Расчет капитальных затрат на разработку цифрового анализатора

Расчет капитальных затрат на разработку (себестоимость) устройства можно осуществить с помощью расчетно-аналитического метода. Его сущность сводится к тому, что прямые затраты на единицу продукции определяются путем нормативного расчета себестоимости проектируемого устройства по статьям калькуляции. По существующей классификации затрат принят следующий состав статей калькуляции:

· Сырье и материалы.

· Возвратные отходы.

· Покупные комплектующие изделия.

· Основная заработная плата производственных рабочих.

· Дополнительная заработная плата производственных рабочих.

· Отчисления на социальные нужды с заработной платы производственных рабочих.

· Расходы на подготовку и освоение производства.

· Износ инструментов и приспособлений целевого назначения и социальные расходы.

· Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.

· Цеховые расходы.

· Общезаводские расходы.

· Прочие производственные расходы.

· Внепроизводственные расходы.

Примечание: в таблицах будут использованы оптовые закупочные цены и тарифные ставки на 5.04.2011 г.

Расчет экономической целесообразности разрабатываемого цифрового анализатора

В основе расчета экономической целесообразности лежит расчет приведенных затрат:

Пi = ?i + Ен • Кi

где Пi - приведенные затраты по i-му образцу; ?i - годовые эксплуатационные затраты по i-му образцу; Ен - нормативный коэффициент использования капиталовложений;

Кi - капитальные вложения по i-му образцу.

Для существующих радиоизделий капитальные затраты принимаются равными рыночной цене изделия: К? ? Црын 1

Величина капитальных вложений на разрабатываемое изделие определяется из выражения:

К? = Цопт2 + Енир

где Цопт2 - оптовая цена разрабатываемого изделия; Енир - затраты на научно-исследовательские работы.

Экономическая эффективность от разработки и внедрения

? П = П1 - П2

где П1 - приведенные затраты по аналогу; П2 - приведенные затраты по разрабатываемому варианту.

Расчет капитальных затрат на разработку

Сырье и материалы.

В основе оптовой цены лежит себестоимость, которая определяется по статьям затрат. Эта статья включает в себя затраты на основные материалы, расходуемые в нашем случае на изготовление печатного узла. Расход материалов в таблицах приведены на одну печатную плату цифрового анализатора (показаны в таблице 3).

Первая статья калькуляции - сырье и основные материалы. Результаты расчета затрат приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1

№ п/п	Наименование материала	Марка. тип, ГОСТ	Единица измерения	Норма расхода на единицу измерения	Цена за единицу измерения (руб.)	Стоимость (руб.)
1	Стеклотекстолит 2-х сторонний, 8-ми слойный.		шт	1	1000	1000
2	Припой	ПОС-61 ГОСТ 10316-78	кг	0,05	1220	61
3	Флюс	ФКС Н0064-63	л	0,04	470	19
4	Лак	УР - 123 ТУ-6-10 863-76	л	0,04	450	18
5	Эмаль	НИ-17ГОСТ 91881-78	кг	0,02	140	3
6	Спирт	Сорт 1 ГОСТ 115-47-76	кг	0,01	200	2
	Итого	----	----	----	----	1103
7	Прочие материалы	----	ден. ед.	5%	----	55
	Всего	----	----	----	----	1158
8	Транспортно- заготовительные расходы	----	ден. ед	12%	----	132
	Итого расходов	----	ден. ед.	----	----	1290

Возвратные отходы.

Считаем, что они составляют 1% от стоимости материалов.

1290 • 0,01 = 12,9 руб.

Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги кооперирующихся предприятием.

Эта статья включает в себя статью калькуляции на приобретенные готовые изделия и полуфабрикаты.

Составим таблицу для расчета стоимости покупных комплектующих изделий на цифровой анализатор.

Таблица 8.2

Наименование	Обозначение	Норма расхода на издел.	Цена за единицу руб.	Сумма на изделие, руб.
Конденсаторы Резисторы Кварцы Диоды Микросхемы	Тип ± 5% X7R - 0603 Тип ± 5% X7R - 1206 Тип Chip 3.2 x 1.6± 5%- 16В Тип ± 5%- 25В К50-35 Тип ± 5% - 0603 Сборка CAY16 Quartz FT24A-32780 Quartz KX-12B Диод Шотки BAT54C STPS3L25S HCL-1503AGC-4 A Type AD623ARZ AD8057ARTZ AD8132 AD9218 AD9763 AT32AP7000 AT45DB642D AT49BV642D DP83848IVV EP3C40F484C7N LM1117IMPX LM25576MHX LT1054 MAX3232ECAE MT48LC16M16A2TG OP07 SN74LVC1G14 SN74LVC1GU04 ГК175-2-УНТК-3В-20.0МГц	241 5 14 4 72 28 30 10 1 4 8 2 1 4 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 2 1 4 2 1	0,4 2,5 8 3 0,2 0,9 0,5 12 6,8 12 8 80 70 90 290 290 250 170 120 83 2900 53 160 46 70 350 34 8 2,8 70	96,4 12,5 112 12 14,4 25,2 15 120 6,8 48 64 160 70 360 290 290 250 170 120 83 2900 53 640 46 70 700 34 32 5,6 70
Итого: 6961,1 рублей
Остальное	DRB-9FB DTSL-62 (TS-1157-P-AHN-2) Header 10X2 IDC - 20MS J0006D21BNL RASM722 JTAG Connector PLD-10 Jumper PLS-2 2.54мм 1x2 Jumper Switch PLS-2 2.54мм SDCMF-209XXW0X0 TOLC-125-32-S-Q USBB-1J	1 1 2 1 1 1 3 3 1 1 1	58 1,7 25 80 12 35 40 40 35 300 25	58 1,7 50 80 12 35 120 120 35 300 25
Итого: 836,7 рублей

Итого: 7917 рублей.

Транспортно-заготовительные расходы составляют 12% от общей стоимости комплектующих изделий:

7917 • 0,12 = 950 руб.

Итого: 7917 + 950 = 8867 рублей

Общие транспортно-заготовительные расходы составляют:

950 + 132 = 1082руб.

Основная заработная плата производственных рабочих.

Эта статья включает в себя основную заработную плату как производственных рабочих, так и ИТР, и других категорий работников за работу, непосредственно связанную с изготовлением продукции.

Основная заработная плата определяется прямым путем по формуле:

З0 = Зт + Зп,

Где Зт - заработная плата по тарифу,

Зп - доплаты по сдельно- и повременно-премиальным системам (20%).

Зт =

где t2 - трудоемкость по 2-му виду работ,

Т2 - тарифная ставка по 2-му виду работ.

n - количество видов работ (операций).

В виду малости расходов на топливо и энергию на технологические цели при изготовлении цифрового анализатора, затраты по третьей статье калькуляции не рассчитываются.

Расчет затрат на основную заработную плату основных производственных рабочих.

Таблица 8.3

Наименование	Трудоемкость в нормо-часах	Разряд работ, условия выполнения работ	Часовая тарифная ставка руб/час	Величина затрат руб.
Детали	Операции тех. процесса
Монтаж и сборка	Распаковка элементов Формовка выводов Лужение выводов Установка элементов Промывка паек Пайка Сборка разъемов Установка креплений	1 1,4 2 2 0,6 12 1 0,1	3Н 3Н 3В 4В 2В 4В 3Н 3Н	29,02 29,02 31,45 32,4 26,36 32,4 29,02 29,02	29,02 40,63 62,9 64,8 15,82 388,8 29,02 2,9
Регулировка и контроль	Осмотр монтажа Проверка на соответствие принципиальной схеме Проверка работоспособности Покрытие лаком	0,5 1,5 1 0,1	5Н 5Н 5Н 2В	37,24 37,24 37,24 26,36	18,62 55,86 37,24 2,64

Итого: Прямая заработная плата основных производственных рабочих - 748,25 рублей.

Премия основных производственных рабочих составляет 100%, т.е.

748,25 рублей.

Итого: Основная заработная плата основных производственных рабочих составляет - 1496,5 рублей.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих включает в себя выплаты, предусмотренные законодательством о труде или коллективным договором.

Дополнительная заработная плата устанавливается в пределах 810% от основной и составляет:

1496,5 • 0,1 = 149,65 руб.

Отчисления на социальные нужды составляют 41 % от суммы основной и дополнительной заработной платы:

(1496,5 +149,65) • 0,41 = 674,92 руб.

Расходы на подготовку и освоение производства рассчитываются в процентах от основной заработной платы производственных рабочих 40-60%

1496,5 • 0,5 = 748,25 руб.

Расходы на износ инструмента и приспособлений целевого назначения и специальные расходы. Для серийного производства, специализированного на выпуске данной продукции, эти расходы составляют 26 % от основной заработной платы производственных рабочих:

1496,5 • 0,26 = 389руб.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования составляют

40 % от основной заработной платы производственных рабочих:

1496,5 • 0,4 = 598,6 руб.

Цеховые расходы для производства: ? = 75 %

1496,5 • 0,75 = 1122,38 руб.

Общезаводские расходы = 80 % от основной заработной платы производственных рабочих:

1496,5 • 0,8 = 1197,2 руб.

Прочие производственные расходы составляют 38 % от ОЗП производственных рабочих:

1496,5 • 0,38 = 568,67 руб.

Внепроизводственные расходы = 3 % от ОЗП производственных рабочих:

1496,5 • 0,03 = 44,9 руб.

Все расчеты сведем в таблицу 9.4.

Таблица 8.4

№	Статьи себестоимости	Затраты в рублях
1. 2. 3.	Сырье и основные материалы Покупные изделия и полуфабрикаты Топливо и энергия на технологические цели	1290 7917 ----
Итого: Прямые материальные затраты	9207
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.	Общие транспортно-заготовительные расходы Основная заработная плата основных производственных рабочих Дополнительная заработная плата основных производственных рабочих Отчисления на социальные нужды Расходы на подготовку и освоение производства Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования Износ инструментов Цеховые расходы	1082 1496,5 149,65 674,92 748,25 598,6 389 1122,38
Итого: Цеховая себестоимость	6261,3
12. 13.	Общезаводские расходы Прочие производственные расходы	1197,2 568,67
Итого: Производственная себестоимость	1765,87
14.	Внепроизводственные расходы	44,9
Итого: Полная себестоимость	17279

Расчет оптовой цены изделия

Оптовая цена находится по формуле:

где СП - полная себестоимость; Р - среднеотраслевой уровень рентабельности изделия (15%).

Таким образом:

 руб.

Величина капитальных затрат определяется по формуле:

.

руб.

Отсюда капитальные затраты составляют:

К2 = 19871 + 3741,25 = 23612,25 руб.

Расчет годовых эксплуатационных затрат

Годовые эксплуатационные затраты находятся по формуле:

?2 = EАМ 2 + EТР 2 + E ЭЛ. ЭН 2 + E CОД 2 ,

где EАМ 2 - амортизационные отчисления; EТР 2 - затраты на текущий ремонт;

E ЭЛ. ЭН 2 - затраты на электроэнергию; E CОД 2 - затраты на содержание.

Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

где N2 - процент амортизации, при сроке эксплуатации 5 лет составляет 20%.

Ежегодные амортизационные отчисления составляют:

руб.

Затраты на текущий ремонт состоят из:

EТР 2 = E ЗПР 2 + E Р 2 ,

где E ЗПР 2 - заработная плата ремонтников; E Р 2 - стоимость собственного ремонта.

E ЗПР 2 находится по следующей формуле:

E ЗПР 2 = ( t оу • U Р• m Р2 ) ( 1 + k ДОП ) ( 1 + k СН ),

где t оу - время на отыскание и устранение неисправности; U Р - часовая тарифная ставка ремонтника; m Р2 - количество ремонтов в год; k ДОП - коэффициент доплат; k СН - коэффициент отчислений на социальные нужды.

Вероятное число ремонтов в год:

M Р2 = ТРАБ 2 • L 2 ,

где ТРАБ 2 - число часов работы в год (5000ч/год ); L 2 - интенсивность отказов (примем 3•10-6 1/ч).

Тогда: m Р2 = 5000 • 3•10-6 = 0,016.

Примем m Р2 = 1.

E ЗПР 2 = (0,8 • 49 • 1) (1 + 0,2) (1 + 0,41) = 66,33 руб.

Затраты на текущий ремонт рассчитывается по формуле:

E Р 2 = m Р2 • z НЭ 2 ,

где z НЭ 2 - средняя стоимость не восстанавливаемого элемента в рублях

Получаем E Р 2 = 1 • 10 = 12 руб.

Тогда: EТР 2 = 66,33 + 12 = 78,33 руб.

Расход на электроэнергию рассчитывается по формуле:

E ЭЛ. ЭН 2 = P 2 • Z К/Ч • T РАБ 2 ,

где P 2 - потребляемая мощность (кВт); Z К/Ч - стоимость кВт/ч электроэнергии (руб).

E ЭЛ. ЭН 2 = 0,005 • 1,20 • 5000 = 30 руб.

Затраты на содержание E ЕД 2 принимается равными 20% от суммы амортизации и энергетических затрат:

руб.

Годовые эксплуатационные затраты составляют:

?2 = 4722,45 + 78,33 + 30 + 950,49 = 5781,27руб.

Расчет эксплуатационных затрат по аналогу

Расчет затрат по аналогу проводится аналогично расчету по разрабатываемому цифровому анализатору. Величина капитальных вложений принимается равной рыночной цене аналога. Цена измерителя FSL Rohde-Schwarz составляет:

FSL3 9 кГц - 3 ГГц: 404 000 руб.

FSL6 9 кГц - 6 ГГц: 554 000 руб.

FSL18 9 кГц - 18 ГГц: 847 000 руб.

Разрабатываемый цифровой анализатор способен работать в любых диапазонах, который выбираются только подключаемым радио модулем, но так как в дипломном проекте мы брали за основу диапазон до 3.5 ГГц, то в качестве аналога возьмём FSL3 9 кГц - 3 ГГц.

К 1 = 404 000 руб.

Рассчитываем годовые эксплуатационные затраты. Амортизационные отчисления рассчитываем по формуле:

руб.

Используя формулы (11), (12), (13) рассчитали затраты на текущий ремонт:

m Р1 = 1;

E ЗПР 1 = (0,8 • 49 • 1) (1 + 0,2) (1 + 0,41) = 66,33 руб;

E Р 2 = 1 • 30 = 30 руб;

EТР 2 = 66,33 + 30 = 96,33 руб.

Затраты на электроэнергию рассчитываем по формуле:

E ЭЛ. ЭН 2 = 0,002 • 1,20 • 5000 = 12 руб.

Затраты на содержание E ЕД 2 принимается равными 20% от суммы амортизации и энергетических затрат:

руб.

Годовые эксплуатационные затраты составляют:

?2 = 80800 + 96,33 + 30 + 16166 = 97092,33руб.

Расчет экономического эффекта от внедрения спроектированного изделия

Экономический эффект от внедрения спроектированного изделия представляет собой суммарную экономию средств, полученную как в сфере производства, так и в сфере эксплуатации.

Расчет экономической эффективности производится по формуле:

Для аналога:

П 1 = 97092,33+ (404000 • 0,15) = 157692,33руб.

Для разрабатываемого цифрового анализатора:

П 2 = 5781,27 + (23612,25 • 0,15) = 9323руб.

Значит:

?П = 157692- 9323= 148369 руб.

Наличие экономической эффективности означает экономическую целесообразность разрабатываемого цифрового анализатора.

Таблица 8.5

Устройство	Капитальные затраты \ Стоимость аналога	Амортизационные отчисления	Годовые эксплуатационные затр	Итог
Цифровой анализатор	23612	4722	5781	9323
FSL Rohde-Schwarz 9 кГц - 3 ГГц	404000	80800	97092	157692

Вывод

Приведенные расчеты экономической эффективности показали преимущества разрабатываемого цифрового анализатора по сравнению с существующим, таким как FSL Rohde-Schwarz. Себестоимость и оптовая цена увеличиваются, но эксплуатационные расходы уменьшаются и мы имеем большой годовой экономический эффект. Разрабатываемое изделие, в настоящее время, проходит последние испытания и поэтому трудно судить, когда оно будет пущено в производство, но преимущества по основным показателям, таким как стоимость и эксплуатационные затраты, делают его конкурентно способным.

9. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

Анализ условий труда на производстве.

В последние годы большое внимание уделяется улучшению условий труда пользователей электронно-вычислительных машин (ПЭВМ) и видеодисплейных терминалов (ВДТ), несмотря на то, что качество и безопасность самых ПЭВМ и ВДТ постоянно улучшаются. В развитых странах, в том числе в США, Германии, Швеции, вопрос об опасности работы за дисплеями поднялся до уровня национальной проблемы, а в Германии работа за дисплеями входит в список 40 наиболее вредных и опасных профессий.

Основным фактором, влияющим на производительность труда людей, работающих с ПЭВМ и ВДТ, являются комфортные и безопасные условия труда.

Работа оператора ПЭВМ относится к категории работ, связанных с опасными и вредными условиями труда. В процессе труда на оператора ПЭВМ оказывают действие следующие опасные и вредные производственные факторы:

физические:

· повышенные уровни электромагнитного излучения;

· повышенный уровень инфракрасного излучения;

· повышенный уровень статического электричества;

· повышенные уровни запыленности воздуха рабочей зоны;

· повышенная влажность воздуха рабочей зоны;

· пониженная подвижность воздуха рабочей зоны;

· повышенный уровень шума;

· пониженный уровень освещенности;

· повышенный уровень прямой блесткости;

· повышенный уровень отраженной блесткости;

· неравномерность распределения яркости в поле зрения;

· повышенная яркость светового изображения;

· повышенный уровень пульсации светового потока;

· повышенное значение напряжения в электрической цепи замыкание которой может произойти через тело человека;

· психофизиологические;

физические перегрузки:

· длительные статические нагрузки;

нервно-психические перегрузки:

· интеллектуальные нагрузки;

· напряжение зрения;

· напряжение внимания;

· эмоциональные нагрузки;

· монотонность труда;

· большой объем информации обрабатываемой в единицу времени.

Физически вредные и опасные факторы

К физическим вредным и опасным факторам относятся: повышенные уровни электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучения; повышенный уровень статического электричества и запыленности воздуха рабочей зоны; повышенное содержание положительных аэронов и пониженное содержание отрицательных аэройонов в воздухе рабочей зоны; повышенный уровень блескости и ослепленности; неравномерность распределения яркости в поле зрения; повышенная яркость светового изображения; повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

Химически вредные и опасные факторы

Химические вредные и опасные факторы следующие: повышенное содержание в воздухе рабочей зоны двуокиси углерода, озона, аммиака, фенола и формальдегида.

Психофизические вредные и опасные факторы

Психофизиологические вредные и опасные факторы: напряжение зрения и внимания; интеллектуальные, эмоциональные и длительные статические нагрузки; монотонность труда; большой объем информации, обрабатываемый в единицу времени; нерациональная организация рабочего места.

Длительная и интенсивная работа на компьютере может стать источником тяжелых профессиональных заболеваний, таких, как травма повторяющихся нагрузок (ТПН), представляющая собой постепенно накапливающиеся недомогания, переходящие в заболевания нервов, мышц и сухожилий руки.

Вредные факторы, воздействующие на инженера-исследователя при работе с ПК. Работа на ПК относится к категории работ, связанных с опасными и вредными условиями труда. На инженера-исследователя (в дальнейшем будем говорить о операторе ПК) может воздействовать ряд опасных и вредных производственных факторов, наиболее значимые из которых следующие:

повышенный уровень напряжения в электрических цепях питания и управления ПК, который может привести к электротравме оператора при отсутствии заземления или зануления оборудования (источник - переменный ток промышленной частоты 50 Гц напряжением 220 В, служащий для питания ПК, а также токи высокой частоты напряжением до 12 000 В систем питания отдельных схем и узлов дисплея);

повышенный уровень напряженности электрического и магнитного полей в широком диапазоне частот (в том числе от токов промышленной частоты 50 Гц от ПК, вспомогательных приборов, других электроустановок, силовых кабелей, осветительных установок и т.п.- особенно при отсутствии заземления или зануления оборудования);

не соответствующие санитарным нормам визуальные параметры дисплеев, особенно имеющих величину зерна (пиксель) 0,3 мм и более, частоту кадровой развертки-50-75 Гц, а также нарушение визуальных параметров у сертифицированных ПК (возникновение нестабильного изображения) из-за влияния на дисплей повышенных значений напряженности магнитного поля от источников тока промышленной частоты 50 Гц (так называемое опосредованное влияние магнитных полей); повышенный уровень прямой и отраженной блесткости; повышенная яркость светового изображения; повышенный уровень пульсации светового потока; неравномерность распределения яркости в поле зрения и др.;

избыточные энергетические потоки сине-фиолетового света от экрана дисплея в видимом диапазоне длин электромагнитных волн, снижающие четкость восприятия изображения глазом;

пониженный или повышенный уровень освещенности;

повышенный уровень напряженности статического электричества;

повышенный уровень загазованности воздуха (в первую очередь по углекислому газу и аммиаку, которые образуются при выдыхании), особенно в плохо вентилируемых помещениях;

повышенный уровень запыленности воздуха рабочей зоны от внешних источников;

не соответствующие нормам параметры микроклимата: повышенная температура из-за постоянного нагрева деталей ПК, пониженная влажность, пониженная или повышенная скорость движения (подвижность) воздуха рабочей зоны;

нарушение норм по аэроионному составу воздуха, особенно в помещениях с развитой системой приточно-вытяжной вентиляции и (или) с кондиционерами; при этом концентрация полезных для организма отрицательно заряженных легких ионов кислорода воздуха (аэроионов) может быть в 10-50 раз ниже нормы, а концентрация вредных положительных ионов значительно превышать норму;

повышенное содержание в воздухе патогенной (вызывающей заболевания) микрофлоры (прежде всего-стафилококка), особенно зимой при повышенной температуре в помещении, плохом проветривании, пониженной влажности и нарушении аэроионного состава воздуха;

повышенный уровень шума от работающих вентилятора охлаждения ПК и принтера, от неотрегулированных источников люминесцентного освещения и др.;

повышенный уровень мягкого рентгеновского излучения от электронно-лучевой трубки дисплея (этот фактор имеет место только у старых ВДТ выпуска ранее 1992 г.);

повышенные зрительные нагрузки и адинамия глазных мышц, т.е. их малая подвижность при высоком статическом зрительном напряжении в течение длительного времени, что может стать причиной различных глазных заболеваний, особенно таких, как спазм аккомодации (потеря возможности мышц сокращаться), снижение остроты зрения, уменьшение запаса относительной аккомодации, а затем и близорукость;

монотонность труда;

повышенное умственное напряжение из-за большого объема перерабатываемой и усваиваемой информации;

физическое перенапряжение из-за нерациональной организации рабочего места (неудобные кресла, столы, отсутствие подставок для текста, для ног и кистей рук и др.), что в значительной степени усиливает напряжение мышц позвоночника, ног, рук, шеи, глаз.

Уровень ЭЛМ излучения

Выделяют две основные группы стандартов и рекомендаций - по безопасности и эргономике. К первой группе относятся стандарты UL, CSA, DHHS, CE, скандинавские SEMRO, DEMKO, NEMKO и FIMKO, а также FCC Class B. Из второй группы наиболее известны MPR-II, TCO "92 и TCO"95, ISO 9241-3, EPA Energy Star, TUV Ergonomie.

FCC Class B. Этот стандарт разработан канадской Федеральной комиссией по коммуникациям для обеспечения приемлемой защиты окружающей среды от влияния радиопомех в замкнутом пространстве. Оборудование, соответствующее требованиям FCC Class B, не должно мешать работе теле- и радиоаппаратуры.

В России используется аналогичные санитарные требования к электромагнитному излучению, а именно эти требования содержатся в СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96.

Таблица9.1

Диапазон частот	Предельно допустимая энергетическая экспозиция
	по электрической составляющей, (В/м)2 х ч	по магнитной составляющей, (А/м)2 х ч	по плотности потока энергии, (мкВт/м2) х ч
30 кГц - 3 МГц	20 000	200	----
3 - 30 МГц	7 000	Не разработаны	----
30 - 50 МГц	800	0,72	----
50 - 300 МГц	800	Не разработаны	----
300 МГц - 300 ГГц	----	Не разработаны	200

Создание оптимальных зрительных условий труда

Сидя за компьютером основная нагрузка приходится на зрение, поскольку при работе с монитором глаза устают значительно быстрее, чем при любых других видах работы. Поэтому имеет смысл подробнее остановиться на медицинских аспектах воздействия работы за компьютером на зрение оператора, а также на требованиях к мониторам и характеристиках изображения на экран. Нагрузка на органы зрения у человека, работа которого связана с компьютерами, возникает за счет работы с монитором, на котором отображается мелкий текст программ, документов, а также за счет мерцания монитора. Мерцание монитора возникает за счет того, что у простых дисплеев частота горизонтальной развертки обычно не превышает 50? 60 Гц.

В соответсвии с ГОСТ Р 50948-2001:

Требования безопасности к визуальным параметрам:

Яркость знака должна быть не менее 35 кд/м2 для дисплеев на ЭЛТ и не менее 20 кд/м2 для плоских дискретных экранов.

Неравномерность яркости рабочего поля экрана должна быть не более 20 %.

Неравномерность яркости элементов знака должна быть не более 20 %.

Яркостный контраст изображения должен быть не менее 3:1 (для плоских дискретных экранов при угле наблюдения от минус 40° до плюс 40°). Яркостный контраст внутри знака и между знаками должен быть не менее 3:1.

Ширина контура знака должна быть от 0,25 до 0,5 мм.

Степень несведения цветов в любом месте многоцветного экрана для дисплеев на ЭЛТ должна быть не более 3,4? при проектном расстоянии наблюдения.

Временная нестабильность изображения (мелькания) для дисплеев на ЭЛТ и на плоских дискретных экранах не должна быть зафиксирована. Для дисплеев на ЭЛТ частота обновления изображения должна быть не менее 75 Гц при всех режимах разложения, гарантируемых нормативной документацией на конкретный тип дисплея

Допустимым диапазоном значений визуального эргономического параметра называется диапазон, при котором обеспечивается безошибочное считывание информации, а время реакции человека - оператора превышает минимальное, установленное экспериментально для данного типа деятельности, не более чем в полтора раза. СанПиН 2.2.2. 542-96 определены оптимальные и допустимые диапазоны визуальных эргономических параметров:

Яркость знака (яркость экрана) - 35-120;

Внешняя освещенность экрана - 100-250 лк;

Угловой размер знака - 16-60 угл.мин. Это угол между линиями, соединяющими крайние точки знака по высоте и глаз наблюдаталя.Он вычисляется по формуле:

,

где h - высота знака (мм);

2l - расстояние от знака до глаза наблюдателя (мм).

Допустим h = 3мм, а 2l = 2 · 500мм, тогда по формуле получаем a = 0,17 градусов. Для рабочих мест, оснащенных видеотерминалами, СанПиН 2.2.2.542 - 96 рекомендуется освещенность 100 ? 500 люкс, в то время как для обычных офисов рекомендуется освещенность до 1600 люкс. Также, согласно гигиеническим нормам, установленным СанПиН 2.2.2.542 - 96, освещенность на поверхности стола и клавиатуре должна быть не менее 300 люкс, а вертикальная освещенность экрана - всего 100 ? 250 люкс.

Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещённость экрана более 300 люкс. Исследования физиологов и гигиенистов убедительно доказали, что и полутьма, и слишком высокая освещенность экрана приводят к быстрому

Микроклимат.

Указанные параметры нормируются для рабочей зоны производственных помещений, под которой понимается зона высотой 2 м над уровнем пола, или площадка постоянного или временного пребывания работающих. Постоянным рабочим местом считается место, на котором работающий находится большую часть (более 50 % или более 2 ч непрерывно) своего рабочего времени. Если при этом работа осуществляется в различных точках рабочей зоны, то постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Нормальное протекание физиологических процессов в организме возможно лишь тогда, когда выделяемое организмом тепло непрерывно отводится в окружающую среду за счет конвекции, излучения, испарения влаги с поверхности кожи и нагрева вдыхаемого воздуха или, наоборот, пополняется (тепловой баланс).

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88, значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины избытков явного, выделяемого в помещении, тепла и периода года.

Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости воздуха в рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 приведены в таблицу 10.2.

Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости воздуха в рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88

Таблица9.2

Сезон года	Категория работ	Температура, ?С	Относительная влажность, %	Скорость, , не более
Холодный и переходный период <10 ?C	Легкая I Средней тяжести - II А Средней тяжести - II Б Тяжелая - III	20-23 18-20 17-19 16-18	40-60 40-60 40-60 40-60	0.2 0.2 0.3 0.3
Теплый период >10 ?C	Легкая I Средней тяжести - II А Средней тяжести - II Б Тяжелая - III	22-25 21-23 20-22 18-20	40-60 40-60 40-60 40-60	0.2 0.3 0.4 0.5

Категории работ - это разграничение работ на основе общих энергозатрат организма, измеряемых в .

К категории 1а относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т.п.).

Характеристика помещения при проведении работ

Помещение лаборатории находится в здании Владимирского Государственного Университета (корпус 3, лаб.506), которое расположено на территории г.Владимира. Помещение предназначено для проведения занятий по учебным дисциплинам группам специальностей ФРЭМТ. Лаборатория представляет собой два прямоугольных помещения. Первое предназначено для проведения лекций и лабораторных. Второе предназначено для расположения ЭВМ и рабочего инструмента. Площадь первого составляет 30м2, площадь второго 20м2, лаборатория имеет два выхода. В лаборатории где расположена ЭВМ присутствуют окно, но придусмотрено и искусственное освещение, которое обеспечивается люминесцентными светильниками. Также на столе оператора предусмотрено местное освещение. Лаборатория находится на пятом этаже и расположена вдоль стены. Площадь помещения на одного человека составляет:

где S- площадь помещения, м2;

- длина помещения, м;

- ширина помещения, м;

n - количество человек, чел.

S = 5 · 4 / 1 = 20 м2/чел.

Объем помещения на одного человека составляет:

Где - объем помещения, м3;

- длина помещения, м;

- ширина помещения, м;

- высота помещения, м;

- количество человек, чел.

V = 5 · 4 · 2.5 / 1 = 50 м3/чел.

Площадь и объем помещения превышают минимальный размер на одного рабочего, предусмотренного гигиеническими требованиями (4,5 м2 и 15,3 м3 соответственно). Это фактор не нуждается в нормировке.

Потолок и стены окрашены в светло-синий цвет, что благоприятно действует на зрительные анализаторы.

Устройство и организация рабочего места с учетом требований эргономики

Постоянным рабочим местом является то место, на котором работающий находится более двух часов или 50% рабочего времени непрерывно.

Организация рабочего места в основном заключается в выборе рабочей позы, определение рабочей зоны. При правильно выбранной рабочей позе, которая зависит от характера движений, оператор выполняет работу с минимальной затратой энергии, совершая безопасные движения с наименьшей утомленностью. Рабочая поза должна быть устойчивой, чтобы оператор не прилагал чрезмерных мышечных усилий.

При проектировании оборудования и организации рабочего места следует

учитывать антропометрические показатели женщин и мужчин. Так как работу оператора выполняет мужчина, то рабочее место должно быть организовано в соответствии с этим.

Так как оператор выполняет легкую физическую работу, не требующую свободного перемещения, то рабочее место организовано для выполнения работ сидя.

При выполнении легких работ нормативные числовые значения:

· высота рабочей поверхности не менее 725 мм;

· высота сидения не менее 420 мм.

Рабочее место оператора состоит из стола, поверхность которого 1550х1000 мм, высота стола 760 мм и стула, его высота 430 мм.

Органы управления (клавиатура, манипулятор «мышь») на рабочей поверхности размещены с учетом требований предъявленных ГОСТ 22269-76.

Средства отображения информации ВДТ расположены вертикально на рабочей поверхности в соответствии с ГОСТ 22269-76.

Таким образом, рабочее место в лаборатории организовано в соответствии с требованием стандартов, технических условий и методических указаний.

Для создания условий, способствующих уменьшению производственного утомления, связанного с накоплением усталости при вынужденном положении головы и корпуса, повышению эффективности труда за счет улучшения кровоснабжения зрительного анализатора, предупреждению ряда заболеваний шейного отдела позвоночника и поясницы рекомендуется для оператора стул специальной конструкции (с регулируемой высотой и возможностью вращения вокруг оси). Он предназначен для оптимизации позы при зрительно напряженных видах труда, выполненных сидя.

Таблица9.3

Наименование фактора	Значение в лаборатории	Предельно допустимое значение	Нормативный документ
Уровень ЭЛМ излучения
30 кГц - 3 МГц	7500 (В/м)2 х ч	20 000 (В/м)2 х ч	СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96
3 - 30 МГц	1300 (В/м)2 х ч	7 000 (В/м)2 х ч	СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96
30 - 50 МГц	130 (В/м)2 х ч	800 (В/м)2 х ч	СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96
50 - 300 МГц	75 (В/м)2 х ч	800 (В/м)2 х ч	СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96
Микроклимат
а) холодный и переходный период:
- температура	18 ?С	17-23 ?С	ГОСТ 12.1.005-88
- относительная влажность	60 %	75 %	ГОСТ 12.1.005-88
- скорость ветра	0.2	0.3	ГОСТ 12.1.005-88
б) теплый период
- температура	22 ?С	18-27 ?С	ГОСТ 12.1.005-88
- относительная влажность	50 %	65 %	ГОСТ 12.1.005-88
- скорость ветра	0.1	0.2-0.4	ГОСТ 12.1.005-88
Параметры дисплея
Яркость знака на ЭЛТ\ЖК	35\20 кд/м2	35\20 кд/м2
Частота развёртки для ЭЛТ	75-85 Гц	75 Гц	ГОСТ Р 50948-2001
Частота развёртки для ЖК	60 Гц	60 Гц	ГОСТ Р 50948-2001
Освещение
-комбинированном искусственном освещении	210	300	СНиП 23-05-95
-комбинированном естественном освещении	КЕО = 4.1 %	КЕО = 4 %	СНиП 23-05-95

Как видно из таблицы, наблюдается нехватка искусственного освещения. Поэтому проведем нормировку этого фактора.

Характеристика систем искусственного освещения

Достижение условий оптимального восприятия зрительной информации достигается при создании высокого уровня освещенности лаборатории и благоприятном сочетании цветового оформления.

Зрительная работа относится к 4б разряду средней точности. Контраст объекта различения с фоном средний.

Недостаточная освещенность рабочей зоны оператора, устраняется введением комбинированного искусственного освещения. Для расчета освещения необходимо знать размеры помещения. Для данного вида деятельности (дистанционный контроль производственного процесса на экране компьютера) может использоваться, любая доступная площадь. Для расчета возьмем помещение лаборатории № 506 площадью 5 х 4 (длина А = 5 м, ширина В = 4 м, высота С = 2,5 м) с полным отсутствием естественного освещения.

Рисунок 9.1

Рассчитаем освещение. Для организации освещения рабочего места воспользуемся светильниками с люминесцентными лампами. Найдем высоту подвеса над рабочей плоскостью Н. Из рисунка 10.2, представленного ниже, видно, что высота рабочей плоскости (стола) над, полом равна 0,75 м. Следовательно, учитывая расстояние от потолка до светильника (.0,2 м), расстояние от рабочей плоскости до светильника будет приближенно равно 1,5 м. Найдем расстояние между центрами светильников.

Для люминесцентных светильников

l = 1,4 • H = 1,4 • 1,5 = 2,1м.

При таком значении l можно реализовать один ряд светильников вдоль длинной стены. Расстояние светильников от стен равно:

l1 = 0,25 • l = 0,25 • 2,1 = 0,525 м.

Количество светильников определяется по формуле:

.

Расположение светильников условно показано на рисунке. Точками обозначены центры светильников.

Рисунок 9.2

Для нахождения требуемого светового потока одного источника необходимо предварительно найти некоторые параметры. Коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников равен:

КЗ = 1,5 ,

так как в данном помещении выделение пыли низкое. Площадь освещаемого помещения:

S = АВ = 4•5 = 20 м2.

Определим индекс помещения:



Коэффициент отражения потолка (свежая побелка):

? пт = 0,7.

Коэффициент отражения стен (голубой цвет):

? cт = 0,53.

Коэффициент отражения пола (коричневый цвет):

? пл = 0,23.

Выбираем светильник ЛСПО2, с данным коэффициентам отражения и индексу помещения соответствует коэффициент использования светового потока:

? = 0,47,

Зная теперь все необходимые значения параметров, вычислим требуемый световой поток одного источника света:

После нормировки этого фактора искусственная освещенность в лаборатории соответствует нормативным требованиям .

Выводы

Пониженный или повышенный уровень освещенности, повышенный уровень напряженности статического электричества, повышенный уровень загазованности воздуха, повышенный уровень шума от работающих вентиляторов охлаждения ПК, монотонность труда, повышенное умственное напряжение из-за большого объема перерабатываемой и усваиваемой информации - все это только небольшой перечень вредных факторов, которые испытывает оператор ПК. Расчет оптимальных зрительных условий показал, что самая основная нагрузка приходится на зрение, поскольку при работе с монитором глаза устают значительно быстрее, чем при любых других видах работы. Для уменьшения вредного воздействия при работе оператора необходимо выполнение двух основных условий:

· снабжать рабочие помещения всем необходимым оборудованием для обеспечения нормальных условий труда;

· выполнение основных правил безопасности труда самим оператором.

Так же была произведена нормировка искусственного освещения и расчёт требуемого значения искусственной освещенности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время развитие каналов связи для передачи информации достигло такого уровня, что построение современных систем контроля, испытаний мониторинга не возможно без использования портативного компьютера и ЭВМ в целом. Так же ещё раз подчеркнуть преимущества виртуальных измерительных систем по сравнению с классическими приборами, которые предназначены, как правило, для измерения одной величины. Комплексная компьютерная СКИМ должна быть многофункциональной, комбинированной, модульной, гибкой и открытой.

Согласно техническому заданию был разработан цифровой анализатор канала связи, имеющий полосу пропускания до 10 МГц. Анализатор имеет возможность измерять ряд параметров канала связи, такие как АЧХ, ФЧХ, частоту, уровень составляющих, ККП, ОККП и др. Что полностью соответствует техническому заданию.

Было проведено моделирование, и измерен ОККП сигнала с OFDM-модуляцией в полосе 3,5 МГц. Результаты моделирования и апробация предложенного алгоритма расчета и учета ОККП говорят о его работоспособности в современных системах цифровой связи. Что можно использовать для решения задачи оценки канала и учета его характеристик при демодуляции сигналов.

Моделирование проводилось при демодуляции сигналов OFDM в реальном канале связи стандарта WiMAX на разработанном макете на базе МК Atmel AVR32 AP7000, ПЛИС фирмы Altera Cyclon-III EP3C40, 64 МБ ОЗУ.

Так же стоит отметить универсальность применения данного цифрового анализатора. Так как он может измерять множество параметров разных каналов связи, включая как проводные, так и беспроводные.

Применение серийных персональных компьютеров (ПК) закладывает как основу создания компьютерных измерительных систем так и основу с относительно низкой стоимости подобных систем, эффективно функционирующих в реальном масштабе времени.

Далее планируется идея создания компьютеризированной системы обработки данных. Приведенные расчеты экономической эффективности показали значительные преимущества разрабатываемого цифрового анализатора по сравнению с существующими, такие как линейка измерительных приборов R&S. Разрабатываемое изделие, в настоящее время, проходит последние испытания и поэтому трудно судить, когда оно будет пущено в производство, но преимущества по основным показателям, таким как стоимость и эксплуатационные затраты, делают его конкурентно способным.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Поздняков, А.Д., Поздняков, В.А. Автоматизация экспериментальных исследований, испытаний и мониторинга радиосистем / А.Д. Поздняков - М.: Радиотехника, 2004. - 208 с.

2. Кечиев, Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппаратуры / Л.Н. Кечиев. - М.: ООО "Группа ИДТ", 2007,-616с., ISBN: 978-5-94833-024-2.

3. Гелль, П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс / П. Гелль. - М.:ДМК, 1999,-144с.

4. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / под редакцией Нефедова В.И. - М.: Высш. шк., 2001, - 383c., ISBN: 5-06-005248-6.

5. Степанов, А.В., Матвеев, С.А. Методы компьютерной обработки сигналов и систем радиосвязи / А.В. Степанов. - М.: СОЛОН-Прес, 2003. - 208 с., ISBN: 5-98003-031-Х.

6. Дворяшин, Б.В. Основы метрологии и радиоизмерения / Б.В.Дворяшин. М.: Радио и связь,1993. - 320 с., ISВN 5-256-01020-4.

7. Классен, К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике / К.Б. Классен. - М.:Постмаркет,2000. - 231c., ISBN: 5-901095-02-2.

8. Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access System (rollup of 802.16-2001, 802.16a, 802.16c and P802.16d). Institute of Electrical and Electronics Engineers. - 2004.

9. Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр; пер. с англ. - М.: Изд. дом «Вильямс», 2003. - 1104 с., ISBN 5-8459-0497-8.

10. Прокис, Дж. Цифровая связь / Дж. Прокис // Под ред. Д. Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 2000. -800 с., ISBN 5-256-01434-Х.

11. Феер, К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра / К. Феер // Под ред. В. И. Журавлева. - М.: Радио и связь, 2000. - 520 с., ISBN 5-256-01444-7.

12. Галкин, А. П. Менеджмент и маркетинг в радиотехнике: методические указания к составлению предпринимательского проекта / А. П. Галкин; Владимирский государственный университет. - Владимир, 2001. - 24 с.

13. Волков, Л. Н. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики / Л. Н. Волков, М. С. Немировский, Ю. С. Шинаков. - М.: Эко-Трендс, 2005. - 392 с., ISBN 5-88405-071-2.

14. Гуменер, П. И.., Кайсина О. В., Литвак И. И., Надеждина Л. Г., Шумкова Т. В. Труды Международного конгресса по проблемам окружающей среды / П.И. Гуменер. - Москва, 1998. с. 85-88.

15. ГОСТ Р 50948-96. Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности.

16. ГОСТ Р 50949-96. Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности.

17. ГОСТ Р 50923-96. Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения.

18. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным ЭВМ и организация работы.

19. Афанасьев, А. И., Карпиков, И. И., Туркевич, А. А. и др. Электромагнитная безопасность при работе с компьютерной техникой / А.И. Афанасьев. - М.: Циклон-Тест, 1998.112 с.

Размещено на Allbest.ur