

Кузнецов А.С., Одиноков С.Б. Оценка разрешающей способности двуслойных магнитных структур // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электронное научно-техническое издание. 2012. № 2. С. 21

Тикадзуми С.,Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения / Пер. с японского - Москва: Мир, 1987. - 419с.

Китель Ч., Введение в физику твёрдого тела, / Пер. с англ. - М: Наука, 1978. - 792с.

I V Yaminsky, A M Tishin, "Magnetic force microscopy", RUSS CHEM REV, 1999, 68 (3), 165-170.

Звездин А.К., Котов В.А. - Магнитооптика тонких пленок. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 192 с.: ил.

В. Н. Дудоров, В. В. Рандошкин, Р. В. Телеснин - Синтез и физические свойства монокристаллических пленок редкоземельных феррит-гранатов. Успехи физических наук, том 122. вып.2, 1977

Буравихин В.А., Практикум по магнетизму/ Буравихин В.А., Шелковников В.Н., Карабанова В.П., М: Высш. шк., 1979. - 197с.

Кандаурова Г.С., Хаос, порядок и красота в мире магнитных доменов// Известия УрГУ - 1999 - №7 - С.4 - 5

Иванов В.Е. - Смешанный магнитооптический контраст вызванный неоднородным магнитным полем в пленках с плоскостной анизотропией // Письма в ЖТФ, 2009, том 35, вып. 9.

Верхозин А.Н. - Эффект фарадея в переменном магнитном поле// Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1611

Волгин Ю.Н - Исследование эффекта Фарадея: Руководство к выполнению лабораторной работы. Кафедра экспериментальной физики СПбГПУ. 1999

Губенберг В. - Визуализация магнитной записи. Техника магнитной видеозаписи. М.: Иностранная литература, 1962, с. 314.

Окатов М.А., Антонов Э.А., Байгожин А. и др. Справочник технолога-оптика. Под ред. М. А. Окатова. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- СПб.: Политехника, 2004. -- 679 с: ил.

Сивухин Д.В. Общий курс физики: Учеб. пособие: Для вузов. В 5 т. Т. IV. Оптика. - 3-е изд., стер. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 792 с.

У. Шерклифф - Поляризованный свет: пер. с английского. - М: Мир, 1965, 264с.

Толстоба Н.Д., Цуканов А.А. - Проектирование узлов оптических приборов. Учебное пособие. - СПб, 2002. - 128 с.

Панов В.А., Кругер М.Я. - Справочник конструктора оптико-механических приборов. - Ленинград, Машиностроение, 1980.

Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем - М., Машиностроение, 1992. - 448 с.: ил.

C. В. Олейник, Т. Н. Хацевич - Исследование базовых двухлинзовых компонентов светосильных объективов, предназначенных для работы с современными электронно-оптическими преобразователями. СГГА, 2009.

Мостяев В.А., Дюжиков В.И. Технология пьезо- и акустоэлектронных устройств. - М., Ягуар, 1993. 280 с.: ил.

Мюллер Г. - Выращивание кристаллов из расплава. Конвекция и неоднородности: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 143 с., ил.

Лодиз Р., Паркер Р. - Рост монокристаллов. Пер. с англ. - М.: Мир, 1974 - 540 с., ил.

Шаскольская М.П. - Кристаллография: Учеб. Пособие для втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1984. -376 с., ил.

Румянцев С.В., Штань А.С., Гольцев В.А. Справочник по радиационным методам неразрушающего контроля / Под ред. С.В. Румянцева. - М.: Энергоиздат, 1982. 240с.

Ефремов А.А. , Сальников Ю.В. , Изготовление и контроль оптических деталей: учебное пособие для проф.-тех.училищ. - М. Высш. Шк. 1983.

Быков В.З., Перов В.А. Оформление рабочих чертежей оптических деталей и выбор допусков на оптические детали: учебное пособие. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003.

Быков В.З., Перов В.А. Обработка оптических деталей алмазным инструментом: учебное пособие по дисциплине «Производство оптических элементов». Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003

Балбашов А.М., Червоненкис А.Я. Магнитные материалы для микроэлектроники. М.: Энергия, 1979. - 216 с.

Тимофеева В.А. - Рост кристаллов из растворов-расплавов. М., «Наука», 1978, 268 с.

Ю.В.Скворцов, «Организационно-экономические вопросы в дипломном проектировании», М.: Студент, 2012 г., 374 с.

Н.Н. Савченко «Технико-экономический анализ проектных решений». - М.: Издательство «Экзамен», 2002. - 128 с.

«Учебное пособие по выполнению организационно-экономической части дипломных проектов исследовательского профиля», под ред. Смирнова С.В., Москва, МГТУ, 1989.

Н.А.Сафронова «Экономика предприятия» Учебник. М.:Юристъ, 1998 г.

Теоретические основы защиты окружающей среды - Ветошкин А.Г.

Русак О. Н. Безопасность жизнедеятельности. - СПб.: МАНЭБ, 2001.

Бережной С. А., Романов В. В., Седов Ю. И. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. - Тверь: ТГТУ, 1996. - № 722.

Анофриков В. Е., Бобок С. А., Дудко М. Н., Елистратов Г. Д. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. - М.: Мнемозина, 1999.

Белов С.В., Козьяков А.Ф., Партолин О.Ф. и др. Средства защиты машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник. Под редакцией Белова С.В. - М.: Машиностроение, 1989. - 368с.

Приложение 1

Таблица 1. Структура рынка потребителей разрабатываемого устройства

Потенциальные потребители	Количество учреждений на 2013 г.
Министерства	5
Банковские компании	550
Спецслужбы	4
Частные компании	1000
Физические лица	2000
Итого	3559

Таблица 2. Исходные данные для расчёта экономической эффективности использования бюджетных средств

Параметр	Значение	Источник
Расчетный год	2014 год	ТЗ
Срок окончания работ по проектированию ЛСВ	30.05.2014	ТЗ
МРОТ в Москве на момент работ	12600 руб/мес	Федеральный закон
Объём выпуска	100 штук/год	Заказчик
Цена аналогов	50000 руб	Рынок
Планируемый объём собственных капитальных затрат	5 млн. руб.	Заказчик
Срок инвестиционного проекта	10 лет	Заказчик
Горизонт расчёта	15 лет	Заказчик

Таблица 3. Структура сметы затрат

Статьи затрат	Удельный вес, %
Материальные	20
Заработная плата	35
Отчисления на социальные нужды	10
Амортизационные отчисления	20
Прочие затраты	15
Всего:	100

Таблица 4. Трудоёмкость этапов КПП

№	Содержание этапа	Трудоёмкость, %
1	Техническое предложение (ТП)	5
2	Эскизное проектирование изделия (ЭП)	20
3	Техническое проектирование изделия (ТП)	30
4	Оформление рабочей документации (РД)	45
	Итого:	100

Таблица 5. Продолжительность выполнения этапа РП, нормы времени на разработку сборочных чертежей

Единица объема работы, лист формата	Количество единиц объема работы	Количество деталей, входящих в сборочный чертеж	Норма времени, ч	Коэффициент к норме времени	Суммарное время, человеко- часы
А1	6	Менее 4	11.9	0.4	28.56
	2	8-9	18.0	0.4	14.4
	2	10-12	20.7	0.4	16.56
	2	16-20	27.4	0.4	21.92
				Итого	81.44

Таблица 6. Трудоёмкость отдельных этапов КПП

№	Содержание этапа	Трудоёмкость
		%	чел./ч	чел./дни
1	Техническое предложение (ТП)	5	17	2
2	Эскизное проектирование изделия (ЭП)	20	66	8
3	Техническое проектирование изделия (ТП)	30	100	13
4	Оформление рабочей документации (РД)	45	150	19
	Итого:	100	333	42

Таблица 7. Распределение рабочего времени на 2014 год

	Март	Апрель	Май	Итого
Календарные дни (КД)	31	30	31	92
Выходные дни (ВД)	10	8	12	30
Предпраздничные дни (ПД)	1	1	1	3
Рабочие дни (РД)	20	21	18	59

Таблица 8. Фонд рабочего времени каждого этапа

Этап	% от общей трудоемкости ПКР	Продолжительность этапа, в часах	Продолжительность этапа, в календ. днях
Техническое предложение	5	24	3
Эскизный проект	20	99	13
Технический проект	30	148	19
Разработка рабочей документации	45	222	28
Итого	100	493	63

Таблица 9. Количество исполнителей на этапах ПКР

Этап	Исполнители (расчётное)	Исполнители (принятое)
Техническое предложение	1.06	2
Эскизный проект	0.98	1
Технический проект	1.09	2
Разработка рабочей документации	1.08	2
Итого	4.21	7

Таблица 10. Количество дней на этапы ПКР

Этап	Кол-во исполнителей Rt, чел.	Количество рабочих дней на этап, дни	Количество календ. дней, дни
Техническое предложение	2	2	2
Эскизный проект	1	8	7
Технический проект	2	13	11
Разработка рабочей документации	2	19	16
Итого	7	42	36

Таблица 11. Сроки начала и окончания выполнения этапов

Этап	Количество рабочих дней	Окончание этапа	Начало этапа
Техническое предложение	2 дня	09.04.2012	08.04.2012
Эскизный проект	7 дней	18.04.2012	10.04.2012
Технический проект	11 дней	07.05.2012	21.04.2012
Разработка рабочей документации	16 дней	30.05.2012	08.05.2012

Таблица 12. Состав исполнителей для различных этапов

Этап ПКР	Число исполнителей	Состав исполнителей
ТП	1	Ведущий конструктор
	1	Инженер-конструктор III категории
ЭП	1	Инженер-конструктор I категории
ТП	1	Ведущий конструктор
	1	Инженер-конструктор III категории
РД	1	Инженер-конструктор I категории
	1	Инженер-конструктор III категории

Таблица 13. Значения заработных плат для некоторых разрядов

Должность	Разряд оплаты труда	Тарифный коэффициент	Заработная плата (руб. в мес.)
Ведущий конструктор	13	2,61	32886
Инженер-конструктор I	11	2,24	28224
Инженер-конструктор III категории	7	1,54	19 404

Таблица 14. Размеры заработных плат исполнителей по этапам ПКР

Этап ПКР	Состав исполнителей	Дневная з/п, руб.	Продолж-ть работ, дней	Итого за этап, руб.
ТП	Ведущий конструктор	1598	2	3196
	Инженер-конструктор III категории	943		1886
ЭП	Инженер-конструктор I категории	1371	7	9597
ТП	Ведущий конструктор	1707	11	18777
	Инженер-конструктор III категории	943		10373
РД	Инженер-конструктор I категории	1371	16	21936
	Инженер-конструктор III категории	943		15088
Итого	80853

Таблица 15. Смета затрат на проектно-конструкторские работы

Статьи затрат	Удельный вес, %	Размер затрат по статьям, руб
Материалы	20	50821,8
Заработная плата	35	88938,3
Отчисления на социальные нужды	10	25410,9
Амортизация оборудования	20	50821,8
Прочие затраты	15	38115,8
ИТОГО:		254108,6
Стоимость (с учётом нормы прибыли проектной организации 10%)		279519,5

Таблица 16. Основные планируемые технико-экономические показатели по годам осуществления инвестиционного проекта без учёта дисконтирования

Технико- экономические показатели	Год осуществления проекта
	1-й	2-й	3-й	10-й	15-й
Годовой выпуск изделий Nгодi, шт.	200	200	200	200	200
Полная себестоимость единицы продукции Sпi,руб	11300	11300	11300	11300	11300
Прибыль (в расчёте на единицу продукции) Пуд, руб	8700	8700	8700	8700	8700
Годовая прибыль Пгодi, руб./год Пгодi=Пудi*Nгодi	1740000	1740000	1740000	1740000	1740000
Годовые амортизационные отчисления Sам. годi, руб/год	0	0	0	0	0
Годовой денежный поток Дпi, руб/год	1740000	1740000	1740000	1740000	1740000
Суммарный денежный поток нарастающим итогом Дп.сумi, руб	1740000	3480000	5220000	12180000	26100000

Таблица 17. Основные планируемые технико-экономические показатели по годам осуществления инвестиционного проекта с учётом дисконтирования

Технико- экономические показатели	Год осуществления инвестиционного проекта
	1-й	2-й	3-й	10-й	15-й
Годовой выпуск изделий Nгодi, шт.	200	200	200	200	200
Годовая прибыль Пгодi, руб./год Пгодi=Пудi*Nгодi	1740000	1740000	1740000	1740000	1740000
Годовые амортизационные отчисления Sам. годi, руб/год	0	0	0	0	0
Годовой денежный поток Дпi, руб/год	1740000	1740000	1740000	1740000	1740000
Годовой дисконтированный денежный поток Пгодi_диск,	1582000	1440000	1310000	671000	417000
Суммарный денежный поток нарастающим итогом Дп.сумi, тыс. руб	1582000	3020000	4330000	10692000	13235000

Размещено на Allbest.ru