Создание обучающей программы на базе комплекса стандартного цифрового пилотажно-навигационного оборудования самолета Ил-96-300

4. АОС используется для покрытия относительно устойчивых курсов. Под устойчивостью понимается неизменность структуры и содержание курса на протяжении определенного времени, по истечению которого требуется их корректировка. Постоянство структуры и содержания означает, что сохраняют свою актуальность. Потребность в корректировке вызывается их устареванием и влечет за собой необходимость обновления (выпуск его новой версии).

5. Принимая решение о внедрении в учебный процесс АОС, следует учитывать, что наибольший эффект от его использования имеет место, когда основная часть теоретической и технологической подготовки осуществляется обучаемыми самостоятельно с помощью данного продукта, а возникающие затруднения разрешаются на дополнительных семинарах и индивидуальных консультациях с преподавателями. Если организаторы учебного процесса ставят перед собой цель реализации подобной методики, выбор АОС является обоснованным.

1.7 Предъявляемые требования и технические рекомендации по созданию АОС

Программа должна быть общедоступной и легко распространяемой. Помимо того, программа должна быть надежной, работать без сбоев, требовать минимум усилий для обслуживания и давать возможности для внесения в нее корректировки, дополнения и удаления информации (как-то графики и текста в информационной части, или же добавления, удаления вопросов в тестируемой). Надежность можно представить совокупностью следующих характеристик:

· целостность программного средства (способность его к защите от отказов);

· живучесть (способность к входному контролю данных и их проверки в ходе работы);

· завершенность;

· работоспособность (способность программного средства к восстановлению своих возможностей после сбоев).

Программа должна обладать гипертекстовыми ссылками, позволяющими без проблем находить схему или формулу, о которой идет речь в тексте, как в процессе самой программы, так и вне ее, что дает возможность частичного использования АОС (например, копирование графического изображения на диск для дальнейшего его использования на другом персональном компьютере, будь то вывод на принтер, либо корректировка в каком, либо графическом редакторе).

Информационный материал, предоставленный в АОС, должен быть систематизирован. В его разработке главная роль принадлежит преподавателю, и главными критериями при составлении учебного материала является исходный уровень подготовленности студентов и требуемое качество усвоения материала. При этом учебный материал должен иметь определенную избыточность, так как уровень подготовленности может быть различным.

Современная АОС должна предоставлять студенту самостоятельный выбор последовательности изучения тем и разделов. Эта функция устраняет рутинность изучения материала, стимулирует интерес к изучаемому материалу.

Оболочка программы должна удовлетворять современным требованиям:

а) должна быть совместимой со стандартными приложениями WINDOWS (самой распространенной и наиболее часто используемой операционной системой для современных компьютеров совместимых с IBM), что устраняет необходимость установки дополнительных библиотек, драйверов и прочего, очень часто невостребованного, программного обеспечения на компьютер, а так же специального обучения, по работе в оболочке АОС;

б) цвет рабочих оболочек не должен раздражать глаза пользователя (бледно-голубой, зеленый, серый и.т.п.).

К программе должно прилагаться руководство пользователя, разработанное отдельно для преподавателя и студента, которое должно коротко и в тоже время ясно дать представление человеку, использующему данную программу, как с ней работать, для чего предназначены различные элементы данной программы, и какие возможности присутствуют в ней. Так же в самой программе должно иметься меню «Помощь». Помимо этого должно быть руководство для преподавателя, так же с перечнем возможностей программы. И, наконец, приложение, в котором должен быть подробно описан процесс обслуживания данной АОС, в плане внесения изменений, для лаборанта, либо другого человека, отвечающего за целостность оборудования и программного обеспечения.

Отличительной особенностью выбранной для рассмотрения дисциплины является тесное переплетение информации, представленной в буквенно-цифровой форме с графическими изображениями. Естественно, на структуру АОС будут влиять возможности терминалов ЭВМ.

Основной поток информации обучаемый получает с экрана дисплея. Чтение текста с экрана - самый трудный вид восприятия изображения. Чтобы облегчить этот процесс, необходимо критически оценивать варианты каждого кадра, отбирая их, в первую очередь, по критерию легкости восприятия. Очень полезно дробить текст на большее количество абзацев, чем это принято в печатных изданиях. Абзацы должны быть краткими, по 2-3 отроки, между ними следует оставлять пробелы (1-2 строки).

Такой структуре кадра способствует размещение формул и математических выражений не в пределах строки, а отдельными строками, например, по следующему принципу:

· после нижней строки предшествующего текста - пробел не менее двух строк;

· математическое выражение;

· пробел не менее двух строк;

· последующий текст.

Если передача смыслового содержания не допускает разбиения какой-то части на такие мелкие абзацы, крупный абзац надо давать с пробелами через строчку. Уменьшение плотности информации в каждом кадре неизбежно приводит к увеличению количества кадров.

Это создает новую трудность: обучаемый воспринимает содержание одного кадра как некоторый блок данных, а если этих блоков много, ослабляется системность восприятия. В таких случаях хорошо начать изложение со структурной схемы изучаемого раздела или параграфа; схема может быть дополнена краткими пояснениями. Структурная схема должна быть законспектирована учащимися или приведена в учебном пособии к АОС.

Плотность текста в кадре - лишь одна из множества особенностей экранных изображений. Мы остановились на ней, чтобы, по возможности предостеречь от самой распространенной ошибки - перегрузки кадра. Для успешной работы необходимо также предусмотреть возможность оперативного изменения шрифта, данная функция будет очень удобна для людей с ослабленным зрением.

Если процесс восприятия текста с экрана имеет негативную оценку по сравнению с чтением книжного текста или прослушиванием устной речи, то для передачи с помощью экрана графических изображений у современных ЭВМ широкие возможности. К сожалению, не каждый персональный компьютер позволяет пользоваться электронной мультипликацией. Для нормального воспроизведения с приемлемым качеством небольшого мультипликационного ролика необходимо иметь компьютер, соответствующий сегодняшним требованиям, желательно с объемом оперативной и видеопамяти выше среднего. Данное требование нелегко выполнить в учебном заведении, тем не менее, не стоит отказываться от применения современной развитой мультипликации, потому что время жизни программного обеспечения и компьютерной техники постоянно уменьшается и те требования, выдвигаемые программой, которые на данный момент трудно исполнить, через год могут показаться несерьезными.

Подчеркнем главное: возможность вывода графической информации - это сильная сторона современных ЭВМ и не нужно ей пренебрегать, иначе проще использовать учебники и другие печатные пособия.

Т. к. обучающая программа (в отличие от преподавателя) не может обеспечить проведение контролирующего акта в любой момент. Будет не плохо, если при обращении к программе с целью самоконтроля обучаемому сначала будет предложено уточнить, в чем он сомневается и что хочет проверить. Формой такого предложения может быть список вопросов, непосредственно связанных с изучаемой темой. В зависимости от выбранного вопроса (вопросов) предлагается то или иное задание для самопроверки.

Не исключено, что часть обучаемых будет испытывать затруднения в выборе удобного момента для самоконтроля. Поэтому в обучающей программе целесообразно расставить в нужных местах обращения. Непременное требование к обращениям, - ненавязчивость и корректность формулировок.

В случае необходимости возврата к повторению изученных тем, материал следует давать в более кратком, обобщенном изложении. Часто оказывается достаточно лишь напомнить, о чем идет речь, или привести пример из пройденного материала.

Таким образом, при корректном использовании вышеперечисленных рекомендаций, при наглядном представлении результатов и информационного материала на экране дисплея можно значительно повысить интерес студента к выполняемой работе, что способствует более глубокому пониманию сути изучаемого раздела.

дистанционный цифровой пилотажный навигационный

2. Специальная часть

2.1 Алгоритм разработки автоматизированной обучающей программы

В ходе создания «Автоматизированной обучающей программы на базе КСЦПНО самолета Ил-96-300» был выработан общий алгоритм разработки, представленный на рисунке 2.1.1.

Выбор воздушного судна и конкретного оборудования производится в соответствии с современными требованиями подготовки специалистов и их потребностью в получении определенных знаний, а также исходя из актуальности выбираемой техники. Подбор необходимой литературы является достаточно трудоемким этапом, так как необходимо обеспечить обучающегося комплексными знаниями по выбранной теме. Поэтому наиболее эффективным является использование всех возможных источников информации по данному типу ВС: активное использование современных Интернет ресурсов, печатных изданий и руководств по эксплуатации. Важным этапом в процессе разработки является выбор языка программирования (см. раздел 2.2 Выбор языка программирования и средств создания). За ним следует обработка найденной информации, включающая в себя сканирование и распознавание графики и текста с помощью программы ABBY Fine Reader. Когда весь материал подготовлен можно переходить к разработке функциональных связей программы. На данном этапе создается модель программы, продумываются связи разделов обучения и организация переходов между ними. Наиболее творческим этапом является выбор цветового решения программы, разработка интерфейса и всех необходимых элементов управления. При работе над графической частью были использованы возможности Macromedia Flash Professional 8.0 и программы Adobe Photoshop CS2. Создание программы подразумевает ее реализацию с помощью выбранного языка программирования и получение в качестве результата готового программного продукта.

Приведенная последовательность этапов разработки позволяет оптимизировать усилия разработчика, а значит выполнить проект качественно и в наиболее короткий срок.

Рисунок 2.1.1 Алгоритм разработки автоматизированной обучающей программы

2.2 Выбор языка программирования и средств создания

При разработке программы выбор средств ее создания и языка программирования является весьма ответственным этапом, от которого во многом зависит конечный результат работы. В связи с этим первоначально был произведен анализ существующих средств создания автоматизированных обучающих систем и принято решение использовать подходящий для наших целей простой и надежный инструмент изготовления анимации и работы с интерактивным содержанием Macromedia Flash Professional 8. Современная версия данной оболочки основывается на синтаксисе языка Action Script 2.0 и является оптимальным средством реализации мультимедийных проектов.

Action Script - объектно-ориентированный язык программирования, который добавляет интерактивность, обработку данных и многое другое в содержимое Flash-приложений. С его помощью можно создавать интерактивные мультимедиа-приложения, игры, веб-сайты и другие проекты.

Action Script как язык появился с выходом пятой версии Adobe Flash, которая стала первой программируемой на Action Script средой. До этого момента разработчики интерактивных приложений использовали язык HTML, но с одной лишь его помощью было не так то просто создать что-то достойное, а ведь еще и не было гарантии, что посетитель сайта будет лицезреть то же, что ты видишь у себя на мониторе. Проблемы браузерной и кроссплатформенной совместимости, трудности с операционными системами и встроенными шрифтами, множественные кодировки поспособствовали тому, что создание приложений превратилось в целую науку, освоить которую удавалось далеко не каждому. Первый релиз языка назывался Action Script 1.0 Flash 6 (MX). В 2004 году Macromedia представила новую более совершенную версию Action Script 2.0. Благодаря новым возможностям данного языка программирования разработчики интерактивных приложений смогли в один момент забыть о трудностях изготовления интерфейсов и целиком посвятить себя творчеству.

При разработке интерактивных приложений Macromedia Flash позволяет создавать различные виды публикаций готового программного продукта. Например, имеется возможность использовать для проигрывания Flash Player, который является бесплатным приложением и может быть скачан с официального сайта компании Adobe. В данном случае тип опубликованного файла - Flash Movie, расширение “.swf”. В случае публикации программы в виде HTML-документа с расширением “.html” рекомендуется использовать при проигрывании любой интернет - обозреватель (так называемый браузер, к примеру Internet Explorer). Но самое главное - это возможность публикации готовой программы, как приложения с расширением “.exe”, которое не требует никакого программного обеспечения и соответственно может проигрываться почти на любом персональном компьютере.

Разработанная обучающая программа представляет собой электронное пособие, которое содержит полную, структурированную, представленную в удобной форме информацию о комплексе стандартного цифрового пилотажно-навигационного оборудования самолета Ил-96-300, а также позволяет наглядно (при помощи рисунков и фотографий) ознакомиться с расположением всех приборов комплекса в кабине самолета. Тесное переплетение информации в буквенно-цифровой форме с графическими изображениями способствует более продуктивному усвоению учебного материала, что позволяет повысить успеваемость студентов и ускорить прохождение программного материала при существенном облегчении труда преподавателя.

Данная система не препятствует получению всей интересующей пользователя информации и имеет открытый доступ ко всем разделам пособия. Ведь при разработке учитывалось, что большая роль в процессе обучения отводится и самостоятельной работе студентов.

В условиях ограниченного экранного пространства первоначально необходимо правильно оценить расположение и размеры основных диалоговых окон. Необходимо также следить, чтобы видео кадр не был информационно перегружен. Имеет смысл использовать интерфейс, многократно отработанный на различных игровых и других программах, а именно разделение экранного пространства на функционально независимые области по следующим правилам расположения окон.

Все функционально независимые элементы располагаются исходя из степени их использования в программе.

Органы управления функционального характера (кнопки переключения режимов работы программы, атрибуты вызова диалоговых панелей общего назначения), должны располагаться в верхней части экрана.

Часто используемые кнопки и другие органы управления по возможности должны располагаться в нижней или правой части экрана.

В процессе обучения и переподготовки специалистов гражданской авиации важнейшую роль играет практика, которой к сожалению уделяется не так много времени. Недостаточность визуальной информации в процессе традиционного обучения рано или поздно дает о себе знать, ведь одной теории крайне не достаточно для комплексного освоения учебного материала. В итоге на лекциях студент на основе печатной продукции изучает принцип работы приборов и систем, иногда может осмотреть предъявленный преподавателем блок, но практически не представляет месторасположение данного блока на самолете. Когда же студент приходит на практику, возникают сложности в сопоставлении принципа работы прибора в системе и его расположением на борту ВС. Рассмотреть же прибор в процессе работы вообще практически невозможно. В результате студент воспринимает изучаемые системы как статические объекты, смутно представляя, как именно двигаются приборные стрелки и где загораются светосигнальные табло. Проблеме частично могут помочь лабораторные стенды, но они имеют ряд недостатков, которых лишена ЭВМ с её возможностями моделирования реальных процессов.

Таким образом, решено при разработке уделять больше внимания представлению наглядного графического материала в совокупности с необходимой текстовой информацией. Такой подход поможет студентам получить комплексное представление о представленном в программе обучения пилотажно-навигационном оборудовании.

2.3 Структура обучающей системы

Структура проекта «Автоматизированная обучающая программа на базе КСЦПНО самолета ИЛ-96-300» представлена на рис 2.3.1. В данной структурной схеме выделены основные блоки программы и отражены связи между ними. Для того чтобы начать работу в данной программе, необходим блок «Стартовая страница». Именно в нем представлена основная информация о создателях, названии проекта и кнопка запуска. Программа содержит в себе общие разделы: «Историческая справка об авиационном концерне имени Ильюшина», «Общие сведения о самолете Ил-96-300», «Технические характеристики самолета Ил-96-300», работа с которыми поможет получить наиболее комплексное представление о данном типе ВС и повысить уровень знаний обучающегося в данных вопросах. Однако основными и наиболее информативными являются специальные разделы, связанные с эксплуатацией самолета Ил-96-300: «Приборные доски и панели управления», «Особенности технического обслуживания систем КСЦПНО самолета Ил-96-300», «Краткий словарь авиационных терминов». Данные разделы тесно взаимосвязаны, а программа построена таким образом, чтобы обучающийся имел возможность при изучении приборных досок и панелей управления одновременно работать со словарем, если это необходимо, и изучать особенности технического обслуживания приборов. Помимо этого в программу включены вспомогательные разделы: «Контрольные вопросы» - для проверки полученных знаний; «Помощь пользователю» - в качестве руководства по использованию программы. Блок «Содержание» позволяет осуществить переход к любому интересующему разделу программы. Загрузка разделов происходит по требованию обучающегося, путем нажатия на активные кнопки и ссылки окна. Такое построение структуры программы позволяет пользователю самому регламентировать процесс изучения материала.



Рисунок 2.3.1 Структурная схема обучающей системы

2.4 Разработка обучающей программы

Обучающая часть программы должна отвечать двум основным требованиям:

а) наглядно представлять материал;

б) иметь удобный интерфейс.

Современная версия оболочки Macromedia Flash Professional 8. основывается на синтаксисе языка Action Script 2.0. Пример команд для кнопок переходов между разделами программы на языке Action Script приведен в таблице 2.4.1.

Таблица 2.4.1

Элемент управления	Команда на языке Action Script 2.0
Кнопка «Начать работу»	on (press) { nextScene(); }
Гиперссылка «Особенности технического обслуживания систем КСЦПНО самолета Ил-96-300»	on (release) { //Goto Webpage Behavior getURL("C:\\Программа\\html\\1.htm","_blank"); //End Behavior }

Именно при помощи таких команд первоначально была создана стартовая страница (рисунок 2.4.1) с активной кнопкой запуска программы, общими сведениями о разработанной системе (тема обучения и данные о создателях проекта) и ссылкой на официальный сайт Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева.

Главным диалоговым окном программы является страница «Содержание» (рисунок 2.4.2) с возможностью выбора интересующего раздела обучения. Переходы к конкретному материалу организованы при помощи активных ссылок на приведенные разделы.

Первые три раздела: «Историческая справка об авиационном концерне имени Ильюшина», «Общие сведения о самолете Ил-96-300», «Технические характеристики самолета Ил-96-300», являются общими и рекомендованы для получения начального представления о данном типе ВС и повышения уровня знаний обучающегося в этих вопросах.



Рисунок 2.4.1 Стартовая страница обучающей программы

Рисунок 2.4.2 Страница «Содержание программы»

Наиболее интересными разделами для будущих специалистов по технической эксплуатации являются режимы знакомства с приборными досками, панелями управления и технической документацией. Для изучения раздела «Приборные доски и панели управления» необходимо выбрать его на странице «Содержание» и щелчком левой клавиши «мыши» осуществить переход. На открывшейся странице (рисунок 2.4.3.) показано расположение рабочих мест всех членов экипажа в кабине и имеется возможность выбрать конкретную панель для более подробного ее изучения. Для примера активируем ссылку «Рабочее место пилотов». В этом случае открывается страница, на которой показаны приборная доска, центральный, левый и правый пульты управления. При наведении курсора «мыши» на интересующий нас прибор выводится его название, а при щелчке левой кнопкой указателя в правой части экрана появляется изображение прибора и информация о нем (рисунок 2.4.4). Ссылка «Подробнее об АГБ-96-15Р» позволяет перейти к изучению особенностей технического обслуживания выбранного прибора.

Раздел «Особенности технического обслуживания систем КСЦПНО» открывается в отдельном окне обозревателя Internet Explorer и содержит в себе техническую документацию по системам комплекса стандартного цифрового пилотажно-навигационного оборудования самолета Ил-96-300. Пример работы с данным разделом показан на рисунке 2.4.5.

Раздел «Краткий словарь авиационных терминов» (рисунок 2.4.6) также открывается из меню содержания программы в отдельном окне Internet Explorer. Он предназначен для того, чтобы обучающийся смог разобраться в основных терминах и понятиях, встречающихся в разделах программы обучения. Помимо этого в программу добавлен раздел знакомства с «Руководством по летной эксплуатации», в котором представлен материал из РЛЭ самолета Ил-96-300, связанный с работой приборного оборудования.



Рисунок 2.4.3 Диалоговое окно «Приборные доски и панели управления»

Рисунок 2.4.4 Диалоговое окно «Рабочее место пилотов»



Рисунок 2.4.5 Диалоговое окно изучения особенностей технического обслуживания систем КСЦПНО самолета Ил-96-300

Рисунок 2.4.6 Диалоговое окно работы с авиационным словарем

Завершающим этапом обучения в разработанной программе является раздел «Контрольные вопросы» (рисунок 2.4.7), ответить на которые сможет пользователь, качественно изучивший все разделы системы.

Рисунок 2.4.7 Страница «Контрольные вопросы»

Вспомогательный раздел «Помощь пользователю» помещен в главном меню программы. Более подробно данный раздел описан в пункте 2.6 (Методическое пособие по работе с программой) настоящей пояснительной записки.

2.5 Разработка инструкции по работе с программой

Система компьютерного обучения позволяет:

· производить индивидуальное обучение студентов ВУЗов гражданской авиации с наглядным представлением информации о комплексе стандартного цифрового пилотажно-навигационного оборудования самолета Ил-96-300

· производить самостоятельный контроль своих знаний по всем представленным разделам обучения

Для функционирования программы необходимы следующие минимальные технические требования для ПК:

· процессор не ниже Pentium II 333 МГц;

· 128 Мбайт оперативной памяти;

· 250 Мбайт свободного места на жестком диске;

· видеоадаптер и монитор, работающие в разрешении 1280x1024 точек;

· компьютерная мышь;

· операционная система Windows 98.

Рекомендуемые требования для ПК:

· процессор Pentium III 700 МГц;

· 256 Мбайт оперативной памяти;

· 250 Мбайт свободного места на жестком диске;

· видеоадаптер на базе чипа NVIDIA GeForce 6600GT, либо другой подобного уровня и выше, и монитор способный работать в разрешении 1280x1024 точек;

· мышь PS/2 или USB;

· операционная система Windows 2000/XP/Vista.

Для работы с программой пользователю достаточно тех знаний и навыков, которые используются при работе с основными приложениями Windows. Для начала работы с программой необходимо выполнить начальную загрузку операционной системы. Выполнить запуск основного исполняемого файла любыми доступными средствами ОС Windows. При необходимости можно вывести ярлык программы на рабочий стол или в главное меню Windows и осуществить запуск программы из этих мест.

Для проигрывания файла - Flash Movie с расширение “.swf” используйте Flash Player, который является бесплатным приложением. В случае запуска программы в виде HTML-документа с расширением “.html” рекомендуется использовать при проигрывании любой интернет - обозреватель (так называемый браузер, к примеру Internet Explorer). Запуск готовой программы, как приложения с расширением “.exe”, не требует дополнительного программного обеспечения и соответственно может производиться почти на любом персональном компьютере.

При разработке программы учитывались потребности пользователя и возможности рабочей оболочки проигрывателя Macromedia Flash Player 8.0 и обозревателя Internet Explorer. Все функциональные кнопки данных программ являются стандартными. Командная строка Macromedia Flash Player (рисунок 2.5.1) находится в верхней части окна, на которой расположены кнопки с выпадающими меню, представленными на рисунках ниже. Пункты выпадающего меню File («Файл») позволяют произвести открытие, закрытие, печать файла, а также выйти из программы. При помощи меню View («Вид») производится настройка размера и качества изображения страниц программы. Выпадающее меню «Контроль» позволяет производить перемещение по уровням программы, запускать, останавливать проигрывание.

Рисунок. 2.5.1 Командная строка

Рисунок 2.5.2 Меню «Файл»



Рисунок 2.5.3 Меню «Вид»

Рисунок 2.5.4 Меню «Контроль»

После запуска программы появляется стартовая страница с данными о программе и разработчиках.

1. Для начала обучения кликните кнопку на стартовой странице программы.

2. На странице выберите интересующий вас пункт программы. Рекомендуется изучать представленные главы по порядку для наилучшего усвоения материала. Однако обучающемуся представляется возможность самостоятельно определить последовательность работы, исходя из первоначального уровня подготовки.

3. Рабочие окна каждого раздела программы содержат следующие элементы управления:

· кнопки и для перехода соответственно на предыдущую и следующую страницу программы обучения;

· ссылку для перехода к содержанию программы;

· ссылки перехода в подразделы программы соответственно их названиям.

4. Первые разделы носят исключительно познавательный характер, поэтому могут быть изучены по желанию.

5. Краткий словарь авиационных терминов полезен при работе с РТЭ, РЛЭ и другими разделами. Для удобства открывается в отдельном окне программы Internet Explorer.

6. В ходе работы с разделом «Приборные доски и панели управления» рекомендуется изучить их расположение на ВС, а затем следовать по ссылке на нижней панели для получения более подробных сведений. При наведении курсора мыши на приборах панелей видны их названия, при двойном щелчке указателя - появляются их характеристики.

7. Раздел «Особенности технического обслуживания систем КСЦПНО самолета Ил-96-300» содержит наиболее подробную информацию о приборах на основе руководств по технической эксплуатации. Информация здесь представлена в виде файлов формата “pdf”, для работы необходимо наличие программы Adobe Reader.

8. Раздел «Руководство по летной эксплуатации» также полезен для освоения материала и получения комплексного представления о КСЦПНО самолета Ил-96-300.

9. По окончании работы с программой рекомендуется проверить свои знания, ответив на контрольные вопросы.

3. Экономическое обоснование

Целью данного раздела является оценка трудоемкости и стоимости создания и внедрения разработанной программы и сравнение ее со стоимостью уже существующих альтернативных технических средств обучения.

Основным критерием, на основании которого можно реально оценить стоимость создания программного средства, может служить величина трудоемкости его создания. Поскольку программа любого типа становится изделием, подход к её изготовлению во многом должен быть аналогичен подходу к производству промышленной продукции. В связи с этим чрезвычайно важными становятся вопросы экономической эффективности их создания и использования.

3.1 Расчёт затрат на разработку программы

Расчет затрат на разработку программного продукта "Автоматизированная обучающая программа на базе КСЦПНО самолета Ил-96-300" будем производить по формуле:

S = (n*Тр*Зро*((1+Крд)*(1+Крс) + Кн) + Тмо*Ег) + F, (1)

где S - затраты на программу, n - количество разработчиков;

Также необходимо учесть стоимость программного обеспечения, необходимого для создания данного продукта (обозначим его F):

Стоимость пакета для WEB дизайна Macromedia Flash Professional 8 составляет 699 долларов (с учетом курса доллара по отношению к рублю на день покупки стоимость данной программы составила 18 873 рубля).

Программу разрабатывал 1 человек.

Тр - время, затрачиваемое на разработку данной программы конкретным программистом, чел-мес;

На разработку данного варианта программы ушло в общей сложности 3 месяца.

Зро - основная заработная плата с учетом районного коэффициента, руб/мес.

Основная заработная плата программиста без учёта районного коэффициента равна 3000. Для нашего региона районный коэффициент равен 30% и северный 30%. Таким образом, получаем:

Зро=3000+3000*0,3+3000*0,3=4800

Крд - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату разработчика программы, в долях к основной заработной плате.

В состав дополнительной з/платы входит оплата очередного, учебного отпуска, дней выполнения государственной обязанности, выслуги лет.

Возьмём Крд=0.4.

Крс - единый социальный налог.

Возьмём Крс=26%.

Кн - коэффициент, учитывающий накладные расходы организации, в которой разрабатывается данная программа (от 2,0 до 4,0).

Возьмём Кн=2.0.

Тмо - машинное время ЭВМ для отладки программы одним программистом, машино-часы.

Примерно для отладки программы потребовалось 110 часов.

Ег - эксплуатационные расходы на 1 час машинного времени, руб/маш-ч. Найдём значение Ег из формулы для расчёта величины эксплутационных расходов, связанных с использованием программы:

Е = Тмв* Ег, (2)

Следовательно Ег= Е / Тмв, где

Е - величина эксплутационных расходов, связанных с использованием программы, р./год. В свою очередь Е можно найти по формуле:

Е= Аоб+Вм+Вэ

Где Аоб - амортизационные отчисления на оборудование, р./год. Так как примерный срок службы компьютера равен 5-и годам, а стоимость среднего по своим параметрам компьютера составляет на сегодняшний день 20000 рублей, следовательно, амортизационные отчисления составят 4000 р./год.

Вм - затраты на основные и вспомогательные материалы, р./год. В укрупнённых расчётах годовые затраты на основные и вспомогательные материалы (гибкие диски, бумага) определяются в размере 1% от стоимости основного оборудования, то есть 200 рублей.

Вэ - затраты на электроэнергию, р./год. Затраты на электроэнергию определяются исходя из годового фонда рабочего времени Тм и потребляемой ЭВМ мощности

Рм (Рм= 400Вт.);

Вэ=СкВтч*Рм*Тм, (3)

где СкВтч - стоимость 1 кВтч электроэнергии, руб. (СкВтч=1,26 р.)

Годовой объём работ ЭВМ в часах определяется следующим образом:

Тм=253*Тср

Где Тср - среднесуточная загрузка оборудования, ч. (для ЭВМ третьей группы, равна 6 часам);

253 - среднее количество дней работы ЭВМ в течение года.

Получаем Тм=253*6=1518 ч.

В свою очередь Вэ=1,26*0,4* 1518=765 р./год.

Тогда Е=4000+200+765=4965 р./год.

Тмв - машинное время, необходимое потребителю для решения задач с помощью данной программы, машино-часы/год.

Примем Тмв=253*3=759 машино-часов/год.

Тогда Ег=4965/759=6,54 руб/маш-ч.

Для данной программы определены следующие значения:

n = 1

Тр = 3 мес.

Зро = 4800 руб./мес.

Тмо= 110 час.

Крд = 0,4

Крс = 26%

Кн = 2

Ег = 6,54 руб./час

Согласно вышеприведенной формуле (1) сумма затрат на разработку программы составляет:

S = 1 * 3 * 4800 * [(1 + 0,4) * (1 + 0,26) + 2)] + 110 * 6,54+18873=54201,6 + 719,4+18873 =73794 руб.

Расчет стоимости продукта "Автоматизированная обучающая программа на базе КСЦПНО Ил-96-300 будем производить по формуле:

Z = S + 0,2 * S, (4)

Z - стоимость программы.

Z =73794 + 0,2 * 73794= 88552,8руб.

3.2 Расчет капиталовложений, связанных с использованием разработанной программы

Дополнительные капитальные вложения, связанные с внедрением программы, определяются по формуле:

?К = (Тмв * К/ Тэф ) + Z, (5)

К - капитальные вложения в ЭВМ, для которой предназначена данная программа, р./год. Как отмечалось выше К=Аоб= 4000 р/год

Тэф - эффективный годовой фонд времени работы ЭВМ (за вычетом плановых простоев), ч./год. Из ранее посчитанного следует, что

Тэф = Тм=1518ч/год

Тмв - машинное время, необходимое потребителю для решения задач с помощью данной программы, машино-часов/год. Из ранее посчитанного следует, что Тмв=253*3=759 машино-часов/год.

Z - цена, по которой продается программа, p. Z = 88552,8 руб.

?К = (759 * 4000/1518) + 88552,8 = 86778,2 руб/год.

Следует отметить, что созданная программа использует для проигрывания Flash player, который является бесплатным приложением и может быть скачан с официального сайта компании Macromedia (www.adobe.com). А это также уменьшает эксплуатационные расходы потребителя программы.

3.3 Расчет экономии эксплуатационных расходов потребителя программы

Величина экономии эксплуатационных расходов у потребителя программы определяется по формуле:

?Е = (1 + Крд) * (1 + Крс) *? 30i - (Тмв* Ег), (6)

где 3oi - основная заработная плата i-oro работника с учётом районного коэффициента, который решал эту задачу вручную, р./год. Если под этим понимать заработную плату рабочих, обслуживающих сравниваемый электромеханический тренажёр (а их 3 человека), то средняя зарплата у них 4000 рублей в месяц (то есть 12*4000=48000 р./год).

Таким образом, получаем:

?Е = (1 + 0,4) * (1 + 0,26) * 3 *48000 - (759*6.54)= 249052,14 р./год

3.4 Расчет срока окупаемости разработанной программы

Определим следующий показатель экономической эффективности: срок окупаемости дополнительных капитальных вложений при разработке новой программы (лет):

Ток = ?К/?Е, (7)

Ток = 86778,2/249052,14 =0, 35 года (4 месяца)

Вывод

С использованием данного программного продукта повышаются знания в области авиационного пилотажно-навигационного оборудования. Обучение проходит с большей эффективностью и меньшими затратами времени

На основании расчетов можно сделать вывод, что использование программного продукта "Автоматизированная обучающая программа на базе КСЦПНО самолета Ил-96-300" позволяет производить одновременное обучение большего количества человек с одновременным уменьшением затрат на обслуживание.

Срок окупаемости программного продукта менее одного года. Таким образом, создание и внедрение программного тренажера можно считать экономически оправданным.

4. Охрана труда и окружающей среды

Безопасность производства - это создание таких условий работы коллектива, при которых сведены к минимуму возможности возникновения ситуаций, ведущих к физическому и моральному ущербу обслуживания персонала. Значение безопасности производства велико, так как здесь изучаются опасные и вредные производственные факторы, степень их воздействия на работающих. Разрабатываются организационные и технические мероприятия, направленные на профилактику производственного травматизма и профессиональных заболеваний. Создаются технические средства защиты, устраняющие или уменьшающие воздействие на работающих этих факторов. Предупреждаются несчастные случаи путем анализа возможных аварийных ситуаций.

Автоматизированная обучающая система предназначена для изучения авиационных приборов при помощи персонального компьютера. Следовательно, целью данного раздела диплома является выявление и наиболее эффективное противодействие отрицательным воздействиям вычислительной техники на организм человека.

Операторы и пользователи компьютеров подвергаются таким опасным и вредным производственным факторам, как:

· рентгеновское излучение;

· ультрафиолетовое излучение;

· электромагнитное излучение;

· электростатические поля;

· повышенное напряжение органа зрения, и др.

Комфортные и безопасные условия труда - один из основных факторов влияющих на производительность людей работающих с ПЭВМ. Для обеспечения этих условий необходимо знать ГОСТы, стандарты, регламентирующие требования, рекомендации на совместимость, экологическую безопасность и т.д.

На рисунке 4.1 показано расположение рабочих мест и необходимого оборудования в вычислительном центре, рассчитанном на одновременное обучение восьми человек.

Рисунок 4.1 Схема расположения оборудования в вычислительном центре

Далее произведем расчет производственного освещения, вентиляции, электробезопасности и пожаробезопасности помещения, в котором установлены персональные компьютеры.

4.1 Электробезопасность

При эксплуатации ПЭВМ важным вопросом является электробезопасность. Электрический ток оказывает на организм человека термическое, электрохимическое, биологическое и механическое воздействие. Поэтому необходимо обеспечить защиту от поражения электрическим током при прикосновении к частям ПЭВМ, находящимся под напряжением и нормально не находящимся, но способным в случае пробоя изоляции оказаться под напряжением.

Одним из наиболее эффективных способов защиты является заземление ПЭВМ.

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землей, или ее эквивалентом, металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при замыкании на корпус.

Принцип действия защитного заземления - снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по значению к потенциалу заземленного оборудования.

Согласно "Правилам устройства электроустановок" (ПУЭ) все установки делятся на два класса: с напряжением до 1000В и с напряжением свыше 1000В. В данной дипломной работе рассматривается аппаратура, относящаяся к электроустановкам до 1000В.

Исходя из этого, произведем расчет заземляющего устройства контрольно-измерительной аппаратуры.

Рассмотрим эти вопросы более подробно.

а) наиболее допустимое сопротивление заземляющего устройства (согласно ПУЭ):

Rдоп =10 Ом;

б) удельное сопротивление грунта р (за основной грунт возьмем суглинок):

р=100 Ом*м;

в) климатическая зона 2-я, в зависимости от неё определяем проверочные коэффициенты к удельному сопротивлению грунта:

К'п=1.5

К"п=4.3

За основу возьмем стержневой вертикальный электрод;

г) тип заземления - труба длиной l = 3 м и диаметром d = 0.05 м при толщине стенок не менее 3 мм. Расположение ниже уровня земли на 0.8 м;

д.) тип заземляющей магистрали - круглая диаметром 0.04 м. Глубина залегания - 0.8 м;

е) установленный вид размещения вертикальных заземлителей - в ряд по контуру, расстояние между ними а = 5 м.

1. Расчет значения удельного сопротивления грунта для вертикальных заземлителей р' и для магистрали р":

р'=р*К'п

р'=100*1.5=150 Ом*м

р"=р*К"п р"=100*4.3=430 Ом*м

2. Условное количество вертикальных заземлителей:

n`=Kт/Rдоп=60/10=6

3. Коэффициент использования заземлителей из труб определяем из nт = 0.7

4. Уточненное число вертикальных заземлителей:

n=n`/nт=6/0.7=8

5. Длина магистрали, соединяющая вертикальные заземлители:

L=1.05-a-n=l.05-5-8=42 м

6. Сопротивление растеканию заземляющей магистрали:

.

7. Сопротивление растекания всего заземляющего контура:

,

8. Так как Rз<Rдоп, то выбор заземления ПЭВМ считаем правильным.

Подключение заземления производим по ГОСТ12.2.007.0-75.

Таким образом, в данной лаборатории используется заземляющее устройство. Оно состоит из заземлителя - металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Для обеспечения безопасности работающих в лаборатории к работе допускается персонал, прошедший инструктаж по электробезопасности под роспись в журнале (см. «Инструкция по технике безопасности»).

4.2 Производственное освещение помещений, в которых установлены персональные компьютеры

Безопасность и производительность труда на рабочих местах зависит от состояния производственного освещения. Качественные и количественные характеристики производственного освещения регламентируются нормами и стандартами.

В соответствии с СНиП 4-79 выдвигаются следующие требования:

· освещенность должна соответствовать характеру работы;

· необходимо равномерное распределение яркости на рабочей поверхности;

· должны отсутствовать резкие тени, прямая и отраженная блеклость;

· величина освещения должна быть постоянной во времени;

· следует выбирать необходимый спектральный состав света;

· элементы осветительных установок должны быть долговечными, электробезопасными и пожаробезопасными;

· осветительные установки должны быть удобными и простыми в эксплуатации.

Правильное освещение позволит снизить нагрузку на зрение, создает благоприятные условия труда и повышает работоспособность.

Для освещения лаборатории выбираем лампы типа ОД (открытого дневного света). Для этого типа ламп равномерное распределение освещенности достигается в том случае, если отношение расстояния между центрами светильников L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью h составит 1,4.

Исходя из характера выполняемой работы, нормируемая освещенность на рабочем месте составляет 200лк. Фон средний. Контраст объекта с фоном средний.

Рассчитаем производственное освещение, учитывая: соответствие уровня освещенности рабочих мест, характеру выполняемой зрительной работы; равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве; отсутствие резких теней; постоянство освещенности во времени; оптимальную направленность излучаемого осветительными приборами светового потока; долговечность, экономичность, эстетичность, удобство и простоту в эксплуатации (см. рисунок 4.1 Схема расположения оборудования в вычислительном центре).

Согласно СНиП П-4-79 норма освещенности работы оператора ЭВМ с экраном и документацией составляет Е=400 лк. Высота плоскости нормирования освещенности от пола равна 0.8 м. Помещение ВЦ имеет размеры (рисунок 4.1):

А - длина = 10 м.

В - ширина = 6 м.

Н - высота = 3 м.

Для освещения используются светильники типа УВЛН - лампы люминесцентные типа ЛБ-40 (четырехламповые). Коэффициент отражения светового потока от потолка и стен соответственно равны:

Рп=60%; Рс=50%.

Расстояние от светильников до рабочей поверхности составляет:

h = H - 0.8 = 3-0.8 = 2.2 м.

У светильников УВЛН наивыгоднейшее отношение g=1.4. Тогда расстояние между рядами светильников будет равно:

L=g*h=l,4*2,2=3,08 м.

Светильники располагаются вдоль длинной стороны помещения. Расстояние между стенами и рядами светильников:

L= 1,5 м.

При ширине помещения В=6 м, получаем число рядов m=2. С учетом заданных Рп и Рс, а также индекса помещения, равного:

i=(A*B)/(h*(A+B))=(6*10)/(2,2*(10+6))=l,7

Определяем по справочнику коэффициент использования излучаемого светильниками светового потока n=0,45.

Номинальный световой поток 1 лампы из 4-х в ЛБ-40 равен Ф=3120 лм. Следовательно для всей лампы Ф=4*3120=12480 лм. Определим необходимое число светильников в ряду по формуле:

N=(E*K3*S*z)/(m*O*n*y)

Где Кз - коэффициент запаса, учитывающий запыление и износ источников света, Кз=1.5;

S - освещаемая площадь, S=60 м2;

z - коэффициент неравномерности освещения, z=1,1Л;

у - коэффициент затенения, у=0.9.

N=(400* 1,5*60*1,1)/(2*12480*0,45*0,9)=4

При длине одного светильника 1=1.3 м, общая длина Ni=1,3*4=5,2 м.

Расстояние между светильниками определим по формуле:

R=(A-Ni)/N+1)=(10-5,2)/(4+1)=0,96 м.

Итого:

Для получения нормы освещенности Е=400 лк для помещения площадью 60 м2, используют 8 светильников типа УВЛН с лампами ЛБ-40 расположенных в 2 ряда; расстояние от стен и между рядами составляет 1.5 м., между светильниками - 0.96 м.

4.3 Пожаробезопасность

Для изготовления строительных конструкций используются негорючие и трудно сгораемые материалы: кирпич, железобетон, стекло, металл и др. Применение дерева должно быть ограниченным.

Для ликвидации пожаров в начальной стадии применяются первичные средства пожаротушения: внутренние пожарные водопроводы, углекислотные огнетушители, сухой песок и др.

В зданиях ВЦ пожарные краны устанавливаются в коридорах, на лестничных площадках, у входов, то есть в доступных и заметных местах. Ручные огнетушители устанавливаются в помещениях из расчета один огнетушитель на 40-50 м площади, но не менее двух в помещении.

Особенностью современных ПЭВМ является очень высокая плотность монтажа элементов электронных схем. При прохождении электрического тока по проводникам и деталям выделяется тепло, что может привести к перегреву. Надежная работа отдельных элементов обеспечивается только в определенных интервалах температуры, влажности и при заданных электрических параметрах, отклонение от которых может привести к возникновению пожароопасных ситуаций.

Исходя из вышесказанного вот несколько простых правил пожарной безопасности для ПЭВМ:

· никогда не мыть корпус мокрой тряпкой, т.к. вода может попасть внутрь и это может привести к замыканию;

· нельзя ставить рядом рабочие электронагревательные приборы;

· убирать пыль с микросхем;

· соблюдение правил электробезопасности;

· воздух в помещении не должен быть влажным (температура 18-24°С при относительной влажности 40-80%) во избежание статического разряда.

4.4 Защита от воздействия шумовых источников

Вопросы борьбы с шумом в настоящее время имеют большое значение во всех областях деятельности человека.

Шумом является всякий нежелательный для человека звук. Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие воздействия на неё какой-либо возмущающей силы. Шум, даже если он не велик (50-60дБ), создаёт значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью, это, в частности, относится и к пользователям ПЭВМ.

При выполнении основной работы на мониторах и ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные, кабины и посты управления, залы вычислительной техники и др.) где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не должен превышать 60дБ.

В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень шума не должен превышать 65дБ.

На рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и др.) уровень шума не должен превышать 75дБ.

Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и др.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находится вне помещения с монитором и ПЭВМ.

Для снижения уровня шума применяются следующие методы: уменьшение шума в источнике; изменение направленности излучения; рациональная планировка помещений; акустическая обработка помещений; уменьшение шума на пути его распространения.

В соответствии с ГОСТ 12.2.003-83 защита от шума, создаваемого на рабочих местах внутренними источниками, а также шума, проникающего извне, осуществляется методами:

- уменьшение шума в источнике;

- применение средств коллективной (ГОСТ 12.1.029-80) и индивидуальной (ГОСТ 12.4.051-87) защиты;

- рациональная планировка и акустическая обработка рабочих помещений.

Наиболее рациональной мерой является уменьшение шума в источнике. Однако это требует конструкторской переделки шумоизлучающего узла или механизма в целом, что не всегда приемлемо.

Применением упругих прокладок между основанием машины и опорной поверхностью также добиваются снижения шума в источнике.

В тех случаях, когда источники шума или помещение могут быть выделены ограждающими конструкциями, применяется звукоизоляция звукопоглощающими материалами с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России), подтвержденных специальными акустическими расчетами.

Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15-20см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.

Уменьшение интенсивности отраженных от поверхностей помещений волн достигается звукопоглощением. Наиболее выраженными звукопоглащаемыми свойствами обладают волокнисто-пористые материалы: фибролитовые плиты, стекловолокно, минеральная вата и др.

4.5 Микроклимат и вентиляция

Необходимым условием здорового и производительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений. Вентиляция осуществляется удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей свежего (СН и П 2.04.05-86. Вентиляция и кондиционирование. Госстрой.)

Произведем расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции. В помещении объемом 60 м3 нормальный микроклимат, отсутствуют вредные пары и газы. Необходимый воздухообмен для всего помещения определим по формуле

L=n*Li

где Li - нормируемый расход воздуха на одного работающего, м3/ч;

n - число работающих в данном помещении.

В данном случае на одного работающего приходится объем помещения, равный 7,5 м2, в этом случае принимают Li ? 20 м3/ч. Данное нормирование производится при нормальном микроклимате и наличие вредных веществ в воздухе рабочей зоны, не превышающем ПДК.

n = 8 человека.

L = 20*8=160 м3/ч

Таким образом, для нормального воздухообмена данного помещения достаточно количество воздуха 160 м3/ч.

Рассчитаем кратность воздухообмена

k В= L/Vn

где Vn - объем помещения.

kВ = 160 / 60 = 2,6

Это соответствует допустимым значениям (кратность воздухообмена кв должна быть 1... 10).

Для эффективной вентиляции необходимо выполнение следующих условий:

· количество приточного воздуха должно соответствовать количеству удаляемого;

· свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных выделений минимально, а удалять, где выделения максимальны;

· система вентиляции не должна создавать шума на рабочих местах;

· система вентиляции не должна вызывать переохлаждения или перегрева работника;

· система вентиляции должна быть электро- и пожаробезопасна, проста по устройству, эффективна и надежна в эксплуатации.

Т.к. нет газовых выделений, в помещении будет осуществляться общеобменная и неорганизованная естественная вентиляция через щели, окна, двери и т.п., т.к. выделяющиеся вредные вещества не значительны, и распределены равномерно по всему объему помещения.