Диплом-Нейросетевая система для управления и диагностики штанговой глубинонасосной установкой

Второе значение цены соответствует цене спроса:

Ц_ИСХ2=Ц_С=35000 (руб.)

Н_и=Ки*Ц=0,022*35000=770 руб.

Н_ндс=Кндс/(1+Кндс)*Ц=0.18/1,18*35000=5338.98 руб.

Балансовая прибыль:

Пр=Ц- С-Н_и -Н_ндс = 35000-27698.69-770-5338.98 =1192.33 руб.

Налог на прибыль. Н_п=Кп*Пб=0,24*1192.33 =286.16 руб.

Прибыль. П=Пб- Н_п =1192.33 -286.16 =906.17 руб.

Н=5338.98 +770+286.16 =6395.14 руб.

С учетом всех налогов, сумма налогов по второй цене составляет:

Н1=6395.14 +3184.63+61.17 =9640.94 руб

Третье значение цены.

Ц=Ца*Jту=40000*1.321=52840 руб.

Н_и=Ки*Ц=0,022*52840=1162.48 руб.

Н_ндс=Кндс/(1+Кндс)*Ц=0.18/1,18*52840=8060.34 руб.

Пр=Ц- С-Н_и -Н_ндс = 52840-27698.69-1162.48 -8060.34 =15918.49 руб.

Налог на прибыль. Н_п=Кп*Пб=0,24*15918.49 =3820.43 руб.

Прибыль. П=Пб- Н_п =15918.49 -3820.43 =12098.06 руб.

Н=1162.48 +8060.34+3820.43 =13043.25

С учетом всех налогов, сумма налогов по третьей цене составляет:

Н1=13043.25 +3184.63+61.17 =16289.05 руб.

Четвертое значение цены определяется с учетом инфляции:

Ц_исх = Ц_а*(k_i* K_i),

где k_i - удельный вес i - х затрат в себестоимости разрабатываемого устройства;

K_i - инфляционные коэффициенты по i - м затратам

К₁ - темп инфляции по материальным ресурсам К₁ = 1,133(Приложение В).

К₂ - темп инфляции по заработной плате (Приложение Г).

Ц=Ца*(k1*К1+k2*К2+(1-k1-k2))=40000*(0,21*1,133+0,56*1,267+(1-0,21-0,56))=47180.9 руб.

k1=(36/1+5814.8)/ 27698.69=0,21

k2=(9472.5+909.36+1557.3+3104.18+59.63/1+245.5+23.57+40.36+80.45+1.54)/ 27698.69 =0,56

Н_и=Ки*Ц=0,022*47180.9 =1037.98 руб.

Н_ндс=Кндс/(1+Кндс)*Ц=0.18/1,18*47180.9 =7197.07 руб.

Пр=Ц- С-Н_и -Н_ндс = 47180.9 -27698.69-1037.98 -7197.07 =11247.16 руб.

Налог на прибыль. Н_п=Кп*Пб=0,24*11247.16 =2699.32 руб.

Прибыль. П=Пб- Н_п =11247.16 -2699.32 =8547.84 руб.

Н=1037.98 +7197.07 + 2699.32 =10934.37

С учетом всех налогов, сумма налогов по четвертой цене составляет:

Н1=10934.37+3184.63+61.17 =14180.17 руб

Таблица 5. Рассчитанные значения цен, прибыли, налогов.

Рисунок 4 -Соотношение "прибыль - налог".

Критический объем находится по формуле:

,

где З_пост - затраты постоянные, руб.;

З_пер - переменные затраты на единицу разрабатываемого устройства, руб.;

Значение критического объема для первой цены:

По аналогии рассчитываются для остальных значений цены на разрабатываемое устройство и указаны в табл 6.

Определение экономической целесообразности разрабатываемого устройства

Коэффициент экономии определяется по формуле

,

где З_па ,З_пр - соответственно текущие ежегодные затраты потребителя при использовании аналога и разрабатываемого устройства, руб.

Расчет затрат потребителя указан в приложении Д.

Коэффициент, учитывающий изменение цен, можно рассчитать по формуле:

Интегральный показатель конкурентоспособности составляет:

Коэффициент суммы дисконтирования равен

где Е - банковская ставка, Е=0,16;

t - срок морального старения разрабатываемого устройства;

t=3 года

Тогда:

.

Сумма дисконтирования:

Коэффициент аннуитета распределяет дисконтированную сумму, для которой наступил срок погашения, в равные суммы платежей (аннуитеты) с учетом процента на 3 года. Коэффициент аннуитета равен:

Чистый дисконтированный доход определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенный к начальном году. Целесообразность разрабатываемого устройства определяется также с помощью трех показателей: чистого дисконтированного дохода, аннуитета, внутренней нормы доходности.

Приведенная стоимость экономии равна:

Чистый дисконтированный доход равен:

ЧДД= Э_п - Ц_исх1 =5509.01-37009.31=-31500.3 руб.

Ежегодные платежи в счет расхода на приобретение равны:

П₁ =К_Ан * Ц_исх1=0.45*37009.31=16654.19 руб.

Аннуитет равен:

Ан₁=(З_па - З_пр)-П₁=(2939.2-479.8)- 16654.19 =-14194.79 руб.

При банковской ставке 16%, Е₁=17%, Е₂=18%,

К_д1=((1+Е₁)^t-1)/(Е₁*(1+Е₁)^t);

Кд₁= ((1+0,17)³-1)/(0,17*(1+0,17)³)= 2,22;

К_д2=((1+Е₂)^t-1)/(Е₂*(1+Е₂)^t);

Кд₂= ((1+0,18) ³-1)/(0,18*(1+0,18)³)=2,13;

Расчет амортизационных отчислений

Норма амортизации без учета фактора времени:

а=1/t=0,33.

Годовые амортизационные отчисления:

Норма амортизации с учетом фактора времени:

Амортизационные отчисления с учетом фактора времени:

Норма амортизации с учетом инфляции:

а_r =

Амортизационные отчисления с учетом инфляции:

По аналогии рассчитаем экономическую целесообразность для остальных рассчитанных значений цен .

Таблица 6- Показатели, характеризующие целесообразность.

Выводы

В данном разделе дипломного проекта был выполнен функционально-стоимостной анализ и произведен расчет экономической целесообразности изготовления устройства.

Рассчитали значения затрат на проектирование, сборку. Четырьмя методами была определена цена предложения, по первой цене изготовитель понесет убыток, если объем продаж будет менее 1 штуки.

Экономия у потребителя составила 2459.4 рублей.

Был выполнен анализ соотношения налогов, прибыли и цены предложения. Для второго варианта цены прибыль составляет 906.17 руб., налоги -9640.94 руб.

При увеличении цены предложения до значения 52840 руб., прибыль увеличивается в 13.35 раз, а налоги увеличиваются- в 1,69 раза.

При увеличении цены предложения до значения 47180.9 руб., прибыль увеличивается в 9.43 раза, а налоги увеличиваются- в 1,47 раза.

Таким образом, предпочтительнее является третий вариант - цена предложения равна 52840 рублей. При этом оставшаяся прибыль у производителя составит 18,1%, а налоговые отчисления - 30,8 %.

Приложение А

Карта технического уровня

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Затраты времени на проектирование конструкторской части.

Конструкторская документация включает в себя графическую и текстовую части.

Затраты времени на один графический документ вычисляются по формуле: ,

где коэффициент формата чертежа,

коэффициент типа производства,

коэффициент масштаба чертежа,

коэффициент применения аппликаций,

табличное значение нормы времени на данный документ.

Для единичного типа производства равен .

При наименьшем использовании аппликаций (до 20 %) коэффициент равен .

Для текстовой части документации затраты времени на проектирование определяются по формуле:

,

где количество листов раздела документации,

коэффициент формата чертежа,

коэффициент типа производства (единичное производство),

коэффициент масштаба чертежа,

коэффициент применения аппликаций,

табличное значение нормы времени на данный документ.

Таблица 2. Расчет трудоемкости для текстовой части

Затраты на реализацию функций

Источники информации (цены указаны по состоянию на 10.05.2007г.):

www.radiopost.ru

www.x.ports-in-stock.ru

www.futurlec.com

www.chip-dip.ru

Затраты на вспомогательные материалы.

Затраты на изготовление корпуса 1500 руб.

Стоимость трех дискет равна 12?3=36 (руб.).

Источники информации (цены указаны по состоянию на 10.05.2007г.):

www.chip-dip.ru;

www.iek.ru.

Стоимость самого дорогого элемента схемы - Л1879ВМ1 - 3000 руб.(на 10.05.07).

Стоимость того же элемента на 20.05.06 (прайс-лист «Платан») - 2654 руб.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Исходные данные для выполнения организационно - экономической части

Тема выпускной квалификационной работы:

Нейросетевая система для диагностики и управления штанговой глубиннонасосной установкой.

Место прохождения преддипломной практики: УГАТУ

Цена аналога: 40000 руб.

Цена спроса: 35000 руб.

Объем спроса: 1 шт.

Разряд специалиста, производящего монтаж и сборку: 11

Оклад инженера 11 разряда: 2737,48 руб.

Отчисления в фонд страхования от несчастных случаев

4 класс, 11.10.11 Добыча сырой нефти и нефтяного (попутного) газа 0,5%

Ставка налога на имущество: 2,2%

Ставка НДС: 18%

Ставка налога на прибыль: 24%

Ставка единого социального налога: 26%

Стоимость одного часа работы на ПЭВМ: 15 руб.

Время на сборку (Ти) 15 ч

Накладные расходы составляют 12% от цены спроса

Средняя банковская ставка по кредитам: 16%

Бюджетная инфляция по РФ: 8%

Инфляционный коэффициент по заработной плате: 1,267.

Коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату: 0,096

Приложение Д

Для сравнения текущих ежегодных затрат у потребителя при использовании аналога и разрабатываемого устройства необходимо исследовать карту технического уровня, сравнив показатели качества, где есть различия.

- Тактовая частота : 40 МГц , повышается быстродействие и точность обработки. Для выполнения этих условий используется нейрочип, применение которого позволило отказаться от использования 3-х датчиков: датчик тока СSLA2EL-1230 руб (www.chip-dip.ru);

датчик усилия FS03- 3720 руб (www.chip-dip.ru);

датчик напряжения HPKR12- 3500 руб (www.platan.ru);

Вместо датчиков используется плата для обучения (динамограф):

ДВ802 -1200 руб. (www.micon.ru);

Срок морального старения датчиков 3 года, поэтому вводим коэффициент 0.33.

З_ПА1=(1230+3720+3500)*0.33=2838 руб.

З_ПР1=1200*0.33=396 руб.

- Потребляемая мощность: у аналога составляет 7 Вт.

Устройство работает непрерывно, поэтому при использовании аналога в течение 1 года по 24 часа в день, кол-во потребленной энергии составит 365*24*7=61320 Вт/ч, 365-кол-во рабочих дней в году, 24-кол-во рабочих часов в день, 7-потребление энергии аналогом в ваттах. Стоимость одного киловатт-часа электроэнергии для промышленных предприятий составляет 1,65 руб (www.bashkirenergo.ru).

З_ПА2=61,320*1.65=101.2 руб.

Потребляемая мощность у разрабатываемого устройства составляет 5.8 Вт.Значит кол-во потребленной энергии составит 365*24*5.8=50808 Вт/ч

З_ПР2=50.808*1.65=83.8 руб.

7.Безопасность и экологичность проекта

Обеспечение безопасности на рабочем месте оператора

В данной работе рассмотрены задачи обеспечения безопасности на рабочем месте оператора, контролирующего работу штанговой глубинно-насосной установки.

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможных неблагоприятных факторов. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений,оговоренных нормативными документы(СН 245-71,ГОСТ12.2.032-78,ГОСТ21.889-76,ГОСТ 12.1.005-88). Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние неблагоприятных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

На работоспособность оператора могут повлиять такие факторы:

неправильное расположение оборудования и организация рабочего места, плохая освещённость рабочего места, недостаточная вентиляция воздуха, неблагоприятный микроклимат. Рассмотрим комплекс мер по устранению этих неблагоприятных факторов.

Организация рабочего места

Характер труда оператора заключается в контролировании работы штанговой глубинно-насосной установки, путем отслеживания параметров ее работы по монитору, и в случае возникновения неисправности оператор отключает электродвигатель.

Рабочее место оператора включает в себя : рабочий стол, на

котором находится необходимое оборудование(системный блок, монитор,клавиатура,принтер,мышка),кресло, окружающая обстановка, в

которой оператор проводит большую часть рабочего времени. Рабочее место должно обеспечивать ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психологическом напряжении.

Организация рабочего места оператора ЭВМ должна удовлетворять следующим эргономическим и психологическим требованиям:

1) досягаемость - рациональная планировка рабочего места предполагает такое размещение всех технических средств и рабочих материалов, которое позволяет работать без лишних движений, приводящих к утомлению и лишним затратам времени. На этот счёт имеются нормативные данные, определяющие размеры зон досягаемости, в которых работа наименее утомительна, и максимальных рабочих зон, ограниченных вытянутыми руками. Зоны эти располагаются в горизонтальной и вертикальной плоскостях и зависят от роста человека. Зная их размеры, можно приступать к решению вопроса о размещении отдельных приспособлений и материалов, сообразуясь с их назначением и частотой использования;

2) обозримость - это требование организовать своё рабочее место так, чтобы все без исключения материалы в любой момент были видны. Хорошая обозримость в сочетании с постоянством мест хранения материалов, должна свести на нет потери времени на их поиск. Нормальной должна быть такая организация труда, при которой слово «искать» было бы вообще исключено из лексикона;

3) изолированность - исследования показывают прямую зависимость между степенью изолированности рабочего места умственного труда и продуктивностью работы. Ликвидируется нервное напряжение, возникающее при необходимости работать на виду;

4) достаточное рабочее пространство для оператора, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения при эксплуатации машины;

5) достаточные физические, зрительные и слуховые связи между оператором и оборудованием;

6) оптимальное размещение оборудования, главным образом средств отображения информации и органов управления, благодаря которому обеспечивается удобное положение оператора при работе;

7) четкое обозначение органов управления, элементов системы обозначения информации, других элементов оборудования, которые нужно находить опознавать, и которыми оператор должен манипулировать;

8) необходимое естественное и искусственное освещение для выполнения оперативных задач и технического обслуживания оборудования;

10) обеспечение комфорта в помещениях, где работают операторы (температурный режим, допустимый уровень акустических шумов, создаваемых оборудованием рабочего места);

11) наличие необходимых инструкций и предупредительных знаков, предостерегающих об опасности и указывающих на необходимые меры предосторожности при работе.

При проектировании письменного стола следует учитывать следующее:

- высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;

- нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы оператор мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;

- поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения оператора;

- конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков.

Требования к организации и оборудованию рабочего места оператора приведены в ГОСТ 12.2.032_78. Высота рабочей поверхности стола для пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм;
Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1200, 1400 мм, глубину 800 мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм.

Кресло выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889-76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении программиста его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть оптимальным. Для удовлетворения физиологических требований, вытекающих из анализа положения тела человека в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям:

- допускать возможность изменения положения тела, т.е. обеспечивать свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга;

- допускать регулирование высоты в зависимости от роста работающего человека ( в пределах от 400 до 550 мм );

- иметь слегка вогнутую поверхность,

- иметь небольшой наклон назад.

Рабочее место необходимо оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднемукраюбортиквысотой10мм.
Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

Для меньшего утомления глаз используется ЖК - монитор. Для удобного пользования взята беспроводная мышь и клавиатура.

Рабочее место оператора показано на рисунке 1(а- вид спереди, б- вид сверху)

1)стол;

2)стул;

3)подставка для ног;

4)системный блок;

5)монитор;

6)клавиатура;

7)принтер;

8)лоток для бумаги;

Рисунок 1

Расчет освещенности помещения

Для освещения помещений используется освещение трёх видов : естественное, искусственное и смешанное, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

Искусственное освещение по функциональному назначению подразделяется на следующие виды : рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное .

Искусственное рабочее освещение осуществляется с помощью двух систем : общего освещения и комбинированного освещения, т.е. совокупности местного и общего освещения. Основная задача оператора - контролировать работу штанговой глубинно-насосной установки, отслеживая ее параметры по монитору, т.е. работа оператора не связана с тонкой ручной работой, поэтому будет достаточно общего освещения.

Для общего освещения помещений лучше использовать люминесцентные лампы. Это обусловлено такими их достоинствами как: высокой световой отдачей, продолжительным сроком службы, малой яркостью светящейся поверхности.

Светильники с люминесцентными лампами размещаются рядами, параллельно окнам. Главными недостатками люминесцентных ламп является производимый шум от дросселей ПРА, и пульсация светового потока. Для снижения пульсации лампы, применяют многоламповые светильники, с подключением ламп к разным фазам или к смещенным фазам.

Рассчитаем общее освещение рабочего места.

Определяем минимальную освещенность 300 люкс для рабочего места .

Используем двухламповый светильник для люминесцентных ламп. Световой поток для них определяется следующим образом:

где ,

Е - заданная минимальная освещенность, (300 лк);

К - коэффициент запаса (1,5);

S - площадь помещения( 15 м²);

Z - отношение средней освещённости к минимальной (1,1);

- коэффициент использования светового потока; находится исходя из коэффициента отражения стен _с, коэффициента отражения пола _р, потолка _п и индекса помещения i.

Индекс помещения :

i =

где h - высота до источника света от рабочей поверхности;

а- длина помещения (5м);

б- ширина помещения (3м).

h=H -h_р-h_п=4м-0.7м-0,4м=2,6м

где h_р - высота от пола до рабочей поверхности;

h_п - высота от пола до рабочей поверхности

i=0,72.

Примем: _р=10%;_с=50%;_п=70%.

Определим из таблицы: =41%

лм.

Выбираем для помещения люминесцентные лампы ЛТБ40. Световой поток такой лампы составляет F₁=3100 лм, следовательно для получения общего светового потока F=18109.8 лм необходимо 6 ламп.

Электрическая мощность всей осветительной системы составляет :

Р_общ. = = 240 Вт

Коэффициент пульсации освещенности:

,

где Е_max, Е_min, Е_ср - максимальное, минимальное и среднее значение освещённости за период её колебаний, лк.

Возьмем люминесцентную лампу ЛХБ приблизительно той же мощности.

Включением смежных ламп в разные фазы (группы) трехфазной электрической сети возможно добиться уменьшения коэффициента пульсации с 35 до 13%.

Расчет теплообмена в помещении

Системы отопления и системы кондиционирования следует так, чтобы чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы является кратность обмена, т.е. какое количество воздуха сменится за 1 час в помещении. Расчет для помещения :

V _вент - объем воздуха, необходимый для обмена;

V _пом - объем рабочего помещения.

Объем помещения равен:

V _{помещения} = а б h =45 м³

где h - высота помещения(3м);

а- длина помещения (5м);

б- ширина помещения (3м).

Необходимый для обмена объем воздуха L определим исходя из уравнения теплового баланса:

L С( t_уход - t_приход ) Y = 3600 Q_избыт

Q_избыт - избыточная теплота (Вт);

С - удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кгК);

Y - плотность воздуха (1.2 кг/м³).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

t_уход = t_р.м. + ( h - 2 )t ,

где

t - повышение температуры на 1м высоты помещения(1- 5 );

t_р.м. - температура на рабочем месте(25 );

h - высота помещения(3м);

t_приход - температура поступающего воздуха(18 ).

t_уход = 25 + ( 3 - 2 ) 2 = 27 .

Q_изб = Q_изб.1 + Q_изб.2 + Q_изб.3 ,

где Q_изб. - избыток тепла от разных факторов.

Q_изб.1 - тепло, выделяемое осветительными приборами

Q_изб.1 = Е р ,

где Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод (Е=0.55 );

р - мощность(240Вт).

Q_изб.1 = 0.55 * 200=132 Вт

Q_изб.2 - теплопоступление от солнечной энергии,

Q_изб.2 =m S k Q_c ,

где m - число окон (2);

S - площадь окна(4 м²);

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления k=0.6

Q_c - теплопоступление от окон(127 Вт/м).

Q_изб.2 = 2 * 4 * 0.6 * 127 = 610 Вт

Q_изб.3 - тепловыделения людей

Q_изб.3 = n q ,

где q - тепло, выделяемое одним человеком(80 Вт/чел.);

n - число людей(постоянно в помещении находится 1 оператор).

Q_изб.3 = 1 * 80 = 80 Вт

Q_избыт = 132 + 610 + 80 = 353 Вт

Из уравнения теплового баланса следует:

L = =353 м³ /ч

Объем воздуха необходимый для обмена имеет небольшую величину, поэтому воздухообмен можно обеспечить с помощью приточной вытяжной вентиляцией. Приточная вытяжная вентиляция служит для подачи свежего воздуха в помещение и для удаления из помещения загрязненного или нагретого воздуха через воздуховоды.

Классификация воздуховодов:

По давлению:

- низкого давления - до 900 Па

- среднего давления - от 900 до 2000 Па

- высокого давления - более 2000 Па

По скорости воздуха:

- низкоскоростные - до 15 м/с

- высокоскоростные - более 15 м/с.

Для небольших помещений, требующих небольшого воздухообмена применяют воздуховод с низкими давлением и скоростью.

Мероприятия по снижению шума на рабочих местах

При длительном воздействии шума и недостаточном отдыхе могут произойти стойкие патологические изменения в слуховом анализаторе и сердечно - сосудистой системе и, как следствие этого, вызвать заболевание органов кровообращения, а затем и необратимое снижение слуховой чувствительности.

Вредное влияние шума существенно сказывается на реакции работающего человека, ведет к ослаблению его внимания .

Шумовые явления обладают свойством кумуляции. Накапливаясь в организме, они все больше и сильнее угнетают нервную систему.

Вредность шума как фактора производственной среды приводит к необходимости ограничивать его уровень. Важным средством профилактики и борьбы с вредным воздействием широкополосного шума (шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру частот) является соблюдение гигиенических нормативов в соответствие с ГОСТ 12.1.003-83 "Шум".

Для предотвращения неблагоприятного воздействия шума и вибрации, при сборке ПП, на организм работающих должен проводиться комплекс мероприятий, включающих технические, организационные и медико - профилактические мероприятия. Одним из основных технических мероприятий является устранение в процессе проектирования, конструирования и эксплуатации приборов и оборудования причин шума, значительное их ослабление в самом источнике образования.