Система мониторинга и диагностики работы шахтной подъёмной установки

Дежурство оператор ведет посменно круглосуточно. В месяц приходится регистрировать показания датчиков около 1000 раз, затраты на обход всех терминалов и регистрацию показаний составляет 30 мин (0,5 час), с использованием системы удаленного контроля показания системы отображаются виде таблицы, просмотр занимает 5 мин (0,08 часа).
Также в месяц приходится отдавать контроллеру порядка 2000 команд, подача команды через пульт занимает порядка 15 мин (0,25 часа), с использованием системы – 5 мин (0,08 часа)
Т0=(1000*12*0,5)+(2000*12*0,25)=12000 часов,
Т1=(1000*12*0,08)+(2000*12*0,08)=2880 часов
(Т=12000-2880=9120 часов
2) коэффициент относительного снижения трудовых затрат (КТ):
КТ =(Т / T0 * 100%=76%
3) индекс снижения трудовых затрат или повышение производительности труда (YT):
YT = T0 / T1=4,17
Абсолютное снижение стоимостных затрат: (C=(Т*СМЧ
СМЧ=ЗП/Т, где СМЧ - стоимость машинного часа, ЗП - затраты на заработную плату персонала в год (руб.), Т – время функционирования системы в год (часов). При расчетах стоимости машинного часа пренебрежем затратами на: амортизационные отчисления, затраты на электроэнергию, затраты на текущий ремонт и обслуживание, затраты на технические носители информации, накладные расходы по эксплуатации – так как они значительно меньше затрат на заработную плату и остаются постоянными при эксплуатации имеющейся системы и созданной ИС (парк техники и обслуживающий персонал остаются прежними, изменяется только программное обеспечение), поэтому учтем только затраты на заработную плату.
В дежурства ходят три сотрудника, оклад сотрудника 20000 руб./месяц, тогда
ЗП=3*20000*12=720000 рублей
Т=Т0=12000 часов
СМЧ=720000/12000=60 руб./час
Тогда (C=9120*60=547200 руб./год
Период окупаемости Ток = КП /(C,
где КП - затраты на создание проекта, при расчетах этого показателя не будем брать в учет: амортизационные затраты, затраты на электроэнергию, так как данные затраты значительно меньше затрат на заработную плату программистов.
По смете затраты на разработку ПО составил 44920 рублей.
Тогда Ток=44920/547200=0,08 года, то есть внедряемая система окупится через 1 месяц.


4.3 Безопасность жизнедеятельности
Решение вопросов обеспечения безопасности труда необходима, так как несчасные случаи на работе в большинстве случаев парализуют работу предприятия, приносят существенные финансовые потери и создает нервозную обстановку в коллективе [18].
Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных вопросов управления предприятием.
На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

Характеристика условий труда
Разработчики ИС находятся в помещении с габаритами:
S - площадь помещения, S = 18 м2;
h - расчетная высота подвеса, h = 2,92 м;
A - ширина помещения, А = 3 м;
В - длина помещения, В = 6 м.

Схема расположения рабочих мест в помещении представлена на рис. 4.1

Рис. 4.1 – Схема размещения рабочих мест в помещении

Анализ условий труда на рабочем месте
Так как разработчики работают только с компьютерами, то характерны следующие вредные факторы:

Слабая освещенность:
Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.
Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.
Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.
Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.
Согласно СНиПП-4-79 в помещений вычислительных центров необходимо применить систему комбинированного освещения.
При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5…1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%. В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностями равномерно.
Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должна составлять 300лк, а комбинированная - 750лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности - 200 и 300лк соответственно.
Кроме того все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно – это основное гигиеническое требование. Иными словами, степень освещения помещения и яркость экрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районе периферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, как следствие, приводит к их быстрой утомляемости.

Электромагнитное излучение:
Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует и исследования в этом направлении продолжаются.
Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера (СанПиН 2.2.2.542-96): в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц - 25 В/м; в диапазоне частот 2 - 400 кГц - 2,5 В/м
Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10…100мВт/м2.

Постановка задачи
Для обеспечения необходимого уровня освещения необходимо оборудовать рабочие места настольными лампами дневного света.
Для защиты от воздействия ЭМИ необходимо разработать регламент перерывов при работе на компьютере.

Рекомендации к рабочему месту разработчика
Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важнных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.
Рис. 4.2 – Зоны досягаемости рук

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.
Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места.
Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.
Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.
Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.
Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.
Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.
Оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости:
ДИСПЛЕЙ размещается в зоне а (в центре);
СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в предусмотренной нише стола;
КЛАВИАТУРА - в зоне г/д;
«МЫШЬ» - в зоне в справа;
СКАНЕР в зоне а/б (слева);
ПРИНТЕР находится в зоне а (справа).
ДОКУМЕНТАЦИЯ: необходимая при работе - в зоне легкой досягаемости ладони – в, а в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.
На рисунке показан пример размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столе программиста.
1 – сканер, 2 – монитор, 3 – принтер, 4 – поверхность рабочего стола,
5 – клавиатура, 6 – манипулятор типа «мышь».
Для комфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям:
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 программист мог удобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;
поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста;
конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3 для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей).
высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760 мм. Высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть около 650 мм.
Большое значение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуемая высота сиденья над уровнем пола находится в пределах 420-550 мм. Поверхность сиденья мягкая, передний край закругленный, а угол наклона спинки - регулируемый.
Необходимо предусматривать при проектировании возможность различного размещения документов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Кроме того, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения, например, заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около 700 мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450 мм).
Положение экрана определяется:
расстоянием считывания (0,6…0,7м);
углом считывания, направлением взгляда на 20 ниже горизонтали к центру экрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.
Должна также предусматриваться возможность регулирования экрана:
по высоте +3 см;
по наклону от -10 до +20 относительно вертикали;
в левом и правом направлениях.
Большое значение также придается правильной рабочей позе пользователя. При неудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях. Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие:
голова не должна быть наклонена более чем на 20 градусов,
плечи должны быть расслаблены,
локти - под углом 80…100 градусов,
предплечья и кисти рук - в горизонтальном положении.
Причина неправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошей подставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы - низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног.
В целях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучше передвижная клавиатура; должны быть предусмотрены специальные приспособления для регулирования высоты стола, клавиатуры и экрана, а также подставка для рук.
Существенное значение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размеры знаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов и фона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60…80 см, то высота знака должна быть не менее 3 мм, оптимальное соотношение ширины и высоты знака составляет 3:4, а расстояние между знаками – 15…20% их высоты. Соотношение яркости фона экрана и символов - от 1:2 до 1:15.
Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда.

Режим труда
Как уже было неоднократно отмечено, при работе с персональным компьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.
В таблице 4.1 представлены сведения о регламентированных перерывах, которые необходимо делать при работе на компьютере, в зависимости от продолжительности рабочей смены, видов и категорий трудовой деятельности с ВДТ (видеодисплейный терминал) и ПЭВМ (в соответствии с СанПиН 2.2.2 542-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работ»).

Таблица 4.1
Время регламентированных перерывов при работе на компьютере
Категория работы с ВДТ или ПЭВМ Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работы с ВДТ Суммарное время регламентированных перерывов, мин Группа А, количество знаков Группа Б, количество знаков Группа В, часов При 8-часовой смене При 12-часовой смене I до 20000 до 15000 до 2,0 30 70 II до 40000 до 30000 до 4,0 50 90 III до 60000 до 40000 до 6,0 70 120
В соответствии со СанПиН 2.2.2 546-96 в нашем случае, работа программиста относится к творческой деятельности, рабочий день программиста 8 часов, следовательно суммарное время перерыво составляет 70 минут.
Эффективность перерывов повышается при сочетании с производственной гимнастикой или организации специального помещения для отдыха персонала с удобной мягкой мебелью, аквариумом, зеленой зоной и т.п.


Расчетная часть
Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.
Обычно искусственное освещение выполняется посредством электрических источников света двух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Будем использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют ряд существенных преимуществ:
по спектральному составу света они близки к дневному, естественному свету;
обладают более высоким КПД (в 1,5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);
обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);
более длительный срок службы.
Расчет освещения производится для комнаты площадью 18м2, ширина которой 6м, высота - 3 м. Воспользуемся методом светового потока.
Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:
, где
F - рассчитываемый световой поток, Лм;
Е - нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работу программиста, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точных работ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300Лк;
S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S = 15м2);
Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,1…1,2 , пусть Z = 1,1);
К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение зависит от типа помещения и характера проводимых в нем работ и в нашем случае К = 1,5);
n - коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (РС) и потолка (РП)), значение коэффициентов РС и РП были указаны выше: РС=40%, РП=60%. Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле:
, где
S - площадь помещения, S = 18 м2;
h - расчетная высота подвеса, h = 2.92 м;
A - ширина помещения, А = 3 м;
В - длина помещения, В = 6 м.
Подставив значения получим:

Зная индекс помещения I находим n = 0,22
Подставим все значения в формулу для определения светового потока F:

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых F = 4320 Лк.
Рассчитаем необходимое количество ламп по формуле:

N - определяемое число ламп;
F - световой поток, F = 33750 Лм;
Fл- световой поток лампы, Fл = 4320 Лм.

При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильник комплектуется двумя лампами.

Шум ухудшает условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ(А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере.
В табл. 4.2 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.





Таблица 4.2
Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местах.
Категория
напряженности труда Категория тяжести труда I. Легкая II. Средняя III. Тяжелая IV. Очень тяжелая I. Мало напряженный 80 80 75 75 II. Умеренно напряженный 70 70 65 65 III. Напряженный 60 60 - - IV. Очень напряженный 50 50 - -
Уровень шума на рабочем месте программистов и операторов ПК не должен превышать 50дБА, а в залах обработки информации на вычислительных машинах - 65дБА. Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами. Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки оборудования на специальные виброизоляторы.


Заключение
В ходе дипломного проектирования был разработан прототип ИС мониторинга и диагностики работы шахтной подъемной установки.
ИС позволяет контролировать показатели всех датчиков шахтной подъемной установки, оперативно исправлять неисправности, управлять работой установки через программный интерфейс системы.
Для корректной работы ИС была создана структура информационного фонда системы.
Программная реализация ИС мониторинга и диагностики работы шахтной подъемной установки имеет в своем составе две компоненты: «Эмулятор показаний датчиков» и «Консоль управления». Работоспособность обеих компонент проверена.
В первой главе пояснительной записки осуществлено изучение предметной области, а именно: оргштатной структуры компании, системы управления шахтной подъемной установки.
Во второй главе дано описание концептуальной модели системы.
В третьей главе были даны проектные решения по всем видам обеспечения: информационному обеспечению системы, программному обеспечению системы, технологическому обеспечению системы.
В четвертой главе осуществлен расчёт показателей экономической эффективности проекта. Даны рекомендации по охране труда.
Выявленные недостатки существующей системы были устранены: появилась возможность просмотра показаний системы в ИС, возможность управления системой удаленно через программный интерфейс, возможность просмотра журнала действий оператора установки.
Полученные результаты полностью соответствуют поставленному заданию на курсовое проектирование. Цель работы можно считать достигнутой, задачу решенной.
Полученные результаты предполагается использовать в деятельности компании «Иргиредмет» при работе дежурного оператора подъемной установки.
Дальнейшее развитие программного модуля ИС возможно в следующем направлении: создание экспертной системы подачи команд управляющему контроллеру при отклонении показаний за допустимый интервал.

Библиографический список
Бежок В.Р., Грузутин Р.Я., Калинин В.Г., Чайка Б.Н., «Неисправности шахтных подъемных установок»
Управление программными проектами: достижение оптимального качества при минимуме затрат.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.
Интернет – маркетинг: Учебник. Успенский И.В. - СПб.: Изд-во СПГУЭиФ, 2003.
Экономическая информатика: Введение в экономический анализ информационных систем: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2005.
Шафер Д.Ф., Фартрел Т., Шафер Л.И. Управление программными проектами: достижение оптимального качества при минимуме затрат.: Пер. с англ. – М.: Вильямс, 2004.
Марка Д. А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования SADT.
Проектирование экономических информационных систем: учеб. / под ред. Ю. Ф. Тельнова. М., 2005
Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник/Под ред. проф. Г.А. Титоренко. – М.: Компьютер, ЮИНИТИ, 2006
Маклаков С. В. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler (BPwin 4.1). М., 2003
Маклаков С.В. Создание информационных систем с AllFusion Modeling Suite. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2005
Маклаков С.В. BPwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем. — М.: ДИАЛОГ–МИФИ, 2000
Фаулер М. UML в кратком изложении: применение стандартного языка объектного моделирования: пер. с англ. / М. Фаулер, К. Скотт. М., 2001
Фаулер М. UML – основы. Руководство по стандартному языку объектного моделирования.: Пер. с англ. – СПб.: Символ, 2006
Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий (подходы, методы, средства) // М.: СИНТЕГ, 1997
Петров Ю.А., Шлимович Е.Л., Ирюпин Ю.В. Комплексная автоматизация управления предприятием: Информационные технологии - теория и практика. - М.: Финансы и статистика, 2001
15. Хомоненко А.Д. и др. Базы данных: Учебник для вузов / Под ред. проф. А.Д. Хомоненко. — СПб.: КОРОНА принт, 2004 — 736 с.
16. Смирнова Г.Н. и др. Проектирование экономических информационных систем: Учебник / Под ред. Ю.Ф. Тельнова. — М.: Финансы и статистика, 2002 — 512 с.
17. Смирнов И.Н. и др. Основные СУБД. – М.: Наука, 1999 – 320 с.
18. ГОСТ 34.602-89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы»;
19. ГОСТ 34.601-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания».
20.Гультяев А. К., «Microsoft Office Project 2007. Управление проектами: практическое пособие. » - СПб.: КОРОНА-Век, 2008 – 480с, ил.
21.Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. – М.: Финансы и статистика, 1998.












2





а - зона максимальной досягаемости;
б - зона досягаемости пальцев при вытянутой руке;
в - зона легкой досягаемости ладони;
г - оптимальное пространство для грубой ручной работы;
д - оптимальное пространство для тонкой ручной работы.


1

2

3

5

6

4