Достижение в процессе изготовления продукции оптимального отношения между затратами и получаемыми результатами

- интерфейс должен быть «дружественным» для пользователя (обеспечение необходимой достаточности);

- дизайн используемых окон должен соответствовать психофизиологическим возможностям человека.

В данном дипломном проекте разработка графического интерфейса осуществлена на основе методики, изложенной в [16] и учитывающей психофизиологические особенности и человека.

В соответствии с этой методикой графический интерфейс программы включает следующие элементы.

1. Главное меню. Реализовано компонентом MainMenu.

2. Инструментальную панель быстрых кнопок, дублирующих основные разделы меню. Реализована через компонент ToolBar.

3. Контекстное меню. Реализовано компонентом PopupMenu, всплывающим при щелчке пользователем правой кнопкой мыши на том или ином компоненте.

4. Клавиши быстрого доступа ко всем разделам меню и всем управляющим элементам, «горячие» клавиши для доступа к основным командам.

5. Ярлычки подсказок, всплывающие при перемещении курсора мыши над быстрыми кнопками и иными компонентами.

6. Полосу состояния, реализуемую компонентом StatusBar и используемую для развернутых подсказок и выдачи различной информации пользователю.

7. Файл справки, темы которого отображаются при нажатии клавиши F1 или при выборе пользователем соответствующего раздела меню.

8. Информацию о версии, доступную пользователю при щелчке на пиктограмме приложения правой кнопкой мыши.

9. Возможность настройки приложения и запоминания настроек, чтобы при очередном сеансе работы восстанавливались настройки, установленные предыдущем сеансе.

Основные особенности интерфейса пользователя разработанной программы. Внешний вид главного окна интерфейса пользователя показан на рисунке 3.1.



Рисунок 3.1 - Главное окно интерфейса пользователя

При нажатии кнопки «Открыть», открывается диалоговое окно выбора файла (рисунок 3.2):

Рисунок 3.2 - Диалоговое окно выбора файла

Выбираем вид обработки и нажимаем «Закрыть» (рисунок 3.3):



Рисунок 3.3 - Диалоговое окно выбора вида обработки

Нажимаем кнопку «Обработка» (рисунок 3.4):

Рисунок 3.4 - Окно контроля за выполнением программы

Программа полностью обработана заданным методом обработки.

Окно приложения использует стиль - BorderStyle=bsSingle, что позволяет пользователю сворачивать окно и восстанавливать его, а также позволяет разворачивать на весь экран или изменять размер окна.

Мощным средством воздействия на психику человека является цвет, поэтому использованию цветовой гаммы уделено особое внимание. Неудачное цветовое решение может привести к быстрой утомляемости пользователя, к рассеянию его внимания и возникновению частых ошибок. Цвет должен связываться с различными состояниями объектов: нормальное состояние - зеленый, аварийное - красный. Количество используемых цветов ограничено и правильно сочетается (нежелательно использование красного на зеленом или черном - это ведет к расфокусированию зрения). Использованы дополнительные цвета. Для фона использован нейтральный цвет - светло-серый (используется в большинстве приложения Microsoft).

Вся форма сначала выполнена в черно-белом варианте, а затем раскрашена с использованием только 16-ти системных цветов.

Шрифт надписей и текстов компонентов Borland Delphi 7 задается свойством Font. Выбран тип, цвет и размеры шрифта так, чтобы они соответствовали передаваемой пользователю информации.

Разработанное приложение имеет меню, поскольку именно оно дает наиболее удобный доступ к функциям программы. Для создания меню использованы компоненты MainMenu (для создания главного меню) и PopupMenu (для всплывающих меню). С целью сохранения сформированного у пользователей Windows автоматизма все меню стандартизированы.

Особое внимание уделено компоновке элементов на форме. Элементы ввода исходных данных и отображения результатной информации разделены по разным группам. В отдельную группу сведены управляющие элементы. Реализация такого разделения выполнена путем создания отдельных панелей.

В разработанном интерфейсе все действия пользователя с приложением сводятся к перемещению мыши и нажатию кнопок мыши и клавиатуры. В дипломном проекте принят стандарт общего пользовательского доступа, разработанный с учетом одного типа клавиатуры, а именно, расширенной клавиатуры фирмы IBM и различных манипуляторов «мышь». Пользовательский интерфейс позволяет пользователю легко переключаться с одного устройства на другое.

3.2 Технология тестирования программы

Программа-транслятор предназначена для конвертирования исходного текста программ для станков с ЧПУ и предназначена для использования на производстве в различных областях.

Программа позволяет:

конвертировать программный текст в любою из доступных программе систем;

удалять лишние пробелы;

удалять пустые строки;

устанавливать периодическую нумерацию кадров;

задавать шрифт (цвет, размер, тип);

печать документа;

визуальный контроль обработки;

менять регистр букв к заглавным(что требует синтаксис программ);

разбивать программу на заданное количество частей;

осуществляет поиск и замену по образцу.

Разработанная программа является приложением MS Windows. Для ее работы требуется наличие на компьютере операционной системы MS Windows NT4.0/2000/XP и все вытекающее отсюда техническое обеспечение.

Кроме того, требуется:

физическая память 1Mб + память на используемые и создаваемые текстовые файлы (не менее 5 Мб);

оперативная память 2*размер текстового файла. При нехватке оперативной памяти может использоваться виртуальная память. А за счет того, что все данные находятся в памяти, сильно сокращается время решения задач.

Для написания программы использовалась среда разработки Borland Delphi 7.

После запуска программы пользователь может запускать решение задачи в следующей последовательности:

- выбор (открытие) текстового файла;

- выбор метода конвертирования;

- выбор шрифта;

- выбор дополнительных методов обработки

Запустить программу можно из оболочки Windows, посредством запуска файла Наладчик.ехе.

В качестве входных и выходных данных используются текстовые файлы.

Сообщения, выдаваемые оператору, приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Сообщения, выдаваемые оператору

Вид сообщения	Описание	Действие
В поле редактирования пусто	В поле редактирования нет ни какого текста	Введите текст в поле редактирования
Обработка не задана	Не поставлена ни одна галочка задач обработки	Задайте обработку

4. Экономический раздел

4.1 Планирование разработки программы с построением графика выполнения работ

Планирование и разработка программного средства содержит следующие этапы:

- выделение отдельных стадий создания программного обеспечения (ПО), составляющих комплекс работ в соответствии с нормативными материалами;

- определение трудоёмкости выполнения отдельных этапов и всего комплекса работ по созданию программы с использованием норм времени по базовой разработке с учетом сложности и новизны проектируемого ПС;

- расчёт продолжительности каждой стадии работы с учетом принятого количества исполнителей;

- построения сетевого графика разработки программы, расчет основных параметров;

- расчет затрат на разработку программы и расчет экономической эффективности проекта.

4.1.1 Основные этапы разработки программного средства

Все работы по разработке и внедрению программы разделены на 5 стадий:

- техническое задание (ТЗ);

- эскизный проект (ЭП);

- технический проект (ТП);

- рабочий проект (РП);

- внедрение (ВН).

В таблице 4.1 приведено содержание основных работ по каждому этапу разработки программного комплекса.

Таблица 4.1 - Состав работ по этапам

№	Перечень работ	Этапы
1	Постановка задачи	Техническое задание (ТЗ)
2	Определение требований
3	Технико-экономическое обоснование
4	Сбор и обработка справочных данных
5	Анализ существующих программных комплексов
6	Согласование и утверждение ТЗ
7	Выбор программно-аппаратных средств	Эскизный проект (ЭП)
8	Разработка структурной схемы системы
9	Согласование и утверждение ЭП
10	Разработка алгоритмов программы	Технический проект (ТП)
11	Разработка интерфейса пользователя
12	Согласование и утверждение ТП
13	Программная реализация	Рабочий проект (РП)
14	Определение взаимодействия между различными частями системы
15	Отладка
16	Проверка работоспособности на реальных исходных данных
17	Разработка технической документации
18	Опытная эксплуатация	Внедрение (ВР)
19	Корректировка системы
20	Сдача в эксплуатацию

4.1.2 Расчет трудоемкости отдельных этапов разработки программного средства

В расчете стоимости разработки ПС используются “Укрупненные нормы времени на разработку программных средств вычислительной техники”.

Расчет затрат на разработку программы производится с учетом следующих факторов:

- укрупненные нормы рассчитаны на одно ПС ВТ и указаны в человеко-днях при пятидневной рабочей неделе с продолжительностью рабочего дня 8 ч 12 мин;

- годовой фонд рабочего времени - 254 человеко-дня;

- ПС разрабатывается на ранее освоенном типе ЭВМ: персональный компьютер типа IBM PC или совместимый, и ОС Microsoft Windows (К_н = 0,7);

- степень охвата реализуемых функций разрабатываемого ПС ВТ типовыми (стандартными) программами и ПС ВТ 40-60% (Кт = 0,7);

- группа сложности разрабатываемого программного средства равна 2, так как оно обладает следующими характеристиками: обеспечение настройки ПС ВТ на изменения структур входных и выходных данных и обеспечение переносимости ПС ВТ;

- ПС является развитием определенного параметрического ряда ПС ВТ, разработанные на ранее освоенных типах ЭВМ и операционных системах, следовательно, имеет код новизны “В” и коэффициент новизны 0,7.

Все расчеты, были выполнены для СМ ЭВМ, имеющих слабые средства автоматизации проектирования баз данных и разработки программного обеспечения, по отношению к ПЭВМ, на которых будет реализован программный комплекс. Следует ввести коэффициент, учитывающий понижение сложности за счет более производительных программных средств автоматизации программирования: К_сап = 0,15, кроме того, современные ПЭВМ имеют более мощные аппаратные средства, которые тоже необходимо учитывать введением коэффициента понижения сложности за счет более производительных средств К_тс = 0,2.

Таким образом, общая расчётная трудоемкость может быть вычислена по формуле:

. (4.1)

Рассчитываем трудоемкость каждой операции разработки программного средства по формулам:

, (4.2)

, (4.3)

, (4.4)

, (4.5)

, (4.6)

где L_ТЗ, L_ЭП, L_ТП, L_РП, L_ВН - удельный вес трудоемкости отдельной стадии разработки (таблица 4.2).

Таблица 4.2 - Значение коэффициентов удельных весов для стадий разработки

Стадия	Удельный вес трудоемкости i-ой стадии разработки Li
ТЗ	0,09
ЭП	0,07
ТП	0,07
РП	0,61
ВН	0,16

Итоговая трудоемкость Т_сум равна сумме трудоемкости каждого из этапов:

Т_сум = 13 + 10 + 10 + 63 + 23 = 119 чел·дн.

Трудоемкость каждого вида работ Т_раб от общей трудоемкости стадии (Т_i) определяется по формуле:

Т_раб = К_в Т_i, (4.7)

где - весовой коэффициент (0 < К_в < 1, ).

Расчет продолжительности работ в днях по всем работам определяется по формуле:

_, (4.8)

где - трудоемкость работы, чел*дн;

- количество работников, одновременно занятых в работе;

- коэффициент выполнения нормы ().

Количество рабочих дней в году Т_раб.дн.=251, общее число дней Т_год =365.

Коэффициент календарных дней вычисляется по формуле:

(4.9)

Продолжительность каждой работы в календарных днях определяется по формуле:

(4.10)

Данные по продолжительности каждого вида работ в календарных днях приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Перечень и продолжительность работ

№	Содержание работ	Трудоемкость каждой стадии разработки, чел/дни		Трудоемкость каждой работы, , чел/дни	Продолжительность работы, , рабочие дни	Продолжительность каждой работы, ,календарные дни
ТЗ
1	Постановка задачи	26	0,16	2	2	3
2	Определение требований		0,16	2	2	3
3	Технико-экономическое обоснование		0,17	2	1	1
4	Сбор и обработка справочных данных		0,18	2	2	3
5	Анализ существующих программных средств		0,16	2	2	3
6	Согласование и утверждение ТЗ		0,16	2	1	1
ЭП
7	Выбор программно-аппаратных средств	20	0,25	3	3	4
8	Разработка структурной схемы системы		0,4	4	2	3
9	Согласование и утверждение ЭП		0,35	4	2	3
ТП
10	Разработка алгоритмов программы	20	0,25	3	3	4
11	Разработка интерфейса пользователя		0,35	4	4	6
12	Согласование и утверждение ТП		0,4	4	2	3
РП
13	Программная реализация	124	0,3	19	10	14
14	Определение взаимодействия между различными частями системы		0,2	13	7	10
15	Отладка		0,3	19	21	30
16	Проверка работоспособности на реальных исходных данных		0,1	6	7	10
17	Разработка технической документации		0,1	6	3	4
ВН
18	Опытная эксплуатация	47	0,3	7	8	12
19	Корректировка системы		0,5	12	13	19
20	Сдача в эксплуатацию		0,2	5	6	9

4.1.3 Построение сетевого графика выполнения работ

Календарный график выполнения работ составлен методом сетевого планирования и управления. Использование этого метода позволяет наглядно представить в комплексе и взаимосвязи перечень и объем работ и событий, совершение которых необходимо для осуществления поставленной цели [14].

Сетевой график планирования работ по разработке ПС (до оптимизации) представлен на листе 62. После расчета сетевого графика произведена его оптимизация за счет перераспределения исполнителей с работ подкритического пути, имеющего минимальные резервы времени, на работы критического пути, которые могут выполняться работниками тех же специальностей. Сначала определяем количество исполнителей, которые можно перевести на работу критического пути, затем продолжительность (новая) работ критического пути, на которые переведены исполнители.

Коэффициент напряженности работы (пути k_нij) - это отношение продолжительности несовпадающих (заключенных между одними и теми же событиями) отрезков пути, одним из которых является путь максимальной продолжительности, проходящий через данную работу, а другим - критический путь. Он позволяет определить степень трудности выполнения в срок каждой группы работ некритического пути.

Если совпадающую с критическим путем величину отрезка пути обозначить , длину критического пути - Т_Lкр, а протяженность максимального пути, проходящего через данные работы - Т_Lмах, то коэффициент напряженности данного пути определяется по формуле:

(4.11)

Напряженным участком работ является путь, проходящий через работы

1-2, 2-4, 4-6, 6-7, но нет исполнителей, которых можно было перевести с однородных работ на этот путь.

Напряженным участком работ является путь, проходящий через работы

8-10, 10-11. Работа 9-11 имеет свободный резерв времени. Следовательно, с этой работы можно перевести часть исполнителей на однородную работу (8-10).

На участке 9-11 занято 2 человека, на участке 8-10 - 1 человек. В этом случае трудоемкость работ определяется по формуле:

Т_цij=W_pijT_ij, (4.12)

Т_ц(9-11)=W_p(9-11)T_(9-11)=23=6 чел·дн.,

Т_ц(8-10)=W_p(8-10)T_(8-10)=16=6 чел·дн.

Количество исполнителей (х), которых можно перевести с работы 9-11 на работу 8-10, увеличив продолжительность 9-11 на 1 день:

Тогда новая продолжительность (8-10):

,

А новая продолжительность (9-11):

Напряженным участком работ является путь, проходящий через работы 11-12, но нет исполнителей, которых можно было перевести с однородных работ на этот путь.

Сетевой график планирования работ по разработке ПС (после оптимизации) представлен на листе 64.

В результате оптимизации удалось сократить продолжительность работ на 3 дня, т.е. на 2,7 %, т.к. новая продолжительность критического пути составила 107 дней.

4.2 Расчет затрат на разработку и экономической эффективности проекта

4.2.1 Определение затрат на разработку программного комплекса

Затраты на разработку ПС определяются на базе расчетной трудоёмкости разработки и включает в себя следующие расходы [5]:

1) заработная плата работников;

2) отчисления во внебюджетные фонды;

3) стоимость оборудования (материалов);

4) накладные расходы;

5) прочие расходы (затраты на машинное время).

Заработная плата работников непосредственно участвующих в разработке ПС вычисляется по формуле:

З_исп = С_о.зп + С_доп.зп , (4.13)

где С_о.зп - основная зарплата работника, руб;

С_доп.зп - дополнительная зарплата работника, руб.

Заработная плата категориям работников определяется в соотвестсвие со штатным расписание ведомства предприятия.

Дополнительная заработная плата составляет 12% от основной заработной платы.

С_доп.зп =7945,6 руб.

З_исп =66213,6+ 7945,6= 74159,2 руб.

Отчисления во внебюджетные фонды С_вф составляет 34% от заработной платы работников.

С_вф= руб.

Накладные расходы, связанные с организацией работ и управлением определяются по формуле:

Н_р = 3_исп ^. К, (4.14)

где Н_р - накладные расходы, руб;

3_исп - зарплата исполнителей, руб;

К - коэффициент учета накладных расходов (К=0,8).

Н_р= руб.

Стоимость машинного времени определяется по формуле:

С_маш=Т_маш·Т·8, (4.15)

где Т_маш - час машинного времени (Т_маш=7 руб.);

T - общая трудоемкость.

С_маш=7·185·8=10360 руб.

Себестоимость разработки приведена в таблице 4.15.

Таблица 4.4 - Себестоимость разработки

Статья расходов	Обозначение	Сумма расходов, руб.
Зарплата исполнителей	3исп	74159,2
Отчисления во внебюджетные фонды	Свф
Стоимость материалов	Смат	812
Накладные расходы	Нр
Прочие расходы	Смаш	10360
ИТОГО: Сразр		164088,3

4.2.2 Расчет экономической эффективности от внедрения проекта

Цена разработки определяется по формуле:

Ц_разр = 1.5 ^. С_разр = 1,5 · 164088,3 = 246132,4 руб , (4.16)

где 1,5 - коэффициент наценки на издержки.

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

Э = ?С - Е_н ^. К_доп , (4.17)

где ?С - годовая экономия текущих затрат;

Е_н - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капиталовложений (Е_н=0,15);

К_доп - дополнительные капиталовложения при внедрении проекта.

Годовая экономия текущих затрат рассчитывается по формуле:

?С=С_баз - С_проек , (4.18)

где С_баз - текущие затраты по базовому варианту, руб;

С_проек - текущие затраты по проектному варианту, руб.

Текущие затраты по базовому варианту рассчитываются по формуле:

С_баз=С_о.зп+С_доп.зп+С_вф+Н_р+С_мат+С_аренд+С_отоп+ С_тэ +С_аморт , (4.19)

где С_мат - затраты на материалы, руб;

С_аренд - арендная плата, руб;

С_отоп - плата за отопление помещения, руб;

С_тэ - затраты электроэнергии на создания ПС, руб;

С_аморт - амортизационные начисления, руб.

По базовому варианту работу выполняют двое программистов, имеющих 10 разряд. Заработная плата программиста 8863,5 рублей в месяц, следовательно, годовой фонд зарплаты составит 164088,3 руб.

С_вф=164088,3^. 0,34 = 55790,1 руб.

Н_р=164088,3^. 0,8 = 131270,6 руб.

Затраты на материалы примем 5 пачек бумаги (150 руб.) и 2 картриджа для принтера (450 руб.) и составляют 1650 руб.

Арендная плата (С_аренд) рассчитывается из расчета 6 м² на человека, стоимость 1 м² 3000 рублей в месяц и составляет 432000 руб. в год.

Плата за отопление помещения (С_отоп) составляет 1000 руб. в месяц и за год составит 12000 руб.

Затраты электроэнергии на создания ПС определяются по формуле:

С_тэ = N_{y k ст} F_д d, (4.20)

где N_y - мощность ЭВМ, кВт/час;

_к - коэффициент использования оборудования по мощности и во

времени, применяемый в пределах 0,7 - 0,9;

_ст - коэффициент, учитывающий потери электричества в сети и равный 1,04;

F_д - действительный фонд времени работы оборудования в часах равный 1200 час.;

d - тариф за 1кВт/час электроэнергии 3,36 руб. (2011 г.).

Подставляя значения в (4.8), находим С_тэ.

С_тэ = 0,6 · 0,7 · 1,04 · 1200 · 3,36 = 1761,2 руб.

Амортизационные начисления рассчитываются по формуле:

, (4.21)

где N_п - кол-во программистов;

Ц_комп - цена компьютера, руб;

Ц_при - цена принтера, руб;

Т_сл - срок службы оборудования.

Текущие затраты по базовому варианту в соответствии с формулой (4.19) составляют:

С_баз=164088,3+42991,1+131270,6+1650+432000+12000+1761,2+13400=

= 799161,2 руб.

Использование программного средства для повышения оперативности перепрограммирования станков с ЧПУ позволяет снизить трудоёмкость работ в два раза, т.к. автоматизирует процесс конвертирования кода программы работы станка с ЧПУ. По проектному варианту ту же работу будет выполнять один человек.

При той же зарплате годовой фонд зарплаты составляет:

С_о.зп+С_доп.зп = 8863,5^.12 +8863,5^.12^.0,12 = 119125,4 руб.

С_вф=119125,4 ^. 0,34 = 40502,6 руб.

Н_р=119125,4 ^. 0,8 = 95300,3 руб.

Затраты на материалы 2 пачки бумаги (150 руб.) и 1 картридж для принтера (450 руб.) и составляют 750 руб.

Арендная плата (С_аренд) рассчитывается из расчета 6 м² на 1 человека, стоимость 1 м² 3000 рублей в месяц и составит 216000 руб. в год.

Плата за отопление помещения (С_отоп) составляет 1000 руб. в месяц и за год составит 12000 руб.

Затраты электроэнергии на создания ПС в соответствии с формулой (4.20):

С_тэ = 0,6 · 0,7 · 1,04 · 1200 · 2,05 = 1074,5 руб.

С_аморт определяется по формуле (4.21) и составляет 8400 руб.

Себестоимость по проектному варианту составит:

=119125,4+31210,9+95300,3+750 +216000 +12000+1761,2+8400=

= 484547,8 руб.

Годовая экономия текущих затрат составит:

=799161,2 - 483861,1 = 315301,1 руб.

Дополнительные капитальные вложения определяются по формуле:

К_доп= Ц_разр +Ц_рес , (4.22)

где Ц_разр - стоимость программного продукта, руб;

Ц_рес - стоимость внедрения, отсутствует, руб.

К_доп= 164088,3 руб.

Годовой экономический эффект:

Э = 315301,1+ 0,15 ·164088,3 = 339914,4 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений определяем по формуле:

Т_ок=К_доп/С (4.23)

С=315301,1 руб.

Т_ок=164088,3 / 315301,1=0,52 года.

Основные технико-экономические показатели проекта, полученные в результате расчетов, приведены в таблице 4.5

Таблица 4.5 - Основные экономические показатели проекта

Наименование показателей	Единица измерения	Варианты	Проектный вариант в % к базовому
		Базовый	Проектный
Трудоемкость разработки	чел/дни	-	185	-
Продолжительность разработки	кал/дни	-	190	-
Затраты на разработку	руб.	-	164088,3	-
Количество работников	чел.	2	1	50%
Годовые текущие затраты	руб.	799161,2	484547,8	61%
Годовая экономия текущих затрат	руб.	-	315301,1	-
Годовой экономический эффект	руб.	-	339914,4	-
Срок окупаемости	год		0,52

Полученные значения технико-экономических показателей позволяют сделать следующие выводы:

1) при использовании разработанного ПС количество человек сократится с 2 до 1 человека;

2) годовые текущие затраты сократятся с 799161,2 до 484547,8 руб. и составит 61% от базового варианта;

3) экономия текущих затрат составляет 315301,1 руб. в год;

4) годовой экономический эффект составляет 339914,4 руб;

5) срок окупаемости 0,52 года.

Таким образом, введение в эксплуатацию транслятора текста программы работы станка с ЧПУ из одной системы программирования в другую является экономически целесообразным.

5. Безопасность жизнедеятельности

На любом рабочем месте присутствуют факторы, негативно влияющие на человека.

В связи с увеличением числа компьютеров, многие тысячи людей проводят большую часть рабочего дня за экраном дисплея. Наряду с признанием несомненной пользы применения компьютерной техники она вызывает беспокойство за свое здоровье и многочисленные жалобы пользователей ПК.

5.1 Анализ опасных и вредных факторов, возникающих в процессе эксплуатации ПЭВМ

Задача охраны труда - это обеспечение комфортных условий работы и сведение к минимуму вероятности воздействия вредных производственных факторов на работающих людей.

Анализ опасных, вредных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций проведен в соответствии с ГОСТ 12.1.003 - 74 [19].

Особенностью работы оператора является наличие на рабочем месте сложного по конструкции монитора, причем оператор ПК. Туловище оператора, его конечности (руки и ноги), а также органы зрения имеют крайне ограниченную зону перемещения и зрительного обзора. Кроме того оператор ПК перерабатывает большой объем информации в относительно короткое время, выполняя сложную по своему характеру работу.

Особенностью работы за компьютером является иной принцип чтения информации, чем при обычном чтении. При обычном чтении текст на бумаге, расположенный горизонтально на столе, считывается оператором с наклоненной головой при падении светового потока на текст. При работе на компьютере считывание текста производится почти не наклоненной головой, глаз смотрят прямо или почти прямо вперед, текст (источник - люминесцирующее вещество экрана) формируется по другую сторону экрана, поэтому пользователь считывает не отраженный текст, а смотрит непосредственно на источник света, что очень вредно для глаз. Они испытывают большое напряжение. Это называется синдромом длительных зрительных нагрузок [21]. Также установлено, что в процессе считывания информации с монитора компьютера, оператор начинает моргать в несколько раз реже, что усиливает напряжение глаз и приводит к усталости и чувству утомления.

Существует еще синдром длительных статических нагрузок. Пользователю приходится длительное время сидеть практически неподвижно. От этого сильно страдает позвоночник, мышцы поясницы, области солнечного сплетения находятся в постоянном напряжении. Это вызывает боли в этих отделах. Особенно страдает шейный отдел. Человек сидит часто неправильно, наклонив голову - что вызывает напряжение области седьмого позвонка, затеканию шеи, и впоследствии - остеохондроз. При печатании идет нагрузка на руки и плечевой отдел (она незначительная), но со временем очень ощутимая. Проявляются боли от перенапряжения в этой области. Кроме того, страдают суставы на пальцах от постоянных ударов о клавиши, стирается суставная жидкость, что приводит к болезни.

Синдром нагрузок излучений от компьютера проявляется в сонливости и чувстве утомленности. Кроме того, страдает щитовидная железа.

Синдром длительных психологических нагрузок проявляется в ухудшении памяти, рассеянности внимания, депрессивном состоянии.

5.1.1 Физические опасные и вредные факторы

При работе оператора ПЭВМ возникают следующие опасные и вредные факторы.

5.1.1.1 Электромагнитное излучение

Источниками излучения высоких и низких частот являются трансформаторы, микропроцессоры и провода, по которым проходит переменный ток высокого напряжения.

Перечисленные виды излучения, действующие в пределах норм, безопасны для здоровья человека [2]. Но систематическое воздействие электромагнитных излучений, превышающих допустимую величину, может вызвать функциональные изменения в состоянии нервной и сердечно-сосудистой систем, что проявляется в повышении утомляемости, нарушении сна, гипертонии или гипотонии, появлении болей в области сердца, нервно-психических расстройствах.

Систематическое воздействие ЭМП, превышающих допустимую величину, может оказать неблагоприятное влияние на человека, выражающееся в функциональных нарушениях нервной, эндокринной и сердечнососудистой систем.

Цветной видеомонитор имеет свойство накапливать статические заряды на поверхности экрана [2]. Уровни напряженности электростатического поля невелики, напряженность электрического поля между экраном видеотерминала и оператором составляет 5-15 кВ/м, что не выше нормы, и не оказывают существенного воздействия на организм человека, но приводит к загрязнению экрана и притягивания к нему отрицательных ионов и частиц пыли.

Положительные ионы, которыми электростатическое поле обогащает окружающую среду, оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека, вызывая головную боль, быструю утомляемость, снижая работоспособность человека.

5.1.1.2 Повышенный уровень шума

Источниками шума являются вентилятор и электромеханические устройства. Согласно классификации, шум при работе на ПЭВМ является широкополосным с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

Непрерывное воздействие шума на слух людей разрушает нервную систему; шумовые явления обладают свойством кумуляции: накапливаясь в организме, он все больше угнетает нервную систему. Шум - причина преждевременного утомления, ослабления внимания, памяти.

5.1.1.3 Недостаток естественного освещения

При недостаточной освещенности и плохом качестве освещения состояние зрительных функций находится на низком исходном уровне, повышается утомление зрения в процессе выполнения работы.

Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего [1]. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Коэффициент естественного освещения (КЕО) должен быть не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5% на остальной территории.

5.1.1.4 Пожарная опасность

Пожары на рабочем месте представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями и угрозой получения травм, ожогов или гибели людей. Пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окисления и источников зажигания. В помещениях, предназначенных для работы за ПК, присутствуют все три основных фактора, необходимые для возникновения пожара. Горючими компонентами являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, изоляция кабелей и др.

Проектирование и эксплуатация всех промышленных предприятий (кроме предприятий по изготовлению взрывчатых веществ, имеющих свои особые нормы и правила) регламентируются «Строительными нормами и правилами» (СНиП II-90-81, СНиП IL2-80), «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ-2000), а также «Типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий». В соответствии со НПБ 01-03 все производства делят по пожарной и взрывопожарной опасности на 4 категории.

Категория производства по пожарной опасности в значительной степени определяет требования к зданию, его конструкциям и планировке, организацию пожарной охраны и ее техническую оснащенность, требования к режиму и эксплуатации. Поэтому вопрос отнесения производства к той или иной категории является исключительно важным.

Источниками зажигания могут быть электронные схемы от ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов [2].

Вследствие очень высокой плотности размещения элементов электронных схем в непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют собой дополнительную пожарную опасность. Энергоснабжение осуществляется от трансформаторной станции и двигатель-генераторных агрегатов. На трансформаторных подстанциях особую опасность представляют трансформаторы с масляным охлаждением. В связи с этим предпочтение следует отдавать сухим трансформаторам.

5.1.2 Психофизиологические опасные и вредные факторы

5.1.2.1 Статические перегрузки

Длительная и постоянная работа на ПЭВМ приводит к болезни рук, спины, плеч и шеи, а также тенденитам (воспалением тканей сухожилия) в результате длительных статических нагрузок, и связаны с использованием клавиатуры. Длительное пребывание в сидячем положении при работе с ПЭВМ приводит к перенапряжению мышц спины и ног. Это происходит в основном из-за нерациональной высоты рабочей поверхности стола и кресла, отсутствия опорной спинки и подлокотников, неудобное размещение рабочих документов, ПЭВМ и клавиатуры, отсутствия подставки для ног.

5.1.2.2 Нагрузка на органы зрения

Одной из основных особенностей работы на ПЭВМ является иной принцип чтения информации, который приводит к нарушению функционального состояния зрительного анализатора и центральной нервной системы из-за постоянного и направленного характера труда.

Нарушение функционального состояния зрительного анализатора проявляется в снижении остроты зрения и аккомодации, электрической чувствительности и лабильности, нарушении мышечного баланса. Установлено, что случаи заболевания конъюнктивитом у пользователей ПК встречаются в два раза чаще, чем у людей, не связанных с работой на ПК. Причинами расстройства органов зрения при работе на ПК является: повышенное зрительное напряжение при напряженной работе, постоянная переадаптация глаз в условиях наличия в поле зрения объекта различения и фона различной яркости, наличием разно удаленных объектов, недостаточной четкостью и контрастностью изображения на экране, строчностью структуры, воспринимаемой информации, невысоким качеством информации исходного документа, наличием ярких пятен, за счет отражения светового потока на клавиатуре и экране, большой разницей между яркостью рабочей поверхности и окружающими поверхностями неравномерной и недостаточной освещенностью на рабочем месте [1].

5.2 Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда специалиста

Для обеспечения безопасных условий труда специалиста, необходимо провести расчёт параметров искусственного освещения.

5.2.1 Расчёт искусственного освещения

В таблице 5.1 приведены параметры помещения, в котором размещены ПК [20].

Таблица 5.1 - Параметры помещения

Название производственного помещения	Габариты помещения	Тип лампы общего освещения	Нормы освещённости Ен, лк
	Длина l1, м	Ширина l2, м	Высота l3, м		При комбинированном освещении, не менее	При общем освещении, не менее
Операционный зал	18	12	3	ЛЛ	500	300

Расстояние между светильниками L определяется по формуле:

L = л•H_р = 1,5 · 4 = 4,5 м, (5.1)

где л - коэффициент наивыгоднейшего расположения светильников,

Н_р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Количество ламп N вычисляется по формуле:

N = l₁ l₂ /L² = 18 · 12 / 20,25 = 11 шт, (5.2)

где l₁, l₂ - габариты помещения;

L - расстояние между светильниками.

Индекс помещения j определяется по формуле:

j = a•b/(a+b)•H_р = 18 · 12 / 30 / 3 =2,4, (5.3)

где а и b - длина и ширина помещения соответственно;

_р - высота помещения.

По индексу помещения выбираем з = 0,6.

Требуемый световой поток определяется по формуле:

, 5.4)

где Е - нормируемая освещённость;

S - площадь помещения;

k - коэффициент запаса;

z - поправочный коэффициент;

n - количество ламп в светильнике.

Находим ближайший подходящий светильник. Среди ЛЛ - люминесцентных ламп - ЛБ-80 со световым потоком 5220 лм.

Рассчитываем количество светильников с заданным световым потоком по формуле:

, (5.5)

где F_л - требуемый световой поток; Е - нормируемая освещённость;

S - площадь помещения; k - коэффициент запаса;

z - поправочный коэффициент; n - количество ламп в светильнике.

Количество светильников в ряду M определяется по формуле:

M = l₁/L = 18 / 4,5 = 4 (5.6)

Количество рядов m вычисляется по формуле:

m = N/M = 20,5 / 4 = 6 (5.7)

Организация искусственного освещения рабочего помещения оператора в соответствии с рассчитанными выше параметрами, позволит предотвратить расстройства органов зрения, снизить утомляемость, а также повысить работоспособность при работе на ПК.

5.2.2 Вентиляция в помещении

Устройство механической вентиляции способно обеспечить необходимое снижение концентрации вредных веществ и нормализацию параметров микроклимата на рабочих местах. К достоинствам механической вентиляции можно отнести:

- независимость от температурных колебаний наружного воздуха, его давления, скорости ветра;

- возможность перемещения подаваемого и удаляемого воздуха на различные расстояния;

- возможность обработки подаваемого в помещение воздуха;

- возможность очистки подаваемого из помещения воздуха.

5.2.3 Пожарная безопасность

Противопожарная защита помещения обеспечивается применением автоматической установки пожарной сигнализации, а также применением основных строительных конструкций здания с регламентированными пределами огнестойкости. Дополнительно можно установить автоматические системы пожаротушения. В соответствии со СНиП 21-01-03 обеспечивается

необходимая степень огнестойкости строительных конструкций.

Для соблюдения теплового режима в корпусе ЭВМ предусмотрены вентиляционные отверстия и охлаждающий вентилятор.

Кроме того, в соответствии с нормами первичных средств пожаротушения при площади помещения, не превышающей 100м², в распоряжении персонала имеется углекислотный огнетушитель ОУ-5, предназначенный для тушения загорания различных веществ и электроустановок с напряжением до 10 кВ при температуре окружающего воздуха от -40 до +50°С.

5.2.4 Рабочее место оператора

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям [1]. Большое значение имеет и характер работы. При организации рабочего места оператора должны быть соблюдены основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Для предупреждения статических перегрузок используется стол с выдвижной доской для клавиатуры и с размерами: длина стола - 800-1200 см, ширина - 800-1000 см, высота - 725 см. Для ног рекомендуется использовать подставку для ног с рифленой поверхностью с углом наклона 20⁰, а в качестве стула - подъемно-поворотное кресло, регулируемое по высоте и углам наклона сиденья и спинки. Организация рабочего места представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Организация рабочего места

ПЭВМ, на которой работает оператор, должна отвечать следующим требованиям:

- яркость свечения экрана - не менее 100 кд. на кв. м.;

- минимальный размер светящейся точки - не более 0,4 мм для монохромного дисплея и не более 0,6 мм - для цветного дисплея;

- контрастность изображения знака - не менее 0,8;

- количество точек на строке - не менее 640;

- низкочастотное дрожание изображения в диапазоне 0,05-1,0 Гц находится в пределах 0,1 мм;

- экран имеет антибликовое покрытие;

- размер экрана не менее 31 см по диагонали, а высота символов на экране - не менее 3,8 мм

5.2.5 Защита от поражения электрическим током

Чтобы исключить несчастные случаи при использовании человеком оборудования, работающего от сети с высоким напряжением, необходимо провести среди персонала предприятия инструктаж по технике безопасности.

Существует несколько видов инструктажа:

1. Вводный инструктаж проводится со всеми вновь принимаемыми на работу.

2. Первичный инструктаж на рабочем месте должен проводиться со всеми вновь принятыми на работу работниками, переводимыми из одного подразделения юридического лица в другое, командированными, учащимися и студентами, а также с работниками, которым поручается выполнение новой для них работы. Данный вид инструктажа проводится с каждым работником индивидуально с демонстрацией безопасных приемов труда.

3. Внеплановый инструктаж должен проводиться в случае изменения правил по охране труда, при изменении технологических процессов, замене оборудования и других изменениях, влияющих на безопасность труда работников.

4. Целевой инструктаж необходимо проводить в случаях поручения работнику выполнения разовых работ, не связаны с прямыми трудовыми обязанностями работника по его основной специальности (погрузочно-разгрузочные работы, уборка территории, выполнение разовых работ вне территории данного юридического лица).

Кроме того, необходимо обеспечить надежное заземление. Эффективным заземлением является заземление трубчатого типа с толщиной стенки 3,5 мм. Длина трубы обычно составляет 250 см, диаметр 5 см. Заземлители располагаются по четырехугольному контуру, с глубиной заложения около 80 см, причем сопротивление заземлителя не должно превышать 4 Ом. Такое заземление помогает избежать несчастных случаев на объекте даже при возникновении многих аварийных ситуаций.

5.2.6 Защита от электромагнитных и ионизирующих излучений

Для защиты от электромагнитных полей и ионизирующего излучения применяются методы экранирования и защиты расстоянием [2]. Оператор должен находиться от экрана монитора на расстоянии не менее 50-70 сантиметров, т.е. на расстоянии вытянутой руки. Для каждого монитора необходимо наличие защитного фильтра, обладающего следующими характеристиками:

- хорошо изолирует яркие видимые лучи;

- устраняет статические заряды;

- изолирует ультрафиолетовые и ионизирующие излучения.

Разнообразные нейлоновые сеточки и фильтры из обычного тонированного стекла из рассмотрения автоматически выпадают из-за своей неэффективности. Способы защиты от излучений представлены на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Способы защиты от излучений

На рабочем месте оператора ПК используются мониторы, соответствующие общепринятому европейскому стандарту TCO-03. На сегодняшний день стандарт TCO'03 считается наиболее совершенным, и половина выпускающихся в мире мониторов соответствует его требованиям. Основная таблица ограничений на уровни полей в этой версии стандарта: значение яркости 100 кд на кв. метр, частота обновления экрана -- 60 Гц, высокое разрешение и контрастность изображения.

В настоящее время жидкокристаллические мониторы уже почти вытеснили классические мониторы на основе катодно-лучевой трубки, т.к. по всем параметрам превосходят их. Во-первых, от них практически не исходит ионизирующее излучение. Во-вторых, частота обновления - свыше 60 Гц. Намного выше четкость изображения. Поэтому для обеспечения более безопасных условий труда на рабочем месте целесообразно использовать именно жидкокристаллические мониторы.

5.2.7 Режим труда и отдыха оператора

Режим труда и отдыха операторов ПК зависит от вида выполняемой работы: при вводе, редактировании данных, программ, чтения информации с экрана, непрерывная продолжительность работы не должна превышать 4-х часов при 8-часовом рабочем дне; через каждый час работы необходимо вводить перерыв на 5-10 мин, а через 2 часа - на 15 мин [1].

Оптимальный режим работы - 40-45 мин работы за ПК и 15-20 мин перерыв, в течение которого желательно выполнять специальный комплекс упражнений для отдыха глаз.

В разделе проведён анализ опасных и вредных факторов, возникающих в процессе эксплуатации ПЭВМ. Среди них выявленные наиболее опасные:

1. Повышенное электромагнитное излучение.

2. Повышенный уровень шума.

3. Недостаток естественного освещения.

4. Пожарная опасность.

5. Опасность поражения электрическим током.

Для обеспечения безопасных условий труда произведён расчёт параметров искусственного освещения рабочего места специалиста.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте в соответствии с заданием разработано программное средство, позволяющее решать задачу автоматизированного пересчёта программного кода для станков с ЧПУ с использованием различных систем программирования. Программа написана на языке высокого уровня Object Pascal в среде разработки Borland Delphi 7.

В процессе решения задачи:

- проведен анализ систем программирования станков с ЧПУ, таких как ВМ, Маяк и Sinumerik. При этом установлено, что на сегодняшний день существует большое количество программных продуктов, предоставляющих возможность конвертирования программного текста. Однако эти программы сложны в настройке и эксплуатации, либо стоимость их непомерно велика;

- на основании проведенного анализа разработана структура программного интерфейса, позволяющая автоматизировать процесс перевода кодов программ из одной системы программирования в другую, а также выбрать дополнительные параметры обработки;

- разработано программное средство, реализующее программный интерфейс и проведено тестирование разработанной программы. Результаты тестирования показали что, программа, верно, пересчитывает программный код в различные системы программирования, при этом устраняет ошибки, допущенные программистом, а также имеет много вспомогательных настроек, таких как последовательная нумерация кадров, удаление пустых строк и пробелов. Это значительно упрощает человеко-машинное взаимодействие и снижает время разработки программного кода и ввода его в эксплуатацию.

Учитывая, что возможности использования любой программы во многом определяются взаимодействием пользователя с ней, в дипломном проекте разработан также дружественный эргономичный оконный интерфейс.

В результате анализа опасных и вредных производственных факторов, действующих на разработчика в процессе разработки программы и пользователя при ее применении, установлено, что они соответствуют установленным нормам, а разработанная программа при своей эксплуатации не наносит существенный вред окружающей среде.

Разработанная программа соответствует современному научно-техническому уровню программно-методического обеспечения и признана экономически целесообразной.

Таким образом, задание на дипломное проектирование выполнено в полном объеме и цель дипломного проектирования достигнута.

Разработанное программное обеспечение постоянно находится в доработке, добавляются новые возможности конвертирования, а также по мере использования программы устраняются чисто человеческие ошибки программиста.

Результаты научной работы докладывались на IV конкурсе научно-практических работ студентов учебных подразделений Института инженерной физики. Статья опубликована в сборнике трудов Международной конференции молодых учёных южного Подмосковья в 2010 году.

Список литературы

автоматизированный программирование станок

1. Бакаева Т.Н. Системный анализ безопасности: Методическая разработка к самостоятельной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Москва: МРТУ, 2005, 18 с.

2. Бакаева Т.Н. Безопасность жизнедеятельности. Часть 2: Безопасность в условиях производства: Учебное пособие. Москва: МРТУ, 2007, 318 с.

3. Гофман В. Э., Хомоненко А. Д. Delphi 6. - СПБ.: БХВ - Петербург, 2005. - 1152 с.

4. Грис Д. Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин. Пер. с англ. - М.: Мир. 2005.544 с.

5. Густав О.,Джангуидо П. Цифровые системы автоматизации и управления. - СПб.: Невский диалект, 2007.

6. Дерябин А.Л. “Программирование технологических процессов для станков с ЧПУ”, М. Машиностроение, 2004.

7. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 2008. - 720с.

8. Культин Н. Delphi 6. Программирование на Object Pascal. - СПб.: БХВ - Петербург, 2004. - 528 с.

9. Лещенко В.А., Богданов Н. А., ВайнштейнИ.В. и др. Станки с числовым программным управлением (специализированные). - М.: Машиностроение, 2008.

10. Мартинов Г. М. Виртуальные приборы диагностики в системе ЧПУ // Информатика-машиностроение. 2008. №4. С. 8-12.

11. Сосонкин В.Л. Задачи числового программного управления и их архитектурная Реализация // Станки и инструмент. 2004. №10. С. 39-40.

12. Сосонкин В.Л., Мартинов Г. М. Концепция систем ЧПУ типа PCNC с открытой архитектурой // СТИН. 2006. №5. С. 7-12.

13. Сосонкин В.Л. Некоторые принципы разработки систем ЧПУ нового поколения // СТИН. 2007. №9. С. 24-29.

14. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Принципы построения систем ЧПУ с открытой Архитектурой // Приборы и системы управления. 1996. №8. С. 18-21.

15. Сосонкин В.Л., ТилешЮ. Представление о процессорном устройстве числового программного управления оборудованием как виртуальном вычислителе//Машиноведение. 2007. №6. С. 50-57.

16. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Системы числового программного управления. Учебное пособие. М.: Логос, 2005. - 296 с.

17. Стискин Г.М., Гаевский В.Д. Токарные станки с оперативным программным управлением. - К. Техника, 2007.

18. SINUMERIK 840D,840Di,810D, основы. Руководство по программированию, выпуск 10-2004.

19. ГОСТ 12.1.038-04. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 2004.

20. ГОСТ 12.1.004-07. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие положения. - М.: Издательство стандартов, 2007.

21. ГОСТ 12.1.003-05. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности (с изменениями по И-1-III-05),2005.

22. ГОСТ 12.0.002-80. Система стандартов безопасности труда. Термины и определения. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2006.

23. ГОСТ 12.1.006-04. ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля - М.: Издательство стандартов, 2004.