Обеспечение подсистемы имитаторов средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам

Разработка программного обеспечения подсистемы имитаторов, входящей в состав комплекса средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам. Сравнительный анализ существующих аналогов. Требования к аппаратно-программному обеспечению.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 16.01.2015
Размер файла 3,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

AllFusion ERwin Data Modeler предназначен для всех компаний, разрабатывающих и использующих базы данных, для администраторов баз данных, системных аналитиков, проектировщиков баз данных, разработчиков, руководителей проектов. AllFusion ERwin Data Modeler позволяет управлять данными в процессе корпоративных изменений, а также в условиях стремительно изменяющихся технологий.

AllFusion ERwin Data Modeler позволяет наглядно отображать сложные структуры данных. Удобная в использовании графическая среда приложения упрощает разработку базы данных и автоматизирует множество трудоемких задач, уменьшая сроки создания высококачественных и высокопроизводительных транзакционных баз данных и хранилищ данных. Данное решение улучшает коммуникацию в вашей организации, обеспечивая совместную работу администраторов и разработчиков баз данных, многократное использование модели, а также наглядное представление комплексных активов данных в удобном для понимания и обслуживания формате [29].

1.3.2 Описание базы данных

С помощью средств Microsoft SQL Server 2008 была создана схема базы данных изображённая на рисунке 8. База данных была создана на основе сущностей выделенных при постановке задачи.

Рисунок 8-Схема базы данных

1.4 Разработка программного обеспечения

1.4.1 Разработка и анализ пользовательского интерфейса

Учитывая, что подсистема имитаторов состоит из двух разных программ, было необходимо разработать два интерфейса.

Рассмотрим интерфейс программы-имитатора средств обнаружения. Так как главной задачей этого приложения является имитирование наблюдения, было решено, что данное приложение для наглядности будет отображать карту. Этот момент основывает главное различие между интерфейсами приложений.

На рисунке 9 изображён интерфейс программы-имитатора средств обнаружения. В правой части располагается поле для размещения карты. Верхняя панель содержит поля для отображения таких погонных условий как: температура, облачность, туман, осадки, ветер, а так же отображает дату и время, которые синхронизируются для всех программ комплекса сервером межпрограммного взаимодействия. Ниже располагаются поля для отображения информации об обнаруженном объекте.

Средства обнаружения загружаются из базы данных в соответствующую таблицу. Общее число используемых средств обнаружения и наблюдаемых ими БПЛА выводится в соответствующие текстовые поля.

При необходимости, нажатием кнопки "Технические характеристики", можно вызвать окно, отображающее в таблице технические характеристики, выбранного средства обнаружения.

По мере обнаружения новых БПЛА, заполняется таблица "Сопровождаемые объекты". Снять объект с сопровождения, можно нажатием соответствующей кнопки "Снять с сопровождения", под которой располагается строка отображения процесса загрузки, заполняемая во время подключения и загрузки данных из базы.

Основные кнопки управления находятся на нижней панели. При нажатии на кнопку "Настройка", таблицы скроет панель настройки, приведённая в рисунке 18. Из располагающего на ней выпадающего списка можно выбрать нужный тип базы данных, а в соответствующие поля ввести путь к с базе данных, параметры подключения к ней, IP адрес хоста сервера межпрограммного взаимодействия и порт через который осуществляется подключение к серверу. С помощи кнопки, открытия диалога указания пути к файлу, задаётся путь к файлу карты. При необходимости устанавливается флаг распознавания цели.

Интерфейс программы-имитатора средств обнаружения предоставляет оператору исчерпывающую информацию о ходе противодействия беспилотным летательным аппаратам. Основное внимание будет сосредоточено на карте и таблице обнаруженных объектов, где в реальном времени отображается изменение координат БПЛА.

Более компактный интерфейс программы-имитатора средств противодействия спроектирован на несколько другом подходе. Основной задачей оператора так же остаётся настройка и запуск системы, а дальнейшее наблюдение за процессом имитации сосредоточено на логе сообщений. Интерфейс рассчитан на отображение обмена короткими сообщениями между пунктом управления, программой-имитатором БПЛА и самим приложением. Разница размера так же обуславливается тем, что основное внимание оператору, всё должно уделяться наблюдением за процессом имитации средств обнаружения. Программа-имитатор средств противодействия должна ёмко сообщать о командах пункта управления и их результатах. Обеспечение подобного уровня информативности и было одной из главных задач, возникших при разработке интерфейса программы-имитатора средств противодействия.

Интерфейс программы-имитатора средств противодействия изображён на рисунке 19. Ещё одним отличием данного интерфейса от предыдущего является наличие меню содержащего "горячие клавиши", с помощью которых оператор и взаимодействие с приложением.

Справа, как и в предыдущем интерфейсе, располагается основное средство вывода информации, в данном случае текстовое окно лога сообщений. Выбрав в меню пункт "Настройки/Протоколирование" можно задать вывод нужной информации такой как команды и результаты их выполнения, системные сообщения и даже структуру пакетов которыми обмениваются между собой программы комплекса.

На основной панели в соответствующих текстовых полях выводятся параметры цели и выбранного для её нейтрализации средства противодействия. Через пункт меню "Панели" открываются вкладки содержащие поля для отображения погодных условий или таблицу средств противодействия. В пункте меню "Настройки" нажатием кнопки "Подключение" открывается вкладка аналогичная вкладке настроек из программы-имитатора средств обнаружения, единственным отличием от которой является наличия ряда флажков для определения уровня отображения информации об ошибках.

Последним отличием от предыдущего интерфейса являет наличие строки состояний, в которой отображается количество всех входящих и исходящих сообщений с указанием отправителей и получателей, и выводится информация о получении или передачи новых сообщений.

Вкладка с таблицей средств противодействия и панелью погоды изображена на рисунке 20. Вкладка с настройками приведена на рисунке 9. Оператор может настраивать отображение вкладок в любой приемлемой для него комбинации.

Рисунок 9 - Интерфейс программы-имитатора средств обнаружения

Рисунок 10 - Панель настройки программы-имитатора средств обнаружения

Рисунок 2 - Интерфейс программы-имитатора средств противодействия

Рисунок 3 - Выпадающая вкладка

Рисунок 13 - Панель настройки программы-имитатора средств противодействия

1.4.2 Разработка программного обеспечения подсистемы имитаторов

Диаграмма программных классов представлена на рисунке 14.

Рисунок 15 - Диаграмма модели программы-имитатора противодействия

Рассмотрим несколько основных функций приложения.

Procedure BB Load Feature Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку меню "Загрузить", производящая подключение к базе данных и загрузку из неё карту, библиотеки объектов отрисовывающихся на карте и слой содержащий средства противодействия.

Procedure BB Start Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку меню "Начать", инициирующая подключение к серверу межпрограммного взаимодействия, считывает параметры подключения из полей настройки.

Procedure Id TCP CFN Connected (Sender: TObject) - процедура осуществляющая подключение к серверу.

Procedure Id TCP CFND is connected (Sender: TObject) - процедура осуществляющая отключение от сервера.

Procedure BB Adjustment Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку меню "Настройки", производящая открытие вкладки настроек.

Procedure BB Apply Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку меню "Принять", применяющая настройки подключения к базе данных и серверу.

Procedure BB Save Ini Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку меню "Сохранить", сохраняющая настройки подключения к базе данных и серверу в файл конфигурации defeat. ivi.

Procedure SB Select Map Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку открытия файла, осуществляющая запуск диалога для указания пути к файлу карты.

Procedure B Change State Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку "Готов" на вкладке с таблицей средств противодействия осуществляющая управление готовностью выбранного средства противодействия.

Procedure SG List Features Select Cell (Sender: TObject; ACol, ARow: Integer; var CanSelect: Boolean) - процедура события обработки выбора поля таблицы содержащей средства противодействия, отображающая готовность средств противодействия.

Procedure BB Technical Behavior Click (Sender: TObject) - процедура события нажатия на кнопку меню "Технические характеристики", вызывающая окно на котором размещена таблица с техническими характеристиками выбранного средства противодействия.

Procedure Id Thread CFN Run (Sender: TIdCustomThreadComponent) - процедура события инициируемого при запуске потока.

Разберём данную процедуру подробнее. Порождение нитей в ходе работы приложения обеспечивает распараллеливание процессов взаимодействия пользователя с интерфейсом и обмена сообщениями программы-имитатора с сервером межпрограммного взаимодействия. Обеспечение распараллеливания является важной задачей, возникающей при реализации приложения.

Создание потока происходит при подключении к серверу функцией Start компонента IdThreadCFN.

В самом потоке осуществляется приём сообщений, которые передают программы комплекса через сервер межпрограммного взаимодействия.

Код процедуры представлен ниже.

ifIdThreadCFN. ActiveandIdTCPCFN. Connectedthen

try

// Получение сообщения

IdTCPCFN. ReadBuffer (tmp_res,sizeof (R_MSGHEADER));

NameSID: = tmp_res. wSID; // код канала-отправителя

except

end;

with IdTCPCFN do

begin

// Анализируем тип сообщения

casetmp_res. bTypeof

// Погода

SMT_WEATHER:

begin

// обработка сообщения от программы-имитатора погодных условий

end;

SMT_BPLA:

begin

// обработка сообщения от программы-имитатора БПЛА

end;

// КП

SMT_ISP:

begin

// обработка сообщения от командного пункта

end;

// Сервер

else

begin

// обработка сообщения от сервера

end;

Полный код процедуры представлен в приложении А.

Учитывая схожесть логики работы программ-имитаторов многие процедуры приложений, в основном те которые отвечают за взаимодействие пользователя с интерфейсом, спроектированы одинаково.

Рисунок 15 - Диаграмма модели программы-имитатора противодействия

1.5 Тестирование программного обеспечения

1.5.1 Выбор способов и методов тестирования программного обеспечения

Качество программного продукта характеризуется набором свойств, определяющих, насколько продукт "хорош" с точки зрения заинтересованных сторон. Тестирование является одним из наиболее устоявшихся способов обеспечения качества разработки программного обеспечения и входит в набор эффективных средств современной системы обеспечения качества программного продукта [32].

Тестирование можно рассматривать, как процесс семантической отладки (проверки) программы, заключающийся в исполнении последовательности различных наборов контрольных тестов, для которых заранее известен результат. Т.е. тестирование предполагает выполнение программы и получение конкретных результатов выполнения тестов [33].

Тесты подбираются так, чтобы они охватывали как можно больше типов ситуаций алгоритма программы. Менее жесткое требование - выполнение хотя бы один раз каждой ветви программы.

На сегодняшний день наиболее актуальными методами тестирования являются:

- функциональное тестирование;

- нагрузочное тестирование;

- модульное тестирование;

- интеграционное тестирование.

Для тестирования разрабатываемого программного обеспечения будет применяться функциональное тестирование. Данный выбор обусловлен относительно низкой сложностью программного обеспечения.

1.5.2 Функциональное тестирование

Функциональное тестирование рассматривает заранее указанное поведение и основывается на анализе спецификаций функциональности компонента или системы в целом.

Функциональные тесты основываются на функциях, выполняемых системой, и могут проводиться на всех уровнях тестирования (компонентном, интеграционном, системном, приемочном). Как правило, эти функции описываются в требованиях, функциональных спецификациях или в виде случаев использования системы (use cases).

Тестирование функциональности может проводиться в двух аспектах: требования и бизнес-процессы [33].

Тестирование в перспективе "требования" использует спецификацию функциональных требований к системе как основу для дизайна тестовых случаев. В этом случае необходимо сделать список того, что будет тестироваться, а что нет, приоритезировать требования на основе рисков (если это не сделано в документе с требованиями), а на основе этого приоритезировать тестовые сценарии. Это позволит сфокусироваться и не упустить при тестировании наиболее важный функционал.

Тестирование в перспективе "бизнес-процессы" использует знание этих самых бизнес-процессов, которые описывают сценарии ежедневного использования системы. В этой перспективе тестовые сценарии, как правило, основываются на случаях использования системы.

Основное преимущество функционального тестирования состоит в том, что оно имитирует фактическое использование системы. В то же время основными недостатками являются возможность упущения логических ошибок в программном обеспечении и вероятность избыточного тестирования.

Для того чтобы сделать вывод о корректности работы системы, необходимо выполнить функциональные тесты для каждого варианта использования, приведенных на рисунках 6 и 7. В таблице Таблица приводится план функционального тестирования. Для функционального тестирования программное подсистемы имитаторов было развернуто и запущено на рабочей станции в локальной сети.

Для каждого варианта использования было произведено тестирование, целью которого было установить, в какой мере разработанное программное обеспечение соответствует требованиям, поставленным на этапе проектирования.

По результатам функционального тестирования можно сделать вывод, что программное обеспечение соответствует поставленным функциональным требованиям.

Результаты функционального тестирования в виде снимков экрана приведены в приложении Б.

Таблица 7 - План функционального тестирования

Вариант использования

Описание теста

Ожидаемый результат

Результат теста

1

2

3

4

Настроить систему обнаружения

Открыть вкладку настройки нажатием кнопки "Настройка" и заполнить необходимые поля параметров настройки

Открытие вкладки настроек с возможностью заполнить поля параметров настройки

Соответствует ожидаемому

Принять изменения

Принять изменения нажатием кнопки "Принять"

Вступление изменений настройки в силу на данный сеанс

Соответствует ожидаемому

Сохранить настройки

Сохранить изменения настроек нажатием кнопки "Сохранить"

Вступление изменений настройки в силу до следующего изменения настройки, сохранение параметров настройки в файл конфигурации

Соответствует ожидаемому

Загрузить средства обнаружения

Загрузить средства обнаружения нажатием кнопки "Загрузить"

Отображение карты, заполнение таблицы со средствами обнаружения

Соответствует ожидаемому

Запустить систему обнаружения

Запустить систему обнаружения нажатием кнопки "Старт"

Система обнаружения подключится к серверу и начнёт свою работу

Соответствует ожидаемому

Принять данные о погодных условиях

Система обнаружения принимает сообщения от программы-имитатора погодных условий

Во вкладке погодных условий в полях появятся данные от программы-имитатора погодных условий

Соответствует ожидаемому

Принять данные от БПЛА

Система обнаружения при появлении БПЛА в зоне видимости средств обнаружения принимает от программы-имитатора БПЛА информацию о местонахождении БПЛА

Система обнаружения примет данные от программы-имитатора БПЛА

Соответствует ожидаемому

Вывод информации на экран

Система обнаружения выведет информацию об отслеживаемом БПЛА в таблицу "Сопровождаемые объекты"

В таблице "Сопровождаемые объекты" добавится запись с координатами БПЛА и временем его последней засечки

Соответствует ожидаемому

Отправить данные пункту управления

Система отправит сообщение о местонахождении БПЛА пункту управления

Система отправила сообщение о местонахождении БПЛА пункту управления

Соответствует ожидаемому

Снять с сопровождения

Снять с сопровождения текущий отслеживаемый объект нажатием кнопки "Снять с сопровождения"

Таблица "Сопровождаемые объекты" обновляется

Соответствует ожидаемому

Отобразить технические характеристики средства обнаружения

Отображение технических характеристик указанного средства обнаружения нажатием кнопки "Технические характеристики"

Система выведет окно, содержащее технические характеристики выбранного средства обнаружения

Соответствует ожидаемому

Завершить работу системы обнаружения

Завершить работу системы обнаружения нажатием кнопки в меню "Файл/Стоп"

Система отключается от сервера

Соответствует ожидаемому

Настроить систему противодействия

Открыть в меню вкладку "Настройки/Подключение" и заполнить необходимые поля параметров настройки

Открытие вкладки настроек с возможностью заполнить поля параметров настройки

Соответствует ожидаемому

Принять изменения

Принять изменения нажатием кнопки в меню "Настройки/Применить"

Вступление изменений настройки в силу на данный сеанс, вкладка настроек свернётся

Соответствует ожидаемому

Сохранить настройки

Сохранить изменения настроек нажатием кнопки в меню "Настройки/Сохранить"

Вступление изменений настройки в силу до следующего изменения настройки, сохранение параметров настройки в файл конфигурации, вкладка настроек свернётся

Соответствует ожидаемому

Загрузить средства противодействия

Загрузить средства противодействия нажатием кнопки в меню "Файл/Загрузить"

Открытие вкладки с таблицей "Средства противодействия" и её заполнение, отображение в строке состояния процесса загрузки

Соответствует ожидаемому

Запустить систему противодействия

Запустить систему противодействия нажатием кнопки в меню "Файл/Начать"

Запуск системы противодействия, отображение в строке состояний обмена сообщениями

Соответствует ожидаемому

Принять данные о погодных условиях

Система противодействия принимает сообщения от программы-имитатора погодных условий

Во вкладке погодных условий в полях появятся данные от программы-имитатора погодных условий

Соответствует ожидаемому

Принять команду от пункта управления

Система противодействия принимает команду от пункта управления

Система противодействия примет команду от пункта управления, в строке состояний отобразится получение нового сообщения

Соответствует ожидаемому

Отправить данные БПЛА

Система отправляет программе-имитатору БПЛА сообщение о противодействии

Система отправит программе-имитатору БПЛА сообщение о противодействии, в строке состояний отобразится отправка нового сообщения

Соответствует ожидаемому

Принять данные от БПЛА

Система противодействия принимает команду от пункта управления

Система противодействия примет команду от пункта управления, в строке состояний отобразится получение нового сообщения

Соответствует ожидаемому

Отправить данные пункту управления

Система отправляет сообщение о результатах противодействия пункту управления

Система противодействия отправит сообщение о результатах противодействия пункту управления, в строке состояний отобразится отправка нового сообщения

Соответствует ожидаемому

Вывести информацию на экран

Система выводит в текстовое поле "Протокол" информацию местоположении цели, о результатах противодействия и характеристиках выбранного средства противодействия

Система выводит в текстовое поле "Протокол" информацию местоположении цели, о результатах противодействия и характеристиках выбранного средства противодействия

Соответствует ожидаемому

Отобразить технические характеристики средства противодействия

Отображение технических характеристик указанного средства противодействия нажатием кнопки "Технические характеристики"

Система выведет окно, содержащее технические характеристики выбранного средства противодействия

Соответствует ожидаемому

Завершить работу системы противодействия

Завершить работу системы противодействия нажатием кнопки в меню "Файл/Стоп"

Система отключается от сервера, в строке состояний отображается соответствующее сообщение

Соответствует ожидаемому

2. Технико-экономическое обоснование разработки программного обеспечения подсистемы имитаторов средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам

2.1 Организация создания программного обеспечения

Из-за внедрения в промышленность, сельское хозяйство, сферу обслуживания, торговлю и другие отрасли деятельности человека средств автоматизации с применением ЭВМ, резко возрос спрос на программное обеспечение. Ежегодный прирост спроса на программы составляет в последние годы 35-40%. Если проектирование и разработка технических средств, в частности ЭВМ, достигли уровня, при котором возможно конвейерное производство этих средств, то разработка программ по многим признакам все еще относится к области инженерного искусства [23].

Целью данного дипломного проекта является разработка подсистемы имитаторов средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам.

Одна из важнейших целей всех этапов разработки программного обеспечения, начиная от анализа требований и заканчивая внедрением конечного программного продукта это определение экономической эффективности проекта. С момента начала разработки необходимо оценить, является ли предстоящий проект осуществимым и выгодным, прибыль которую он позволит получить, период за который окупятся средства, требующиеся для его реализации. Качество программного изделия определяется тремя составляющими:

- с точки зрения специалиста-пользователя данного программного продукта;

- с позиции оценки использования ресурсов;

- выполнением требований к программному продукту.

2.2 Составление плана технико-экономических расчетов

Проведем технико-экономическое обоснование разработки данного проекта. Технико-экономическое обоснование состоит в следующем:

- выбор базы сравнения;

- расчет капитальных, эксплуатационных и прочих затрат на разработку программного обеспечения;

- определение трудоемкости и стоимости программного обеспечения;

- расчет цены программного обеспечения;

- определение показателей финансово-экономической эффективности.

Исходные данные расчетов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Исходные данные для проведения технико-экономических расчетов

Обозначение

Наименование показателя

Единицы измерения

Значение показателя

СЭВМ

Стоимость ЭВМ

тыс. руб.

16

ДМ

Среднее количество дней в месяце

дни

22

н

Норматив рентабельности

-

0,155

д

Коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату разработчика программы

-

0,1

с

Коэффициент, учитывающий начисления органам социального страхования

-

0,304

н

Коэффициент, учитывающий накладные расходы организации

-

0,63

qI

Количество I-задач, решаемых потребителем

шт.

630

tМ.В. I

Время решения I-ой задачи разработанной программой

маш. час

0,38

t'М.В. I

Время решения I-ой задачи базовой программой

маш. час

2,1

Тираж программы

шт.

1

ZЭЛ

Тариф за 1 кВт/час

руб.

2,3

н

Нормативный коэффициент эффективности капиталовложений

-

0,16

ТС

Срок службы разработанной программы

год

7

НДС

Налог на добавленную стоимость

Процент

18

ТР

Количество рабочих дней в году

Дни

247

NСМ

Количество смен работы ЭВМ

-

2

tСМ

Продолжительность смены

Ч

8

Простои ЭВМ

процент

5,5

P

Мощность, потребляемая ЭВМ

кВт

0,5

RРМ

Затраты на ремонт ЭВМ

руб.

600

2.3 Проведение технико-экономических расчетов

2.3.1 Расчёт затрат на разработку программы

Суммарные затраты на разработку программного обеспечения рассчитываются по следующей формуле:

(1)

где SЗП - затраты по заработной плате ведущего специалиста-программиста;

SНАК - накладные расходы.

Затраты по заработной плате ведущего специалиста-программиста рассчитываются по формуле:

(2)

где ОЗП - основная заработная плата ведущего специалиста-программиста за месяц (20000 руб.);

tpi - время, необходимое для разработки программы программистом i-го разряда (Чел. - мес.);

д - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату разработчика программы, в долях к сумме основной заработной платы;

с - коэффициент, учитывающий начисления в страховые фонды на заработную плату разработчика программы, в долях к сумме основной заработной плате разработчика.

Программное обеспечение разрабатывалось 90 дней, если учесть, что в одном месяце 22 рабочих дня, то:

(3)

Таким образом, затраты по заработной плате инженера-программиста составят:

(4)

Накладные затраты рассчитываются с учетом н - коэффициента, определяющего уровень накладных расходов организации по формуле:

(5)

Итак, суммарные затраты на разработку составляют:

(6)

2.3.2 Расчёт цены разработанной программы

Оптовая цена разработанной программы определяется по следующей формуле:

(7)

Где ZП - оптовая цена (цена разработчика) (руб.);

Zп - планируемое тиражирование (шт.);

SРП - суммарные затраты на разработку программы (руб.);

П - прибыль, рассчитанная по формуле

(8)

Где н - норматив рентабельности, учитывающий прибыль организации, разрабатывающей данную программу в долях ко всем затратам данной организации на разработку программного обеспечения.

Итак,

(9)

Розничная цена программы рассчитывается с учетом налога на добавленную стоимость (НДС = 18%) по формуле:

(10)

(11)

2.3.3 Расчёт капитальных вложений

Капиталовложения, связанные с работой ЭВМ рассчитываются по формуле:

(12)

где СЭВМ - стоимость ЭВМ (руб.);

ST - стоимость транспортировки ЭВМ (руб.);

SМ - стоимость монтажа ЭВМ (руб.);

SЗ - стоимость запасных частей (руб.);

SПЛ - стоимость площади установки ЭВМ (руб.).

Поскольку площадь, отводимая под установку ЭВМ, в данном случае не существенна, то этим коэффициентом можно пренебречь.

Итак, произведем расчет коэффициентов входящих в формулу расчета величины капиталовложений:

(13)

Капиталовложения в ЭВМ составляют:

(14)

2.3.4 Расчёт эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы на ЭВМ рассчитываются по формуле:

(15)

где ТМ.В. - машинное время для решения задач с помощью разработанной программы, (маш. час/год);

еч - эксплуатационные расходы, приходящиеся на 1 час работы ЭВМ;

ZП - цена, по которой продается программное обеспечение (руб.);

ТС - срок службы программы (г).

Полезный фонд времени работы ЭВМ рассчитывается по формуле:

(16)

Где ТОБЩ - общий фонд времени работы ЭВМ (дни); ТОБЩ = ТР;

NСМ - количество смен работы ЭВМ;

tСМ - время одного рабочего дня (час);

- простои ЭВМ (в процентах от общего фонда времени работы ЭВМ).

Полезный фонд времени работы ЭВМ получим:

(17)

Машинное время для решения задач с помощью данной программы рассчитывается по формуле:

(18)

Где

qI - количество I-задач, решаемых потребителем в год (шт.);

tмвI - время решения I-ой задачи, разработанной программой (маш. час).

(19)

Эксплуатационные расходы, приходящиеся на 1 час работы ЭВМ, оцениваются по формуле:

(20)

Где А0 - амортизационные отчисления (руб.);

Sзп - затраты по заработной плате инженера в год (руб. /год);

Sэл - стоимость потребляемой энергии (руб.);

Rрм - затраты на ремонт ЭВМ (руб.);

Тпол - полезный годовой фонд работы ЭВМ, (маш. час/год).

Амортизационные отчисления рассчитываются с учетом нормы амортизации (ан =12,5 %):

(21)

Затраты по заработной плате инженера за год рассчитывается по формуле:

(22)

где с - коэффициент, учитывающий начисления в страховые фонды на заработную плату пользователя программы, в долях к сумме основной заработной плате разработчика.

д - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату разработчика программы, в долях к сумме основной заработной платы;

ОЗП - основная заработная плата инженера за месяц 1-го разряда (10000 руб.).

Рассчитываем годовые затраты по заработной плате и социальным отчислениям для инженера:

(23)

Стоимость потребляемой энергии оценивается по формуле:

(24)

где P - мощность, потребляемая ЭВМ (кВт);

ТПОЛ - полезный годовой фонд работы ЭВМ (маш. час/год);

ZЭЛ - тариф за 1 кВт/час (руб. /кВт).

Итак, произведем расчет стоимости потребляемой энергии:

(25)

Затраты на ремонт ЭВМ:

(26)

Произведем вычисление эксплуатационных расходов, приходящихся на 1 час работы ЭВМ:

(27)

Далее вычислим эксплуатационные расходы на ЭВМ:

(28)

2.3.5 Расчёт денежного годового экономического эффекта

Денежный годовой экономический эффект оценивается по следующей формуле:

(29)

где Емэ - экономия стоимости машинного времени (руб.);

н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Кэ - экономия капитальных вложений (руб.).

Расчет экономии капитальных вложений производится по формуле:

(30)

где

Тмв - машинное время для решения задач с помощью разработанной программы (маш. час/год);

КЭВМ - капиталовложения в ЭВМ (руб.);

Тпол - полезный годовой фонд работы ЭВМ (маш. час/год);

Тмв1 - машинное время для решения задач базовой программой рассчитывается с учетом t'мвI - время решения I-ой задачи базовой программой.

(31)

Произведем расчет экономии капитальных вложений по формуле:

(32)

Расчет экономии стоимости машинного времени производится по формуле:

(33)

где еч - эксплуатационные расходы, приходящиеся на 1 час работы ЭВМ;

ТМ. В.1 - машинное время для решения задач базовой программой (маш. час/год);

ТМ.В. - машинное время для решения задач с помощью разработанной программы (маш. час/год).

Произведем расчет экономии стоимости машинного времени по формуле:

(34)

Денежный годовой экономический эффект составит:

(35)

2.3.6 Определение показателей эффективности инвестиций

Капитальные вложения на разработку и внедрение объектов проектирования, рассматриваются как инвестиции, необходимые для получения прибыли. Экономическая эффективность данных проектов характеризуется системой показателей, отражающих соотношение финансовых результатов и затрат.

Важным моментом при проведении расчетов является выбор масштабов цен. При отсутствии инфляции используют постоянные (базовые) цены, действующие на момент расчета. В условиях высокой инфляции, что характерно для России, целесообразно проводить расчет, соизмеряя разновременные затраты и результаты, путем дисконтирования. Для этого используется норма дисконта (Е).

(36)

где а - цена капитала;

b - коэффициент учитывающий риск;

с - уровень инфляции на валютном рынке.

(37)

Приведение осуществляется путем умножения затрат и результатов на коэффициент дисконтирования (КД), равный

(38)

где Т - период дисконтирования (гг.).

Оценка проекта, сравнение вариантов и выбор оптимального производится с использованием следующих показателей:

- чистая дисконтированная стоимость (текущая дисконтированная стоимость), т.е. доход;

- внутренняя норма доходности (рентабельность);

- индекс доходности;

- срок окупаемости.

Для того чтобы рассчитать данные показатели, необходимо составить план денежных потоков (таблица 2.2).

Таблица 2.2 - План денежных потоков

Показатель

Значения, тыс. руб.

0-й год

1-й год

2-й год

3-й год

4-й год

5-й год

6-й год

7-й год

Выручка от реализации

230201

НДС

Выручка от реализации без НДС

Затраты на разработку

Капитальные вложения

19752

Эксплуатационные расходы

Расходы на доработку

нет

Амортизационные отчисления

Прибыль от реализации

153258

153258

153258

153258

153258

153258

153258

налог на прибыль (20 %)

30651

30651

30651

30651

30651

30651

30651

Чистая прибыль

122607

122607

122607

122607

122607

122607

122607

Денежный поток

-188657

122607

122607

122607

122607

122607

122607

122607

Размер выручки от реализации определяется с учетом прогнозируемой потребности в разработанном программном обеспечении по годам и розничной цены в тыс. руб.

Чистая дисконтированная стоимость (ЧДС) определяется как сумма потоков реальных денег, приведенная за весь расчетный период к начальному году:

(39)

где Рt - результат в t-ом году;

Зt - затраты в t-ом году;

Т - период дисконтирования.

Вычисление чистой дисконтированной стоимости и текущей дисконтированной стоимости приведено в таблице 2.3.

Внутренняя норма доходности (рентабельность) представляет собой ту ставку дисконта (ЕВН), при которой ЧДС = 0. Ее вычисление является итеративным процессом, который начинается с барьерной ставки (Е), если при этом ЧДС положительная, то в следующей итерации используют более высокую ставку, если отрицательная - то более низкую.

Таблица 2.3 - Дисконтированная стоимость и текущая дисконтированная стоимость

Год

Затраты (-)

Результаты (+)

КДприЕ = 0,155

ТДС (руб.)

ТДС нарастающим итогом

0

-188657

1

-188657

-188260

1

122607

0,865

106153

-82504

2

122607

0,749

91907

9403

3

122607

0,649

79573

88977

4

122607

0,561

68895

157872

5

122607

0,486

59649

217521

6

122607

0,421

51644

269166

7

122607

0,364

44713

313879

ЧДС=313879

,

,

,

,

Точное значение ЕВН вычисляется по формуле при шаге в 1% (при большем шаге числитель умножается на величину шага).

(40)

где ЕЧДС (+) - значение ставки дисконта, при которой ЧДС принимало последнее положительное значение;

ЧДС (+) - последнее положительное значение ЧДС;

ЧДС (-) - последнее отрицательное значение ЧДС.

Зависимость чистой дисконтированной стоимости от нормы дисконта, представлена в таблице 2.4 и отражена рисунке 2.1.

Таблица 2.4 - Зависимость ЧДС от нормы дисконта

Значение нормы дисконта (Е)

Значение ЧДС,руб.

0,155

313879

0, 19

265687

0,29

163005

0,39

94361

0,49

46214

0,6

8075

0,62

2342

0,63

-408

0,65

-5696

Рисунок 2. 4 - Зависимость ЧДС от нормы дисконта

Таким образом, точное значение лежит в переделах от 62 до 63 %.

Таблица 2.5 - Расчет внутренней нормы дисконта

Год

Денежные потоки, руб.

Е=0,62

Е=0,63

КД

ТДС,

руб.

ТДСни, руб.

КД

ТДС, руб.

ТДСни, руб.

0

-188657

1

-188657

-188658

1

-188657

-188657

1

122607

0,617

75683

-112974,1

0,613

75219

-113438

2

122607

0,381

46718

-66255,9

0,376

46146

-67291

3

122607

0,235

28838

-37417,6

0,231

28310

-38980

4

122607

0,145

17801

-19616,1

0,142

17368

-21612

5

122607

0,089

10988

-8627,6

0,087

10655

-10956

6

122607

0,055

6783

-1844,5

0,053

6537

-4419

7

122607

0,034

4187

2342,5

0,033

4010

-408

ЧДС = 4187 руб.

ЧДС = - 408 руб.

Точное значение внутренней нормы доходности (рентабельность) составит:

(41)

Рассчитанное значение ЕВН, составляющее %, превышает фактическую норму дисконта ЕВН=15,5%, следовательно, инвестиции в данный проект оправданы. Индекс доходности (ИД) рассчитывается по формуле:

(42)

Где К - приведенная величина инвестиций, рассчитывающаяся по формуле

(43)

где Kt - величина инвестиций в t-ом году.

Индекс доходности (ИД) проекта составляет:

(44)

Рассчитанное значение ИД больше единицы, следовательно, разработку программы можно считать эффективной и экономически обоснованной.

Средняя рентабельность разработки рассчитывается по формуле:

(45)

где ИД - индекс доходности проекта;

Т-срок службы программы.

Средняя рентабельность разработки в нашем случае составит:

(46)

Срок окупаемости инвестиционного проекта (Ток) - это период времени, который потребуется для возмещения инвестиций. Ток определяют с учетом дисконтирования, путем суммирования ежегодных поступлений до определенного периода, в котором они превзойдут первоначальные расходы денежных средств.

Определим Ток графическим методом. График, изображенный на рисунке 2.2, строится по данным таблицы 2.3.

Как видно по графику, значение Ток составляет примерно 1,4 года.

Рисунок 2. 5 - Определение срока окупаемости проекта

2.3.7 Экономическая целесообразность разработки проекта

Обобщенные технико-экономические показатели разработки программы сведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Обобщённые технико-экономические показатели проекта

Показатель

Значение

Капитальные вложения (руб.)

Эксплуатационные расходы (руб.)

Оптовая цена (руб.)

Свободная отпускная цена (руб.)

Затраты на проектирование (руб.)

168905

Чистая дисконтированная стоимость (при Е = 15,5%) (руб.)

313879

Внутренняя норма доходности (процент)

Индекс доходности

Средняя рентабельность разработки (процент)

Срок окупаемости (год)

1,4

По полученным результатам проведенных вычислений величина ТДС>0, значение индекса доходности ИД > 1, а рассчитанная ЕВН=62,85% превышает фактическую норму дисконта ЕВН=15,5%,. Это позволяет сделать вывод о том, что вложение инвестиций в разработку данного проекта является экономически целесообразным.

2.4 Бизнес-план

2.4.1 Цели и задачи предпринимательской деятельности

Зачастую в самых разных областях человеческой деятельности встаёт проблема автоматизации. Помимо уже выработанных стандартных решений в сферах документооборота и интернет-услуг, существует ряд задач, требующих особого подхода. Одной из таких задач можно назвать разработку программ-имитаторов, с помощью которых становится возможным функционирование автоматизирующей системы, без реализации всех её компонентов. Важная особенность таких программ - тесная связь с предметной областью, что обуславливает уникальность её решения, а, следовательно, и отсутствие прямых конкурентов на рынке.

В данном дипломном проекте поставлена задача разработать подсистему имитаторов средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам.

2.4.2 Обобщённое резюме, основные параметры и показатели бизнес-плана

Идея проекта заключается в разработке подсистемы для осуществления программной имитации средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам. Подсистема должна моделировать работу различных типов средств обнаружения и противодействия и осуществлять обмен информацией с другими элементами системы.

Для разработки потребуется новейшее оборудование и технологии. Реализацию планируется провести в течение 90 дней. Для обеспечения материально-технической базы потребуется 168905 руб. Это необходимо для покрытия общих операционных расходов, непредвиденных издержек и различных единовременных начальных издержек, а так же затраты на заработную плату разработчика программы. Розничную цену планируется установить 230201 руб., предполагаемая рентабельность 38% и срок окупаемости около 1,4 года.

2.4.3 Анализ и оценка конъюнктуры рынка сбыта, спроса возможных объемов продаж

Исследование рынка показало, что существует потребность в разработке подсистемы имитаторов средств обнаружения и противодействия беспилотным летательным аппаратам. Основная цель первого года производственной деятельности заключается в активной поддержке программного обеспечения и общем анализе функционирования всей системы, выявлении и устранении недочётов, возникающих в ходе эксплуатации.

За счёт тесного взаимодействия с заказчиком ожидается полное соответствие его требованиям к проекту.

Взаимодействие планируется осуществлять следующими мерами:

- организация инструктажей операторов-пользователей с целью разъяснения вопросов, которые могут возникнуть в ходе эксплуатации обновлённой подсистемы;

- сбор сведений о функционировании подсистемы, учёт предложений пользователей по улучшению работы подсистемы;

- снабжение заказчика новыми руководствами оператора и отчётами об исправленных недочётах и проведённых улучшениях;

- поддержка подсистемы со стороны заказчика на актуальном уровне.

На второй и последующие года работы основной задачей станет не только поддержка существующего программного обеспечения, но и расширение функционала подсистемы, а так же реализация созданных программ в новых средах средств разработки. Достижению этой цели будут способствовать следующие мероприятия:

- активное взаимодействие с заказчиком с целью выявления необходимых улучшений в работе подсистемы;

- приобретение, изучение и использование новых средств разработки;

- введение новых функций подсистемы и улучшение существующих.

- Данные меры позволят постоянно поддерживать проект на современном уровне, что положительно скажется на окупаемости проекта в целом.

2.4.4 План программы действий и организационные меры

Организационные меры:

- генеральный директор занимается работой с кадрами, заключает договоры на поставку продукции в организации и учреждения, посещает выставки, конференции по обмену опытом, отвечает за поставку оборудования в случае его износа, технического старения;

- коммерческий директор проводит исследования рынка, выполняет расчеты, связанные с изменениями в технологии;

- бухгалтер ведет всю финансовую деятельность фирмы (начисление и уплата налогов, распределение прибыли, расчет и выдача зарплаты);

- инженер программист осуществляет разработку программных средств подсистемы и контролирует её качество;

- технический менеджер встречается с заказчиками, оговаривает условия будущих контрактов, подготавливая благоприятные условия для работы коммерческого директора.

2.4.5 Ресурсное обеспечение

Производство программного обеспечения является наукоемкой отраслью, поэтому осуществлять проект будут специалисты в данной области. Необходимо приобрести оборудование для разработки программ.

Для обеспечения материально-технической базы потребуется 188 рублей. Это необходимо для покрытия общих операционных расходов, непредвиденных издержек и различных единовременных начальных издержек, а так же затраты на заработную плату разработчика программы. Для осуществления проекта потребуется 90 дней.

2.4.6 Эффективность проекта

По полученным результатам проведенных вычислений значение индекса доходности больше 1, а рассчитанная внутренняя норма доходности (рентабельность) равна , что превышает фактическую норму дисконта равную 15,5 %. Это позволяет сделать вывод о том, что вложение инвестиций в разработку данного проекта является экономически целесообразным.

3. Анализ опасных и вредных факторов, воздействующих на оператора ЭВМ

Опасные и вредные производственные факторы по природе возникновения делятся на следующие группы:

- физические;

- химические;

- психофизиологические;

- биологические.

В помещении на программиста могут негативно действовать следующие физические факторы:

- повышенная и пониженная температура воздуха;

- чрезмерная запыленность и загазованность воздуха;

- повышенная и пониженная влажность воздуха;

- недостаточная освещенность рабочего места;

- превышающий допустимые нормы шум;

- повышенный уровень ионизирующего излучения;

- повышенный уровень электромагнитных полей;

- повышенный уровень статического электричества;

- опасность поражения электрическим током;

- блеклость экрана дисплея.

К психологически вредным факторам, воздействующим на оператора в течение его рабочей смены, можно отнести следующие:

- нервно-эмоциональные перегрузки;

- умственное напряжение;

- перенапряжение зрительного анализатора.

3.1 Микроклимат рабочей зоны программиста

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха

В помещении должны соблюдаться следующие требования:

- оптимальная температура воздуха - 22С (допустимая - 20-24С),

- оптимальная относительная влажность - 40-60% (допустимая - не более 75%),

- скорость движения воздуха не более 0.1м/с [33].

Для создания и автоматического поддержания в помещении независимо от наружных условий оптимальных значений температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, в холодное время года используется водяное отопление, в теплое время года применяется кондиционирование воздуха. Кондиционер представляет собой вентиляционную установку, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды.

3.2 Освещение рабочего места

Работа, выполняемая с использованием вычислительной техники, имеют следующие недостатки:

- вероятность появления прямой блесткости;

- ухудшенная контрастность между изображением и фоном;

- отражение экрана.

В связи с тем, что естественное освещение слабое, на рабочем месте должно применяться также искусственное освещение. Далее будет произведен расчет искусственного освещения.

Размещение светильников определяется следующими размерами:

Н = 3 м. - высота помещения,

hc = 0,25 м. - расстояние светильников от перекрытия,

hп = H - hc = 3 - 0,25 = 2,75 м. - высота светильников над полом,

hp = высота расчетной поверхности = 0,7 м (для помещений, связанных с работой ПЭВМ)

h = hп - hp = 2,75 - 0,7 = 2,05 - расчетная высота.

Светильник типа ЛДР (2х40 Вт). Длина 1,24 м, ширина 0,27 м, высота 0,10 м.

L - расстояние между соседними светильниками (рядами люминесцентных светильников),

Lа (по длине помещения) = 1,76 м, Lв (по ширине помещения) = 3 м.

l - расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены,l = 0,3 - 0,5L.

lа = 0,5La, lв = 0,3Lв,

la = 0,88 м., lв = 0,73 м.

Светильники с люминесцентными лампами в помещениях для работы рекомендуют устанавливать рядами.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затемняющих предметов. Необходимый световой поток в каждом светильнике

Ф = Е r S z / N ,

гдеЕ - заданная минимальная освещенность = 300лк., т.к. разряд зрительных работ = 3

r - коэффициент запаса = 1,3 (для помещений, связанных с работой ПЭВМ)

S - освещаемая площадь = 30 м2.

z - характеризует неравномерное освещение, z = Еср / Еmin - зависит от отношения = L/h,

a = La/h = 0,6, в = Lв/h = 1,5.

Т.к. превышает допустимые значения, то z=1,1 (для люминесцентных ламп).

N - число светильников, намечаемое до расчета. Первоначально намечается число рядов n, которое подставляется вместо N. Тогда Ф - световой поток одного ряда.

N = Ф/Ф1,

где

Ф1 - световой поток в каждом светильнике.

- коэффициент использования. Для его нахождения выбирают индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения пот. (потолка) = 70%, ст. (стены) = 50%, р. (пола) = 30%.

Ф = 300 1,3 25 1,1/2 0,3 = 21450 лм.

Предлагается установить два светильника в ряд.

Светильники вмещаются в ряд, так как длина ряда около 4м.

Применяем светильники с лампами 2х40 Вт с общим потоком 5700 лм.

Схема расположения светильников представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Схема расположения светильников.

3.3 Воздействие шума на программиста. Защита от шума

В помещениях с низким уровнем общего шума, каким является помещение где работает программист, источниками шумовых помех могут стать вентиляционные установки, кондиционеры или периферийное оборудование для ЭВМ (плоттеры, принтеры и др.). Длительное воздействие этих шумов отрицательно сказываются на эмоциональном состоянии персонала.

Шумящее оборудование (печатающие устройства, серверы и т.п.), уровни шума которого превышают нормативные, должно размещаться вне помещений с ПЭВМ.

Эквивалентный уровень звука, создаваемого ПЭВМ, не должен превышать 50 дБА. Измерение уровня звука проводится на расстоянии 50 см от поверхности оборудования и на высоте расположения источника (ков) звука [2].

Для того чтобы добиться этого уровня шума рекомендуется применять звукопоглощающее покрытие стен.

В качестве мер по снижению шума можно предложить следующее:

- облицовка потолка и стен звукопоглощающим материалом (снижает шум на 6-8 дБ);

- экранирование рабочего места (постановкой перегородок, диафрагм);

- установка в компьютерных помещениях оборудования, производящего минимальный шум;

- рациональная планировка помещения.

Предлагается для уменьшения шума в помещении использовать вместо матричного принтера, который производит много шума, более тихий - лазерный принтер.

Защиту от шума следует выполнять в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83, а звукоизоляция ограждающих конструкций должна отвечать требованиям главы СНиП 23-03-2003“Защита от шума.".

3.4 Опасность повышенного уровня напряженности электромагнитного поля

Электромагнитные поля, характеризующиеся напряженностями электрических и магнитных полей, наиболее вредны для организма человека. Основным источником этих проблем, связанных с охраной здоровья людей, использующих в своей работе автоматизированные информационные системы на основе персональных компьютеров, являются дисплеи (мониторы), особенно дисплеи с электронно-лучевыми трубками. Они представляют собой источники наиболее вредных излучений, неблагоприятно влияющих на здоровье программиста.

ПЭВМ являются источниками таких излучений как:

- ультрафиолетового 200-400 нм;


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.