Embed Size (px)
Citation preview
Аннотация
Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту «Разработка
электронного макета стабилизатора вертолета Ми-171А2. Создание
приложения для автоматизации оформления электронных моделей деталей»
содержит 84 страницы машинописного текста, 29 рисунков, 13 таблиц.
В рамках данного дипломного проекта проведён анализ требований
предприятия к оформлению электронных моделей деталей. Разработано
приложение для автоматизации оформления электронных моделей деталей в
среде NX версии 8.5 в соответствии со стандартом организации в рамках
создания электронного макета вертолета Ми-171А2. Отработана методика
разработки приложений для среды NX 8.5.
2
Оглавление
Аннотация .................................................................................................................... 1
Оглавление ................................................................................................................... 2
Введение ....................................................................................................................... 5
1 Техническое задание ............................................................................................. 6
1.1 Основания для разработки .......................................................................... 6
1.2 Назначение разработки ............................................................................... 6
1.3 Требования к программному изделию ...................................................... 6
1.3.1 Требования к функциональным характеристикам ......................... 6
1.3.2 Требования к надёжности ................................................................. 7
1.3.3 Требования к информационной и программной совместимости . 7
1.3.4 Взаимодействие с конечным пользователем .................................. 7
2 Технологическая часть .......................................................................................... 9
2.1 Методы проектирования. ............................................................................ 9
2.1.1 Нисходящее и восходящее проектирование. .................................. 9
2.2 Электронный макет изделия .................................................................... 10
2.3 Интегрированная среда моделирования NX ........................................... 12
2.4 Среда разработки NX Open ...................................................................... 15
2.5 Подготовка и настройка среды разработки ............................................ 17
2.6 Создание графического интерфейса приложений для NX .................... 19
2.7 Запуск программы ..................................................................................... 21
2.8 Microsoft Visual Studio 2010 ..................................................................... 22
2.9 Формат DLL ............................................................................................... 23
2.10 Стандарт оформления электронных макетов изделий в ОАО «МВЗ
им. М.Л. Миля» .................................................................................................... 25
2.10.1 Требования к оформлению ЭМ ...................................................... 26
2.10.2 Требования к объектам, помещаемым в ЭМИ .............................. 26
2.10.3 Требования к распределению объектов по слоям ........................ 27
2.10.4 Требования к использованию цветов, толщин линий и
прозрачности .................................................................................................. 30
3
2.10.5 Требования к сохранению ЭМ ........................................................ 31
3 Конструкторская часть ........................................................................................ 32
3.1 Применение требований к оформлению электронной модели детали
стандартными средствами NX ........................................................................... 32
3.1.1 Создание категорий слоёв ............................................................... 33
3.1.2 Распределение объектов по слоям ................................................. 33
3.1.3 Смена режима отображения на статический каркасный ............. 33
3.1.4 Включение вида «GLAVN» в качестве рабочего ......................... 34
3.1.5 Заморозка WAVE-связей ................................................................. 35
3.1.6 Закраска тела .................................................................................... 35
3.2 Создание диалогового окна ...................................................................... 36
3.3 Настройка параметров проекта в Microsoft Visual Studio 2010 ............ 40
3.4 Структура программы ............................................................................... 42
4 Организационно-экономическая часть ............................................................. 46
4.1 Введение ..................................................................................................... 46
4.2 Основная часть ........................................................................................... 47
4.2.1 Расчёт трудоёмкости выполнения НИОКР ................................... 47
4.2.2 Расчёт стоимости основных производственных фондов,
используемых для выполнения НИОКР ...................................................... 50
4.2.3 Расчёт затрат на выполнение НИОКР ........................................... 52
4.2.4 Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (РМ) .............. 52
4.2.5 Специальное оборудование (CО) ................................................... 53
4.2.6 Фонд заработной платы (РЗ) ........................................................... 53
4.2.7 Амортизационные отчисления (РА) .............................................. 55
4.2.8 Косвенные расходы (РК) ................................................................. 57
4.2.9 Производственные командировки (РПК) ...................................... 58
4.2.10 Контрагентные работы (РКР) ......................................................... 58
4.2.11 Единый социальный налог (ЕСН) .................................................. 58
4.2.12 Полная себестоимость работы (С) ................................................. 58
4.2.13 Формирование чистой прибыли предприятия и определение
4
эффективности производственных затрат .................................................. 60
4.3 Оценка технического уровня НИОКР ..................................................... 61
4.4 Выводы ....................................................................................................... 61
5 Экологическая часть ............................................................................................ 62
5.1 Введение ..................................................................................................... 62
5.2 Анализ основных факторов воздействия среды на оператора ПК ....... 62
5.2.1 Общие положения организации рабочего места .......................... 64
5.2.2 Обеспечение параметров микроклимата ....................................... 64
5.2.3 Выбор рабочей позы ........................................................................ 66
5.2.4 Обеспечение освещения рабочего места ....................................... 69
5.2.5 Оптимальное размещение оборудования ...................................... 70
5.2.6 Размещение основных элементов рабочего места ....................... 71
5.2.7 Обеспечение электробезопасности ................................................ 75
5.2.8 Обеспечение допустимых эргономических характеристики
дисплеев .......................................................................................................... 77
5.2.9 Обеспечение пожаробезопасности ................................................. 78
5.3 Расчёт приточно-вытяжной вентиляции ................................................. 79
5.4 Утилизация источников бесперебойного питания ................................ 81
Заключение ................................................................................................................ 83
Список использованных источников ...................................................................... 84
Приложение
5
Введение
Данный дипломный проект посвящён анализу требований предприятия к
оформлению электронных моделей деталей (ЭМ), созданию приложения для
автоматизации оформления ЭМ, а также отработке методики разработки
приложений для среды NX версии 8.5.
Конструкторская часть дипломного проекта посвящена разработке
приложения для оформления ЭМ.
В технологической части проведён анализ требований предприятия к
оформлению ЭМ, рассмотрены инструменты модуля NX Open и инструменты
среды разработки Microsoft Visual Studio 2010.
В организационно-экономической части выполнен расчет трудоемкости
выполнения НИОКР, построен план-график работ, рассчитаны затраты на
выполнение НИОКР, сделана оценка экономической эффективности
выполняемого НИОКР.
В экологической части проведен анализ основных факторов воздействия
среды на оператора ПК, определена организация рабочего места, выполнен
расчет системы приточно-вытяжной вентиляции помещения, в котором велась
разработка проекта.
6
1 Техническое задание
1.1 Основания для разработки
Основанием для разработки приложения для автоматизации оформления
электронных моделей деталей послужило задание руководства ОАО «МВЗ им.
М.Л. Миля».
Основанием для разработки приложения для автоматизации оформления
электронных моделей деталей также является отсутствие такого программного
продукта на рынке, который сочетал бы в себе простоту использования и
удовлетворение стандартам организации по оформлению.
1.2 Назначение разработки
Приложение для автоматизации оформления электронных моделей деталей
должно сократить время и трудоёмкость при выполнении инженерами-
конструкторами своей работы. Электронные модели (ЭМ) деталей должны
соответствовать стандартам организации. Приведение ЭМ к такому виду
требует существенного времени, а так как это рутинные операции, их можно
выполнять с помощью автоматизированной системы.
1.3 Требования к программному изделию
1.3.1 Требования к функциональным характеристикам
Приложение для автоматизации оформления электронных моделей деталей
должно выполнять следующие действия
- Создание категорий слоёв в соответствии с требованиями стандартов
организации
- Распределение всех геометрических объектов по нужным слоям.
7
- Включение видимости или невидимости требуемых слоёв.
- Включение вида «GLAVN», создаваемого пользователем, в качестве
рабочего.
- Смена в виде «GLAVN» режима закраски электронной модели на
«Статический каркасный».
- Оптимизация вида «GLAVN».
- Заморозка связей ЭМ, в зависимости от наличия в ней «Связанного тела».
- Закраска твёрдого тела в случайный (или задаваемый пользователем)
цвет.
1.3.2 Требования к надёжности
Приложение для автоматизации оформления электронных моделей деталей
не должно анормально завершать свою работу при возникновении критической
ошибки в одном из составляющих его модулей.
1.3.3 Требования к информационной и программной совместимости
Приложение для автоматизации оформления электронных моделей деталей
должно функционировать на вычислительных машинах с операционной
системой Windows 7/8/8.1, с установленной системой NX версии 8.5.
1.3.4 Взаимодействие с конечным пользователем
Запуск приложения для автоматизации оформления электронных моделей
деталей должен осуществляться через меню NX Файл -> Выполнить -> NX
функция пользователя -> выбор программы в списке файлов в папке с
приложениями. После запуска исполняемого файла на экране должно
появиться диалоговое окно с вариантами работы приложения. В диалоговом
8
окне должно быть три переключателя:
- Распределить по слоям;
- Заморозить WAVE-связь;
- Закрасить.
При активации переключателя «Закрасить» должно отображаться
дополнительное меню, в котором требуется выбрать, автоматически ли
программа будет раскрашивать ЭМ, или пользователь выберет цвет вручную.
При выборе «Автоматически» пункт меню для выбора цвета остаётся
неактивным, а при выборе «Задать цвет» активируется.
9
2 Технологическая часть
2.1 Методы проектирования.
Проектирование — деятельность человека или организации по созданию
проекта. То есть, прототипа, прообраза предполагаемого или возможного
объекта, состояния; комплекта документации, предназначенной для создания
определённого объекта, его эксплуатации, ремонта и ликвидации, а также для
проверки или воспроизведения промежуточных и конечных решений, на основе
которых был разработан данный объект. Понятие «проектирование» не
включает в себя стадию реализации проекта.
Большинство проектируемых изделий представляет собой сборочные
единицы (далее, сборки). Сборка представляет собой некоторую
иерархическую структуру, на разных уровнях которой находятся компоненты –
подсборки или детали. Эта структура формируется в файле сборки (верхнего
уровня). В настоящее время используются два основных подхода к
проектированию.
2.1.1 Нисходящее и восходящее проектирование.
Восходящее проектирование («снизу вверх») используется принцип от
частного к общему. В начале группа конструкторов моделируют отдельные
детали изделия, затем объединяет их в подсборки (узлы) и увязывает друг с
другом. Объединяя подсборки и добавляя к ним другие детали получаем вид
общей сборки. Метод «снизу вверх» достаточно удобен при создании моделей
сборок относительно простых изделий с небольшим количеством компонентов,
когда все изменения в сборке отслеживаются одним-двумя конструкторами.
Однако при увеличении числа компонентов и усложнении геометрии деталей
возникают значительные трудности, связанные со сложностью согласования
компонентов в сборке.
10
В таком случае удобнее использовать подход нисходящего
проектирования («сверху вниз»). Разработка изделия начинается с
моделирования общей компоновки и его базовых вещей, таких как обводы
фюзеляжа, плоскости симметрии, осей шпангоутов и других. Все
проектируемые детали создаются в контексте сборки, отталкиваясь от баз или
уже созданных деталей. Такой подход позволяет избежать различных
нестыковок и оперативно принимать решения о внесении необходимых
изменений в конструкцию изделия. Именно по нисходящей технологии
создаётся электронный макет изделия.
Рисунок 1 – Схемы восходящего и нисходящего проектирования.
2.2 Электронный макет изделия
Электронный макет изделия (ЭМИ) – Согласно ГОСТ 2.052-2006,
информационный объект, содержащий электронные модели сборочных единиц,
деталей, покупных изделий и стандартных изделий, составляющих
конструкцию изделия, и другие данные, необходимые для изготовления, сборки
и контроля изделия. Полностью сформированный ЭМИ - цель работы всех
участников проекта.
Для создания ЭМИ требуется программный комплекс PDM (Product data
management) / PLM (Product lifecycle management). В него входят следующие
11
системы:
- Система управления документами. Она организует документы ЭМИ в
единое целое и управляет их жизненным циклом.
- Система управления составом изделия. Данная система даёт
возможность создавать абстрактную структуру изделия, не имеющую жёсткой
связи с файлами САПР-систем, что позволяет легко изменять состав изделия в
зависимости от конфигурационных вариантов или целевого исполнения. При
наличии системы управления составом изделия возможно применять один и тот
же ЭМИ для выпуска и обслуживания всех модификаций и исполнений
изделия.
- Система управления жизненным циклом документов. Эта система
включает в себя средства коллективной работы по просмотру, верификации и
утверждению новых документов и по внесению изменений в ранее
утверждённые документы. При использовании электронной подписи или
принятого на предприятии её аналога возможна разработка и эксплуатация
изделия по полностью безбумажной технологии.
В состав ЭМИ входят следующие компоненты:
- Трёхмерная модель. Совокупность файлов одной или нескольких САПР-
систем, представляющих объёмные модели частей и компонент изделия.
Взаимное и абсолютное позиционирование в небольших изделиях может
управляться САПР-системой, для больших проектов управление
позиционированием осуществляется PDM-системой.
- Облегчённая трёхмерная модель. Модель, полученная при помощи
фасеточной аппроксимации модели из исходной САПР. Применяется для
просмотра и анализа модели изделия средствами системы управления
документами без использования САПР. Также, из-за меньшего объёма и
простоты требует гораздо меньше машинных ресурсов для своего отображения.
- Атрибутивные данные. Данные, характеризующие и описывающие
элементы ЭМИ. Например, для разработанной на данном предприятии детали
атрибутивными данными будут: имя и отдел разработчика, материал, вес, набор
12
и значения контролируемых параметров. Для стандартных изделий:
обозначение ГОСТа, типоразмер. Для покупных изделий: наименование
поставщика, номенклатура поставщика, список альтернатив.
- Технологические данные. Данные, содержащие необходимые указания
для производства: используемые инструменты, материалы, технологии,
средства контроля и так далее. Результаты расчётов различных средств CAE
(Computer-aided engineering).
- Производственные данные. Данные по организации производства:
проектирование и изготовление оснастки, технологические процессы,
библиотеки операций и переходов. Программы для станков ЧПУ. Результаты
моделирования средствами CAM (Computer-aided manufacturing).
- Документация. Всевозможные документы, так или иначе связанные с
изделием. Например, директивные документы, изменяющие этапы жизненного
цикла элементов ЭМИ. Эксплуатационная и ремонтная документация,
связанная как с изделием в целом, так и с отдельными деталями и узлами
изделия.
2.3 Интегрированная среда моделирования NX
NX – это CAD/CAE/CAM система на основе ядра геометрического
моделирования Parasolid. Данная система предназначена для
автоматизированного проектирования изделий, инженерного анализа,
симуляции функционирования изделий и их производства. NX – это система
автоматизированного проектирования высокого уровня. Она предоставляет
пользователю широкий набор модулей и инструментов для работы.
Подсистема CAD (Computer-aided design) обладает обширным набором
инструментов и функций для проектирования деталей, сборочных единиц и
полных сборок изделий. В числе инструментов системы следует отметить
твердотельное моделирование, работу с поверхностями, проектирование
изделий из листового металла, модули для проектирования электрических схем,
13
трубопроводов, разработки штампов и пресс-форм, а также модуль разработки
чертежей. Все инструменты подсистемы CAD предназначены для создания
проектно-конструкторской документации, в частности, для разработки
электронного макета изделия.
Подсистема CAE (Computer-aided engineering) обладает набором средств
для инженерного анализа. В данную подсистему входят модули симуляции
статических, кинематических и динамических свойств модели. Подсистема
CAE в NX реализована в виде модуля NX Advanced Simulation, который
состоит из препроцессора и постпроцессора NX Advanced FEM (инструмент
для создания и обработки конечно-элементных моделей), а также
подключаемых к нему решателей. Основными решателями являются NX
Nastran, NX Thermal и NX Flow. NX Nastran служит для расчёта механики
твёрдых тел. Решает статические, динамические линейные и динамические
нелинейные задачи. NX Thermal используется для моделирования процессов
теплообмена. Он учитывает теплопроводность, конвекцию и излучение.
Модуль NX Flow предназначен для решения задач гидрогазодинамики. В его
основе лежит решение системы уравнений Навье-Стокса. Учитывает
турбулентность, сжимаемость и другие факторы.
Подсистема CAM (Computer-aided manufacturing) используется для
автоматизации технологической подготовки производства. С помощью NX
CAM подготавливаются управляющие программы для станков с ЧПУ на основе
математической модели, созданной в CAD-подсистеме.
Инструменты NX сгруппированы в следующих модулях (приложениях):
- Базовый модуль NX. Базовый модуль сочетает в себе все модули NX и
является средством просмотра существующих моделей.
- Моделирование. Данный модуль предназначен для создания
трёхмерных моделей изделий и работы с ними. Модуль «Моделирование», как
и большинство CAD-систем содержит обширный набор инструментов для
построения моделей различной сложности, таких как эскизирование, работа с
твёрдыми и листовыми телами, работа с поверхностями, булевы операции и
14
многое другое. Главным отличием этого модуля от других CAD-систем
является наличие инструментов синхронной технологии, совмещающей в себе
преимущества параметрического проектирования и прямого моделирования
компонентов модели.
- Сборки. Данный модуль предназначен для создания сборочных единиц
изделия и их редактирования, а также для создания элементов в контексте
сборке (нисходящая технология проектирования).
- Листовой металл. Модуль для создания и редактирования деталей
(изделий) из листового металла. В данном модуле имеются инструменты для
создания элементов, характерных именно листовому металлу, таких как
фланцы на базе рёбер основного листа, отбортовки и подштамповки, вырезы,
обработки стыков и углов. Также в данном модуле можно получить развёртку
готовой модели.
- Авиационный листовой металл. Данный модуль обладает схожим
функционалом с модулем «Листовой металл», но направлен на решение
узкоспециализированных задач авиационной промышленности.
- Технические условия (PMI – Product manufacturing information). Модуль
обладает инструментами для аннотирования трёхмерной модели, что позволяет
использовать её в качестве подлинного документа на производстве (ГОСТ
2.052-2006).
- Черчение. Данный модуль предназначен для создания и оформления
чертежей деталей и сборочных единиц изделия. Чертежи создаются как
независимо, так и ассоциативно с трёхмерной моделью.
- Маршрутизация. Модуль предназначен для проектирования
компонентов, основанных на трассе (маршруте), таких как трубопроводы,
электрические и воздушные системы.
- Симуляция движения. Модуль служит для кинематического и
динамического анализа механизма. Имеется возможность симуляции как
трёхмерной модели, так и эскиза. Модуль позволяет передавать динамические
нагрузки и возникающие в модели реакции в модуль «Расширенная симуляция»
15
для дальнейших расчётов.
- Студия дизайна. В данном модуле имеется набор функций для работы с
новыми (проектируемыми) изделиями. В нём можно осуществить
концептуальное проектирование и визуализировать будущее изделие.
- Расширенная симуляция. Модуль для проведения инженерного анализа
изделий. Способен проводить расчёты изделий на прочность, устойчивость,
динамику, долговечность и влияние тепловых и потоковых нагрузок. Модуль
имеет встроенные решатели, а также может использовать сторонние.
- Обработка. Приложение, состоящее из модулей для черновой и
чистовой обработки деталей, нарезания резьбы, токарной обработки и других.
Создаёт симуляцию работы станка, показывая движения инструментов т
процесс удаления материала с заготовки. Упрощает написание программ для
станков с ЧПУ.
Нельзя не отметить преимущества модульной системы NX. Предприятие
может устанавливать инженеру только те модули, которые ему необходимы, не
перегружая систему лишним и сокращая стоимость лицензии. Также,
сокращается трудоёмкость и время разработки изделия благодаря тому, что все
данные хранятся в формате одной системы, это исключает конвертирование
форматов и изучение интерфейсов множества различных систем.
2.4 Среда разработки NX Open
САПР NX предлагает интегрированную систему для выполнения задач
проектирования, инженерного анализа, создания документации, оснастки и
подготовки производства любой сложности. Инструменты системы NX
удовлетворяют большинству требований конструкторов и технологов, а для
узкоспециализированных запросов она предоставляет универсальный
механизм, позволяющий пользователю создавать собственные инструменты и
приложения. Активное использование инструментария по разработке
собственных приложений для CAD/CAM/CAE систем позволяет существенно
16
повысить автоматизацию работ в них, снизить временные затраты на
разработку и технологическое сопровождение производственных процессов
изделий.
Для разработки собственных инструментов и приложений система NX
предоставляет следующие модули:
- Модуль NX/Open API – обеспечивает прямой программный интерфейс к
системе NX, позволяя пользователю создавать приложения на языках
программирования Basic и C. Модуль обеспечивает свободно расширяемую
модель данных. Позволяет определять собственный объект на базе стандартных
объектов NX. Этот объект будет изображаться, управляться и храниться в базе
данных NX, как и любой стандартный объект. Можно реализовывать
приложения, которые будут работать как полностью интегрированные функции
NX, так и как самостоятельно выполняемые программы.
- Модуль NX/Open++ - содержит объектно-ориентированный интерфейс к
NX. Написанный на языке С++, интерфейс использует все преимущества
объектно-ориентированного программирования: наследование свойств,
инкапсуляцию и полиморфизм. Модуль обеспечивает полный доступ к
иерархической модели классов, разрешая пользователю перегружать операции,
выводить свои собственные классы и создавать целиком новые объекты в NX.
NX/Open++ полностью совместим с модулем NX/Open API и обеспечивает
легкое решение сложных программных задач.
- Модуль NX/Open GRIP – содержит простой язык для автоматизации
простых задач в CAD/CAM/CAE. Пользователь может создать приложения для
автоматизации создания геометрических моделей, программ для станков ЧПУ,
черчения. С помощью GRIP можно полностью автоматизировать процесс
создания модели и ее чертежа.
17
2.5 Подготовка и настройка среды разработки
Для установки модуля NX API Open требуется установка системы
Microsoft Visual Studio. Для удобства сначала необходимо устанавливать MS
Visual Studio, а затем NX, так как в таком случае происходит автоматическая
интеграция среды разработки приложений для NX в MS Visual Studio. В
противном случае шаблоны проектов нужно будет устанавливать вручную.
Следует отметить, что для автоматической интеграции необходимо
соответствие версий NX и Visual Studio. Мы пишем приложение для NX8.5,
поэтому нам необходимо установить Visual Studio версии 2010. После
установки обеих систем в Visual Studio появится шаблон NX8_Open (рисунок
2).
Рисунок 2 – Шаблон NX8_Open в Visual Studio
Далее при выборе шаблона NX8_Open откроется окно Wizard’а, с
помощью которого необходимо будет настроить параметры нашего проекта. В
первую очередь, разработчик должен решить в каком виде будет представлено
его приложение: это может отдельное приложение формата EXE или
внутреннего типа – DLL файл, который запускается в открытом NX. Далее
необходимо выбрать язык C или С++. Окно выбора этих параметров показано
на рисунке 3.
18
Рисунок 3 – Настройка параметров проекта, выбор типа и языка
Затем следует настроить точки входа. Wizard предлагает запускать
приложение системой NX автоматически при инициализации (ufsta) или
вручную через меню «Файл->Выполнить->NX функция пользователя» (ufusr).
Кроме того, можно выбрать другие точки входа во внутренний модуль NX,
которые активируются при установке флажка в пункте «From a User Exit».
Типичным является выбор точки входа ufusr. И, наконец, нужно выбрать как
будет происходить выгрузка приложения. Можно выбрать автоматическую
выгрузку при завершении всей сессии NX, либо при завершении работы
приложения или явно через диалог выгрузки. Во время отладки программы
целесообразно выбирать выгрузку при завершении работы приложения, чтобы
не приходилось каждый раз закрывать NX (в дальнейшем эту настройку можно
изменить). Настройка точек входа и выгрузки показана на рисунке 4.
После завершения настройки, будет создан проект, содержащий
заголовочный файл, в который впоследствии будут записаны файлы
необходимых библиотек и файл, в котором собственно и будет написан код
нашей программы, реализующей приложение.
19
Рисунок 4 – Настройка параметров проекта. Выбор точек входа и выгрузки
приложения
2.6 Создание графического интерфейса приложений для NX
Важным элементом любого приложения является его интерфейс с
пользователем. В NX Open API организация интерфейса с пользователем может
быть выполнена четырьмя путями:
- Использование специализированных функций для организации
интерфейса
- Использование визуального конструктора User Styler Interface для
построения окон диалога
- Использование визуального конструктора Block Styler для построения
окон диалога
- Использование системных библиотек Windows API (или аналогичных
библиотек других фирм).
Наиболее удобным способом является использование визуального
конструктора для построения окон диалога Block Styler (рисунок 5). Модуль
запускается из главного меню NX командой «Начало -> Все приложения ->
Разработка интерфейса пользователя».
20
Рисунок 5 – Вид конструктора построения окон
Конструктор построения окон сочетает в себе большой функционал для
создания графического интерфейса (диалогового окна приложения) с простотой
его создания. Можно создавать разные группы блоков в одном окне, указывать
типы данных каждого элемента окна, настраивать фильтр выбора элементов
модели и многое другое.
При разработке интерфейса программист должен расположить на форме
диалога необходимые элементы управления, с помощью редактора ресурсов
настроить их свойства (атрибуты) и методы (функции реакции элемента на
события – callback функции), затем записать созданный проект диалога на диск.
Проект может быть записан в формате одного из пяти языков
программирования: C, C++, C#, VBA, Java.
В состав записываемого проекта (на языке C++) входит три файла:
- Файл с расширением *.dlx – ресурсный файл формы диалога, который, в
среде NX, может выступать и как запускаемый файл
- Файл с расширением *.cpp – исходный код программного модуля к
разработанному диалогу
- Файл с расширением *.hpp – файл описаний к ресурсам разработанного
диалога.
21
Рисунок 6 – Пример составления и настройки диалогового окна
В файле с программным кодом могут находиться заготовки шаблонов трех
различных точек входа в программный модуль (все они в исходном состоянии
закомментированы командами условной компиляции) и заготовки шаблонов
процедур обработчиков событий элементов управления формы, заказанные
разработчиком на этапе визуального построения и настройки этих элементов. В
файле содержатся подробные комментарии, позволяющие программисту
разобраться в назначении и порядке использования компонентов этого файла.
Файлы *.cpp и *.hpp необходимо подключить к нашему созданному проекту.
2.7 Запуск программы
Запуск программы осуществляется с помощью команды «Файл ->
Выполнить -> NX функция пользователя» и выбором созданного dll файла.
22
2.8 Microsoft Visual Studio 2010
Microsoft Visual Studio 2010 (MS VS) является популярной средой
разработки профессионального программного обеспечения производства
компании Microsoft.
В число основных достоинств MS VS входят
- Повышение производительности труда разработчиков. Данная среда
разработки предоставляет эффективные инструментальные средства для
разработчиков сложного программного обеспечения. Обеспечивает
возможность разработки на всех языках программирования, облегчая работу
дополнительным набором окон с интуитивно понятными инструментальными
средствами, контекстной справкой и автоматизированными механизмами
выполнения разнообразных задач разработки. MS VS позволяет в сжатые сроки
проводить профессиональную разработку программ различного назначения.
- Поддержка нескольких языков программирования. В большинстве
профессиональных групп разработчиков, как правило, используется несколько
языков программирования – для поддержки такой практики в MS VS
обеспечена возможность использования сразу нескольких языков в рамках
одной и той же среды. Благодаря применению общего конструктора для
компонентов, а также наличию единого отладчика, MS VS предоставляет
разработчикам эффективные средства, независимые от языка
программирования. Разработчикам ПО при использовании MS VS уже не
придётся ограничиваться одним языком программирования, адаптируя свою
рабочую среду к особенностям этого языка. Более того, данная система
позволяет программистам многократно использовать уже имеющиеся у них
наработки, а также навыки разработчиков, создающих свои программы на
разных языках программирования.
- Единая модель программирования для всех приложений. При создании
приложений ранее разработчикам приходилось использовать различные
приёмы программирования, которые существенным образом зависели от типа
23
приложения — технологии разработки клиентского программного обеспечения,
общедоступных веб-приложений, программного обеспечения для мобильных
устройств и бизнес-логики промежуточного уровня значительно различались
между собой. Среда разработки MS VS решает данную проблему, предоставляя
в распоряжение разработчиков единую модель создания приложений всех
категорий. Эта интегрированная модель обладает привычным и одновременно
интуитивно понятным интерфейсом, позволяя разработчикам использовать
свои навыки и знания для эффективного создания широкого спектра
приложений.
- Всесторонняя поддержка жизненного цикла разработки. Среда MS VS
обеспечивает поддержку всего жизненного цикла разработки: начиная с
планирования и проектирования через разработку и тестирование и вплоть до
развёртывания и последующего управления. Обеспечивая возможность лёгкого
расширения среды разработки посредством включения продуктов независимых
разработчиков, MS VS предоставляет всестороннюю адаптируемую среду для
создания всех приложений, жизненно необходимых для успешной работы
современных компаний.
2.9 Формат DLL
DLL-библиотека состоит из нескольких специфических функций и
произвольного набора функций, выполняющих ту работу, для которой
разрабатывалась данная библиотека. DLL-библиотека может иметь (а может не
иметь) сегмент данных и ресурсы.
В заголовке загрузочного модуля DLL-библиотеки описаны
экспортируемые точки входа, соответствующие всем или некоторым
определённым в ней функциям. Приложения могут вызывать только те
функции DLL-библиотеки, которые экспортируются ею.
Состав DLL-библиотеки. До тех пор, пока ни одно приложение не
затребовало функции из DLL-библиотеки, сама библиотека находится в файле
24
на диске. В оперативной памяти её нет. Однако, как только приложение
затребует функцию из DLL-библиотеки или загрузит библиотеку явным
образом, начнётся процесс инициализации библиотеки. Этот процесс
выполняется только один раз, так как в памяти может находиться только одна
копия DLL-библиотеки.
В процессе инициализации после загрузки библиотеки в память Windows
вызывает функцию LibEntry, которая должна быть определена в каждой DLL-
библиотеке. Можно считать, что функция LibEntry является точкой входа
библиотеки, получающей управление при загрузке библиотеки в память.
Задачей функции LibEntry является инициализация локальной области памяти,
если она определена для DLL-библиотеки.
Функцию LibEntry не надо определять самостоятельно, так как при
создании файла DLL-библиотеки редактор связей включит уже имеющийся в
стандартной библиотеке модуль. Этот стандартный модуль выполняет всю
необходимую работу по инициализации и затем вызывает функцию LibMain.
Для нестандартной инициализации функцию LibEntry нужно разрабатывать
самостоятельно.
Функция LibMain должна присутствовать в каждой стандартной DLL-
библиотеке. Эту функцию нужно определить самостоятельно,
воспользовавшись языком программирования Си. По своему назначению
функция LibMain напоминает функцию WinMain обычного приложения.
Функция WinMain получает управление при запуске приложения, а функция
LibMain – при загрузке DLL-библиотеки в память. Функция LibMain имеет
параметры, которые можно использовать при инициализации библиотеки.
Функция LibMain вызывается только один раз во время загрузки
библиотеки в память. При попытке повторной загрузки уже загруженной
библиотеки будет увеличено содержимое счётчика использования библиотеки,
но и только.
Если функция LibMain заказывает блоки памяти, следует использовать
флаг GMEM_SHARE. Такие блоки памяти будут принадлежать создавшей их
25
DLL-библиотеке. Освобождение заказанных глобальных блоков памяти можно
выполнить в функции WEP, получающей при выгрузке DLL-библиотеки из
памяти.
DLL-библиотека в любой момент времени может быть выгружена из
памяти. В этом случае Windows перед выгрузкой вызывает функцию WEP. Эта
функция, как и функция LibMain, вызывается только один раз. Она может быть
использована для уничтожения структур данных и освобождения блоков
памяти, заказанных при инициализации DLL-библиотеки.
Программисту не обязательно самостоятельно определять функцию WEP.
Она добавляется в библиотеку транслятором. Но, если нужно освободить
заказанные блоки памяти, функцию WEP программисту необходимо создать.
Кроме функций LibMain и WEP, в DLL-библиотеке могут быть
определены и другие функции. Это могут быть экспортируемые и
неэкспортируемые функции.
Экспортируемые функции доступны для вызова приложениям Windows.
Неэкспортируемые – являются локальными для DLL-библиотеки. Функцию
можно объявить экспортируемой при помощи ключевого слова _export.
2.10 Стандарт оформления электронных макетов изделий в ОАО
«МВЗ им. М.Л. Миля»
Настоящий стандарт устанавливает требования, определяющие порядок
оформления и контроля конструкторской документации, выполненной в форме
электронных моделей (ЭМ) деталей и сборочных единиц, на ОАО «МВЗ им.
M.Л. Миля» в NX под управлением Teamcenter.
Контроль ЭМ проводится в целях обеспечения качества электронных
моделей для изготовления и эксплуатации изделий авиационной техники с
учётом мирового опыта и тенденций развития геометрического моделирования,
технологий управления жизненным циклом изделия, программных и
аппаратных средств вычислительной техники.
26
Создание и контроль ЭМ, а так же их хранение и изменения должны
вестись в системе NX под управлением Teamcenter.
Далее приведены пункты стандарта, касающиеся разработки приложения.
2.10.1 Требования к оформлению ЭМ
Оформление ЭМ в среде NX производится в соответствии с
требованиями ЕСКД и данного стандарта.
Все элементы оформления ЭМ в части ЕСКД (технические требования
(ТТ), размеры, выносные линии и т.д.) должны быть созданы с помощью
модуля NX «Технические условия».
Для ЭМ , являющихся полным зеркальным отражением, допускается
оформлять только одну из них. При этом обязательным является правильное
обозначение ЭМ (наличие обозначения исполнений -01 и -02). Запись,
поясняющая в соответствии с ГОСТ 2.113-75 обозначение зеркального
исполнения, приводится в технических требованиях обоих ЭМ.
В ЭМ вся необходимая обстановка (ГОСТ 2.109-73) добавляется в качестве
связанных тел в ЭМ, переносится на 13 слой и окрашивается в определённый
цвет. Количество данных объектов должно быть достаточным для возможности
определения взаимного расположения и взаимной увязки ЭМ, входящих в
ЭМИ.
При выпуске КД в форме электронной модели и ассоциативно связанного
с ней электронного чертежа все размеры и другие атрибуты ЭМ проставляются
на чертеже в соответствии с требованиями ЕСКД.
2.10.2 Требования к объектам, помещаемым в ЭМИ
ЭМИ может содержать геометрические объекты (тела или поверхности)
или быть сборкой и содержать компоненты.
ЭМ должна содержать только геометрические объекты. Не допускается
27
помещать компоненты в ЭМ.
Не допускается помещать в ЭМ геометрические объекты, за исключением
обстановки, вспомогательных плоскостей, осей, надписей,
размеров, аннотаций, а также объектов, с помощью которых производится
операция «Вырез в сборке».
ЭМ, входящие в состав ЭМИ, помимо компонентов и геометрических
объектов могут также содержать вспомогательные объекты, необходимые для
привязки объектов в сборке — кривые, плоскости, оси, а также объекты
специализированных модулей CAD- системы (например, порты модуля
моделирования трубопроводов).
ЭМ могут содержать размеры, надписи, обозначения, осевые линии и
другие объекты, предназначенные для хранения реквизитной части
описываемой ЭМ, а также предназначенные для улучшения информативности и
визуального восприятия ЭМИ.
Не допускается наличие в ЭМ разорванных «Связанных тел».
2.10.3 Требования к распределению объектов по слоям
Все геометрические объекты (точки, кривые, поверхности, твёрдые тела,
плоскости, оси, размеры, текстовые надписи и т.п.) должны размещаться на
определённых слоях.
Размещение объектов по слоям и именование категорий слоёв должно
производиться в соответствии с Таблицей 1.
28
Таблица 1 - Категории слоёв
На слое 1 размещается основная геометрия ЭМ (твёрдое тело), входящих
в состав ЭМИ и БКС.
На слое 2 размещаются вспомогательные построения.
На слое 3 размещаются символы шероховатости поверхности,
поставленные при помощи модуля «Технические условия» (PMI).
На слое 4 размещаются размеры, поставленные при помощи модуля
«Технические условия» (PMI).
На слое 9 размещаются обозначения выносок (клеймение, маркирование,
склеивание, сварка, отбортовки и т.д.), поставленных при помощи модуля
«Технические условия» (PMI).
На слое 11 размещаются объекты механической и электрической
маршрутизации.
На слое 13 размещаются конструктивно-базовые поверхности
(обстановка).
На слое 14 размещаются технические требования, поставленные при
29
помощи модуля «Технические условия» (PMI) и любой текст без выносок.
На слое 16 размещаются позиционные обозначения, поставленные при
помощи модуля «Технические условия» (PMI).
Слои 5-8, 12, 17-19, 22-29, 34-40, 100-150, 250-256 зарезервированы для
будущих расширений. Размещение объектов на этих слоях не допускается.
Слои 10, 15, 20, 21 используются для размещения элементов построения в
рабочих частях ЭМ.
Слои 30-33 зарезервированы под размещение геометрии крепежа.
Размещение объектов на этих слоях не допускается.
Слои 40-70 (слои для Fibersim) предназначены для размещения
информации из Fibersim, при проектировании изделий из композиционных
материалов.
Слои 100-150 (слои для модуля «Черчение в NX») предназначены для
размещения информации при выполнении электронных чертежей и эскизов в
NX.
Состояние слоя (выбираемый, невидимый, только видимый) должно быть
определено в соответствии с Таблицей 2.
Таблица 2 – Состояние слоёв
30
2.10.4 Требования к использованию цветов, толщин линий и
прозрачности
Используемые цвета ЭМ должны обеспечивать разумный уровень
наглядности модели как при её визуализации отдельно, так и в контексте
сборки, в которую входит ЭМ.
Рекомендуется выделять цветом элементы ЭМ, важные с точки зрения
подсоединения к ней других узлов и деталей, компоновки отсека, создания
эксплуатационной документации.
При задании цвета в ЭМ необходимо руководствоваться Таблицей 3.
Таблица 3 – Допустимые цвета
31
Запрещается использовать для окраски ЭМ цвета, используемые CAD-
системой в качестве системных.
Не рекомендуется окрашивать разные грани одной и той же детали в
разный цвет или использовать разную степень полупрозрачности грани.
Для представления геометрии деталей полупрозрачность использовать не
рекомендуется. Исключение могут составлять детали, выполняемые из
прозрачного или полупрозрачного материала, за которыми находятся другие
элементы ЭМИ, важные для визуализации.
Для представления осевых линий (оси симметрии, вращения,
цилиндрических тел, отверстий и т.п.) рекомендуется использовать тип линии
«осевая» из модуля NX/PMI.
Для представления на схемах стержневых элементов систем, траекторий
трасс и других основных элементов рекомендуется использовать
тип линии «сплошная».
2.10.5 Требования к сохранению ЭМ
Создание категорий слоёв в соответствии с требованиями настоящего
стандарта.
Распределение всех геометрических объектов по нужным слоям.
Включение видимости или невидимости требуемых слоёв.
Включение вида «GLAVN» в качестве рабочего.
Смена в виде «GLAVN» режима закраски электронной модели на
«Статический каркасный».
Оптимизация вида «GLAVN».
Заморозка связей ЭМ, в зависимости от наличия в ней «Связанного тела».
Закраска твёрдого тела в случайный (или задаваемый пользователем) цвет,
за исключением запрещённых таблицей 3.
32
3 Конструкторская часть
3.1 Применение требований к оформлению электронной модели
детали стандартными средствами NX
Задача состоит в оформлении электронной модели детали. Имеется
стандарт организации, регламентирующий оформление. В данном стандарте
семь пунктов, которые необходимо автоматизировать (рисунок 7).
- Создание категорий слоёв;
- Распределение объектов по слоям;
- Включение вида «GLAVN» в качестве рабочего;
- Смена режима отображения на статический каркасный;
- Оптимизация вида «GLAVN»;
- Заморозка WAVE-связей;
- Закраска тела в один из разрешённых цветов.
Для начала необходимо изучить инструменты, предоставляемые системой
NX для выполнения данной задачи.
Рисунок 7 - Требования к функционалу приложения
33
3.1.1 Создание категорий слоёв
С помощью инструментов меню «Формат -> Категория слоя» создаются и
настраиваются необходимые слои и группируются в категории.
3.1.2 Распределение объектов по слоям
После создания категорий слоёв элементы электронной модели детали с
помощью инструментов меню «Формат -> Переместить на слой» поочерёдно
добавляются в требуемые стандартом организации категории (рисунок 8).
Рисунок 8 - Распределение элементов модели по слоям
3.1.3 Смена режима отображения на статический каркасный
Для активации режима отображения «статический каркасный» необходимо
раскрыть контекстное меню панели инструментов «Стили закраски» и выбрать
«Статический каркасный» (рисунок 9).
34
Рисунок 9 - Режим отображения «Статический каркасный»
3.1.4 Включение вида «GLAVN» в качестве рабочего
Для включения вида «GLAVN» в качестве рабочего необходимо в
навигаторе модели развернуть вкладку «Виды модели», после чего вызвать
контекстное меню с надписи «GLAVN» и выбрать пункт «Сделать рабочим»
(рисунок 10).
35
Рисунок 10 - Вид «GLAVN» в качестве рабочего
3.1.5 Заморозка WAVE-связей
Для заморозки WAVE-связей необходимо в навигаторе сборки раскрыть
контекстное меню модели, выбрать пункт «WAVE - > Заморозить постоянно».
3.1.6 Закраска тела
Для закраски тела необходимо открыть панель инструментов «Изменить ->
Отображаемый объект ». В появившемся диалоге необходимо указать тело для
раскраски, выбрать цвет и нажать «Применить» (рисунок 11).
36
Рисунок 11 - Закраска тела
3.2 Создание диалогового окна
Важным элементом любого приложения является его интерфейс с
пользователем. В NX Open API организация интерфейса с пользователем может
быть выполнена четырьмя путями:
- Использование специализированных функций для организации
интерфейса
- Использование визуального конструктора User Styler Interface для
построения окон диалога
- Использование визуального конструктора Block Styler для построения
окон диалога
- Использование системных библиотек Windows API (или аналогичных
библиотек других фирм).
Наиболее удобным способом является использование визуального
конструктора для построения окон диалога Block Styler (рисунок 12). Модуль
37
запускается из главного меню NX командой «Начало -> Все приложения ->
Разработка интерфейса пользователя».
Рисунок 12 - Block Styler
Конструктор построения окон сочетает в себе большой функционал для
создания графического интерфейса (диалогового окна приложения) с простотой
его создания. Можно создавать разные группы блоков в одном окне, указывать
типы данных каждого элемента окна, настраивать фильтр выбора элементов
модели и многое другое.
При разработке интерфейса приложения для оформления электронной
модели детали на форме диалогового окна были расположены необходимые
элементы управления. Элементами управления являются три переключателя:
- Распределить по слоям;
- Заморозить WAVE-связь;
- Закрасить;
а так же группа выбора цвета, в которой находятся два элемента
управления. Первым является выпадающее меню с двумя пунктами:
- Автоматически;
- Выбрать цвет;
38
а вторым инструмент выбора цвета.
С помощью редактора ресурсов (рисунок 13) конструктора Block Styler
настроились свойства (атрибуты) элементов управления и их методы (функции
реакции элемента на события – «callback»-функции).
Рисунок 13 - Редактор ресурсов
В свойствах элементов управления указано, каким образом они будут
отображаться при запуске приложения, то есть, будут ли они видимы, активны
39
(возможность пользователя взаимодействовать с элементом управления), и в
каком положении будут переключатели.
В приложении для оформления электронной модели детали диалоговое
окно при запуске выглядит следующим образом:
Все переключатели, кроме «Закрасить» установлены в положение 1
(выбрано), а закрасить в положение 0 (не выбрано); группа выбора цвета
невидима (рисунок 14).
Рисунок 14 - Диалоговое окно при запуске приложения
В методах элементов управления прописывается то, как будут элементы
реагировать (обрабатывать изменения) на действия пользователя, а также язык
программирования, на котором ведётся разработка приложения. В данном
случае язык С++, что и указывается в конструкторе.
Далее проект диалогового окна записывается на диск. В состав
записываемого проекта входит три файла:
- Файл с расширением *.dlx – ресурсный файл формы диалога, который в
среде NX может выступать и как запускаемый файл;
- Файл с расширением *.cpp – исходный код программного модуля к
разработанному диалогу;
- Файл с расширением *.hpp – файл описаний к ресурсам разработанного
диалога.
В файле с программным кодом могут находиться заготовки шаблонов трёх
различных точек входа в программный модуль (все они в исходном состоянии
закомментированы командами условной компиляции) и заготовки шаблонов
40
процедур обработчиков событий элементов управления формы, указанные
разработчиком на этапе визуального построения и настройки этих элементов. В
файле содержатся подробные комментарии, позволяющие программисту
разобраться в назначении и порядке использования компонентов этого файла.
Файлы *.cpp и *.hpp подключаются к созданному проекту.
3.3 Настройка параметров проекта в Microsoft Visual Studio 2010
Для создания проекта в Microsoft Visual Studio 2010 необходимо сначала
настроить его параметры. Для начала необходимо выбрать в меню создания
нового проекта шаблон NX8_Open (рисунок 15), после чего запустится мастер
настройки параметров.
Рисунок 15 – Шаблон NX8_Open в Microsoft Visual Studio 2010
В первую очередь, разработчик должен решить, в каком виде будет
представлено его приложение: это может быть отдельное приложение формата
EXE или внутреннего типа – DLL файл, который запускается в открытом NX.
Далее необходимо выбрать язык C или С++. Окно выбора этих параметров
показано на рисунке 16.
Затем следует настроить точки входа. Мастер предлагает запускать
41
приложение системой NX автоматически при инициализации (ufsta) или
вручную через меню «Файл -> Выполнить -> NX функция пользователя»
(ufusr). Кроме того, можно выбрать другие точки входа во внутренний модуль
NX, которые активируются при установке флажка в пункте «From a User Exit».
Типичным является выбор точки входа ufusr. И, наконец, нужно выбрать, как
будет происходить выгрузка приложения. Можно выбрать автоматическую
выгрузку при завершении всей сессии NX, либо при завершении работы
приложения или явно через диалог выгрузки. Во время отладки программы
целесообразно выбирать выгрузку при завершении работы приложения, чтобы
не приходилось каждый раз закрывать NX (в дальнейшем эту настройку можно
изменить). Настройка точек входа и выгрузки показана на рисунке 17.
Рисунок 16 – Настройка параметров проекта, выбор типа и языка
42
Рисунок 17 – Настройка параметров проекта. Выбор точек входа и выгрузки
приложения
После завершения настройки, создаётся проект, содержащий
заголовочный файл, в который записываются файлы необходимых библиотек и
файл, в котором пишется код программы, реализующий приложение.
3.4 Структура программы
Программа состоит из двух файлов: *.hpp и *.cpp.
В файле *.hpp подключаются, необходимые для работы приложения
библиотеки, резервируются пространства имён и объявляются класс oform,
который был создан с помощью NX Block Styler при создании диалогового
окна.
Доступные компоненты класса.
Поля:
- открытая сессия в NX;
- конструктор;
- деструктор;
- отображение диалогового окна.
43
Методы:
- initialize_cb – данный метод инициализирует диалоговое окно
приложения перед запуском, загружает элементы управления.
- dialogShown_cb – метод предустановки диалогового окна приложения.
Свойства элементов управления (видимость, активность, положение) при
запуске приложения будут соответствовать заданным здесь параметрам.
- update_cb – метод обновления диалогового окна приложения. В данном
блоке прописаны правила изменения свойств элементов управления в
зависимости от других. Диалоговое окно обновляется после каждого действия
пользователя в соответствии с данными правилами.
- apply_cb – данный метод выполняет необходимые действия,
обусловленные выбором пользователя с помощью элементов управления.
- ok_cb – данный метод повторяет функционал apply_cb, затем вызывает
деструктор.
Скрытые компоненты класса.
Поля:
- путь к файлу *.dlx;
- диалог;
- переключатель «Распределить по слоям»;
- переключатель «Заморозить WAVE-связь»;
- переключатель «закрасить»;
- группа управления цветом;
- выпадающее меню группы выбора цвета;
- элемент «Выбор цвета».
Стоит особенно отметить некоторые методы класса, так как они
представляют наибольший интерес.
В методе dialogShown_cb необходимо было явно прописать внешний вид
диалогового окна и свойства элементов управления, потому что при каждом
последующем запуске приложения оно отображалось в последнем рабочем
виде, что негативно сказывалось на продуктивности инженера, так как ему
44
приходилось производить больше манипуляций с элементами управления.
В методе update_cb прописаны правила изменения свойств элементов
управления. Так, когда переключатель «Закрасить» находится в положении «0»,
группа управления цветом должна быть невидимой, при положении же
переключателя «Закрасить» в положении «1», эта группа должна отображаться.
Также, если в группе управления цветом в выпадающем меню выбран пункт
«Автоматически», элемент «Выбор цвета» должен быть неактивным
(взаимодействие с ним запрещено), а при выбранном пункте «Задать цвет»,
элемент выбор цвета должен активироваться.
В методе apply_cb прописаны функции, которые выполняют те действия,
которые требуются от приложения.
Если переключатель «Распределить по слоям» находится в положении «1»,
то вызывается функция, создающая стандартный набор слоёв, дальше работает
функция, получающая тэги элементов электронной модели детали и, в
зависимости, от типа элементов, распределяет их по слоям в соответствии со
стандартом организации (рисунок 18).
Рисунок 18 - Распределение элементов электронной модели детали по слоям
45
Если переключатель «Заморозить WAVE-связь» стоит в положении «1»,
то вызывается функция, которая замораживает связь детали.
Если переключатель «Закрасить» находится в положении «1», а в
выпадающем меню в группе цвета выбран пункт «Автоматически», то
вызывается функция, выбирающая случайный цвет, за исключением
запрещённых стандартом организации, и раскрашивает в него электронную
модель детали. Если же в выпадающем меню выбран пункт «Задать цвет», то
деталь раскрашивается в цвет, выбранный пользователем.
После обработки элементов управления, метод apply_cb вызывает
функции, которые производят следующие действия:
- включение вида «GLAVN» в качестве рабочего;
- смена режима закраски модели на «Статический каркасный»;
- оптимизация вида (заполнение моделью максимального полезного
пространства окна).
46
4 Организационно-экономическая часть
4.1 Введение
Современная инженерная деятельность предполагает не только разработку
современных конструкций и технологий, но также и концентрацию усилий
специалиста, позволяющую заранее определить возможный рынок реализации
разработки, оценить ожидаемую прибыль. Поэтому важной составляющей
любого инженерного проекта является раздел, посвященной анализу
экономических характеристик и определению экономических параметров,
позволяющих сделать вывод о возможности реализации инженерной мысли.
Экономическая часть дипломного проекта реализуется в форме бизнес-
проекта, который разрабатывается студентом. При этом, следует обоснование
таких характеристик проекта как длительность разработки рабочего проекта,
количество и квалификация задействованных трудовых ресурсов
(исполнителей проекта), рассчитывается ориентировочная цена изделия,
определяется рынок реализации продукции и уровень потребности рынка в
разрабатываемом изделии, показывается величина требуемых кредитов и
ожидаемой прибыли как во временном, так и в стоимостном исчислении.
Разработка экономической части дипломного проекта должна
ориентироваться на то положение, что она (экономическая часть) посвящена
разработке комплекса мероприятий организационно-экономического и
финансового планов, который необходимо выполнить для перенастройки
производства, позволяющей перейти к выпуску продукции, разработанной в
инженерной части дипломной проекта. В этой связи, следует учесть, что слово
«проект» понимается более широко, характеризуя работы и процессы,
связанные с организацией экономических и хозяйственных мероприятий,
позволяющих создавать спроектированное изделие с наибольшей прибылью, а
не с выполнением конкретного дипломного задания.
Технико-экономическое обоснование эффективности НИОКР
предполагает:
47
- Расчёт трудоёмкости выполнения НИОКР.
- Расчёт среднегодовой стоимости основных фондов, используемых для
выполнения НИОКР (для расчёта налога на имущество).
- Расчёт себестоимости НИОКР и формирующихся на этой основе налогов.
- Формирование расчётной (остаточной) прибыли предприятия и
определение эффективности произведённых затрат на НИОКР.
- Оценка технического уровня НИОКР.
4.2 Основная часть
4.2.1 Расчёт трудоёмкости выполнения НИОКР
Для планирования продолжительности выполнения НИОКР пользуются
расчётными и опытно-статистическими нормативами. Однако по значительной
части работ такие нормативы отсутствуют. Поэтому для определения
продолжительности работ используются две оценки времени, выдаваемые
ответственным исполнителем: минимальная и максимальная
продолжительность работы. При этом оценки рассматриваются не как
обязательство ответственного исполнителя, а как предложение, основанное на
опыте, интуиции и на учете факторов, влияющих на продолжительность
работы.
Рассмотрим перечень работ по всем этапам НИОКР
- техническое задание (ТЗ) - постановка задач проекта, определение
основных положений и методик;
- техническое предложение (ТПр) - выбор программных средств, технико-
экономическое обоснование разработки;
- эскизное проектирование (ЭП) – комплексное исследование предметной
области (проблематики, существующих решений, используемых технологий);
- техническое проектирование (ТП) - разработка методики;
- рабочий проект (РП) - разработка дополнительных программных
48
средств, алгоритмов и технологий;
- оформление технической документации (ТД) – оформление справочной
документации для пользователей методики.
Рассчитываем ожидаемое время выполнения каждой работы tож
tож=(3tmin+2tmax)/5, где
tmin - минимальная продолжительность работы, т.е. время, необходимое
для выполнения работы при наиболее благоприятном стечении обстоятельств
(час, дни, недели и т.д.);
tmax - максимальная продолжительность работы т.е. время, необходимое
для выполнения работы при наиболее неблагоприятном стечении обстоятельств
( час, дни, недели и т.д. )
Для определения возможного разброса ожидаемого времени рассчитываем
дисперсию (рассеивание)
Для определения количества исполнителей и построения план-графика
выполнения НИОКР необходимо рассчитать продолжительность каждого этапа
работы (ТЗ, ТПр, ЭП, ТП, РП, ИОО, ИО, ТД). Требуемое количество
исполнителей R по этапам определяется по формуле:
, где
- трудоёмкость этапа, час.;
- коэффициент дополнительных затрат
;
- фонд рабочего времени исполнителя (176 часов в месяц);
- коэффициент выполнения норм .
В рамках данного проекта число исполнителей является постоянной
величиной, заданной изначально – это один студент дипломник.
)minmax(04.022
ttt
вu
дэтэт
КF
КR
эт
дК
)15.11.1( дК
uF
вК )15.1( вК
49
Результаты расчётов приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Расчёт трудоёмкости НИОКР
Эта
пы
Стадии
tmin
дни
tmax
дни
tож
дни
Ко
л-в
о
исп
олн
ит
елей
2
t
1 Техническое
задание 4 6 4,8 1 0,16
2 Техническое
предложение 14 20 16,4 1 1,44
3
Эскизное
проектировани
е
30 38 33,2 1 2,56
4
Техническое
проектировани
е
20 30 24 1 4
5 Рабочий
проект 40 50 44 1 4
6 Техническая
документация 9 13 10,6 1 0,64
Итого: 133
На основе полученных данных строим план-график выполнения НИОКР
(рисунок 19).
50
№ Исполн
итель
Кол 1-13 14-
26
27-
39
40-52 53-65 66-78 79-91 92-
104
105-
117
118-133
1 диплом
ник 1
2 диплом
ник 1
3 диплом
ник 1
4 диплом
ник 1
5 диплом
ник 1
6 диплом
ник 1
Рисунок 19 – План-график выполнения НИОКР
4.2.2 Расчёт стоимости основных производственных фондов,
используемых для выполнения НИОКР
К основным производственным фондам относятся те средства труда,
которые непосредственно участвуют в производственном процессе (машины,
оборудование и т.п.), создают условия для его нормального осуществления
(производственные здания, сооружения, электросети и др.) и служат для
хранения и перемещения предметов труда. К основным производственным
фондам относятся средства труда со сроком службы более одного года и
стоимостью выше 100 минимальных размеров оплаты труда.
Применяются три вида оценки основных производственных фондов:
первоначальная, восстановительная и остаточная стоимость.
51
Первоначальная (балансовая) стоимость основных производственных
фондов (цена) складывается из всех затрат, связанных с их приобретением,
сооружением, строительством, монтажом и пуском.
Восстановительная стоимость основных производственных фондов – это
стоимость их воспроизводства в современных условиях с учётом действующих
на данный момент уровня цен, тарифов, расценок и т.п.
Остаточная стоимость представляет собой разницу между первоначальной
или восстановительной стоимостью и суммой износа, т.е. это та часть
стоимости основных производственных фондов, которая ещё не перенесена на
производимую продукцию.
Для вычисления налога на имущество необходимо определить
среднегодовую стоимость основных производственных фондов (Кост.ср.),
которая определяется по формуле:
5
4.3.2.1....
KостKостKостKостK ностK cpост
, где
K ност. - остаточная (восстановительная) стоимость основных
производственных фондов на начало года;
KостKостKостKост 4.,3.,2.,1. - остаточная стоимость основных
производственных фондов на конец 1,2,3,4 кварталов.
В нашем случае расчёт среднегодовой стоимости основных фондов
производить не требуется, т.к. их стоимость в течение года не изменялась.
Состав основных производственных фондов отражён в таблице 5.
52
Таблица 5 – Специальное оборудование
Этапы
работы
Перечень
Спецоборудования
Количеств
о
Цена,
руб.
Сумма,
Руб.
1 Персональный
компьютер
1 165870 165870
2 Ноутбук Asus N550J 1 41900 41900
3 МФУ Epson L355 1 9970 9970
Итого: 217740
Таким образом, среднегодовая остаточная стоимость основных фондов
составляет Кост.ср.= 217740 руб.
4.2.3 Расчёт затрат на выполнение НИОКР
По калькуляционным статьям расходы группируются следующим образом:
- Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (РМ).
- Специальное оборудование для НИОКР (СО).
- Фонд заработной платы (РЗ).
- Амортизационные отчисления (РА).
- Контрагентные работы (РКР).
- Производственные командировки (РПК).
- Косвенные расходы (РК).
- Единый социальный налог (ЕСН).
- Полная себестоимость работы (С).
4.2.4 Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (РМ)
Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты, используемые для
выполнения НИОКР, оцениваются по действующим оптовым или договорным
53
ценам. Расчёт затрат на материалы приведён в следующей таблице 6
Таблица 6 – Материальные ресурсы.
Этапы
работ
Наименование материалов
и других материальных
ресурсов
Единица
Измерения
Коли-
чество
Цена
единицы
, руб
Сумма,
руб.
1 Комплект картриджей для
МФУ
шт. 1 2100 2100
2 Бумага для оргтехники пачка
500листов
1 250 250
Итого: 2350руб.
Общая сумма затрат на РМ с учётом транспортно-заготовительных
расходов (3÷5% стоимости материалов и покупных комплектующих изделий)
равна 2450 руб.
4.2.5 Специальное оборудование (CО)
К этой статье расходов относятся затраты, связанные с приобретением
специального оборудования (специальных стендов, приборов, установок),
которое необходимо для проведения научных (экспериментальных) работ
только по данной теме. Поскольку в рамках проекта эксперименты проводятся
на ЭВМ, специального оборудования не требуется.
СО=0.
4.2.6 Фонд заработной платы (РЗ)
Вначале определяется заработная плата работников в соответствии с
тарифными ставками, используемыми на «МВЗ им. М.Л. Миля».
54
К основной зарплате при выполнении НИОКР относятся зарплата
научных, инженерно-технических работников и рабочих участвующих в
данном исследовании. Их зарплата определяется по формуле:
Ф
ТkCИ
м
рабmmзп
,где
Cm - тарифная ставка работника I-ого разряда, Cm = 2300 руб.;
- тарифный коэффициент работника соответствующего разряда
(таблица 1.4);
- месячный фонд времени, рабочие дни, = 21.8 дня;
Tраб – расчётное время на выполнение НИОКР, чел-дни.
Дополнительная заработная плата работников составляет 10 - 20 % от
основной. Дополнительная и основная заработная плата вместе образуют фонд
оплаты труда предприятия.
Таблица 7 - Тарифная сетка ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля»
Разряды оплаты
труда
Тарифные
коэффициенты
Разряды оплаты
труда
Тарифные
коэффициенты
1 1.00 10 2.635
2 1.05 11 2.957
3 1.165 12 3.365
4 1.26 13 3.8
5 1.425 14 4.295
6 1.61 15 4.86
7 1.82 16 5.24
8 2.06 17 5.985
9 2.33 18 6.645
тk
мФ мФ
55
Работа ведётся дипломником специалистом 10го разряда.
Изп = 2300*2.635*133/21.8 = 36975 руб
РЗ = 1.15* Изп = 42520 руб
4.2.7 Амортизационные отчисления (РА)
Амортизационные отчисления производятся предприятиями ежемесячно
исходя из установленных норм амортизации и балансовой (первоначальной или
восстановительной) стоимости основных фондов по отдельным группам или
инвентарным объектам, состоящим на балансе предприятия. Нормы
амортизации устанавливаются государством и они едины для всех предприятий
и организаций.
Годовые нормы амортизационных отчислений по отдельным видам
специального оборудования (% от первоначальной или восстановительной
стоимости ОПФ).
56
Таблица 8 – Амортизационные отчисления
НАИМЕНОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Норма
амортиза-
ционных
отчислений
1 2
Физико-термическое оборудование для производства изделий
микроэлектроники и полупроводниковых приборов
28,2
Контрольно-измерительное и испытательно-тренировочное
оборудование для производства электронной техники
27,5
Оборудование для измерения электрофизических параметров
полупроводниковых приборов
27,3
Оборудование для механической обработки полупроводниковых
материалов
23,9
Вакуумное технологическое оборудование для нанесения тонких
пленок
24,3
Оборудование для производства фотошаблонов 23,4
Сборочное оборудование для производства полупроводниковых и
электровакуумных приборов
23,8
Электронные генераторы, стабилизированные источники питания,
тиристорные выпрямители, регуляторы напряжения
15,5
Прочее спецтехнологическое оборудование для производства
изделий электронной техники
13,1
Контрольно-измерительная и испытательная аппаратура связи,
сигнализации и блокировки:
Переносная 14,2
Стационарная 8,5
Лабораторное оборудование и приборы 20,0
Электронные цифровые вычислительные машины общего
назначения, специализированные и управляющие
12,0
57
Амортизационные отчисления на полное восстановление активной части
основных фондов (машин, оборудования и транспортных средств)
производятся в течение нормативного срока их службы или срока, за который
балансовая стоимость этих фондов полностью переносится на себестоимость.
По всем другим основным фондам амортизационные отчисления на
полное восстановление производится в течение всего фактического срока их
службы.
Предприятиям допускается применение ускоренной амортизации их
активной части в более короткие сроки, нормы амортизации при этом
повышаются, но не более чем в два раза. Применение повышенных или
пониженных норм амортизации должно быть предусмотрено в учетной
политике предприятия, определяемой его руководителем.
Амортизационные отчисления определяются по формуле:
РA = ( ..спK* aH
* обt) / дФ , где
..спK- остаточная стоимость основных фондов на начало
соответствующего года, руб.;
aH-норма годовых амортизационных отчислений, %; (электронные
цифровые вычислительные машины общего назначения, специализированные и
управляющие 12,0%)
обt- машинное время, необходимое для выполнения НИОКР, час.;
дФ - действительный фонд времени работы оборудования за год, час.
РА = 217740 *0.120*(133*8)/ (21.8*8*12) = 13285 руб
4.2.8 Косвенные расходы (РК)
К ним относятся расходы по управлению и обслуживанию подразделений.
Данные расходы определяются в процентах от основной заработной платы
58
исполнителей работы, обычно для научных организации эти расходы
составляют 60 - 150 %.
КР = Изп*0.6 = 36975*0.6 = 22185 руб
4.2.9 Производственные командировки (РПК)
Производственные командировки: оплата суточных составляет 100 руб.,
оплата найма жилого помещения не более 550 рублей в сутки.
В данной работе производственные командировки не предусмотрены.
РПК = 0 руб.
4.2.10 Контрагентные работы (РКР)
К контрагентным работам относятся расходы, связанные с выполнением
работ по данной теме сторонними организациями.
В данной работе не выполнялись контрагентные работы.
РКР = 0 руб.
4.2.11 Единый социальный налог (ЕСН)
Ставка единого социального налога фиксирована и равна 0,26%.
ЕСН = 42520*0,26 = 11055 руб
4.2.12 Полная себестоимость работы (С)
Полная себестоимость НИОКР определяется по формуле
С=РМ+РО+РЗ+РА+РКР+РПК+РК+ЕСН
С = 2450+42520+13285+22185+11055 = 94495 руб.
59
Таблица 9 – Затраты на НИОКР
№
п/
п Статьи затрат на НИОКР
Затраты,
руб Затраты%
1 Фонд заработной платы 42520 45
2 Единый социальный налог 11055 12
3 Амортизационные отчисления 13285 15,1
4 Контрагентные работы 0 0
5 Производственные командировки 0 0
6
Материалы, покупные изделия и
полуфабрикаты 2450 3
7 Косвенные расходы 22185 24,9
8 Специальное оборудование 0 0
Рисунок 20 – структура затрат
45
12
15,1
3
24,9
Структура затрат
Фонд заработной платы
Единый социальный налог
Амортизационные отчисления
Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты
Косвенные расходы
60
4.2.13 Формирование чистой прибыли предприятия
и определение эффективности производственных затрат
Для оценки и анализа эффективности произведённых затрат используются
следующие показатели:
- договорно-контрактная цена работы;
- балансовая (валовая) прибыль;
- чистая прибыль;
- коэффициент эффективности затрат на НИОКР.
Договорно-контрактная цена работы устанавливается по соглашению
сторон (предприятия-исполнителя и предприятия-потребителя). Примем
данную цену равной 200000 руб.
Выручку предприятия сферы науки в основном формируют доходы от
реализации выполненных НИОКР. Балансовая прибыль предприятия равна:
200000 – 94495 = 105505 руб.
Налоговые отчисления по налогу на прибыль составляют: 105505*0,24 =
25321,2 руб.
Налоговые отчисления по налогу на имущество составляют: 217740*0,02 =
4354,8 руб.
Чистая прибыль составляет разницу балансовой прибыли и суммарных
налогов: 105505-25321,2-4354,8 = 75829 руб.
Коэффициент эффективности затрат на НИОКР определяется по формуле:
Кэф = 100 * Пч.п. /С % , где: Пч.п. - чистая прибыль от реализации научной
продукции, руб.
С - полная себестоимость работы, руб.
Кэф = 100*75829 /94495= 80,2 %.
61
4.3 Оценка технического уровня НИОКР
Технический уровень НИОКР будет определяться показателями изделия,
которые появятся в результате внедрения данной работы. Вначале показатели
изделия располагают в порядке их значимости. Первое место занимает
показатель, обеспечивающий удовлетворение качественно новой потребности
общества. На второе место надо поставить тот показатель, который имеет
наибольшее значение для достижения экономии затрат.
Наряду с параметрами, на основе которых производится вывод о
техническом уровне изделия, необходимо учитывать и экономические
характеристики (цена изделия, расходы по эксплуатации и т.п.). Эти показатели
обобщают очень многие технические параметры изделия.
Необходимо отметить, что разрабатываемая методика соответствует
наиболее современным тенденциям рынка A/E/C (архитектура, инженерия,
строительство) и пока не имеет доступных для оценки аналогов в мире, так как
последние так же как и данная методика все ещё находятся на стадии
исследования и внедрения. Сравнение же с действующими методиками
«предыдущего поколения» является неуместным, ввиду их принципиальных
технологических и концептуальных отличий.
4.4 Выводы
В результате вышеприведённых расчётов получены следующие
характеристики выполняемого проекта:
- Общие трудозатраты на выполнение проекта составляют 133 дня.
- В реализации проекта задействован один исполнитель – дипломник.
- Себестоимость разработки составила 94495 руб..
- Чистая прибыль реализации составила 75829 руб.
- Коэффициент эффективности равен 80,2 %.
62
5 Экологическая часть
5.1 Введение
В данном разделе дипломного проекта осуществляется анализ основных
вредных и опасных факторов при работе с ПК, осуществляется подбор
допустимых значений данных факторов в соответствии с действующим
нормами (СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 - Гигиенические требования к
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы,
ГОСТ 12.1.004 – 85 – противопожарная безопасность, ГОСТ 25861 -
электробезопасность).
Раздел промышленная экология и безопасность состоит из двух частей. В
первой произведен анализ соответствия основных вредных и опасных факторов
действующим нормам. Во второй части раздела произведен подробный расчет
средств защиты от самого неблагоприятного фактора, по мнению автора
работы.
5.2 Анализ основных факторов воздействия среды на оператора ПК
Стремительное развитие компьютерной техники способствовало не только
к интенсификации умственного труда, но и привело к возникновению целого
ряда проблем, связанных с воздействием на человека электромагнитных,
электростатических полей, создаваемых работающим дисплеем компьютера и
отрицательно воздействующих на организм человека. Воздействие, которое
компьютерная техника способна оказать на человека можно разделить на три
группы:
- физическое воздействие: компьютер является источником
электромагнитного поля промышленной частоты, электромагнитного
излучения радиодиапазона, электростатического и постоянного магнитного
полей, рентгеновского излучения. Так же компьютер и периферийное
63
оборудование могут создавать шум, а так же изменять микроклимат и
ионизацию воздуха в рабочем помещении;
- нагрузка на опорно-двигательный аппарат человека: интенсивная
работа с клавиатурой и "мышкой" может вызывать болевые ощущения в
пальцах рук, кистях, запястьях, предплечьях и локтевых суставах. Длительное
пребывание в неподвижной, неудобной позе приводит к усталости и болям в
позвоночнике, шее, плечевых суставах и мышцах спины;
- напряжённость труда: работа с компьютером предполагает визуальное
восприятие и анализ больших объёмов информации, что вызывает утомление
зрительного аппарата человека и перегрузку его мозга и центральной нервной
системы.
Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно
соответствовать заданным антропометрическим, физическим и
психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер
работы. При организации рабочего места оператора ПК должны быть
соблюдены следующие основные условия:
- допустимые параметры микроклимата;
- допустимые уровни электромагнитное излучение;
- эргономичность рабочего места и используемых устройств;
- оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего
места;
- достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все
необходимые движения и перемещения;
- необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения
поставленных задач;
уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения;
- достаточная вентиляция рабочего места;
- необходимая электробезопасность;
- необходимая пожаробезопасность.
64
5.2.1 Общие положения организации рабочего места
Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03, помещения для работы с
компьютерами должны оборудоваться системами отопления,
кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляции.
Расчет воздухообмена следует проводить по теплоизбыткам от оборудования,
людей, солнечной радиации и искусственного освещения. Параметры
микроклимата, ионного состава воздуха, содержание вредных веществ в нем
должны отвечать нормативным требованиям. Звукоизоляция помещений и
звукопоглощение ограждающих конструкций помещения должны отвечать
гигиеническим требованиям и обеспечивать нормируемые параметры шума на
рабочих местах. Помещения должны иметь естественное и искусственное
освещение.
В помещениях ежедневно должна проводиться влажная уборка.
Помещения с компьютерами должны быть оснащены аптечкой первой помощи
и углекислотными огнетушителями.
В случаях производственной необходимости эксплуатация компьютеров в
помещениях без естественного освещения может проводиться только по
согласованию с органами и учреждениями Государственного санитарно-
эпидемиологического надзора.
5.2.2 Обеспечение параметров микроклимата
В производственных помещениях, в которых работа с компьютером
является основной (диспетчерские, операторские, расчетные, кабины и посты
управления, залы вычислительной техники и др.), должны обеспечиваться
оптимальные параметры микроклимата. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03
устанавливает категории тяжести работ не выше Iб.
Температура воздуха на рабочем месте в холодный период года должна
быть от 21 до 23°С, в теплый период года — от 22 до 24°С. Разница
65
температуры на уровне пола и уровне головы оператора в положении сидя не
должна превышать З°С. Относительная влажность воздуха на рабочем месте
оператора должна составлять 40—60%. Скорость движения воздуха на рабочем
месте оператора должна быть 0,1 м/с - в холодный период года и 0,2 м/с – в
теплый период года.
В рабочем пространстве, где осуществляется речевой обмен информацией,
уровень шума должен быть менее 55 дБ. Шум тем неприятнее, чем уже полоса
частот и выше уровень звукового давления. Самое вредное воздействие
оказывает шум, имеющий в своем составе высокие тона.
На рабочем месте, где проводится работа, температура и влажность
воздуха должны удовлетворять указанным нормам. Система отопления состоит
из основной и вспомогательной. Основная система – система приточной
вентиляции с подогревом воздуха, также выполняющая роль системы
вентиляции помещения. Вспомогательная – обогрев помещения за счет батарей
центрального отопления. Основной вклад в шум в помещении вносят
работающие вентиляторы охлаждения системных блоков компьютеров,
удовлетворяющие указанным нормам.
Проветривание и вентиляция воздуха в помещениях позволяют
поддерживать требуемые параметры микроклимата, а также поддерживать
постоянный уровень ионизации воздуха. Для повышения влажности воздуха в
помещениях с компьютерами следует также применять увлажнители воздуха,
заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой
водой.
Недостаток аэроионов пагубно сказывается на здоровье пользователя, у
него снижается иммунитет к различным заболеваниям.
Уровни содержания положительных и отрицательных аэроионов в воздухе
помещений компьютерами должны соответствовать нормам, приведенным в
таблице 10.
66
Таблица 10 - Содержание аэроионов в воздухе рабочих помещений
Уровни ионизации Число ионов в 1 см3 воздуха помещения
положительных отрицательных
Минимально необходимые 400 600
Оптимальные 1 500 - 3 000 3 000 - 5 000
Максимально допустимые 50 000 50 000
Оптимальные параметры микроклимата во всех типах помещений с
использованием ПЭВМ должны соответствовать нормам, приведенным в
таблице 11.
Таблица 11 – Нормы влажности
Температура, С Относительная
влажность, %
Абсолютная
влажность, г/м3
Скорость
движения
воздуха, м/с
19 62 10 <0,1
20 58 10 <0,1
21 55 10 <0,1
5.2.3 Выбор рабочей позы
Выбираем рабочую позу сидя, исходя из следующих данных:
Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста,
основные характеристики такого рабочего положения приведены в таблице 12.
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.
67
Таблица 12 – Характеристика рабочего места
Рабочее
положени
е
Усилие,
Н
Подвижность
во время
работы
Радиус
рабочей
зоны, см
Особенности
деятельности
Сидя До 50 Ограниченная 38-50
Малая статическая
утомляемость, более
спокойное положение
рук, возможность
выполнять точную
работу
В соответствии с выбранной позой определяются размеры рабочего места:
поле зрения, дистанция наблюдения, углы зрения в горизонтальной и
вертикальной плоскости, зона досягаемости моторного поля, оптимальная зона
моторного поля, размеры зоны действия ног (если ноги не участвуют в
управлении, то определяем оптимальное пространство для них).
Рабочее место включает информационное (пространство для СОИ) и
моторное (пространство для органов управления) поля. В информационном
поле различают три зоны. В зоне 1 (±15° от нормальной линии взора в
горизонтальной и вертикальной плоскостях) располагают очень часто
используемые СОИ, требующие точного и быстрого считывания показаний; в
зоне 2 (ее внешние границы определяются углом ±30°) располагают часто
используемые СОИ, требующие менее точного и быстрого считывания; в зоне 3
(внешняя граница соответствует углу ±60°) – редко используемые СОИ (здесь
возможны движения глаз и повороты головы).
68
Рисунок 21 - Зоны зрительного наблюдения (а) – в горизонтальной; б) – в
вертикальной плоскости)
В моторном поле также различают три зоны. Зона оптимальной
досягаемости 1 ограничена дугами, описываемыми предплечьями при
движении в локтевых суставах с опорой.
Зона легкой досягаемости 2 ограничена дугами, описываемыми
расслабленными руками при движении их в плечевом суставе. Зона
досягаемости 3 ограничена 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.
Рисунок 22 - Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости.
69
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.
Рассмотрим оптимальное размещение предметов труда и документации в
зонах досягаемости рук:
- дисплей - размещается в зоне а (в центре);
- клавиатура - в зоне г/д;
- системный блок - размещается в зоне б (слева);
- принтер - находится в зоне а (справа);
- документация:
- в зоне лёгкой досягаемости ладони - в (слева) - литература и
документация, необходимая при работе;
- в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.
Форма пульта управления зависит от числа располагаемых на нем
элементов. Так как у нас их небольшое число, то выбираем фронтальную
форму.
5.2.4 Обеспечение освещения рабочего места
Очень важную роль в организации рабочего места играет правильное
освещение. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин:
- недостаточность освещённости;
- чрезмерная освещённость;
- неправильное направление света.
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
70
тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести
к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен
правильный расчет освещенности.
Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы
освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и
размещения.
5.2.5 Оптимальное размещение оборудования
Площадь на одно рабочее место с компьютером для взрослых
пользователей должна составлять не менее 6,0 м2, а объем - не менее 20,0 м
3.
Площадь на одно рабочее место с компьютером во всех учебных и дошкольных
учреждениях должна быть не менее 6,0 м2, а объем - не менее 24,0 м
3.
Рабочие места по отношению к световым проемам должны располагаться
так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева.
Рисунок 23 - Расположение рабочих мест относительно оконных проемов
Окно Окно N
S
Рекомендуется Допускается
71
5.2.6 Размещение основных элементов рабочего места
Когда оператор работает важно избегать неуклюжих позиций и размещать
тело оператора комфортно. Это не только может улучшить общую
производительность, но и уберечь оператора от мышечных разрушений.
Необходимо всегда помнить оператору, что изменение позиции, во время
решения длительных задач также может помочь устранить дискомфорт и
усталость.
Когда оператор работает или играет на компьютере, пусть
приспосабливает свое окружение и распределяет свое компьютерное
оборудование для создания удобной и расслабляющей тело позиции.
Необходимо устанавливать свою рабочую станцию так, чтобы устранить
дискомфорт, учитывая особенности размера тела оператора и рабочей
обстановки. Тем не менее, данные советы помогут предоставить оператору
более удобную среду.
Для опоры спины необходимо попробовать следующее:
- Используйте стул, для поддержки нижней части туловища (смотрите
рисунок 24).
- Отрегулируйте рабочую поверхность и высоту стула для того, чтобы
получить комфортную и естественную телу человека позицию (смотрите
рисунок 24).
Для обеспечения комфортной позиции ногам попробуйте следующее:
- Уберите посторонние вещи из под стола для создания возможности
располагать и передвигать ноги комфортно.
- Используйте опору для ног, если ваша ступня не находиться в
комфортном положении на полу.
72
Рисунок 24 – Правильная посадка
Для способствования комфортному положению плеча и руки необходимо
следующие:
- Положить клавиатуру оператора и мышь или трекбол на одной высоте;
они должны быть на одном с локтём уровне. Руки оператора должны лежать
расслабленно на подлокотнике (смотрите рисунок 25).
- Когда оператор печатает, необходимо, чтобы клавиатура находилась в
центре впереди оператора и мышь или трекбол находился недалеко (смотрите
рисунок 26).
- Часто используемые вещи должны находиться близко от оператора
(смотрите рисунок 26).
Рисунок 25 – Правильная посадка
73
Рисунок 26 – Правильная посадка
Для способствования правильной позиции запястья и кости необходимо:
- Держать запястье прямым, когда оператор печатает и использует мышь
или трекбол. Избегать изгиба запястья вверх, вниз или в стороны. Если у
клавиатуры имеются ножки необходимо опустить их, если это поможет найти
комфортное и прямое положение для запястья.
- Когда оператор печатает на клавиатуре, он может вместо того, чтобы
тянуться к отдалённым клавишам отдельными пальцами делать это всей
кистью.
Для минимизации изгиба и кручения шеи необходимо:
- Поместить вершину экрана около глаз (смотрите рисунок 27).
- Отцентрировать монитор впереди себя. Если оператор обращается к
документации чаще, чем к своему монитору, то необходимо поместить
документацию прямо перед собой, а монитор отодвинуть немного в сторону.
- Возможно, имеет смысл использовать подставку для документов, для
того, чтобы поместить документы около глаз оператора.
74
Рисунок 27 – Правильная посадка
Для ослабления эффектов от маломощных воздействий на тело оператора
необходимо:
- Нажимать на клавиши легко, оставляя руки и пальцы расслабленными,
потому что требуется маленькое усилие для срабатывания клавиш клавиатуры.
- Использовать лёгкое прикосновение, когда кликаешь мышью или
трекболом.
- Держать мышь в расслабленной руке и не сжимать ее сильно рукой.
- Избегать нахождения ладони или запястья на какой либо поверхности,
когда оператор печатает (смотрите рисунок 28). Только подставка под запястье,
если она поставляется с клавиатурой, может быть использована для этой цели.
- Необходимо расслабить плечи и руки когда оператор не печатает или
использует мышь. Нельзя помещать руки на углы, такие как край стола.
- Необходимо отрегулировать кресло оператора, так чтобы сиденье не
нажимало на заднюю часть колена (смотрите рисунок 29)
Рисунок 28 – Правильная посадка
75
Рисунок 29 – Правильная посадка
5.2.7 Обеспечение электробезопасности
Производителями персональных компьютеров предусмотрены все
существующие способы обеспечения электробезопасности. Конструкция
использованного в дипломной работе компьютера обеспечивает надежную
электробезопасность для работающего с ним человека: по способу защиты от
поражения электрическим током удовлетворяет требованиям 1 класса ГОСТ
25861, ГОСТ 12.2.007.0 и ГОСТ Р50377; по обеспечению электробезопасности
обслуживающего персонала соответствует ГОСТ 25861 и ГОСТ Р50377.
Защита от поражения электрическим током обеспечивается различными
способами, в том числе:
- размещением разъёмов электропитания на тыльной стороне системного
блока и монитора;
- применением надёжных изоляционных материалов;
- использованием кабелей электропитания с заземляющими проводниками;
- использованием для электропитания клавиатуры, ручных манипуляторов,
в интерфейсных кабелях и в элементах регулировки и индикации на лицевой
панели системного блока и монитора низковольтных напряжений (не более
12В).
Системный блок и монитор подключены к сети переменного тока
76
напряжением 220 В и частотой 50 Гц, нетоковедущие корпуса монитора и
системного блока заземлены.
Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с
землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые
могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим
причина. Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь
в коренном залегании и т. п.
Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения
током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим
нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением
вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.
Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных
значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на
корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала
заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а
также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек,
и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором
стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного
оборудования).
Дополнительными мерами при проектировании рабочего места
пользователя являются применение правил электробезопасности при
эксплуатации электрических приборов. К ним относятся требования не держать
вблизи электроприборов сосудов с водой (чашки с кофе, цветы) и запрет на
эксплуатацию прибора в случае нарушения изоляции токоведущих элементов и
частичной деформации прибора. Также можно выделить требования не
использовать компьютеры при нарушении стабильности питающего
напряжения в электрической сети для предотвращения выхода прибора из строя
или возможного возгорания электрической проводки, не замыкать и не
размыкать во время работы ПК разъемные соединения, не снимать крышку
системного блока и не производить операции внутри корпуса до полного
77
отключения системного блока от электропитания и т.п.
5.2.8 Обеспечение допустимых эргономических характеристики
дисплеев
Набор параметров для расчета характеристик дисплея можно ограничить
совокупностью: яркость фотометрическая; яркость психологическая;
разрешающая способность; мелькание; контраст; уровни яркости (градации
серого); размер символов; угол наблюдения; цвет; четкость; дрожание.
Одной из основных проблем при расчете параметров является
взаимовлияние между ними. Это особенно заметно для разрешающей
способности и мелькания, на которые сильно влияет уровень коэффициента
контраста и используемая яркость. Поэтому рекомендуется начинать с
желаемой разрешающей способности и соответственно ей выбирать остальные
параметры.
Допустимые значения данных параметров приведены в таблице 13.
Таблица 13 – Параметры дисплеев
№ Параметры Допустимые значения
1. Яркость белого поля Не менее 35 кд/кв. м
2. Неравномерность яркости рабочего поля Не более +-20
3. Контрастность (для монохромного
режима)
Не менее 3:1
4. Временная нестабильность изображения
(мелькания)
Не должна фиксироваться
5. Пространственная нестабильность
изображения (дрожание)
Не более 2 Х 10 (-4L), где L
– проектное расстояние
наблюдения, мм
78
Наиболее критичным параметром влияющим на физическое здоровье
оператора ПК является временная нестабильность изображения. Не
рекомендуется использовать дисплеи, имеющие данный показатель меньше
80Гц.
5.2.9 Обеспечение пожаробезопасности
Помещения ВЦ относятся к категории "В" пожаробезопасности: в них
находятся твердые сгораемые вещества, не способные взрываться. При работе с
ПЭВМ необходимо соблюдать требования пожаробезопасности.
- Не следует загромождать горючими и легко воспламеняющимися
материалами (бумага, расходные материалы печатающих устройств,
магнитные носители информации и т.п.) рабочие места операторов ЭВМ,
выходы, проемы, коридоры.
- Подступы к средствам пожаротушения, средствам связи,
электрораспределительным устройствам, а также к эвакуационным путям
должны быть всегда свободны.
- Имеющиеся деревянные звукопоглощающие настенные панели и другие
детали должны быть пропитаны огнезащитным составом.
- В системе кондиционирования должны быть предусмотрены клапаны
для перекрытия воздухопроводов при пожаре. Противопожарные клапаны в
системах кондиционирования должны закрываться вручную, дистанционно с
пульта дежурного или автоматически при достижении температуры воздуха в
помещении 70...80 гр. Цельсия.
- Рекомендуется установить блокировку на систему электропитания ЭВМ,
обеспечивающую отключение аппаратуры от сети электропитания при
возникновении пожара.
79
5.3 Расчёт приточно-вытяжной вентиляции
Системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый,
ни холодный воздух не направлялся на людей. В помещениях рекомендуется
создавать динамический климат с определенными перепадами показателей.
Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна
отличаться более чем на 5 градусов. В помещениях помимо естественной
вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным
параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы,
является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в помещении.
Расчет для помещения:
– Vвент – объем воздуха, необходимый для обмена;
– Vпом – объем рабочего помещения.
Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:
– длина В = 6,5 м;
– ширина А = 5,2 м;
– высота Н = 3,6 м.
Соответственно объем помещения равен:
Необходимый для обмена объем воздуха Vвент определим исходя из
уравнения теплового баланса
( ) (1)
где Qизбыт – избыточная теплота (Вт);
С = 1000 – удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);
Y = 1,2 – плотность воздуха (мг/см).
Температура уходящего воздуха определяется по формуле
tуход = tр.м. + (Н – 2)t, (2)
где t = 1-5 оC– превышение температуры на 1м высоты помещения;
tр.м. = 20 оC – температура на рабочем месте;
Н = 3,6 м – высота помещения;
80
tприход = 18 оC.
tуход = 20 + (3,6 - 2) 2 = 23,2 оC
Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3, (3)
где Qизб. – избыток тепла от электрооборудования и освещения;
Qизб.1 = Е * р , где Е – коэффициент потерь электроэнергии
на теплоотвод (Е=0.55 для освещения).
р – мощность,
р = 80 Вт * 12 = 960 Вт.
Qизб.1 = 0.55 * 960=528 Вт.
Qизб.2 – теплопоступление от солнечной радиации.
Qизб.2 = 0.
Qизб.3 – тепловыделения людей.
Qизб.3 = n * q, (4)
где q = 80 Вт/чел., n – число людей, n = 3.
Qизб.3 = 3 * 80 = 240 Вт.
Qизбыт. = 528 + 0 + 240 = 768 Вт.
Из уравнения теплового баланса (1) следует:
Vвент = 3600*768/ 1000*(23,2 - 18)*1,2 = 638 м³/час.
Рекомендуемый диапазон мощности кондиционера (-5%, +15%).
730 Вт < Q < 883 Вт
В этот диапазон мощности входит кондиционер модели
Samsung TH026EAV1, так же он подходит и по остальным характеристикам
вентиляции.
Средняя мощность кондиционера:
Q = 0.8 кВт.
Средний объем вентилируемого воздуха:
Vвент = 660 м³/час.
Диапазон рабочих температур от -10 до +46 градусов.
Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е.
автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с
81
определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность
воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в
самом помещении. Для вышеуказанного помещения был выбран кондиционер
Samsung TH026EAV1, удовлетворяющий всем требованиям.
5.4 Утилизация источников бесперебойного питания
В данном разделе работы рассмотрим проблему утилизации
аккумуляторных батарей в источниках бесперебойного питания (ИБП). Для
защиты компьютерной техники от перепадов напряжения в сети или внезапного
обесточивания часто используются ИБП, которые дают возможность выровнять
напряжение в сети для локального прибора или обеспечить некоторое время
питанием, чтобы можно было осуществить корректное отключение прибора от
сети.
Источники бесперебойного питания имеют свой срок службы, который
ограничивается в большинстве случаем сроком эксплуатации аккумуляторных
батарей в ИБП. Характерными техническими свойствами ИБП является их
комплектация герметичными свинцовыми кислотными аккумуляторами. В
процессе работы такие аккумуляторные батареи абсолютно безопасны,
поскольку их герметичность гарантирует отсутствие выхода электролита и
отработанных газов наружу. Но в то же время, когда аккумуляторная батарея
уже отслужила и больше не пригодна для эксплуатации, то ее
необходимо утилизировать. Так как конструкция самих ИБП очень сходна с
конструкцией обыкновенных свинцово-кислотных аккумуляторов,
используемых в автомобилях, то их утилизация может производиться по
аналогичному техническому комплексу и на том же оборудовании.
Первое, что необходимо сделать для утилизации – это удалить электролит
из банок батареи. По сравнению с автомобильными аккумуляторами, в которых
слив электролита осуществляется самым простым съемом предохранительных
клапанов или срезанием крышки аккумулятора, в случае с элементами
82
бесперебойного питания так поступить нельзя. Технология слива электролита
здесь более дорогостоящая и требует специального оборудования.
Последующие шаги предусматривают отделение корпуса аккумуляторной
батареи от свинцовых пластин. Это разделение материала для вторичной
переработки, дробление на специальных станках или дробильном
оборудовании как полипропиленовой основы, так и свинцовых пластин, и,
последующая переплавка в специализированных печах. Для переплавки
свинцовых пластин печи должны быть оборудованы специальными вытяжками,
которые улавливают токсические и вредные составляющие испарений,
имеющих место в процессе переработки. Изъятый с аккумуляторов электролит
может использоваться в 2-х направлениях – нейтрализоваться и сливаться, либо
очищаться и обогащаться агрессивными растворами для вторичного
использования.
В процессе проведения всех работ по утилизации аккумуляторных батарей
от ИБП просто необходимо придерживаться всех правил техники безопасности,
которые заключаются в электрозащите (поскольку даже отключенные
аккумуляторные батареи от ИБП сохраняют на клеммах заряд и сохраняется
напряжение в 380 или 220В на инверторе устройства), защите от попадания на
одежду и кожный покров жидкого или гелеобразного электролита, защите кожи
и органов дыхания от вредных испарений, которые образуются в результате
работы батареи.
В настоящее время существует много специализированных фирм,
занимающихся утилизацией компьютерной и оргтехники, в том числе и
источников бесперебойного питания.
83
Заключение
В рамках данного дипломного проекта был произведён анализ рабочего
процесса предприятия, выявлены и учтены его особенности.
Разработано приложение для автоматизированного оформления
электронных моделей деталей в среде NX версии 8.5.
Отработана методика разработки приложений для среды NX 8.5.
Данное приложение удовлетворяет всем предъявленным требованиям.
Разработана документация для пользователя приложения.
84
Список использованных источников
1. Гончаров П.С. и др. NX для конструктора-машиностроителя. М. : ДМК
Пресс, 2010. 504с.
2. Данилов Ю., Артамонов И. Практическое использование NX. М. : ДМК
Пресс, 2011. 332с.
3. Ельцов М. Ю., Козлов А. А., Седойкин А. В., Широкова Л. Ю.
Проектирование в NX под управлением Teamcenter. М.: ДМК Пресс,
2013. 752 с.
4. Тихомиров В.А. «Разработка приложений для Unigraphics на языке C».
ДальНаука, 2011.
5. Иванова Н.Ю., Савченко Н.Н. Организация и планирование проведения
НИОКР. Методические указания по разработке организационно-
экономической части дипломных проектов исследовательского и
конструкторского профиля. / Кафедра «Экономика и организация
производства», МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008 – 18с.
6. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 – "Гигиенические требования к персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы".
7. ГОСТ 12.1.004-91 – «Система стандартов безопасности труда.
Пожарная безопасность. Общие требования».
8. ГОСТ 25861-83 – «Машины вычислительные и системы обработки
данных. Требования по электрической и механической безопасности и
методы испытаний».
9. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
10. ГОСТ 2.052-2006 «Электронная модель изделия»
85
Приложение
