Системный анализ и оценка надежности лидарного комплекса по результатам испытаний на этапе отработки опытного образца

Результаты расчетов (см. рисунок 47) позволяют определить для каждого типа траекторий отработки наиболее эффективные модели оценки надежности: для траектории отработки 1-го типа - «Б»; для траектории отработки 2-го типа - «Р1», «Р2»; для траектории отработки 3-го типа - «Р1».

Рис.

Рисунок 47. Сравнительный анализ моделей оценки надежности

3. Технико-экономический раздел

3.1 Расчет себестоимости автоматизированной системы оценки надежности

Для расчета себестоимости разработки автоматизированной системы оценки надежности (АСОН) МЛК, которая является программным продуктом, будем использовать следующие статьи калькуляции:

1. основная заработная плата программистов (включая премии);

2. дополнительная заработная плата программистов;

3. отчисления на социальное страхование с заработной платы программистов;

4. расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;

5. общезаводские расходы.

В статью «заработная плата программистов» включается:

1. повременная оплата труда;

2. доплаты по сдельно-премиальной системе;

где З_п - повременная оплата труда; З_с - доплаты по сдельно-премиальной системе;

где t_p - время, потраченное на разработку программы, ч; Т_ч - тариф почасовой оплаты труда, руб/ч:

Т_ч принимаем равным 150 руб. Таким образом, получим:

З_с принимаем равной 20% от З_п:

В дополнительную заработную плату включаются выплаты, предусмотренные законодательством о труде, оплата отпусков и т.п. Принимаем ее равной 10% от основной:

Отчисления на социальное страхование принимаем равным 39% от суммы заработной платы:

В статью «расходы на содержание и эксплуатацию оборудования» включаются затраты на содержание, амортизацию и текущий ремонт оборудования. Принимаем их равными 15% от суммы основной заработной платы программистов:

Общезаводские расходы включают в себя затраты, связанные с управлением фирмой, общехозяйственные расходы, налоги, сборы и т.п. Принимаем их равными 50% от суммы основной заработной платы:

Произведем суммирование по всем статьям расходов и получим себестоимость разработки АСОН:

3.2 Расчет экономического эффекта повышения надежности мобильного лидарного комплекса

Развитие современных лидарных комплексов сопровождается увеличением их возможностей с одновременным значительным возрастанием стоимости. Поэтому необходимо при повышении требований к характеристикам комплекса руководствоваться принципом экономической целесообразности.

Экономическая целесообразность - это, во-первых, знание потребностей, во-вторых, умение оценить уровень качества комплекса и сопоставить его с потребностями, в-третьих, принимаемое решение должно быть обосновано расчетами экономического эффекта повышения качества нового комплекса.

Качество - это совокупность свойств изделия удовлетворяющих конкретные требования потребителя в фиксированных условиях потребления.

Вопросы экономического эффекта повышения качества изделий являются составной частью общей проблемы определения экономического эффекта капитальных вложений.

Определение экономического эффекта базируется на системном подходе. Он предполагает необходимость учета всей совокупности факторов или параметров, оказывающих влияние на общий экономический эффект. Экономическая целесообразность повышения качественного уровня рассматривается не изолированно, а в неразрывной связи с изменением качества других изделий, взаимодействующих с ним, с учетом особенностей его эксплуатации в различных условиях.

Так, например, экономический эффект повышения надежности МЛК определяется на основе учета структуры выполняемых задач и анализа условий использования.

При определении экономического эффекта повышения надежности учитывается мнение текущих и единовременных затрат в нескольких звеньях, как в сфере производства, так и в сфере применения.

Оценка экономического эффекта повышения надежности может быть осуществлена прямым или косвенным методами. Прямой метод - это оценка уровня качества в единицах непосредственного измерения полезного эффекта. Косвенный метод - оценка по признакам или величинам, функционально связанным с изменением качества конструкции.

В результате внедрения разработанной методики вновь создаваемые МЛК будут иметь показатели надежности отвечающие поставленным требованиям.

Определение экономического эффекта внедрения методики сводится к определению:

Экономического эффекта от оптимального определения требуемого уровня надежности.

экономического эффекта от повышения качества.

экономического эффекта от сокращения числа гарантийных ремонтов.

экономического эффекта от сокращения потребности в запасных частях.

экономического эффекта от уменьшения числа ремонтных работ. Экономический эффект от оптимального назначения показателя надежности может быть рассчитан по формуле:



- стоимость затраченная на образец с показателем надежности 0.9556; - стоимость, которую необходимо затратить на образец с показателем надежности 0.9975. Зависимость стоимости от надежности выражается:

где - стоимости затрат по обеспечению надежности и соответственно. Пусть составляет 3000000 руб.

Надежность, которая могла быть получена за счет вложения составляет .

Подставляя значения в формулу получим:

Экономический эффект от повышения надежности ,где - годовое количество решаемых задач комплексом повышенного качества; - себестоимость одной задачи, решаемой соответственно комплексом старого и повышенного качества; - срок службы машины (25 лет).

где Ао - годовое количество решаемых задач комплексом старого качества; - коэффициент простоев. Примем значение коэффициента 0,0314:

Экономия от сокращения числа гарантийных ремонтов комплекса определяется по формуле: , где - годовая стоимость гарантийных ремонтов; - коэффициент надежности;

Экономический эффект от сокращения потребности в запасных частях проявляется вследствие того, что с повышением надежности повышается наработка на отказ деталей с до , при этом оптовая цена деталей меняется с до . Тогда потребность в данной детали за нормативный срок службы составит:

По старому варианту:

По новому варианту:

Ввиду того, что комплектующие детали при переходе из сферы изготовления в сферу эксплуатации не являются запасными частями (экономически их стоимость образует величину капиталовложений), то потребное количество запасных частей данной детали будет на единицу меньше по сравнению с потребным количеством данных деталей на весь срок службы машины.

Поэтому экономию на запасных частях представляем в следующем виде:

где и - приведенная цена заменяемой детали;

Повышение надежности и долговечности комплекса приводит к уменьшению объема ремонтных работ и, соответственно, к уменьшению фонда заработной платы ремонтных рабочих. Экономия на заработной плате ремонтников:

где Р - среднечасовая расценка ремонтной бригады; Н - норма времени на замену детали;

Таким образом, суммарный экономический эффект от повышения надежности оставит:

Э = 38695 + 96860 + 70991 + 26020 - 128738 = 103828 руб.

На основании результатов расчета можно сделать вывод о целесообразности проведения работ по повышению надежности объектов техники, в том числе и разработки специальных автоматизированных систем оценки надежности. Выход в свет товарных версий подобных программ (АСОН) позволит получать ощутимые экономические выгоды.

4. Охрана труда и окружающей среды

4.1 Обеспечение требований охраны труда и окружающей среды при работе на ПЭВМ

Персонал, работающий на компьютере обязан соблюдать требования инструкции, разработанной на основании Санитарных норм и Правил СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы», а также нести личную ответственность за соблюдение требований безопасности своего труда и за создание опасного или вредного производственного фактора для других работающих и поломку компьютера.

При работе с компьютером вредными и опасными факторами являются:

· электростатические поля;

· электромагнитное излучение;

· наличие мощных ионизирующих излучений;

· локальное утомление, общее утомление;

· утомляемость глаз;

· опасность поражения электрическим током;

· пожароопасность.

Режимы труда и отдыха при работе с компьютером должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности.

Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья на протяжении времени работы с компьютером должны устанавливаться регламентированные перерывы.

Перед началом работы необходимо убедиться, что мониторы компьютера имеют антибликовое покрытие с коэффициентом отражения не более 0,5.

Покрытие должно также обеспечивать снятие электростатического заряда с поверхности экрана, искрение и накопление пыли.

Корпус монитора должен обеспечивать защиту от ионизирующих и неионизирующих излучений.

Необходимо проверить рабочее положение компьютера расстояние между стеной с оконными проемами и столом должно быть не менее 0,8 м. При небольшом кол-ве рабочих мест желательно располагать столы у противоположной стены относительно оконных проемов.

Расстояние между рабочими столами должно быть не менее 1,2м. Не допускается нахождение второго рабочего места со стороны задней стенки компьютера.

Экран видеомонитора должен находиться от глаз на оптимальном расстоянии 600-700мм, но не ближе 500мм.

Высота рабочей поверхности стола должна регулироваться а пределах 680-800 мм, при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю.

Оптимальными параметрами температуры в кабинете являются 19-21, допустимыми 18-22, относительная влажность воздуха 62-55% и соотв. 39-31%.

В кабинете следует осуществлять сквозное проветривание для улучшения качественного состава воздуха, ежедневно проводить влажную уборку.

Для повышения влажности воздуха следует использовать увлажнители. В кабинете должно быть искусственное и естественное освещение. Основной поток естественного света должен быть слева, не допускается справа, сзади и спереди работающего на компьютере. на окнах должны быть занавеси в два раза больше ширины окна. Запрещается применять для окон черные занавеси.

Обратить внимание на заземление, так как в компьютере используются микросхемы, чувствительные к статическому электричеству. Обратить особое внимание на целостность изоляции всех кабелей и разъемов, чтобы не оказаться неожиданно под напряжением относительно земли. Запрещается самостоятельно вскрывать корпус компьютера, из-за высокого напряжения внутри. Исключается работа с компьютером и его периферийными устройствами с открытым корпусом, самостоятельно переключать силовые и интерфейсные кабели, проливать жидкости и т.д. Рабочее место работающего на компьютере предусмотрено оборудовать специальной мебелью: вращающимся стулом с изменяемой высотой сиденья и угла наклона спинки.

При работе на компьютере работающий должен быть внимательным, не отвлекаться на построение дела.

Во время работы компьютера запрещается:

· оставлять компьютер без присмотра;

· проводить ремонт;

· снимать корпус с компьютера.

Продолжительность непрерывной работы с компьютером без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

Во время регламентированного перерыва с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития познотонического утомления целесообразно выполнять комплексы упражнений. Уровень шума в помещении во время работы компьютеров не должен превышать 50 дБА. Конструкция монитора должна предусматривать меры, обеспечивающие хорошую разборчивость изображения, независимую от внешней освещенности. Категорически запрещается использование на рабочем месте электронагревательных приборов с открытым элементом, открытым огнем. Пользование электронагревательными приборами с закрытыми нагревательными элементами разрешается только в специально отведенных для этого местах. Несоблюдение требований к микроклимату помещения может не только резко снижать производительность труда, вызывать потери рабочего времени из-за увеличенного числа ошибок в работе, но и приводить к функциональным расстройствам или хроническим заболеваниям органов дыхания, нервной системы, иммунной системы.

4.2 Пожарная профилактика помещения кузов-контейнера

Требования пожарной безопасности содержатся в Техническом регламенте о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон РФ от 22 июня 2008 г. №123-Ф3. г. Москва) и СП 12.13130.2009.

Выбор типа и расчет необходимого количества огнетушителей в защищаемом помещении или на объекте следует производить в зависимости от их огнетушащей способности, предельной площади, а также класса пожара горючих веществ и материалов.

В соответствии со структурой и объемом кузов-контейнера ММЛК и аппаратурой и агрегатами находящимися в нем определим тип пожара класса (Е) - пожары, связанные с горением электроустановок.

Площадь кузов-контейнера 20м². Помещение по взрывопожарной и пожарной опасности относится к категории Д (пониженная пожароопасная).

Помещение кузов-контейнера оснащается ручным порошковым огнетушителем вместимостью 5л в количестве 2 шт. Также дополнительно для кузов-контейнера могут быть использованы огнетушители самосрабатывающие порошковые.

4.3 Расчет освещенности

Недостаточное освещение вызывает преждевременное утомление, притупляет внимание работающего, снижает производительность труда, может оказаться причиной несчастного случая.

Нормы освещенности должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 в зависимости от характера выполняемой зрительной работы и принятой системы освещения.

В таблице приведены нормы для газоразрядных источников света.

Минимальные допустимые величины гигиенических параметров освещения согласно СНиП 23-05-95 приведены в таблице 13.

Таблица

Характеристики зрительной работы

Наименьший размер объекта различения,мм

Разряд зрительной работы

Подразряд зрительной работы

Контраст объекта различения с фоном

Характеристика фона

Искусственное освещение

Естественное освещение

Совмещенное освещение

Освещенность ,лк

КЕО,%

КЕО,%

Комбинированное

Общее

Верхнее или комбинированное

боковое

Верхнее или комбинированное

боковое

Очень высокая точность

0.15-0.30

II

В

Малый

Светлый

2000

200

-

-

4.2

1.5

Для общего освещения кузов-контейнера применяются люминесцентные лампы. Приемлемым является светильник ЛСП02-2х65-04-06 с лампой типа ЛБ65. Технические данные светильника для помещения с люминесцентной лампой типа ЛБ65 приведены в таблице 14.

Таблица 14.

Тип светильника	Класс светорасп.	Тип ксс	КПД,%	Степень защиты	Климатич. исполнение	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
ЛСП02- 2х65-04-06	П	Д	70	IP20	УХЛ4,04	1534x280x159	9.0

Световой поток лампы ЛБ65 Фл = 4400 лм. Напряжение питания 110 В. Мощность 65Вт. Минимальная продолжительность горения 5200ч.

Рассчитаем количество светильников необходимое для общего освещения:

,

где Ен- нормируемое значение освещенности (Ен=200лк), Кз- коэффициент запаса, S- освещаемая площадь, n- число светильников, Uoy-коэффициент использования светового потока, Z=Ecp/Емин, Еср и Емин- среднее и минимальное значение освещенности.

Коэффициент запаса, учитывающий старение источников света загрязнение светильников, для газоразрядной лампы и незначительным содержанием пыли составляет Кз = 1.5. Световой поток лампы Фл=4400 лм. Освещаемая площадь составит S=20м².

Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью h_p при высоте потолков Н=3.5 м, и высоте от пола до рабочей поверхности h=90 см, высота светильника h_с=0.1м составит: hр=2500мм. Коэффициент использования светового потока Uoy зависит от индекса помещения i_п и коэффициентов отражения потолка и стен помещения. Индекс помещения составит:

Коэффициенты отражения поверхностей принимаем равными: р_п=0.5, р_с=0.5,pp=0.3. При этом коэффициент использования светового потока Uoy =0.65. Для люминесцентных ламп, располагающихся в виде светящихся линий Z=l.l. Количество светильников составит:

Каждый светильник комплектуется двумя лампами. Эскиз расстановки светильников представлен на рисунке 48.

Рисунок 48. Эскиз расстановки светильников.

Заключение

В данной квалификационной работе проведен структурно-функциональный анализ МЛК, системный анализ его работоспособности и исходной информации, полученной в результате испытаний по существующей технологии. Предложена схема анализа надежности подсистем и комплекса в целом на основе структурно-функциональной модели надежности. Разработаны и предложены формы сбора и классификации исходной информации по отказам, имеющим место в процессе испытаний при отработке. Проведен анализ и эффективность применения усовершенствованной применительно к МЛК программы автоматизированного расчета «Пакет программ оценки надежности лидарных комплексов по результатам испытаний». Применение данной программы предполагает возможность сокращения количества испытаний на 25-30%, а следовательно временных и стоимостных затрат не менее чем на 20-25%. В технико-экономической части проекта обоснована оптимальная требуемая надежность по вероятности безотказной работы. В разделе охраны труда и окружающей среды проанализированы и обеспечены требования при работе на ПЭВМ, а также пожарная профилактика рабочего помещения и расчет его освещенности.

Список использованных источников

1.Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., Наука, 1970.

2.Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М., Мир, 1987.

3.А.С. Борейшо, М.А. Коняев, А.В.Морозов, А.В. Пикулик, А.В.Савин, А.В.Трилис, С.Я. Чакчир, Н.И.Бойко, Ю.Н. Власов, С.П. Никитаев, А.В. Рожнов. Мобильные многоволновые лидарные комплексы. Квантовая электроника, 35, № 12 (2005).

4.Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров (Утв. Минздравом СССР 31.07.1991 N 5804-91).

5.Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды. Под ред. В.Н.Рождествина. М., МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002.

6.Демтредер В. Лазерная спектроскопия: Основные принципы и техника эксперимента. М., Наука, 1985.

7.Надежность в технике. Термины и определения. ГОСТ 27.002-89. М.; 1989.

8.Никулин С.М. Надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры. М.; Энергия, 1979.

9.Левин Б.Р. Теория надежности радиотехнических систем. М.; Советское радио, 1978.

10.Глазунов Л.П., Грабовецкий В.П., Щербаков О.В. Основы теории надежности автоматических систем управления. Л.; Энегроиздат, 1984.

11.Надежность технических систем. Справочник. Под ред. И.А. Ушакова. М.; Радио и связь, 1985.

12.Эксплуатация радиотехнических комплексов. Под ред. А.И. Александрова. М.; Советское радио, 1976.

13.Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах. Под ред. Г. В. Дружинина. М.; Энергия, 1976.

14.Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах. Под ред. Г. В. Дружинина. М.; Энергия, 1976.

15.Козырь И.Я. Качество и надежность интегральных микросхем. М.; Высшая школа, 1987.

16.Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.; Наука, 1970.

17.Иыуду К. А. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем: Учеб. пособие для вузов по спец. «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» М.; Высшая школа, 1989.

18.Е. В. Сугак, Н. В. Василенко, Г. Г. Назаров, А. Б. Паньшин, А. П. Каркарин Надежность технических систем. Учебное пособие для студентов технических специальностей вузов. Красноярск: НИИ СУВПТ, 2001.

19.М. Цнобиладзе. Отказоустойчивые компьютерные системы: путь к максимальной эффективности. PC WEEK/RE №6, 1998.

20.И.М. Ткалин, Е.М. Аронов, В.А. Челышев, В.Т. Шароватов. Технико-экономическое обоснование конструкторских решений. СПб, БГТУ, 2000.

21.Р.Л. Корчагина, З.А. Фролова. Экономическое обоснование технологических решений. СПб, БГТУ, 2001.

22.Безопасность жизнедеятельности: Справ. пособие по дипломному проектированию. Под ред. Н.И. Иванова и И.М. Фадина. СПб, БГТУ, 1995.

23.Безопасность жизнедеятельности: Справ. пособие по дипломному проектированию. Под ред. Н.И. Иванова и И.М. Фадина. СПб, БГТУ, 2003.

Размещено на Allbest.ru