Мезонинный адаптер USB 2.0

Вследствие того, что ударный стенд является мобильным, не передает колебаний на пол, нет необходимости в организации специальных условий эксплуатации.

Основные технические характеристики приведены в таблице 2.3.

Рис.2.3. Ударный стенд Vib-Tech STM 50

Таблица 2.3

Технические характеристики VIB-TECH STM 50

Наименование	Значение
Максимальная нагрузка	50 кг
Максимальное ускорение	630 g
Максимальное количество ударов	60 уд./мин
Размеры стенда	450 х 500 мм
Вес стенда	780 кг

3. Приемо-сдаточные испытания

1. Приемо-сдаточные испытания проводят с целью контроля изделий на соответствие требованиям ТТ. Объем испытаний указан в таблице 2.4.

Таблица 2.4

№	Наименование испытаний и проверок при проведении приемо-сдаточных испытаний
1	Проверка комплектности и соответствия КД
2	Контроль на соответствие правильности применения материалов и покупных изделий
3	Проверка качества электрического монтажа
4	Электрические испытания
5	Механические испытания на прочность
6	Климатические испытания на устойчивость при пониженной температуре
7	Климатические испытания на устойчивость при повышенной температуре
8	Контроль на соответствие составу и требованиям назначения
9	Проверка качества защитных и декоративных покрытий
10	Контроль на соответствие требованиям упаковки изделия

2. Если в процессе приемо-сдаточных испытаний будет обнаружено несоответствие изделия какому-либо пункту требований ТТ, или в ходе указанных испытаний произойдет отказ, то изделие считается невыдержавшим испытания и возвращается разработчикам для выявления причин неисправности и повторного предъявления.

3. Повторные испытания следует проводить в полном объеме приемо-сдаточных испытаний. В зависимости от результатов анализа дефектов, обнаруженных при испытаниях, повторные испытания изделия допускается проводить только по требованиям, которым оно не соответствовало, и требованиям ТТ, по которым испытания не проводились.

4. Если при повторных испытаниях будет обнаружено несоответствие изделия требованиям ТТ, то испытания должны быть прекращены, а изделие забраковано. Вопрос дальнейшего использования изделия решают разработчики изделия.

5. Опечатанное ОТК изделие должно быть сдано на ответственное хранение.

4. Методы контроля

1.1. Общие положения.

1.2. Все испытания проводятся в следующих условиях:

- температура окружающего воздуха от 288 до 308 К (от 15 до 35 єС);

- относительная влажность воздуха от 45 до 85%;

- атмосферное давление от 8,4*10⁴ до 10,7*10⁴ Па (от 630 до 800 мм рт.ст.)

1.2. Допустимые погрешности поддержания испытательных режимов:

- по времени ±10%;

- по температуре ±3 єС;

- по относительной влажности ±3%.

1.3. Электропитание изделия в период испытания производится либо от источника питания, либо от базового модуля.

1.4. Допускается проводить испытания в составе базового модуля, в который входит изделие.

2. Контроль на соответствие основным параметрам и характеристикам.

2.1. Контроль изделия по п.1 на соответствие требованиям комплекту документации проводят путем сверки изделий с конструкторской документацией.

2.2. Контроль изделия по п.2 и п.3 на соответствие назначению устройства и его характеристикам проводят в соответствии с инструкцией по проверке изделия (см. Приложение Б).

2.3. Электрический контроль по п.3.3 проводят следующим образом:

- питание изделия осуществляется от источника питания напряжением +5В;

- изделие подключается к компьютеру через USB интерфейс без линии питания;

- изделие с помощью тестового ПО переводится в режим пересылки данных;

- снимаются показания с источника питания.

Изделие считают выдержавшим испытание по п.3., если во время испытаний не было скачков потребляемой мощности выше, указанных в п.3.3 настоящих ТТ.

2.4. Механические испытания на прочность по п.6.2 проводят следующим образом:

- изделие в выключенном виде закрепляют на вибростенде в горизонтальном направлении;

- частота колебаний выставляется равной 20 - 40 Гц;

- ускорение выставляется равным 5 g;

- время работы вибростенда выставляется равным 30 мин;

- после воздействия вибраций проводится внешний осмотр изделия и проверяются требования п.2 настоящих ТТ по методике п.2.2.

Изделие соответствует требованиям п.6.2, если после испытаний требования п.2 настоящих ТТ выполняются и отсутствуют механические повреждения.

2.5. Климатические испытания на устойчивость по п.6.1, проводят следующим образом:

2.5.1. При воздействии пониженной рабочей температуры:

- изделие помещается в выключенном состоянии в климатическую камеру;

- время пребывания в камере с момента выхода не тепловой режим -40 єС составляет 3 часа;

- производится контроль изделия по методике п.2.2, п.2.3;

- изделие во включенном состоянии помещается в климатическую камеру;

- время пребывания в камере с момента выхода не тепловой режим -40 єС составляет 1,5 часа;

- производится контроль изделия по методике п.2.2, п.2.3.

2.5.2. При воздействии повышенной рабочей температуры:

- изделие помещается в выключенном состоянии в климатическую камеру;

- время пребывания в камере с момента выхода не тепловой режим +85єС составляет 3 часа;

- производится контроль изделия по методике п.2.2, п.2.3;

- изделие во включенном состоянии помещается в климатическую камеру;

- время пребывания в камере с момента выхода не тепловой режим +85 єС составляет 1,5 часа;

- производится контроль изделия по методике п.2.2, п.2.3.

2.5.3. Временной интервал между двумя тепловыми режимами для изделия должен быть не менее 24 часов.

Изделие считается выдержавшим испытания по п.6.1, если в ходе и после испытаний требования п.2 и п.3 настоящих ТТ выполняются.

2.6. Контроль выполнения требований по п.7, предъявляемых к материалам и покупным изделиям, проводится проверкой их сертификатов, протоколов входного контроля материалов и покупных изделий, сличением оставшихся сроков хранения и сроков, указанных в паспортах, с датами выпуска материалов и покупных изделий.

Изделие считается выдержавшим испытания по п.7, если все покупные изделия прошли входной контроль и имеют фактические сроки хранения, не превышающие величин, указанных в стандартах или ТУ на эти изделия.

2.7. Проверка качества защитных и декоративных покрытий по п.8 оценивается при проведении климатических испытаний, а также при смачивании спирто-бензиновой смесью (50% спирта, 50% бензина). Визуально проконтролировать:

- отсутствие коррозии;

- декоративный вид;

- спиртобензостойкость.

2.8. Проверку выполнения требований по п.9.2, предъявляемых к упаковке изделия, проводят путем проверки правил упаковки, предусмотренных настоящими ТУ. При этом проводится:

- контроль внешнего вида;

- контроль комплектности;

- контроль оформления документации;

- контроль маркировки упаковки;

- контроль упаковки;

- пломбирование упаковки;

- контроль оформления протокола ПСИ.

2.9. Проверка качества электрического монтажа проводится перед покрытием изделия защитным лаком путем контроля сопротивления участков электрических цепей согласно инструкции.

5. Выводы

В результате проделанной работы был разработан алгоритм проведения приемосдаточных испытаний, при помощи которого можно выяснить, соответствует ли готовый мезонинный адаптер USB2.0 техническим требованиям, предъявляемым ему.

Механические и климатические испытания позволяют проверить прочность монтажа и качество компонентов и материалов, используемых при производстве адаптера.

Функциональный контроль позволяет выявить наличие неявных дефектов и сделать выводы о работоспособности адаптера.

Разработкой технологической инструкции была повышена автоматизация процесса испытаний адаптера.

Организационно-экономическая часть

1. Введение

В настоящее время происходит бурное развитие электронной техники, и все чаще параллельно со специализированными электронными устройствами (СЭУ) для их наладки, контроля, тестирования и штатной работы применяются персональные компьютеры (ПК). Специфика СЭУ состоит в многообразии используемых ими интерфейсов и в, подчас, больших объемах передаваемой информации.

Разработанное и созданное устройство (в дальнейшем изделие) представляет собой, по сути, переходник между СЭУ и ПК, имеющий мощные программируемые функции по настраиванию и работе различных интерфейсов.

Несомненно, это изделие будет пользоваться спросом у пользователей СЭУ, и поэтому представляет коммерческий интерес. Для организации серийного производства необходимо рассмотреть такой вопрос, как себестоимость продукции.

В качестве предприятия-изготовителя был выбран упрощенный прототип ЗАО НТЦ «ЭЛИНС».

2. Краткие теоретические сведения

Себестоимость продукции представляет собой стоимостную оценку используемых в процессе ее производства и реализации природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных средств, трудовых ресурсов.

Для оценки себестоимости разрабатываемых изделий можно применять различные методы:

- метод удельных весов;

- метод бальных оценок;

- метод коэффициентов сложности;

- метод регрессивного анализа;

- метод нормативной калькуляции;

Рассмотрим кратко каждый из этих методов.

Метод удельных весов

Достаточно минимального объема информации. Себестоимость в этом методе определяется по удельному весу в ней отдельных элементов прямых затрат для изделий, аналогичных по виду и назначению разрабатываемому изделию.

Метод бальных оценок

Базируется на установлении интегральной оценки технико-эксплуатационного уровня изделия и использовании системы бальных оценок, которые суммируются по основным параметрам изделия. Затем себестоимость нового изделия определяется его интегральной оценкой в баллах и себестоимостью одного балла.

Метод коэффициентов конструктивно-технологической сложности

Этот метод основан на использовании частных коэффициентов и суммарного коэффициента. Частные коэффициенты устанавливаются, исходя из соотношения какого-либо параметра изделия с наилучшим его значением в параметрическом ряду аналогов. Затем, себестоимость нового изделия определяется по линейной эмпирической зависимости от общего коэффициента сложности, который определяется из совокупных характеристик изделия.

Метод регрессивного анализа

Применение этого метода для предварительной оценки себестоимости нового изделия позволяет выравнивать фактические значения себестоимости для ряда типопараметров изделия. За критерий берется минимальное отклонение фактических показателей от расчетных. Метод дает определенную эмпирическую формулу или зависимость того, как происходит изменение себестоимости изделия в зависимости от вариации параметров изделия. Метод построен на использовании заранее известных зависимостей себестоимости от изменения параметров изделий в статистической совокупности. И в качестве этой совокупности выступает некоторое подмножество более общей совокупности изделий.

Метод нормативной калькуляции

Суть этого метода состоит в определении полной себестоимости данного изделия по укрупненным статьям затрат на базе расчетных нормативов. Для этого метода необходимы нормативные данные для того, чтобы провести прямой расчет затрат на материалы, основную заработную плату производственных рабочих и покупные изделия.

Для быстрой расчетной оценки себестоимости воспользуемся методом удельных весов, так как он наименее требователен к объему известной информации. А затем рассчитаем себестоимость методом нормативной калькуляции, поскольку в разрабатываемом изделии уже точно известны затраты на материалы и полуфабрикаты, а так же трудоемкости сборки, монтажа и отладки изделия.

3. Расчет себестоимости методом удельных весов

Себестоимость нового изделия оценивается из затрат на материалы, необходимые для его изготовления, отнесенных к коэффициенту затрат на материалы в аналогичном базовом изделии:

C_нов = С_м.нов. / k_Cм.баз. (руб.)

В области микроэлектронной индустрии затраты на материалы в изделии могут составлять 40 - 80% от общей себестоимости, в зависимости от стоимости используемых микроэлектронных компонентов. В данном случае используются простые решения, но в дорогом индустриальном исполнении. Поэтому коэффициент k_Cм.баз. можно принять равным 0,6. Тогда, согласно формуле, приведенной выше, и таблице 3.1 можно найти примерную себестоимость нового изделия:

C_нов = С_м.нов. / k_Cм.баз. = 915,2/0,6 = 1525,3 (руб.)

4. Расчет себестоимости методом нормативной калькуляции

Полная себестоимость изделия включает заводскую себестоимость и внепроизводственные расходы:

С_п = С_зав + С_вр (руб./шт.)

Заводская (производственная) себестоимость изделия, в свою очередь, складывается из цеховой себестоимости и общецеховых расходов:

С_зав = С_цех + С_озр (руб./шт.)

Цеховая себестоимость в общем случае представляет собой сумму затрат по следующим статьям: стоимость приобретаемых со стороны сырья и материалов, покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов, приобретаемого топлива, покупной энергии всех видов (С_м); основная заработная плата основных производственных рабочих (L_оор); дополнительная заработная плата основных производственных рабочих стимулирующего характера по системным положениям (L_доп); оплата очередных и дополнительных отпусков; другие выплаты, включаемые в соответствии с установленным порядком в фонд оплаты труда; отчисления на социальные нужды (Lсс); затраты, связанные с работой оборудования (C_об); общецеховые расходы (C_оцр):

С_цех = С_м + L_оор + L_доп + L_сс + C_об + C_оцр (руб./шт.)

Стоимость С_м в данном случае будет определяться как:

С_м = ?(q_n*C_n),

где q_n - количество n-тых видов продукции из номенклатуры (см. табл. На стр.6), необходимое для производства одного изделия;

C_n - цена одной единицы продукции n-той позиции из номенклатуры.

4.1 Исходные данные

Номенклатура материалов, сырья и комплектующих, использующихся при производстве изделия (в пересчете на 1 шт.), представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Номенклатура материалов

№	наименование	кол-во	стоимость, руб.
1	Печатная плата с металлизацией (FR-4, маска)	1	134,4
2	Микроконтроллер CY7C68013-100AXI	1	650
3	Микроконтроллер LP2985AIM5-3.3	1	16
4	Микроконтроллер ADM1818	1	16,8
5	Чип-конденсатор 0805 5% 12 пФ	2	1,12
6	Чип-конденсатор 0805 5% 1000 пФ	1	1,82
7	Чип-конденсатор 0805 5% 0,01 мкФ	2	3,64
8	Чип-конденсатор 0805 5% 0,1 мкФ	11	20,02
9	Чип-конденсатор 0805 5% 1 мкФ	1	1,82
10	Чип-конденсатор 1206 5% 2,2 мкФ	2	4,6
11	Чип-резистор 0805 5% 22 Ом	3	0,09
12	Чип-резистор 0805 5% 33 Ом	1	0,03
13	Чип-резистор 0805 5% 82 Ом	2	0,06
14	Чип-резистор 0805 5% 1 кОм	1	0,03
15	Чип-резистор 0805 5% 2,2 кОм	2	0,06
16	Чип-резистор 0805 5% 5,6 кОм	1	0,03
17	Чип-резистор 0805 5% 10 кОм	5	0,15
18	Чип-резистор 0805 5% 20 кОм	1	0,03
19	Чип-резистор 0805 5% 100 кОм	1	0,03
20	Чип-резистор 0805 5% 1 Мом	1	0,03
21	Кварцевый резонатор 24МГц HC49/S	1	10
22	Микроконтроллер 24LC65-I/SM	1	42
23	Розетка USB-A-1U	1	3,78
24	Розетка BLD-20	1	5,1
25	Розетка BLD-4	1	1,01
26	Припой ПОС-61	-	1,5
27	Флюс спирто-канифольный	-	1
Итого:	915,2

Данные для расчета основной заработной платы (ОЗП) основных производственных рабочих (ОПР) L_оор представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Технологические операции и затраты на них

Операция	Тарифная ставка, руб./час	Трудоемкость, нормочасы, час/шт.	ОЗП, руб./шт.
Входной контроль	163	0,25	40,75
Подготовка к монтажу	137	0,17	23,29
Установка навесных элементов	137	0,17	23,29
Пайка	156	0,33	51,48
Промывка узлов	156	0,1	15,6
Контроль параметров	175	0,25	43,75
Установка изделия	146	0,33	48,18
Итого:	246,34

Характеристики предприятия представлены в таблице 3.3

Таблица 3.3

Экономические характеристики предприятия.

Обозначение	Пояснение	Значение
N	Количество ОПР	10
X	Производство изделий предприятием	1600 шт./мес.
Фоор	Фонд ОЗП ОПР	120000 руб./мес.
Lоор	ОЗП ОПР	246,34 руб./шт.
Фовр	Фонд заработной платы внепроизводственных рабочих	75000 руб./мес.
Саренда	Аренда помещения	30000 руб./мес.
Стр	Транспортные расходы	3000 руб./мес.
Cэл.п.	Оплата электричества, потребляемого производственным оборудованием	4160 руб./мес.
Сам.п.	Амортизация производственного оборудования	4166,7 руб./мес.
Сэл	Оплата электричества на предприятии, не связанная с производственным оборудованием	3120 руб./мес.
Кпр	Коэффициент премиальной оплаты труда рабочих	20 %
Продолжение Таблицы 3.3.
Кдоп	Дополнительная заработная плата рабочих	10 %
Ксс	Отчисления на социальное страхование	26 %
Кгар	Расходы на гарантийное обслуживание	5 %
Ском	Оплата командировок	10000 руб./мес.
Сам	Амортизация помещений и внепроизводственного оборудования	3340 руб./мес.

4.2 Расчет себестоимости изделия

Прежде всего надо отметить, что в данном случае С_зав = С_цех, так как имеется всего 1 цех. Тогда С_п = С_цех + С_вр. Как уже говорилось в теоретической части, цеховая стоимость изделия С_цех = С_м + L_оор + L_доп + L_сс + С_об + С_оцр. Таким образом, необходимо найти:

1. L_доп - дополнительную заработную плату рабочих;

2. L_сс - отчисления на социальное страхование;

3. С_об - расходы, связанные с работой производственного оборудования;

4. С_оцр - общецеховые расходы;

5. С_вр - внепроизводственные расходы.

1. L_доп = (К_пр + К_доп) * L_оор = (0,2 + 0,1) * 246,34 = 73,9 руб./шт.

2. L_сс = К_сс * (L_оор + L_доп) = 0,26 * (246,34 + 73,9) = 83,26 руб./шт.

3. С_об можно найти как произведение (К_об * L_оор), где

К_об = (сумма затрат за месяц, связанных с работой оборудования)/(фонд ОЗП)

К_об = (C_эл.п. + С_ам.п.) / Ф_оор = (4160 + 4166,7) / 120000 = 0,0694 = 6,94%

Отсюда

С_об = К_об * L_оор = 0,0694 * 246,34 = 17,095 руб./шт.

4. С_оцр можно найти как произведение (К_оцр * L_оор), где

К_оцр = (сумма общецеховых затрат за месяц)/(фонд ОЗП)

К_оцр = (Ф_овр + С_аренда + С_эл + С_ком + С_ам) / Ф_оор =

= (75000 + 30000 + 3120 + 10000 + 3340) / 120000 =

= 1,0122 = 101,22%

Отсюда

С_оцр = К_оцр * L_оор = 1,0122 * 246,34 = 249,345 руб./шт.

5. С_вр можно найти как произведение (К_вр * С_цех), где

К_вр = (сумма внепроизводственных расходов предприятия за месяц) / (цеховые расходы за месяц)

С_цех = С_м + L_оор + L_доп + L_сс + С_об + С_оцр =

= 915,2 + 246,34 + 73,9 + 83,26 + 17,095 + 249,345 =

= 1205,14 руб./шт.

С_цех = 1585,14 руб./шт.

В пересчете на месяц выходит:

С^`_цех = С_цех * X = 1585,14 * 1600 = 2536224 руб./мес.

Тогда К_вр = (С_тр + К_гар * С^{`</sup><sub>цех</sub>) / С<sup>`}_цех =

= (3000 + 0,05 * 2536224) / 2536224 =

= 129811,2 / 2536224 = 0,051183 = 5,1183%

Отсюда

С`<sub>вр</sub> = К<sub>вр</sub> * С<sup>`</sup>_цех = 0,051183 * 2536224 = 129811,2 руб./мес.

С_вр = С`_вр / X = 129811,2 / 1600 = 81,132 руб./шт.

Подставляя полученные данные в формулу для полной себестоимости, находим:

С_п = С_цех + С_вр = 1585,14 + 81,132 = 1666,272 руб./шт.

Ниже представлена итоговая таблица калькуляции себестоимости.

Таблица 3.4.

Калькуляция себестоимости.

Параметр	Значение, руб./шт.
См - стоимость материалов	915,2
Lоор - ОЗП ОПР	246,34
Lдоп - дополнительная заработная плата рабочих	73,9
Lсс - отчисления на социальное страхование	83,26
Соб - затраты на работу производственного оборудования	17,095
Соцр - общецеховые расходы	249,345
Свр - внепроизводственные расходы	81,132
Сп - полная себестоимость изделия	1666,272

5. Выводы

Производство в таком виде является материалоемким, так как гораздо больше половины стоимости изделия составляют затраты на материалы и комплектующие. На рынке электронных комплектующих существует большое количество поставщиков, поэтому одним из способов снижения себестоимости изделия видится поиск необходимых компонентов по более низким ценам, либо поиск более дешевых аналогов комплектующих.

Еще одной возможностью снижения себестоимости изделия является увеличение объема производства. Рассчитанная себестоимость бралась для объема заказа изделий в 100 штук. Увеличение заказа способствует снижению оптовой цены на необходимые компоненты, вплоть до 3х раз.

Следующая перспектива снижения себестоимости заключается в автоматизации производства. Но, в реальных условиях производство СЭУ хоть и является серийным, но не массовым. Поэтому прежде закупки дорогостоящего автоматизированного оборудования необходимо проводить дополнительные исследования возможного рынка сбыта изделия.

Расчет себестоимости изделия является важной составляющей при организации его массового производства. Снижение себестоимости позволяет повысить конкурентоспособность изделия, увеличить прибыль предприятия. Именно для этих целей и проводится анализ себестоимости изделия.

Производственно-экологическая безопасность

1. Введение

При проведении производственных работ необходимо учитывать требования по безопасности и безвредности. В общем случае любой технологический процесс содержит факторы, вредные как для персонала, непосредственно участвующего в процессе, так и для окружающей среды.

В данной дипломной работе разрабатывается мезонинная интерфейсная ячейка, поэтому можно рассмотреть вопросы безопасности и безвредности условий труда во время выполнения процесса монтажа элементов на готовую плату и при отладке ячейки с помощью электроизмерительных приборов (вольтметр, осциллограф и пр.) и ЭВМ.

Вопросы производственной и экологической безопасности необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально, в зависимости от условий труда. В данном случае производственный процесс происходит в следующих условиях:

· площадь помещения 60 м² при высоте потолка 5 м;

· количество рабочего персонала - 9 человек;

· наличие в помещении большого количества различного электрооборудования;

· наличие процессов сборки, пайки и монтажа;

· наличие общей приточной вентиляции;

· длительная работа за компьютером.

Рабочее место разработчика состоит из персональной ЭВМ, набора электроизмерительных приборов, приборов для пайки. Питание приборов рабочего места производится от однофазной промышленной сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц. В процессе монтажа и отладки устройства разработчик попеременно имеет дело со всеми составляющими своего рабочего места - ЭВМ, инструментами для пайки, электроизмерительными приборами.

Для определения неблагоприятных факторов, влияющих на персонал, необходимо рассмотреть факторы обитаемости рабочего места.

Физические факторы:

· электроопасность оборудования;

· пожароопасность оборудования;

· воздействие излучений работающего оборудования, в том числе инфракрасное излучение;

· нерациональная освещенность рабочего места;

· шумовые воздействия;

· ненормированный микроклимат в помещении;

Химические факторы:

· вещества, выделяемые при пайке.

Психофизиологические факторы:

· площадь помещения;

· количество персонала в помещении;

· монотонность труда;

· интенсивность труда;

· длительные статичные нагрузки.

2. Электроопасность оборудования

На предприятиях электронной промышленности широко применяются различные электрические установки. Данные Госкомстата показывают, что количество людей, пострадавших от электрического тока, сравнительно невелико, но эти травмы носят более серьезный характер. Основными причинами поражения электрическим током являются: прикосновение к неизолированным проводам, контактам, соединениям и другим токоведущим частям; появление напряжения на корпусах, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением; случайное появление напряжения на отключенных для ремонта или профилактики токоведущих частях; возникновение шагового напряжения в зоне растекания тока при замыкании неизолированного проводника с землей или токопроводящим полом. Первой особенностью электротравматизма является то, что человек не может ощущать ток на расстоянии, и поэтому защитная реакция организма проявляется не до, а после воздействия электрического тока. Вторая особенность заключается в том, что ток оказывает свое вредоносное действие не только в местах контактов, но и вызывает рефлекторное воздействие, нарушая нормальную деятельность отдельных органов и систем организма человека (нервной, сердечно-сосудистой и др.). Кроме того, существует опасность возможного получения электротравмы без непосредственного контакта с токоведущими частями: при перемещении по земле (полу) вблизи поврежденной электроустановки (в случае замыкания на землю), через электрическую дугу.

Существует такое понятие, как пороговый неотпускающий ток. Он характеризуется тем, что человек не может самостоятельно справиться с судорогами мышц и нарушить контакт с токопроводящей частью. В сети с промышленной частотой 50 Гц минимальное значение такого тока находится в районе 10-15 мА, в зависимости от сопротивления тела человека. Условно безопасным считается переменный ток величиной до 10 мА. Так как все оборудование на рабочем месте питается от промышленной сети напряжением 220 В, то в обязательном порядке необходимо учесть вопросы безопасности при работе с электрооборудованием. Следует отметить, что помещения, в которых производятся монтаж и отладка платы, относятся к группе помещений без повышенной опасности.

Для обеспечения безопасности процесса отладки следует провести защитное зануление (соединение с многократно заземленным нулевым проводом) корпусов приборов. В этом случае при пробое опасного напряжения на зануленную часть цепи произойдет короткое замыкание в цепи подвода сетевого питания, что вызовет возникновение большого тока и срабатывание системы защитного отключения. Поскольку провода зануления должны выдерживать ток короткого замыкания, то для его ограничения следует устанавливать автомат-ограничитель непосредственно для данного рабочего места. Максимальная суммарная мощность потребления рабочего места не превышает 1,5 кВт, поэтому достаточно установки автомата с током отсечки 7 А.

При организации рабочего места следует принять меры для качественной изоляции токоведущих проводов.

При работе со стендом возможно прикосновение к проводникам на плате. Однако, поскольку питание платы осуществляется от сети постоянного тока напряжением 5 В, то прикосновение к проводникам не является опасным.

Так же при работе с ячейкой рекомендуется использование браслета для защиты ячейки от статического заряда, накапливающегося на теле человека, и для защиты человека от случайных замыканий с токоведущими частями. Сопротивление в цепи соединения браслета с нулевым проводом должно быть Rбр = 100 - 200 кОм притом, что сопротивление тела человека Rчел = 0,5 - 1,2 кОм. Таким образом, при прикосновении к токоведущему проводу питающей сети через тело человека протечет ток I = Uсети / (Rбр + Rчел). Если считать Rбр = 100 кОм, Rчел = 1 кОм, то ток составит около 2,2 мА, что гораздо меньше опасных для человека значений, и работу с использованием такого браслета можно считать безопасной.

Для предупреждения несчастных случаев следует проводить обучение работающего персонала правилам работы и техники безопасности на рабочем месте.

3. Воздействие излучений работающего оборудования

При работе с оборудованием, имеющим электронно-лучевые приборы и высокочастотные преобразователи, следует учитывать возникновение различных видов излучения, в том числе рентгеновского, ультрафиолетового, радиочастотного.

В данном случае основным источником излучения является средство визуального отображения информации на электронно-лучевой трубке (монитор) персональной ЭВМ. Ниже приведены основные излучательные факторы неблагоприятного воздействия мониторов:

· электромагнитное поле в диапазоне частот 20 Гц - 1000 МГц;

· статический электрический заряд на экране монитора;

· ультрафиолетовое излучение в диапазоне 200 - 400 нм;

· инфракрасное излучение в диапазоне 1050 нм - 1 мм;

· рентгеновское излучение свыше 1,2 кэВ.

Кроме монитора излучающими свойствами обладают так же системный блок, осциллограф, источники питания, паяльник, прочее вспомогательное электрооборудование и электропроводка. Все эти элементы вместе формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте. Существенно снизить уровень электромагнитных полей можно при правильном заземлении всех электроприборов и электроинструментов.

Следует заметить, что практически все рентгеновское излучение от монитора поглощается веществом экрана, и опасности для оператора не представляет.

Поскольку в мониторе основные источники электромагнитного излучения расположены в задней части монитора, то при организации группы рабочих мест следует размещать операторов не ближе 1,5 м от задних и боковых стенок мониторов, и не менее 0,5 м спереди. Это связано с тем, что напряженность электромагнитного поля с расстоянием резко падает, и в указанных пределах расстояний достигает величин, считающихся безвредными для здоровья (0,2 - 0,5 В/м).

Электростатический заряд накапливается постепенно на экране монитора при его работе, и созданное им электростатическое поле может достигать при различных условиях от 8 до 75 кВ/м. При этом люди, работающие с монитором, приобретают электростатический потенциал, колеблющийся в диапазоне от -3 до +5 кВ. Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши - от 2 до 12 кВ/м. При достаточно высоких значениях потенциала оператора и напряженности поля оператор может испытывать неприятные субъективные ощущения. Для устранения электростатического заряда с экрана рекомендуется использование мониторов с защитным антистатическим напылением, которое также уменьшает блики и уровень рентгеновского излучения, либо защитных фильтров, ослабляющих инфракрасное, ультрафиолетовое излучения, ослабляющих электростатическое поле и переменное электрическое поле.

В гораздо меньшей степени источником электромагнитного излучения является цифровой осциллограф, в котором в качестве устройства отображения используется жидкокристаллический дисплей или электролюминесцентный индикатор. Такой осциллограф не представляет опасности при организации рабочего места.

На данном рабочем месте все электрооборудование заземлено, за счет этого резко уменьшается воздействие электромагнитных полей. Также используются современные мониторы, отвечающие европейскому стандарту безопасности TCO'99, и они не требуют установки дополнительных защитных экранов.

4. Нерациональная освещенность рабочего места

Процесс отладки платы связан как с работой на персональной ЭВМ, так и с работой непосредственно с печатной платой. При этом внимание оператора попеременно фокусируется в нескольких местах. Так как адаптация глаза к различным уровням освещенности приводит к его напряжению и последующей усталости, то для уменьшения влияния разности освещенности различных участков рабочего места используется общее освещение.

Производственное освещение должно удовлетворять следующим требованиям:

· равномерное распределение яркости - может быть достигнуто, например, за счет использования нескольких источников света, либо с применением ламп дневного освещения;

· отсутствие резких теней в рабочей зоне, что достигается правильным выбором места в пространстве для источника освещения;

· отсутствие в поле зрения прямой и отраженной блесткости, для чего следует избегать использования гладких, блестящих поверхностей в зоне видимости с рабочего места разработчика;

· величина освещенности должна быть постоянной во времени - это означает отсутствие мигания источников освещения;

· оптимальная направленность светового потока - рекомендуемый угол падения света на рабочую поверхность 60 градусов к ее нормали;

· выбор спектрального состава, близкого к естественному, то есть естественное освещение плюс искусственный источник со спектральной характеристикой, близкой к солнечной.

С освещенностью тесно связано требование оптимального сочетания цветов потолка, стен и пола помещения и установленного в нем оборудования, которое должно основываться на учете как физических, так и психологических факторов. При выборе цвета нужно исходить из требования создания условий для хорошего распределения общего освещения, что улучшает условия зрительного восприятия. Светлые оттенки всех цветов уменьшают поглощение цвета. Наибольшие коэффициенты отражения требуются для потолков, несколько меньшие - для стен и пола. Рекомендуется выбирать цвета бледных, «пастельных» тонов. При этом следует использовать совместимые группы цветов. Тогда потолок сможет отразить 80 - 90% света, стены 50 - 60%, пол - 15 - 30%. Примером совместимой окраски цветов служит следующая окраска помещения: потолок белого цвета, верхняя часть стен - бледно-зеленого цвета, остальная часть стен, а также пол и драпировка - зеленого цвета средней насыщенности, мебель - зеленовато-серого или светло коричневого цвета.

В данном случае рабочие места организованы неверно: в рабочей позе лицо человека направлено в сторону окна, выходящего на южную, более освещенную сторону, что сильно затрудняет работу за компьютером. В качестве защитных мер возможно покрытие большей части окон светоотражающей пленкой в случае, если изменение рабочих мест представляется затруднительным.

5. Шумовые воздействия

Операции отладки и пайки не сопряжены с выделением какого-либо шума, так как системы вентиляции современных средств измерения и вычислительной техники оснащены практически бесшумными системами охлаждения.

В то же время следует учитывать, что рабочее место может находиться в помещениях с источниками шума (вентиляция, различное производственное оборудование). Министерством здравоохранения России разработаны и утверждены санитарные нормы «Шума на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» (СН 2.2.4/2.1.8.562-96). Принимая категорию тяжести труда разработчика за легкую, а категорию напряженности труда 2 степени, предельно допустимый уровень шума составит 45 дБ (50 дБ по требованиям нормы к условиям труда минус 5 дБ по требованиям нормы к вентиляции в помещении).

Снижение уровня производственных шумов в машинных залах достигается ослаблением шумов самих источников и специальными архитектурно-планировочными мероприятиями, такими как:

· облицовка стен и колонн звукопоглощающими перфорированными плитами с прокладкой из пористых поглотителей шума;

· уменьшение площади стеклянных ограждений и оконных проемов;

· установка особо шумящих устройств на упругие (резиновые, войлочные и т.п.) прокладки;

· применение на рабочих местах звукогасящих экранов;

· отделение помещений с высоким уровнем шума от других помещений звукоизолирующими перегородками.

Колебания тел с частотой меньше 16 Гц воспринимаются организмом человека только как вибрации. Сопровождающие шум механические вибрации не только вредно воздействуют на организм, но и мешают человеку выполнять как мыслительные, так и двигательные операции. Зрительное восприятие также ухудшается под воздействием вибраций. Параметры вибрации нормируются в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования». Для ограничения распространения вибраций по материалу жестких конструкций рекомендуется применение жестких прокладок (резина, иногда войлок) или пружин, на которые опираются вибрирующие механизмы или их узлы.

6. Опасности при проведении монтажных работ

Наиболее распространенным методом получения контактных соединений является пайка. Проведение операции пайки сопровождается загрязнением воздушной среды на рабочих местах и в помещениях, а также рабочих поверхностей и кожи рук парами и частицами флюса на основе канифоли и припоя на основе олова, свинца, кадмия и др. (ПОС-40, ПОС-61, ПОСК 50-IБ). Наибольшие и непостоянные количества свинца, имеющиеся в воздушной среде (в большинстве случаев не превышающие 0,1 мг/м³), а также поступающие в организм вследствие загрязнения кожи рук, могут вызывать у лиц, занятых пайкой, патологические изменения, которые при продолжительной работе с припоями характеризуются начальными стадиями хронической свинцовой интоксикации.

При пайке выделяются следующие вредные вещества, представляющие опасность для человека:

· пары свинца и его соединений (при плавлении припоя);

· фториды и хлориды (при плавлении изоляции проводников);

· сложные эфиры (при плавлении флюсов).

Попадая на слизистые оболочки глаз и носа, в легкие, эти вещества могут вызывать отравление организма. Появляется головная боль, тошнота, а при длительной работе и более серьезные осложнения. Пары свинца вызывают изменения как в кровеносной, так и в нервной системе. Кроме того, под воздействием этих веществ наступает преждевременное переутомление организма, снижается быстрота реакции и внимательность, что может привести к производственной травме. Для предотвращения вредного воздействия этих веществ их концентрация не должна превышать следующих величин:

· пары свинца и его соединений - не более 0,01 мг/м³;

· фториды и хлориды - не более 0,3 мг/м³;

· сложные эфиры - не более 50 мг/м³.

Проведение операции пайки требует выполнения комплекса защитных мероприятий для предупреждения нарушения здоровья работающих. Производственный процесс монтажа целесообразно строить таким образом, чтобы операции пайки сосредотачивались только на определенных рабочих местах, при этом рабочие столы и другое оборудование, предназначенное для выполнения операций, связанных с пайкой, должны быть максимально простой конструкции, позволяющей легко производить их тщательную очистку.

Участки пайки оборудуются местными вытяжными устройствами, обеспечивающими скорость движения воздуха непосредственно на месте пайки не менее 0,6 м/с. Эксплуатация или ввод в эксплуатацию участков пайки, не оборудованных вентиляцией, не допускается. Помещения, в которых размещаются участки пайки, необходимо обеспечивать приточным воздухом через общеобменную вентиляцию, подаваемым в верхнюю зону в количестве, составляющем до 90% объема вытяжки. Недостающие 10% приточного воздуха подаются в смежные, более чистые помещения.

В процессе работы, перед приемом пищи, по окончании работы рабочему персоналу необходимо тщательно соблюдать меры индивидуальной профилактики (мытье рук, чистка зубов и полости рта, прием душа и т.д.).

Во избежание электротравм паяльники питаются напряжением 36 В. Питание производится от понижающих трансформаторов с заземленной вторичной обмоткой. Питание паяльников от автотрансформаторов не допускается.

Во избежание ожогов необходимо пользоваться пинцетами, не допускать разбрызгивания жидкого припоя.

Следует отметить, что рабочие места в данном случае выполнены с нарушением требований производственной безопасности. Участки пайки необходимо оборудовать местной вытяжной вентиляцией во избежание воздействия вредных веществ, выделяемых при пайке, на организм персонала.

7. Ненормированные климатические параметры в помещении

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря свойству терморегуляции, то есть способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Основной принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой. Рабочее место разработчика можно отнести к производству с избытками явного тепла (более 23 Вт/м²), и для нормальной терморегуляции естественной вентиляции может быть недостаточно, поэтому требуется правильный расчет механической вентиляции помещения. Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, следует определять расчетным методом, учитывая неравномерность распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещений. При этом необходимо соблюдать нормативные параметры воздушной среды по показателям температуры, влажности, скорости движения воздуха, содержания вредных веществ, ионизации и др. в соответствии с действующими гигиеническими нормативами.

7.1 Расчет воздухообмена

Санитарными нормами установлено, что объем производственных помещений на одного работающего должен составлять не менее 15 м³, а площадь помещения - не менее 4.5 м².

Помещение, где располагается рабочее место разработчика, имеет площадь 60 м² и объем 300 м³. Учитывая вышеприведенные требования, найдем допустимое количество одновременно работающих человек:

а) N < 60 / 4.5 = 13,3

б) N < 300 / 15 = 20,0

Получаем, что для выполнения указанных требований в данном помещении могут работать не более тринадцати человек.

Произведем расчет воздухообмена.

Исходные данные:

1. норма температуры в рабочей зоне для помещений, характеризуемых избытком [>23 Вт/м³] теплоты для легкой работы t = 20 - 22 °C ;

2. Объем помещения: V = 300 м³.

3. Количество электрооборудования и выделяемая мощность:

Таблица 4.1

Электрооборудование и выделяемая мощность

Наименование	Мощность, Вт(*)	Количество	Обозначение
Монитор CRT CTX 17”	120	6	W1*K1
Монитор LCD LG 17”	35	4	W2*K2
ЭВМ IBM PC/AT	300	10	W3*K3
Паяльная станция ERSA	32	4	W4*K4
Источник питания 13РР-20-20-003	180	6	W5*K5
Осциллограф TDS2024B	30	2	W6*K6
Лампа дневного света	18	20	W7*K7
лампа накаливания	60	5	W8*K8

* 1 кДж = 0,28 Вт*ч

4. Количество работающих: n = 9.

5. Свойства окон и проникающая через них радиация:

Таблица 4.2

Характеристики окон помещения

Параметр	Обозначение	Значение
Площадь остекления	F0	24 м2
величина радиации (*)	q0	752 кДж/м2*ч
коэффициент «остекления»	A10	1,15
коэффициент «загрязнения»	A20	0,25

* зависит от стороны света, на которую выходят окна (юг), от типа остекления (двустворчатые витражи с металлическими переплетами) и от широты, на которой находится здание (55є).

При расчете будем исходить из требований санитарно-профилактических норм, предъявляемых к производственным помещениям. Для одного человека необходимо L'=20 м³/ч воздуха. Для удаления тепла, выделенного аппаратурой и от солнечной радиации, тоже необходим воздухообмен.

Исходя из количества работающих, необходим следующий воздухообмен:

L₁ = n * L' = 9 * 20 = 180 м³/ч.

Для расчета воздухообмена по теплоизбыткам используется следующая формула:

где Q_я - явно выделяемое тепло в помещении в Дж/ч;

p - плотность воздуха - 1,2 кг/м³;

c - теплоемкость воздуха - 1 кДж/кг;

t_ух - температура воздуха, удаляемого из помещения;

t_пр - температура воздуха, подаваемого в помещение.

t_ух обычно определяется по следующей формуле:

t_ух=t_рз + ?t(H-Z) ,

где t_рз - температура в рабочей зоне;

H - расстояние от пола до центра вытяжных проемов;

?t - температурный градиент (1 - 5 °C/м);

Z - высота рабочей зоны.

Избыточное тепло, выделяемое электрооборудованием:

Q_э = (W1*K1 + W2*K2 +W3*K3 + W3*K4 + W4*K4 + W5*K5 + W6*K6 + W7*K7 + W8*K8)/0,28 = (120*6 + 35*4 + 300*10 + 32*4 + 180*6 + 30*2 + 18*20 + 60*5)/0,28 = 5788/0,28 Дж/ч = 20671 кДж/ч

Избыточное тепло выделяемое всеми людьми при легкой работе:

Q_л = 9 * 355 кДж/ч = 3195 кДж/ч

Избыточное тепло, поступающее через оконный проем:

Q_с = F₀ * q₀ * A¹₀ * A²₀ = 24 * 752 * 1,15 * 0,25 = 5189 кДж/ч

Явно выделяющееся избыточное тепло:

Q_я = Q_э + Q_л + Q_с = 20671 + 3195 + 5189 = 29055 кДж/ч.

Температура удаляемого воздуха:

t_ух = t_рз + ?t(H-Z) = 22 +1,5 * (3 - 1,8) = 23,8 °C.

Пусть температура поступающего воздуха t_п=20 °C. Тогда

Таким образом, получаем, что система воздухообмена должна обеспечивать собственную производительность 6400 м³/ч для поддержания нормального микроклимата, при обеспечении кондиционером температуры поступающего воздуха не более 20 °С. Но, данный расчет нельзя считать точным, поскольку, как отмечалось выше, места для пайки не оборудованы местной вытяжной вентиляцией, и, кроме того, на данный момент в помещении отсутствуют кондиционеры, в следствие чего температура поступающего воздуха в жаркий период может подниматься до 30 °C.

8. Психофизиологические параметры рабочего места

Согласно СП №2.2.1.1312-03 площадь помещений для одного работающего должна составлять не менее 4,5 м², высота помещений - не менее 3,25 м. Данное требование обусловлено психофизиологическими факторами.

Рабочий процесс проходит большую часть времени в сидячем положении. При этом так или иначе разработчик имеет дело с ЭВМ. Ряд исследований выявили связь между работой на ЭВМ и такими недомоганиями, как боли в спине и шее, запястный синдром, стенокардия и стрессы. К другим обнаруженным при опросах жалобам на здоровье относятся "пелена перед глазами", сыпь на лице, хронические головные боли, сильная возбудимость, быстрая утомляемость, невозможность долго концентрировать внимание, снижение трудоспособности и нарушение сна.

Поэтому для сохранения здоровья и повышения работоспособности все более важное значение приобретают вопросы эргономики.

Из всех болезней, связанных с работой на компьютере, наибольшее внимание привлекают заболевания рук, спины, плеч, шеи, которые связаны с использованием клавиатуры. Этот набор болезней имеет общее название - синдром длительных статических нагрузок (СДСН).

У пользователей компьютеров СДСН может развиваться в плече и в руке, когда им приходится долго и интенсивно манипулировать "мышью"; большим нагрузкам подвергается при этом и область прикрепления мышцы к локтю. Однако не только кисти, локти и плечи представляют собой "опасные зоны". Другой причиной возникновения СДСН может быть длительное пребывание в сидячем положении при работе с терминалом, которое приводит к сильному перенапряжению мышц спины и ног. Поскольку мышцы не расслабляются, в них ухудшается кровообращение. Питательные вещества, переносимые кровью, поступают в мышцы недостаточно быстро, зато в мышечных тканях накапливаются продукты распада (например, молочная кислота), в результате чего могут возникнуть болезненные ощущения.

Для снижения вероятности возникновения выше перечисленных заболеваний нужно проводить соответствующую организацию рабочего места.

В процессе труда на человека действует не только непосредственно производственный процесс, но и условия, в которых он протекает. Это воздействие сказывается на всем организме работника: на нервно-мышечном аппарате, центральной нервной системе, анализаторах, органах дыхания, кровообращения, пищеварения, на работе мозга и т.д. Трудовой процесс человека сопровождается утомлением. Утомление - естественное явление. Вредным является последовательное развитие и углубление утомления. Если утомление настолько велико, что не успевает исчезнуть в течение свободной от работы части времени и работа возобновляется с пониженной работоспособностью, то такое состояние называется переутомлением.