показатели назначения;

показатели надежности;

показатели технологичности;

эргономико-эстетические показатели.

Для каждой из групп рассчитаем свой коэффициент уровня качества:

,

где D_i и В_i - значения параметров соответственно разрабатываемого и базового изделий. Поскольку технические решения и принципы функционирования изделий, найденных в процессе патентного поиска не публикуются производителя, из-за того что данные сведения являются коммерческой тайной, в качестве базового будем использовать изделие аналогичное проектируемому, но с примением другой элементной базы. Определим коэффициент уровня качества для показателей назначения :

Таблица 2.12.2.1

Технический уровень и качество продукции

Q₁ ==1,839.

Определим коэффициент уровня качества для показателей надёжности:

Используемым показателем надежности является рассчитанное среднее время наработки на отказ:

Т_срБаз=3000 ч; Т_срРаз=8351 ч; m=1;

g=2,78; Q₂ =2,78.

Определим коэффициент уровня качества для показателей технологичности:

Для оценки используем комплексные показатели технологичности базового и проектируемого вариантов.

К_баз=0,5; К_разр=0,70; m=1;

g=1,4; Q₃ =1,4.

Определим коэффициент уровня качества для эргономико-эстетических показателей:

Для этого произведём оценку базового и разрабатываемого вариантов изделия по пятибальной шкале. При оценке будем учитывать оригинальность исполнения устройства, удобство при обслуживании в процессе эксплуатации и ремонте, соответствие образцам современной техники. Результаты оценки приведены в таблице 2.12.2.2.

Таблица 2.12.2.2

Эргономико-эстетические показатели

Q₄ =1,25.

Рассчитаем общий уровень качества разрабатываемого изделия:

,

где М₁=0,2; М₂=0,2; М₃=0,3; М₄=0,3 - весовые коэффициенты;

Q_компл=1,8390,2+2,780,2+1,40,3+1,250,3=1,71.

Уровень качества изделия по сравнению с базовым:

S= Q₀ -1=1,71 -1=0,71.

Проектируемое изделие не уступает базовому аналогу и соответствует современным требованиям к уровню качества.

Полученные значения показателей надёжности полностью удовлетворяют требованиям ТЗ. Оценка экономических показателей будет рассмотрена в технико-экономическом разделе расчетно-пояснительной записки.

2.13 Разработка технологического процесса сборки блока

Произведём разработку технологического процесса сборки блока. Информационной основой при разработке технологического процесса является типовой технологический процесс. Он разрабатывается для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками. На основе типовых технологических процессов составляются рабочие технологические процессы.

Соответственно типовому технологическому процессу сборки РЭА (ОСТ 4Г0.054.088) для разрабатываемой конструкции блока можно выделить следующие операции:

1) Подготовка деталей к сборке;

2) Маркировка деталей и установочных элементов;

3) Сборка несущего основания;

4) Установка деталей и элементов на несущее основание;

5) Контроль качества сборки;

6) Подготовка проводов, сборка жгутов и кабелей;

7) Электромонтаж блока;

8) Настройка;

9) Установка закрытий;

10) Контроль правильности функционирования;

11) Маркировка;

14) Упаковка блока в тару.

Содержание и последовательность технологических операций определим на основе анализа типового технологического процесса и операций, обеспечивающих выполнение предъявляемых требований. В результате получаем технологический процесс, состоящий из следующих операций:

1.Комплектовочная - комплектация сборочной единицы материалами, деталями;

2.Контрольная - визуальный контроль сборочных элементов на отсутствие повреждений и соответствие чертежу;

3.Контрольная - контроль печатных плат;

4.Сборочная - установка элементов и узлов блока на несущее основание согласно сборочному чертежу;

5.Подготовительная - нарезка проводов в размер, их зачистка и лужение;

6.Маркировочная - маркировка проводов согласно электромонтажному чертежу;

7.Монтажная - монтаж элементов блока согласно электромонтажному чертежу;

8.Лакокрасочная - влагозащита паяных соединений проводного монтажа.

9.Контрольная - проверка качества электромонтажа;

10.Сборочная - установка печатных узлов в корпус блока;

11.Сборочная - установка панелей и закрытий;

12.Контрольная - контроль работоспособности блока;

13.Маркировочная - маркировка блока;

14.Упаковочная - упаковка блока в тару.

Рабочий технологический процесс сборки блока нацелен на максимальное сокращение количества операций и переходов (учитывая тенденцию к переходу к малооперационной технологии), сокращение их длительности и трудоемкости. Применение контрольных операций позволяет значительно сократить количество брака при сборке блока. Операции по контролю производятся после наиболее ответственных операций и практически не влияют на длительность всего технологического процесса.

Инструмент и типовую тех-нологическую оснастку для сборочных работ выберем в соответствии с ОСТ 4Г0.060.010. - ОСТ 4Г0.060.056.

Операционные каты разработанного технологического процесса сборки блока приведёны в приложении.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Выбор и обоснование базового варианта

Поскольку информация о технологических и экономических параметрах подобных изделий техники тщательно скрывается (данная информация является коммерческой тайной), в качестве базового варианта необходимо выбрать один из вариантов разрабатываемой системы измерений. В качестве такого варианта примем вариант, в котором используется другая элементная база. В базовом варианте будут использованы ЦАП и АЦП фирмы Analog Device AD1859 и AD1879 соответственно.

Расчет себестоимости базового варианта будем производить параллельно с расчетом себестоимости проектируемого изделия.

3.2 Расчет себестоимости блока измерителя

Расчет себестоимости проектируемого радиоэлектронного изделия осуществляется на конечной стадии проектирования. К этому моменту имеется значительной частью исходных данных, необходимых для точного расчета себестоимости (известны принципиальная схема, элементная база, создана спецификация на покупные изделия, разработаны технологические процессы по некоторым видам работ и деталям). Поэтому для определения себестоимости проектируемого изделия должен быть использован точный метод расчета.

К моменту расчета мы обладаем следующими исходными данными:

-спецификация на покупные изделия

-схема электрическая принципиальная

-элементная база

рабочий технологический процесс

Поэтому для определения себестоимости проектируемого изделия должен быть использован точный метод расчета.

В промышленности применяют различные методы калькулирования (точного расчета):

- прямой

- расчетно-аналитический

- параметрический

- комбинированный

- попередельный

Наибольшее распространение получил расчетно-аналитический метод. Этот метод должен быть использован для расчета себестоимости интерфейсной платы по статьям калькуляции.

По существующей классификации затрат должен быть принят следующий состав статьи калькуляции:

1. Материалы

2. Возвратные отходы (вычитаются)

3. Покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты и услуги, кооперирующихся предприятий

4. Основная заработная плата производственных рабочих (включая премии из фонда заработной платы)

5. Дополнительная заработная плата производственных рабочих

6. Отчисления на социальное страхование из заработной платы производственных рабочих

7. Расходы на подготовку и освоение производства

8. Износ инструментов и приспособлений целевого назначения и специальные расходы

9. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

10. Общепроизводственные расходы

11. Общехозяйственные расходы

12. Прочие производственные расходы

13. Внепроизводственные расходы

Материалы

Затраты на основные материалы, расходуемые на изготовление деталей собственного производства, а также вспомогательные материалы, которые используются в процессе изготовления системы измерений для технологических целей (например формовка, пайка, удаление флюса и т.п.). Сюда же можно включить стоимость изделий общепромышленного назначения. Стоимость материалов рассчитывается прямым путем, исходя из норм расхода и стоимости единицы этих материалов. Результаты расчета стоимости материалов сведены в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1

Стоимость материалов

Возвратные отходы

Возвратные отходы включаются в стоимость остатков сырья и материалов, образующихся в процессе превращения исходного материала в готовую продукцию, если они полностью или частично утратили потребительские качества исходного материала и в силу этого не могут использоваться по прямому назначению.

Стоимость возвратных отходов определяется как произведение из количества на установленные по прейскурантам цены. Примем количество отходов 10% от количества исходных материалов. Тогда их стоимость составит 39,85*0,1= 3,99.

Покупные комплектующие, полуфабрикаты и услуги кооперирующих предприятий.

В данную статью включаются затраты на приобретение готовых изделий и полуфабрикатов, требующих дополнительных затрат труда на их обработку или сборку при выпуске продукции.

Затраты на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты рассчитываются прямым путём, исходя из норм их расходов и действующих оптовых цен. В соответствии со спецификацией на проектируемое устройство цифровой обработки сигналов покупные изделия, используемые для его изготовления приведены в табл. 3.2.2.

Таблица 3.2.2

Стоимость покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов

Итого: С_ПИ=5251,6 руб

К данной сумме необходимо добавить транспортно-заготовительные расходы в размере 3,5%

Получаем: 5435,41 руб.

Стоимости материалов и покупных изделий базового варианта приведены в таблицах 3.2.3 и 3.2.4

Таблица 3.2.3

Стоимость материалов

Возвратные отходы: 39,85*0,1= 3,99.

Таблица 3.2.2

Стоимость покупных комплектующих изделий и полуфабрикатов

Итого: СПИ=7875,6 руб

К данной сумме необходимо добавить транспортно-заготовительные расходы в размере 3,5%

Получаем: 8151,13

Основная заработная плата рабочих

Поскольку в дипломном проекте разрабатываются технологические процессы только на сборочно-монтажные работы, трудоемкость определяется укрупненно путем использования метода удельных весов (структурного).

Пооперационный расчет трудоемкости по сборочно-монтажным работам сведен в таблицы 3.2.5 и 3.2.6

Сборка и монтаж печатного узла Таблица 3.2.5

Сборка блока Таблица 3.2.6

Поскольку базовый вариант отличается от проектируемого изделия только наличием АЦП и ЦАП производства другой фирмы, следовательно заработная плата рабочих в базовом и проектируемом варианте будет одинакова. Используя данные предприятий по подобным изделиям, установим процентные соотношения различных видов работ.

Эти данные приведены в таблице 3.2.7

Таблица 3.2.7

Расчет основной заработной платы рабочих сведен в таблицу 3.2.8

Таблица 3.2.8

Таким образом, основная заработная плата производственных рабочих для базового и проектируемого вариантов составляет 69,00руб. на изделие.

Дополнительная заработная плата

Дополнительная заработная плата устанавливается в пределах 8ми - 10ти процентов от основной.

Для базового и проектируемого изделия она составляет 6,9.

Единый социальный налог

Единый социальный налог составляет 35,6% от основной и дополнительной зарплаты.

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

(69,00+6,9*0,356=27,02 руб.

Износ инструментов и приспособлений целевого назначения и специальные расходы

Так как проектируемое изделие (измеритель параметров каналов звуковой частоты) относится к радиоизмерительной аппаратуре. Следовательно направление техники будет: аппаратура радиоизмерительная и дозиметрическая. В данном направлении техники при мелкосерийном производстве расходы на возмещение износа инструментов и приспособлений целевого назначения и специальные расходы составляют 53% от основной зарплаты:

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

69,00*0,53= 36,57руб.

Расходы на подготовку и освоение производства

Для единичного производства составляют 60% от основной заработной платы.

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

69,00*0,6= 41,4 руб.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

Берем 50% от основной заработной платы производственных рабочих.

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

69,00*0,5=34,5 руб.

Общепроизводственные расходы

Для радиоизмерительных систем составляют 132% от основной заработной платы производственных рабочих.

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

69,00*1,32= 91,8 руб.

Общехозяйственные расходы

Для радиоизмерительных систем составляют 78% от основной заработной платы производственных рабочих.

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

69,00*0,78= 53,82 руб.

Прочие производственные расходы

Для радиоизмерительной аппаратуры при единичном производстве составляет 15% от основной заработной платы.

Для базового и проектируемого изделия она составляет:

69,00*0,15= 10,35 руб.

Внепроизводственные расходы

Составляют 7,5% от производственной себестоимости.

Для базового: 5850,61*0,075= 438,8 руб.

Для проектируемого: 8566,33*0,075= 642,47 руб.

Результаты расчета себестоимости сведены в таблицу 3.2.9

Калькуляция себестоимости проектируемого изделия Таблица 3.2.9

Оптовая цена проектируемого устройства

Вычисляется по формуле:

где С - себестоимость прибора

R= 40% - рентабельность

Базовый вариант Цо= 12892,33 руб.

Проектируемый вариант Цо= 8805,17 руб.

3.3. Расчет годовых эксплуатационных затрат

Эксплуатационные расходы - это расходы, связанные с эксплуатацией прибора (устройства) в сфере потребления. В состав эксплуатационных расходов включаются:

заработная плата обслуживающего персонала;

амортизация прибора;

затраты на текущий ремонт;

стоимость потребляемой электроэнергии.

Определим заработную плату обслуживающего персонала.

Персонал состоит из специалистов по обслуживанию данного устройства. Заработная плата обслуживающего персонала одинакова для проектируемого и базового изделия:

Сз=[Ч*Кз*Fп*Ти(1+Кп)](1+Кс), где

Ч - число специалистов (примем Ч=1);

Kз - коэффициент занятости специалистами обслуживанием данного устройства, примем Кз=0,9, т.к. данное измерительное устройство во время работы постоянно требует внимания человека.

Fп- годовой фонд времени работы платы.

,где

Dp=240 дней (рабочих) в году;

d=8 - продолжительность работы платы в течении одной смены;

Kсм=1 - коэффициент сменности;

f=0,005 - коэффициент потерь времени на ремонт;

Kи=1 - коэффициент целесообразного использования платы;

Fп=[240*8*1(1-0,005)]*1=1910 час.

Ти=9,4 руб. - часовая заработная плата специалиста по обслуживанию;

Кп=0,2 - коэффициент премии;

Кс=0,356 - коэффициент отчисления на социальные нужды;

Сз=[1*0,9*1910*9,4(1+0,2)](1+0,356)=26298,78 руб.

2) Определим величину амортизационных отчислений.

Величина амортизационных отчислений вычисляется по формуле:

,

где: Н_Р - норма амортизации в процентах, Н_Р=1,7% (по приложению);

Ц_о - оптовая цена прибора,

k_дм - коэффициент, учитывающий затраты на доставку и монтаж прибора, .

Для проектируемого устройства:

Ц_о=8805,17 руб.;

С_к=8805,17(1+0,1) 0,017=164,65 руб.

Для базового варианта:

Ц_о=12892,33 руб.;

С_к=241,08 руб.

3) Затраты на текущий ремонт включают стоимость выходящих из строя в течение года радиодеталей и узлов, заработную плату ремонтных рабочих и стоимость материалов, связанных с текущим ремонтом. Принимаются в расчёте 3 % от балансовой стоимости прибора.

; ;

Для проектируемого устройства:

С_р=8805,17(1+0,1) 0,03=290,57 руб.;

Для базового варианта:

С_р=12892,33 (1+0,1) 0,03=425,45 руб.

4) Стоимость потребляемой электроэнергии.

С_э=МFпCкВт*час;

М=6 Вт - мощность потребления устройства (0,006 кВт);

CкВт=0,8 руб. - стоимость кВт*ч энергии.

Для проектируемого устройства:

Сэ=0,006*1910*0,80=9,17 руб.;

Для базового варианта:

Сэ=0,0072*1910*0,80=11,00 руб.

Результаты произведенных расчётов представлены в таблице 3.3.1.

Таблица 3.3.1

4.2.1 Мероприятия по обеспечению безопасности и безвредности объекта проектирования

При производстве любого изделия возникает достаточно большой спектр ОВПФ, зависящий о технологии, организации, применяемых материалов и т.д. Однако, при правильной организации производства и контроле за состоянием окружающей среды количество возникающих ОВПФ уменьшается. Весь технологический процесс должен быть построен в соответствии с ГОСТ 12.3.002-75 «Процессы производственные. Общие требования безопасности».

Провести анализ всех возможных проявлений ОВПФ не представляется возможным в рамках данной работы, поэтому ограничимся рекомендациями по устранению некоторых наиболее опасных на данном производстве ОВПФ. Кроме того, в связи со всё возрастающим использованием ЭВМ в производственных процессах, становится актуальным вопрос о безопасности работ с применением ПЭВМ.

При организации работ на ПЭВМ необходимо учитывать особенность данного процесса. Режимы труда и отдыха при работе с ПЭВМ должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности.

Виды трудовой деятельности разделяются на три группы:

При обеспечении безопасности производства одну из основных ролей играет организация рабочих мест персонала.

Все операции сборки должны производится на верстаке, разработанном на основе стандартов ГОСТ 122032-78 и ГОСТ 1222061-81, устанавливающих общие эргономические требования к рабочим местам при выполнении работ в положении сидя. Выполнение этих требований, связанных с правильной организацией рабочего места приводит к устранению или снижению вредных психофизиологических факторов.

Рабочее место для выполнения работ сидя организуется при легкой работе, не требующей свободного передвижения работающего.

Конструкцией рабочего места должно быть обеспечено выполнение трудовых операций в пределах зоны досягаемости моторного поля.

Выполнение трудовых операций, которые производятся наиболее часто должно быть обеспечено в пределах зоны легкой досягаемости и оптимальной зоны моторного поля, приведенных на рис.4.2.2.1

Конструкцией производственного оборудования и рабочего времени должно быть обеспечено оптимальное положение работающего, которое достигается регулированием высоты рабочей поверхности и сиденья. В нашем случае - сборочно-монтажных работ высота рабочей поверхности должна составлять 870 мм. В качестве сиденья используется подъемно-поворотный стул с регулируемой по высоте и углу наклона спинкой типа 2-89А-Г.

При работе двумя руками органы управления и рабочий инструмент размещают таким образом, чтобы не было перекрещивания рук. На рабочей поверхности в горизонтальной плоскости они располагаются с учетом следующих требований:

- очень часто используемые и наиболее важные инструменты и органы управления должны быть расположены в зоне 1 на рис.4.2.2.1

часто используемые и менее важные не допускается располагать за пределами зоны 2 рис.4.2.2.1

Рисунок 4.2.2.1 Зоны для выполнения операций и размещения органов управления

- редко используемые инструменты и органы управления не допускается располагать за пределами зоны 3 (рис.4.2.2.1)

1 - Зона для размещения наиболее важных и очень часто используемых органов управления (оптимальная зона моторного поля).

2 - Зона для размещения часто используемых органов управления (зона легкой досягаемости моторного поля).

3 - Зона для размещения редко используемых органов управления (зона досягаемости моторного поля).

Средства отображения информации располагаются в вертикальной плоскости под углом 30⁰ от нормальной линии взгляда и в горизонтальной плоскости под углом 30⁰.

В соответствии с требованиями ГОСТа внутренняя планировка рабочего места сборщика монтажника выглядит следующим образом (рис.4.2.2.2):

Рис.4.2.2.2. 1- собираемое изделие, 2 - отвертка, 3 -пинцет, 4 - скальпель, 5 - плоскогубцы, 6 - паяльник с припоем, 7 - баночка с флюсом и кисточка, 8 - вытяжная вентиляция, 9 - лоток с деталями, 10 - стул.

4.2.3 Расчет защитного заземления

Одним из опасных факторов, которые могут воздействовать на человека, является электрический ток. Число травм, вызванных электрическим током, невелико (составляет 0,1-1% от общего числа несчастных случаев на производстве), но из общего числа смертельных несчастных случаев 10-20% происходит в результате поражения электрическим током. В мире от действия электрического тока погибает ежегодно до 25 тыс. человек. Поэтому вопросам электробезопасности следует уделять большое внимание.

Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает механическое, термическое, электролитическое и биологическое действие.

Опасность поражения электрическим током может возникнуть при проведении работ, связанных с использованием промышленных электрических сетей для питания электроприемников и при проведении пусконаладочных работ и обслуживании объектов, функционирование которых связано с высоким напряжением.

При питании электроприемников (электроприемник - любой агрегат, прибор, станок и т. д.) от промышленных электрических сетей причинами электропоражений может явиться случайное прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением, или к конструктивным частям электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.

При оценке опасности прикосновения человека одновременно к двум точкам электрической цепи принимают что, сопротивление человека электрическому току является чисто активным с величиной этого сопротивления равным 1000 Ом (R_ч = 1 кОм).

Защитные меры в электроустановках можно условно разделить на технические средства безопасности, которые применяются непосредственно в электроприемниках и меры безопасности эксплуатации производственных электрических сетей.

К техническим средствам безопасности, применяемых в электроприемниках, относятся системы блокировок, обеспечивающие отключение питания электроприемников если не закрыта опасная зона, концевые выключатели, экраны, предохранители, предельные автоматы, схемы защитного отключения, двойная изоляция и т. п. Конкретные технические решения о защитных мерах в электроприемниках должны приниматься на этапах их проектирования на основе тщательного анализа факторов опасности поражения электрическим током.

Существует много разнообразных технических средств, обеспечивающих безопасность электроприемников.

При эксплуатации электрических производственных сетей из всех средств коллективной защиты наибольшее распространение получили: защитное заземление, защитное зануление и защитное отключение.

Защитное заземление применяется в сетях переменного тока с изолированной нейтралью и с напряжением до 1000 В. Оно заключается в соединении нетоковедущих металлических частей электроустановок с землей. Заземление подключают к электроприемнику посредством заземляющего проводника, поэтому при конструировании оборудования и приборов, которые должны питаться от сетей переменного тока, должны предусматриваться болты, клеммы или винты для заземления. Основным элементом защитного заземления является заземляющее устройство.

Расчет заземляющего устройства

Для расчета заземляющего устройства необходимы следующие данные: