Зависимость надежности во времени описывается с помощью математической модели надежности - математического выражения (формулы, алгоритмы, уравнения, системы уравнений) позволяющего определить показатели надежности. [16]

Наиболее распространенной статистической моделью надежности является экспоненциальная модель распределения времени до отказа, по которой вероятность безотказной работы объекта выражается зависимостью:

(4.1)

где - параметр модели (интенсивность отказов) 1/ч;

t - время работы системы, ч.

Рассчитаем вероятность безотказной работы системного блока в течение одного года. Выбранный период времени равен 2000 часам. В расчете участвуют наиболее важные элементы системного блока.

Интенсивность отказов компонентов системного блока представлена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Интенсивность отказов компонентов системного блока

Наименование элемента	Интенсивность отказов, 1/ч	Интенсивность отказов, 10-7 1/ч
Системная плата	4.5x10-8	0.45
Процессор	4.0x10-7	4.0
Память	3.2x10-7	3.2
Дисковод 3.5”	0.04x10-5	4
CD-ROM	0.1x10-5	10
Жесткий диск	8.3x10-7	8.3
Блок питания	2x10-7	2

Вероятность безотказной работы основных устройств системы по формуле (5.1):

- системная плата 0,9995

- процессор 0,9968

- память 0,9974

- дисковод 3.5” 0,9968

- CD-ROM 0,9931

- жесткий диск 0,9941

- блок питания 0,9982

Подсчитаем суммарную интенсивность отказов всех устройств:

_с= 0,45x10^-7 + 4,0x10^-7 + 3,2x10^-7 + 8,3x10^-7 +10x10^-7 + 4x10^-7 + 2,0x10^-7 = = 31,95x10^-71/ч

Рассчитаем вероятность безотказной работы системы (рис. 4.1) и построим график зависимости ВБР от времени работы. [16]

Рисунок 4.1 - Схема конфигурации системы

Вероятность безотказной работы основных элементов системного блока:

Вероятность безотказной работы за Т = 1000 часов

= 0,9968

Вероятность безотказной работы за Т = 5000 часов

= 0,9841

Вероятность безотказной работы за Т=10000 часов

= 0,9686

Результаты расчета зависимости вероятности безотказной работы системы от времени приведены таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Зависимость вероятности безотказной работы от времени

Время работы системы t, ч	Вероятность безотказной работы системы Рс(t)
1	2
1000	0,9968
5000	0,9841
10000	0,9686

График зависимости вероятности безотказной работы системы от времени приведен на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - График зависимости вероятности безотказной работы системы от времени

Основываясь на статистических данных, вероятность безотказной работы основных, наиболее важных элементов системного блока в течение одного года является достаточно высокой. Это означает высокую отказоустойчивость системного блока в течение выбранного периода времени.

Зная можно вычислить среднее время наработки на отказ системы по формуле:

(4.2)

Рассчитаем среднее время наработки на отказ информационной системы:

T_cp.o. = 110⁷/ 31,95 = 31298 ч.

4.3 Расчет надежности программного обеспечения

Теория надежности аппаратуры частично применима к проблеме надежности программного обеспечения, учитывая следующие различия между надежностью аппаратуры и программного обеспечения:

? элементы программного обеспечения не стареют из-за износа или усталости;

? в аппаратуре использование стандартных элементов распространено намного шире, чем в системе программного обеспечения;

? количество документации по программному обеспечению гораздо больше по сравнению с количеством документации для аппаратных средств;

? ввести изменения в программы просто, но трудно сделать это корректно.

Надежность программного обеспечения - свойство программы выполнять заданные функции, сохранять свои характеристики в установленных пределах при определенных условиях эксплуатации. Надежность программного обеспечения определяется его безотказностью и восстанавливаемостью.

Безотказность программного обеспечения или программы - свойство программы сохранять работоспособность при использовании в процессе обработки информации.

Безотказность программного обеспечения можно также характеризовать средним временем между возникновениями отказов в процессе функционирования программы. При этом предполагается, что аппаратура информационной системы находится полностью в работоспособном состоянии.

Важной характеристикой надежности программного обеспечения является его восстанавливаемость, которая определяется затратами времени и труда на устранение отказа из-за проявившейся ошибки в программе и его последствий. Восстановление после отказа в программе может заключаться в корректировке и восстановлении текста программы, исправлении данных, внесения изменений в организацию вычислительного процесса.

Принципиальное отличие программного обеспечения от аппаратуры состоит в том, что программное обеспечение не изнашивается и его выход из строя из-за поломки невозможен. Поэтому характеристики функционирования программного обеспечения зависят только от его качества.

В значительной степени на функционирование программного обеспечения влияют входные данные. Так проявление ошибок программного обеспечения связано с тем, что в некоторые моменты времени на обработку поступают ранее не встречавшиеся совокупности данных, которые программа не в состоянии корректно обработать.

Увеличение надежности программы является следствием того, что в процессе эксплуатации обнаруживаются и устраняются скрытые ошибки.

Основными причинами, непосредственно вызывающими нарушения нормального функционирования программы являются:

? ошибки, скрытые в самой программе;

? искажения входной информации, подлежащей обработке;

? неверные действия пользователя;

? неисправности аппаратуры, на которой реализуется вычислительный процесс.

В процессе отладки сложных программных средств невозможно обнаружить и ликвидировать все ошибки. В результате в программах остается некоторое количество скрытых ошибок. Они могут вызвать неверное функционирование программ при определенных сочетаниях входных данных. Наличие скрытых ошибок программного обеспечения является главным фактором нарушения нормальных условий его функционирования.

Искажение информации, подлежащей обработке, вызывает нарушение функционирования программного обеспечения, когда входные данные не попадают в область допустимых значений переменных программы. В этом случае между исходной информацией и характеристиками программы возникает несоответствие.

Причинами искажения вводимой информации могут быть следующие: сбои и отказы в аппаратуре ввода данных, шумы и сбои в каналах связи при передаче сообщений по линиям связи, сбои и отказы в аппаратуре передачи или приема информации, ошибки пользователей при подготовке исходной информации и т.д.

Неверные действия пользователя, приводящие к отказу в процессе функционирования программного обеспечения, связаны, прежде всего, с неправильной интерпретацией сообщений, с неправильными действиями пользователей в процессе работы с системой и т.д.

Отказы программного обеспечения, обусловленные ошибками пользователя, называют ошибками использования. Часто эти ошибки являются следствием некачественной программной документации (неверное описание возможностей программы, режимов работы, форматов входной и выходной информации, диагностических сообщений и т.д.).

Появление отказа или сбоя в работе аппаратуры приводит к нарушению нормального хода вычислительного процесса и во многих случаях - к искажению данных и текстов программ в основной и внешней памяти.

Всесторонний анализ ошибок, встречающихся в программах, возможен только при наличии точных данных об отказах программ, причинах отказов, о самих программах и условиях их разработки (квалификации программиста, сроков разработки и др.).

Эти данные являются основой для построения аналитических моделей надежности программ с целью ее оценки и прогнозирования, а также для нахождения путей ее обеспечения и повышения. Модели надежности программ строятся на предположении, что проявление ошибки является случайным событием и поэтому имеет вероятностный характер. [16]

Для построения моделей используются следующие характеристики надежности программ:

? функция надежности P(t), определяемая как вероятность того, что ошибка программы не проявится на интервале от 0 до t, т.е. время ее безотказной работы будет больше t;

? функция ненадежности Q(t) - вероятность того, что в течение времени t произойдет отказ программы в результате проявления ошибки в программе;

? интенсивность отказов - условная плотность вероятности времени до возникновения отказа программы при условии, что до момента t отказа не было;

? средняя наработка до отказа - математическое ожидание временного интервала между последовательными отказами.

Наибольшее распространение получили модели, основанные на экспоненциальном характере изменения числа ошибок в зависимости от времени тестирования и функционирования программы.

Экспоненциальная модель надежности основана на предположении об экспоненциальном характере изменения во времени числа ошибок в программе.

В этой модели прогнозируется надежность программы на основе данных, полученных во время тестирования. В модели вводится суммарное время функционирования , которое отсчитывается от момента начала тестирования программы (с устранением обнаруженных ошибок) до контрольного момента, когда производится оценка надежности. Тестирование информационной подсистемы проводится в течение одного месяца ( = 168 ч.).

Предполагается, что все ошибки в программе независимы и проявляются в случайные моменты времени с постоянной средней интенсивностью в течение всего времени выполнения программы. Это означает, что число ошибок, имеющихся в программе в данный момент, имеет пуассоновское распределение, а временной интервал между двумя программами распределен по экспоненциальному закону, параметр которого изменяется после исправления ошибки.

Если M - число ошибок, имеющихся в программе перед фазой тестирования (M = 10); m() - конечное число исправленных ошибок, а m₀() - число оставшихся ошибок, тогда

m₀() = M - m() (4.4)

При принятых предположениях интенсивность отказов пропорциональна m₀(), т.е.

(4.5)

где C - коэффициент пропорциональности, учитывающий реальное быстродействие системы и число команд в программе.

Перед началом работы системы (t = 0) ни одна ошибка исправлена не была ( = 0), поэтому

. (4.6)

Будем характеризовать надежность программы после тестирования в течение времени средним временем наработки на отказ:

(4.7)

Следовательно,

 (4.8)

Введем - исходное значение среднего времени наработки на отказ перед тестированием ( = 1000 ч.). Тогда

(4.9)

В результате имеем

ч. (4.10)

Очевидно, что среднее время наработки на отказ увеличивается по мере выявления и исправления ошибок.

Расчет надежности разработанной информационной системы показал, что надежность программного обеспечения в несколько раз ниже надежности аппаратуры. Это можно объяснить двумя основными причинами:

? в информационной системе используется испытанная аппаратура, прошедшая долговременное тестирование;

? на тестирование информационной системы отведено недостаточное время для получения достоверных данных.

Следовательно, увеличение времени тестирования позволит более точно определить основные показатели надежности разработанной системы и увеличить ее надежность.

5. БИЗНЕС-ПЛАН

Бизнес-план [business-plan] -- документ, вырабатываемый новой или действующей фирмой, компанией, в котором систематизируются основные аспекты намеченного коммерческого мероприятия. Бизнес-план нужен для того, чтобы понять - каков коммерческий смысл создания информационной системы, есть ли вообще смысл заниматься ее внедрением, и что это внедрение даст. Ведь внедрение всегда требует значительных затрат средств, времени и усилий.

Ответ на это может дать только всесторонне и тщательно проработанный бизнес-план, в котором должны быть просчитаны: стоимость исходных материалов, стоимость аренды производственных помещений, стоимость приобретения или аренды оборудования, стоимость воды, электричества, связи, затраты на зарплату, затраты на маркетинг и продажу конечного продукта, затраты на рекламу, налоги всех уровней, объемы необходимого финансирования, объемы продаж, доходы, возврат финансирования, прибыль.

Все вышеперечисленное должно быть проделано до того, как предприятие начнет тратить свои деньги на организацию внедрения своего программного продукта. Здесь главное - не приукрашивать действительность, не закладывать в бизнес-план данные, взятые "с потолка", а реально закладывать расходы и приблизительно подсчитывать доходы.

Одно дело заниматься созданием информационной системы, а другое - внедрением. Для внедрения нужно быть бизнесменом, а бизнес нужно уметь планировать.

На сегодняшний день информационная система любой организации является составляющей бизнеса, способом функционирования бизнес-процессов. Таким образом, процесс создания и внедрения ИС на предприятии с точки зрения менеджмента является инвестиционным проектом. Рабочим документом инвестиционного проекта является бизнес-план. Оценка финансовой эффективности является отдельным разделом бизнес плана. [17]

5.1 Резюме программного продукта

Бизнес-план посвящен обоснованию эффективности организации разработки информационной системы «Калибр» по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода.

При анализе целесообразности данную разработку следует рассматривать как некоммерческий продукт в том смысле, что она не предназначена для широкого тиражирования и продажи с целью получения прибыли. Это упрощение сделано для того, чтобы показать прибыльность внедрения нашего программного продукта (ПП) на бюджетных предприятиях, где ценность системы определяется сэкономленными ею средствами.

Экономическая целесообразность разработки такой продукции заключается в экономии трудозатрат по сравнению с ручной обработкой и получении более достоверной информации за более короткое время.

5.2 Расчет эффективности внедрения

метрологический программный автоматизация

В связи с тем, что процесс усовершенствования технологий бесконечен, данная версия не является окончательной и возможна последующая модернизация. По степени разработки и освоения на момент составления бизнес-плана разработка является рабочим проектом.

В проекте были задействованы три специалиста, а именно: руководитель проекта, специалист по информационному обеспечению (ИО) и программист.

Организационная структура, показанная на рис. 5.1, демонстрирует принцип организации работы над информационной системой.

Рис. 5.1 - Организационная структура проектной группы.

Жизненным циклом программы считается весь цикл от принятия решения о проведении разработок до полного отказа конечного пользователя от применения данного программного продукта:

- этап работы над программным продуктом составил 4 месяца (см. рис. 2);

- этап введения программного продукта - 1 месяц;

- этап зрелости: полный переход к информационной системе (порядка 1 месяца);

- этап упадка: появление новых технологий и моральное устаревание программного продукта.



Рис. 5.2 - Календарный график работы над проектом

Минимальный срок “жизни” разрабатываемой программы составляет три года.

Успех в конкурентной борьбе в большей степени определяется тем, насколько удачно выбран тип конкурентного поведения организации и насколько умело он реализуется на практике.

Конкурентоспособность изделия - это его способность противостоять на рынке изделиям, выполняющим аналогичные функции. При этом конкуренцию составляют не только изделия той же технологическо-конструктивной группы, но и любой товар, выполняющий аналогичные функции. Конкурентоспособность определяется многими факторами. Одни факторы определяют характеристики самого продукта, другие зависят от темпов технического развития товарной группы, к которой относится изделие, третьи - от рыночной конъюнктуры. [18]

Из известных информационных систем учета поверок контрольно-измерительного оборудования наибольшего внимания как потенциальный конкурент заслуживает система «АРМ Метролог».

Проведём сравнение разработанной информационной системы и системы «АРМ Метролог» по основным показателям:

- функциональный набор: примерно одинаковый;

- интерфейс: у разрабатываемой информационной системы «Калибр» более удобный, разработанный специально для отдела метрологии Воронежского вагоноремонтного завода с учетом требований и пожеланий будущих пользователей;

- инструкция для пользователя: у информационной системы «Калибр» более подробная;

- требуемые ресурсы: примерно одинаковые.

Таким образом, при равных стартовых возможностях применение разработанной информационной системы кажется более предпочтительным. Это превосходство обуславливается, прежде всего, тем, что информационная система разработана с учетом требований для отдела метрологии Воронежского вагоноремонтного завода, устранены лишние детали, интерфейс более гибкий и удобный. Следовательно, можно утверждать, что информационная система будет сохранять высокую конкурентоспособность до тех пор, пока не появятся новые, перспективные технологии.

Характерной чертой проводимых работ по калькуляции затрат является их теоретическая направленность. В качестве конечного результата проектирования может рассматриваться прототип интеллектуальной системы, демонстрирующий возможность применения теоретических разработок и не предполагающий выход на рынок научно-технической продукции. Таким образом, основными источниками затрат при работе над темой как части этапа проектирования жизненного цикла целенаправленной интеллектуальной системы являются капитальные предпроизводственные затраты, которые в определенной степени могут быть учтены и минимизированы. [17]

Калькулирование осуществляется по калькуляционным статьям расходов.

Таблица 5.1 - Затраты на расходные материалы

№ п/п	Наименование материала	Расход, шт.	Цена, руб./шт.	Сумма, руб.
1	Стоимость лицензионного специального программного обеспечения	1	18000	18000
3	Диски CD	5	20	100
4	Канцтовары	-	-	450
Итого	18550

Таблица 5.2 - Заработная плата разработчиков программного продукта

№ п/п	Наименование этапа	Исполнители	Трудоёмкость, чел. дн.1	Трудоёмкость, чел. мес.2	Оклад, руб.	Затраты по з/п, руб.
1	Подготовительный	Специалист по ИО Программист	20	0.909	8000 8500	7272.0 7726.5
2	Техническое задание	Руководитель проекта Специалист по ИО	10	0.455	12000 8000	5460.0 3640.0
3	Основной	Программист	60	2.727	8500	23179.5
4	Тестирование	Специалист по ИО Программист	10	0.455	8000 8500	3640.0 3867.5
5	Технический отчёт	Программист	15	0.682	8500	5797.0
6	Сдача темы	Руководитель проекта Специалист по ИО	5	0.227	1200 8000	2724.0 1816.0
Итого				65122.5

1 - см. рис. 2;

2 - из расчёта 22-х рабочих дней в месяц.

Дополнительная заработная плата разработчиков ПП составляет 20 % от основной заработной платы:

0.2 65122.5 = 13024.5 руб.

Фонд заработной платы представляет собой сумму основной и дополнительной заработной платы:

65122.5 + 13024.5 = 78147 руб.

Отчисления на социальные нужды составляют 35 % от фонда оплаты труда:

0.35 78147 27351.5 руб.

Накладные расходы составляют 250 % от величины основной заработной платы:

2.5 65122.5 162806.3 руб.

Прочие расходы включают расходы на машинное время (порядка 4-ёх месяцев на разработку, отладку и тестирование программного продукта: 700 часов стоимостью 20 руб./час): 700 2 = 14000 руб.

Таблица 5.3 - Калькуляция расходов

№ п/п	Наименование статей расходов	Затраты, руб.
1	Расходные материалы	18550.00
2	Основная заработная плата разработчиков	65122.5
3	Дополнительная заработная плата разработчиков	13024.5
4	Отчисления на социальное страхование	27351.5
5	Накладные расходы	162806.3
6	Прочие расходы	14000.0
	Итого затрат	Зк = 300854.8

Оценка экономической эффективности применения программного продукта определяется при помощи показателя эффекта Э_Т, который определяет все позитивные результаты, достигаемые при использовании данной информационной системы. Экономический эффект за расчётный период Т определяется по формуле, руб.:

Э_Т = Р_Т - З_Т, где

Р_Т - стоимостная оценка результатов применения информационной системы в течение периода Т, руб.; З_Т - стоимостная оценка затрат на создание и сопровождение информационной системы, руб. (используем З_к).

Стоимостная оценка результатов применения информационной системы за расчётный период Т определяется по формуле:

_Т

P_T = P_{t t} , где

^{t = 0}

Т - расчётный период;

Р_t - стоимостная оценка результатов года t расчётного периода, руб.;

_t - дисконтирующая функция, которая вводится с целью приведения всех затрат и результатов к одному моменту времени.

Дисконтирующая функция имеет вид:

_t = 1 / (1 + p)^t , где

p - коэффициент дисконтирования (p = E_н = 0.2, Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений).

Таким образом,

_Т

P_T = P_t / 1.2^t, где

^{t = 0}

В нашей ситуации информационная система заменяет ручной труд, следовательно, набор полезных результатов в принципе не меняется. В качестве оценки результатов применения информационной системы в год берётся разница (экономия) издержек, возникающая в результате ее использования, т. е. P_t = Э_у.

Экономия от замены ручной обработки информации на информационную образуется в результате снижения затрат на обработку информации и определяется по формуле, руб.:

Э_у = З_р - З_а, где

З_р - затраты на ручную обработку информации, руб.;

З_а - затраты на информационную обработку информации, руб.

Затраты на ручную обработку информации определяются по формуле:

З_р = О_и Ц Г_д / Н_в, где

О_и - объём информации, обрабатываемой вручную, Мбайт;

Ц - стоимость одного часа ручной работы, руб./час;

Г_д - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на логические операции при ручной обработке информации;

Н_в - норма выработки, Мбайт/час.

В данном случае: О_и = 25 Мбайт (общий размер обрабатываемых данных, вводимых для регистрации за год с последующим подсчетом статистики),

Ц = 8000 / 22 / 8 45.5 руб./час, Г_д = 2.5 (установлен экспериментально), Н_в = 0.004 Мбайт/час. Следовательно, затраты на ручную обработку информации будут равны:

З_р = 25 45.5 2.5 / 0.004 = 710937.5 руб.

Затраты на информационную обработку информации рассчитываются по следующей формуле:

З_а = t_a Ц_м + t_о (Ц_м + Ц_о), где

t_a - время автоматической обработки, ч.;

Ц_м - стоимость одного часа машинного времени, руб./час;

t_о - время работы оператора, ч.;

Ц_о - стоимость одного часа работы оператора, руб./час.

Для данного программного продукта: t_a = 18 ч., Ц_м = 20 руб., t_о = 83.3 ч., Ц_о = 7500 / 22 / 8 42.6 руб. (Для ввода данных оператором в систему понадобится: (1000 СИ)*(5мин. регистрации 1 СИ) = 5000 мин. = 83.3 часа; Для автоматической обработки введенных данных, если получать по 100 СИ в неделю (время получения одного СИ 2 мин.) понадобится 10800 мин. = 180 часов в год)

Следовательно, затраты на информационную обработку информации будут равны:

З_а = 180 20 + 83,3 (2 + 42.6) = 360 + 3715.18 = 40751.8 руб.

Таким образом, годовая экономия от внедрения информационной системы «Калибр» по учету и поверке контрольно-измерительного оборудования в отделе метрологии Воронежского вагоноремонтного завода. равна:

Э_у = 710937.5 - 40751.8 = 670185.7 руб.

Экономический эффект от использования данного программного продукта за год определяется по формуле, руб.:

Э_г = Э_у - Е_н З_к, где

E_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (E_н = p = 0.2, где p - коэффициент дисконтирования).

Э_г = 670185.7 - 0.2 300854.8 670185.7 - 60170.96 = 610014.74 руб.

Эффективность разработки может быть оценена по формуле:

Э_р = Э_г 0.4 / З_к.

Э_р = 610014.74 0.4 / 300854.8 0.811

Поскольку Э_р>0.20, наша разработка является экономически целесообразной.

Предполагается, что данная информационная система без изменений и доработок будет использоваться в течение трех лет. Тогда стоимостная оценка результатов применения программного продукта (экономия) за расчётный период T = 3 года составит:

P₅ = 670185.7/ 1.2^t = 670185.7+ 558488.08 + 465406.7 = 1694080.5 руб.

^{t = 0}

Экономический эффект от использования ПП за расчётный период T = 3 года составит:

Э_Т = 1694080.5 - 300854.8= 1393225.7 руб.

Очевидно, что разработка нашей информационной системы является эффективной даже при условии эксплуатации в течение одного года. Но стоит также заметить, что рассчитанный экономический эффект в денежном эквиваленте может с течением времени уменьшиться в условиях рыночной экономики.

6. ОХРАНА ТРУДА. ЭРГОНОМИКА РАБОЧЕГО МЕСТА ТЕХНИКА

Эргономмика (от др.-греч. ?сгпн -- «работа» и ньмпт -- «закон») -- в традиционном понимании -- наука о приспособлении должностных обязанностей, рабочих мест, оборудования и компьютерных программ для наиболее безопасного и эффективного труда работника, исходя из физических и психических особенностей человеческого организма. Оснащение любого рабочего места состоит из основного и вспомогательного оборудования, технологической и организационной оснастки.

Уровень оснащенности рабочего места технологической и организационной оснасткой определяется коэффициентом К_ос, рассчитываемым по формуле:

К_ос = (S_ф - S_нт)/S_т (6.1)

где S_ф - количество оснастки, фактически применяющейся на рабочем месте, ед., S_нт - количество оснастки, не предусмотренной технологическим процессом, нормативами, ед., S_т - количество оснастки, предусмотренной технологическим процессом, нормативами, ед.

Основное оборудование включает станки, агрегаты, машины, пульты, постоянно находящиеся на рабочем месте. Главным критерием выбора оборудования является обеспечение наиболее эффективного выполнения производственных заданий по количеству и качеству. Кроме того, оборудование должно отвечать требованиям: санитарно-гигиеническим, по технике безопасности и эргономическим.

Исходя из антропометрических данных, высота, на которой устанавливается на оборудовании обрабатываемый предмет, должна составлять примерно 60% роста рабочего. Но поскольку рабочие бывают разного роста, то рабочее место должно быть обеспечено соответствующей подставкой. В следующей таблице приведены рекомендации, касающиеся высоты рабочей поверхности оборудования в зависимости от позы рабочего и его роста. [19]

Таблица 6.1

Виды работ	Рост человека
	Низкий	Средний	Высокий
Высота рабочего стола: при обычной работе сидя при особо точной работе сидя	700 900	725 950	750 1000
Высота рабочей поверхности при работе на станках: рабочая поза сидя рабочая поза стоя рабочая поза сидя-стоя	800 1000 950	825 1050 1000	850 1100 1050
Примечание. Низкий рост у мужчин 1520-1630 мм, у женщин 1420-1520 мм; средний рост у мужчин 1631-1690 мм, у женщин 1521-1570 мм; высокий рост у мужчин 1691-1900 мм, у женщин 1571-1800 мм.

К вспомогательному оборудованию относятся транспортеры, рольганги, тележки, подъемные приспособления и другие устройства, предназначенные для облегчения перемещения предметов труда в пределах рабочего места, их подъема, установки и отправки с рабочего места.

Вспомогательное оборудование должно обеспечивать удобство эксплуатации и экономию затрат труда, устраняя излишние усилия рабочего при выполнении производственных операций.

Технологическая оснастка состоит из инструмента, приспособлений и технической документации. Инструмент и приспособления должны быть удобными и обеспечивать легкость установки, съема, закрепления и открепления предметов труда, не производить излишнего шума и вибрации. Пользование ими не должно сопровождаться значительными изменениями положения корпуса рабочего.

Организационная оснастка включает оборудование для размещения и хранения приспособлений, инструмента, заготовок, деталей, вспомогательных материалов; предметы, необходимые для расположения рабочего и обеспечения ему удобной рабочей позы; светильники, обеспечивающие нормальную освещенность рабочей зоны; держатели, кронштейны, щиты для размещения контрольно-измерительного инструмента, способствующие лучшей организации трудового процесса; вспомогательные приспособления для ухода за оборудованием, уборки рабочего места и т.д.

Практически в любом производстве для недопущения потерь из-за порчи изделий большое значение имеет обеспеченность рабочих мест соответствующей тарой.

Немерная тара рекомендуется для транспортировки поковок, отливок и других изделий, учет которых не представляет сложности. Для массовых деталей, пересчет которых вызывает большие затраты времени, применяется мерная тара. При хранении и транспортировке деталей, к которым предъявляются повышенные требования по точности размеров и внешнему виду, а также в тех случаях, когда конструкция деталей не позволяет транспортировать их навалом, применяется специализированная тара.

При проектировании тары следует иметь ввиду, что она должна иметь объем, соответствующий оптимальным размерам партии деталей; обеспечивать удобство укладки и выемки деталей; быть прочной, легкой и безопасной в обращении; быть удобной для штабелирования и транспортировки; позволять быстро распознавать ее назначение; иметь карманы для сопроводительных документов.

Немаловажное значение для организации рабочего места имеет правильный подбор производственной мебели. В частности, серьезные требования предъявляются к конструкции рабочего стула (кресла). Высота сиденья стула должна регулироваться в соответствии с высотой рабочей поверхности и ростом работающего в пределах от 350 до 500 мм от пола; ширина его рекомендуется в пределах 370-400 мм и глубина - от 370 до 420 мм; передний край сиденья должен быть слегка закруглен, для того чтобы он не давил на нижнюю часть бедер и не затруднял кровообращения (при переменной рабочей позе сиденье вообще делается круглым); поверхность сиденья должна быть несколько наклонена назад (на 5-70 в зависимости от характера работы); сиденье должно надежно фиксироваться во избежание случайного сдвига. На следующем рисунке приведены оптимальные размеры стула (а) и кресла (б) при нормальной посадке.

Рис. 6.1. - Оптимальные размеры стула (а) и кресла (б) при нормальной посадке.

Рабочее место подразделяется на рабочую (оперативную) зону и вспомогательное пространство. Рабочая зона - это участок трехмерного пространства, ограниченный пределами досягаемости рук в горизонтальной и вертикальной плоскостях с учетом поворота рабочего на 1800 и перемещением его вправо или влево на один-два шага. В этой зоне размещаются предметы - орудия труда, постоянно используемые в работе. Остальная площадь составляет вспомогательную зону, где располагаются предметы, применяемые реже. [20]

Основными считаются рабочие позы «сидя» и «стоя». Физиологи рекомендуют применять позу «сидя» на работах с усилиями до 5 кг, при ограниченной подвижности во время работы и небольшом размахе движений (380 - 500 мм), а также на работах, требующих большой точности, выполняемых обеими руками без значительного изменения положения головы. Ниже представлены зоны досягаемости рук в рабочей позе "сидя": 1 - оптимальная; 2 - нормальная; 3 - максимальная.

Рис. 6.2. - Зоны досягаемости рук в рабочей позе "сидя": 1 - оптимальная; 2 - нормальная; 3 - максимальная

Рабочая поза «стоя» применяется при работах с физическими усилиями от 10 до 20 кг, с большим количеством движений, размах которых превышает 1000 мм по фронту, 300 мм в глубину, 400 мм от поверхности рабочей зоны. На рисунке изображены зоны досягаемости для рабочей позы "стоя": а - оптимальная; б - максимальная.

Рис. 6.3. - Зоны досягаемости для рабочей позы "стоя": а - оптимальная; б - максимальная

При работах, требующих усилий от 5 до 10 кг, а также при выполнении работ по профилактическому обслуживанию оборудования и наблюдению за его работой, если рабочий дежурит продолжительное время, может применяться рабочая поза «сидя-стоя».

Планировка рабочего места должна обеспечивать хорошие условия обзора, без большого напряжения зрения рабочего (см. рисунок). Поле зрения: а - в вертикальной плоскости; б - в горизонтальной плоскости.

Рис. 6.4. - Поле зрения: а - в вертикальной плоскости; б - в горизонтальной плоскости

Зона мгновенного зрения в горизонтальной и вертикальной плоскостях ограничивается углом 18⁰, а зона эффективной видимости - углом 30⁰. Зона удобного обзора при фиксированном положении головы в вертикальной плоскости ограничивается углом 30⁰ вверх и 40⁰ вниз и в горизонтальной плоскости - углом 120⁰. При повороте головы в пределах до 45⁰ зона обзора увеличивается до 135⁰ в вертикальной и до 220⁰ в горизонтальной плоскости.

Следует иметь ввиду, что движения глаз быстрее и менее утомительны, а размеры и пропорции оцениваются точнее в горизонтальной плоскости, чем в вертикальной, и что поворот головы, не вызывающий чрезмерных напряжений, составляет 30-40⁰. Необходимо учитывать также, что желтый цвет различается в пределах 120⁰ по горизонтали и 95⁰ по вертикали; синий - соответственно в пределах 100 и 80⁰; красный и зеленый - в пределах 60 и 40⁰. [21]

Требования к рабочему месту.

1. Рабочее место должно обеспечивать максимальную надежность и эффективность работы.

2. Рабочее пространство должно быть достаточным, позволять осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации и обслуживании оборудования.

3. В рабочем пространстве должна быть «зона свободной досягаемости», то есть участок, на котором сконцентрировано все оборудование: инструменты, материалы, приспособления, которыми приходится часто пользоваться.

4. Рабочее место должно быть хорошо освещено.

5. Оборудование должно быть быстрым, простым, экономичным в обслуживании, соответствовать требованиям техники безопасности.

6. Рабочее место должно быть оборудовано в соответствии с нормами воздухообмена, температуры и влажности.

7. Рабочее место должно предусматривать возможность размещения нового оборудования, созданного на основе ИВТ.

Рассмотрим пример проектирования рабочего места техника на производстве. При проектировании учитывается объем рабочего места, зоны досягаемости для конечностей техника, расстояние от техника до пульта и т.п. [22]

При организации рабочего места учитываются требования ГОСТов 12.3.002 "Процессы производственные", 12.0.003 "Вредные и опасные производственные факторы", 12.2.049 "Эргонометрические требования"; 12.2.032- рабочее место стоя; 12.2.033 - рабочее место сидя. [23, 24]

Рабочим местом считается место постоянного или периодического пребывания работающего для наблюдения и ведения производственных процессов или экспериментов.

Кроме того, рабочее место человека-техника - это место в СЧМ, оснащенное средствами отображения информации, органами управления и вспомогательным оборудованием.

Рабочее место характеризуется рабочей средой и рабочей зоной. Рабочая среда характеризуется физическими, химическими, биологическими, информационными, социально-психологическими и эстетическими факторами. На рис. 6.5, а показаны размеры рабочей зоны рук при позе “сидя”, а на рис. 6.5, б - при позе “стоя”.

Рис.6.5 - Размеры рабочей зоны рук: а - поза “сидя”, б - поза “стоя”

Рис.6.6 - Размеры рабочей зоны рук: а - поза “сидя”; б - поза “стоя” (ограниченное пространство); 1 - оптимальная рабочая зона; 2 - максимальная рабочая зона.

Рациональное устройство рабочего места учитывает его оптимальную планировку, степень механизации, автоматизации, выбор рабочей позы техника и расположение органов управления инструментов, материалов.

Оптимальная планировка рабочего места обеспечивает удобство при выполнении работы, экономию сил и времени рабочего (техника), правильное использование производственных площадей, безопасные условия работы.

Организация рабочего места заключается в выполнении мероприятий, обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование предметов и орудий труда, что способствует повышению производительности труда и снижает утомляемость работающих.

Рабочая зона - часть пространства рабочего места, в котором осуществляются трудовые процессы. Рабочая поза будет наименее утомительна только при условии, если рабочая зона сконструирована правильно.

Размер зоны приложения труда определяется характером труда и может ограничиваться площадью (пространством), оснащенной технологическим оборудованием, оснасткой, инструментами и приспособлениями.

Рабочая зона техника ограничивает пространство, в пределах которого движения рук техника наиболее экономичны, без излишних напряжений. ГОСТ 22269 "Рабочее место оператора" устанавливает общие эргономические требования.

Важен выбор рабочего положения человека. Рабочая зона выбрана правильно, если проекция общего центра тяжести тела лежит в пределах площади опоры (рис. 6.7).

Рис.6.7 - Схема рабочей позы при устойчивом (а, б) и неустойчивом (в, г) положении: а, в - стоя; б, г - сидя.

Если в процессе работы действует небольшая группа мышц, то предпочтительнее поза «сидя»; при работе большой группы мышц - «стоя». При проектировании рабочего места необходимо учитывать следующее: если при прямой позе сидя мышечную работу принять равной единице, то при прямой позе стоя мышечная работа составляет - 1,6; при наклонной позе сидя мышечная работа составляет - 4, а при наклонной позе стоя - 10 единиц. Статичная поза утомительнее, нежели динамическая. [25]

В связи с внедрением механизации и автоматизации рабочие позы могут быть статичны, т.е. человек сидит, например, у пульта управления блока электростанции в малоподвижной позе. Лишение рабочего двигательной активности вызывает утомление, поэтому особое значение приобретают специальные физические упражнения, снижающие это утомление.

В пределах рабочей зоны размещаются органы управления (рукоятки, кнопки, рычаги), инструмент; измерительные приборы, приспособления и так, чтобы исключались лишние, непроизводительные движения.

Различают оптимальную и максимальную рабочие зоны. Наиболее часто употребляемые инструменты, материалы и др. размещаются в оптимальной рабочей зоне, редко употребляемые - в максимальной рабочей зоне.

Правильное конструирование рабочих зон определяется их соответствием с оптимальным полем зрения рабочего и определяется дугами, которые может описать рука, поворачивающаяся в плече или локте на уровне рабочей поверхности, а движением рук управляет мозг человека в соответствии с коррекцией глаз. Поэтому рабочую зону принимают удобной для охвата человеческим взором.

Рабочие места проектируются с учетом антропометрических данных усредненных размеров человеческого тела. Иначе, если размещение органов управления не будет соответствовать физическим возможностям человека, работа окажется неоправданно утомительной. При этом учитываются рост, размах и длина рук, ширина плеч, высота колен и т.д. При проектировании берутся средние значения этих величин, характерные для данной страны или групп населения, а также при возможности предусматривается настройка органов управления, мебели к данному индивидууму (высота, угол наклона). В соответствии с рабочими зонами и антропометрическими данными проектируются рабочие места в любом производственном процессе.

Еще в 2008 году любопытную модель рабочего места с ПЭВМ разработали в компании Gravitonus. Футуристично выглядящее кресло внешне напоминает дройдеку из «Звездных Войн» Джорджа Лукаса или кокпит фантастического истребителя. Однако, по заверению специалистов компании, в таком кресле работа будет действительно в радость. [26]

Рисунок 6.8 - Модель рабочего места с ПЭВМ компании Gravitonus

Рабочая станция от Gravitonus - это единый модуль, внутри которого человек пребывает «в подвешенном состоянии» относительно пола, при этом все органы управления компьютером находятся в пределах его досягаемости. Наклон конструкции можно регулировать вручную. Встроенные в конструкцию точечные светодиоды обеспечивают достаточную освещенность рабочего места и отстутствие бликов. Специальная подставка для клавиатуры позволяет закреплять ее в любом положении кресла. При этом обе руки пользователя опираются на подвижный экзоскелет, который практически не ограничивает свободу перемещения и при этом поддерживает конечности, разгружая шейный отдел позвоночника, плечи и руки. Само сидение располагает активной вентиляционной системой с функцией обогрева, регулировкой мощности и распределения воздушного потока. Стоимость рабочей станции в минимальной комплектации (один дисплей) в 2008 году составляла порядка $7 тыс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью дипломного проекта была разработка и создание информационной системы учета и поверки контрольно-измерительного оборудования метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода.

В ходе дипломного проектирования были решены все поставленные задачи и достигнуты все цели.

На начальном этапе мною был проведен анализ предметной области метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода и дана характеристика объекту управления. По ходу выполнения дипломного проектирования выполнена оценка средств технической и программной поддержки и сделан выбор средств разработки программного обеспечения информационной системы. В результате проведенной работы в Microsoft Access мною была создана база данных средств измерений, в Borland Delphi - программный модуль сопряжения c базой данных, что в комплексе представляет информационную систему учета и поверки контрольно-измерительного оборудования «Калибр».

При создании информационной базы системы использован принцип интегральности - однократного ввода информации и многократного и многоаспектного ее использования.

В процессе анализа предметной области метрологического отдела и построения его упрощенной модели мною было выявлено 4 сущности:

- Приборы (СИ)

- Заказчики

- Специалисты

- Отдел

Были установлены связи между этими сущностями, построена логическая модель, разработаны алгоритмы и технологии решения задач, накладываемые на информационную систему.

Полученная информационная система состоит из таблиц базы данных и форм программного модуля, обеспечивающих комплексную работу и эффективное взаимодействие друг с другом путем обмена данными.

Все части информационной системы имеют однообразный интерфейс, позволяющий организовать эффективное обучение пользователей общим принципам взаимодействия с системой. Все отчеты, расчеты, запросы и т.д. проводятся на основе информации, хранящейся в базе информационной системы.

Мною был произведен расчет показателей экономической эффективности созданной информационной системы, который показал, что научно-технический уровень ИС является высоким, что свидетельствует о целесообразности внедрения данного проекта.

Информационная система учета и поверки контрольно-измерительного оборудования «Калибр» снизит трудоемкость мониторинга сроков поверки и калибровки приборов. Уменьшит временные затраты на разработку отчетов, обеспечит принятие обоснованных решений, связанных с планированием ремонтов метрологического оборудования. Позволит перевести основную часть документооборота метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода в электронный вид. Обеспечит оперативный обмен документами между участками метрологического отдела в процессе выполнения работ по метрологическому обслуживанию парка средств измерений. И самое главное, сократит непроизводительные трудовые затраты и многократно повысит производительность труда сотрудников метрологического отдела Воронежского вагоноремонтного завода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бугров Ю.Г., Щербаков Б.В. Системные основы оценивания и защиты информации. Учебное пособие. - Воронеж, ГОУВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2005 с.

2. Каргапольцев В.П. О поверке приборов учета энергоресурсов. - Internet, http://www.sciteclibrary.ru/

3. Граничин О.Н., Кияев В.И. Информационные технологии в управлении. Издательство "Открытые Системы". - Internet, http://www.intuit.ru

4. Модели жизненного цикла программных средств. - Internet, http://trprog.ru/modeli-zhiznennogo-tsikla-programmnih-sredstv.html

5. Интернет-Университет Информационных Технологий. - Internet, http://www.INTUIT.ru

6. Роб П., Коронел К. Системы баз данных: проектирование, реализация и управление. - 5-е изд., перераб. и доп.: Пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 1040с.

7. Гофман В.Э., Хомоненко А.Д. Работа с базами данных в Delphi. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 656 с.

8. Дужаев С.В. Доступ к базам данных и техника работы в сети: Практические приемы современного программирования. - М.: ДИАЛОГ- МИФИ. 1999.

9. Керман Митчелл К. Программирование и отладка в Delphi^TM. Учебный курс. - М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004. - 720с.

10. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных.- 6-е изд.- М ., спб., Киев, Изд.дом Вильямс, 2000.

11. Михеева В.Д., Харитонова И.А. Microsoft Access 2003/ - СПб.: БХВ_Петербург, 2004. - 1072 с.

12. Нейбург Э. Дж., Максимчук З.А. Проектирование баз данных с помощью UML. М.: Вильямс, 2002. - 288 с.

13. Киммел П. Создание приложений в Delphi.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 640 с.

14. Фленов М. Е. Библия Delphi. 2-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. - 400с.

15. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

16. Горелик А.В., Ермакова О.П. Надежность информационных систем. Основы надежности устройств ЖАТС. -- М.: РГОТУПС, 2003. - 87 с.

17. Кураков Л. П., Попов В. М. и др. Сборник бизнес-планов: Современная практика и документация. Отечественный и зарубежный опыт. - М.: Финансы и статистика, 1997. - 336 с.

18. Кригер А. Б. Информационный менеджмент. - Владивосток, ТИДОТ, 2004. - 127с.

19. Сапронов Ю.Г. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю.Г. Сапронов, А.Б.Сыса, В.В. Шахбазян. - 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 320с.

20. Рыжкин И. Н. Бережливое производство. Организация рабочего места. - Internet, http://www.leanzone.ru

21. Девясилов В.А. Охрана труда: Учебник. - М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2004. - 400 с.

22. ГОСТ 22269. Рабочее место оператора.

23. ГОСТ 12.3.002. Процессы производственные.

24. ГОСТ 12.0.003. Вредные и опасные производственные факторы.

25. ГОСТ 12.2.049. Эргонометрические требования.

26. Выбираем workstation. - Internet, http://www.3dnews.ru

27. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

28. ГОСТ 7.1-84. Библиографическое описание документа общие требования и правила составления.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Внешний вид ежедневного отчета по калибровке средств измерений

Внешний вид отчета по списку предприятий-заказчиков

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Внешний вид отчета по перечню средств измерений

Внешний вид отчета по перечню откалиброванных средств измерений

Размещено на Allbest.ru