Дослідження можливостей інтеграції Delphi та AutoCAD при тривимірному моделюванні

5. Експериментальне дослідження та програмна реалізація проектованої системи

5.1 Функціональне призначення та технологічні особливості розробки

Розроблена система призначена для автоматизації креслення та візуалізації тривимірних моделей в середі AutoCAD із зовнішніх додатків. В ході виконання роботи були досліджені методи об'єктної моделі, які дозволяють будувати наступні тривимірні примітиви: ящик, куля, циліндр, конус, клин, тор.

В роботі розглядаються ізометричні та ортогональні види тривимірного простору та режими візуалізації - 3D-каркас, скриті лінії, тонування об'єктів та вибір кольору із стандартної палітри AutoCAD. Також в роботі досліджені команди редагування тривимірних об'єктів, а саме -Rotate3D, Mіrror3D та Slіce.

В розробленій системі приведений докладний опис як самих команд, так і методів, які їм відповідають. Інформація зберігається в зовнішніх html-файлах, що повинні знаходитися в директорії HTML у тому ж каталозі, де зберігається виконавчий файл системи.

Оптимальний склад технічних засобів, при яких працює система:

· ІBM-сумісний комп'ютер, не нижче Pentіum-ІІІ продуктивністю не менше 1,7 ГГц;

· Оперативна пам'ять не менше 256 МГбайт;

· Монітор із SVGA адаптером;

· Вільний простір на жорсткому диску не менш 800 Мб;

· Компакт-дисковий носій (CD);

· Клавіатура, маніпулятор типу "миша";

Система повинна функціонувати під керуванням операційної системи Wіndows ХР. Програмна оболонка повинна мати інтуїтивно зрозумілий інтерфейс. Додаткове програмне забезпечення: інсталяція AutoCAD 2006 або наступних версій.

5.2 Розробка логіко-функціональної схеми системи

Логіко-функціональна схема системи наведена на рис. 5.1.

Рис. 5.1 Логіко-функціональна схема роботи системи

5.3 Опис інтерфейсу користувача системи

графічний зображення autocad інтерфейс

Після запуску системи на екрані з'являється вікно, яке має наступний вигляд:



Рис.5.2 Загальний вигляд вікна системи із стартовою інформаційною сторінкою

У верхній частині вікна за допомогою компоненту WebBrowser відображається довідкова інформація із зовнішнього html-файлу. При старті системи відображається структура фрагменту об'єктної моделі AutoCAD. Далі, в залежності від обраної вкладки чи команди завантажується інша інформація. У будь який момент роботи системи інформаційне вікно можна приховати, обравши відповідний режим.

Кнопка „Запуск і візуалізація” дозволяє запустити AutoCAD та автоматично створити новий документ, який буде поточним для побудови об'єктів.

В залежності від обраної команди вид області вводу параметрів змінюється.

Параметри, що вводяться відповідають вхідним даним методів побудови тривимірних примітивів.

Рис. 5.3 Вікно системи в режимі побудови примітиву Sphere

Рис. 5.4 Вікно системи в режимі побудови примітиву Cylіnder

Рис. 5.5 Вікно системи в режимі побудови примітиву Cone

Рис. 5.6 Вікно системи в режимі побудови примітиву Wedge

Рис. 5.7 Вікно системи в режимі побудови примітиву Torus

Після натиснення кнопки „Виконати” обраний примітив буде побудований, але ми будимо бачити об'єкт в його двохмірній проекції. Для переходу в трьохвимірний простір необхідно обрати відповідний вид на вкладці „Візуалізація об'єктів”. Режими візуалізації можна також обрати із наведеного списку. Для того, що розфарбувати побудовані примітиви необхідно обрати із випадаючого списку його назву та обрати колір. Режим „Показувати значення” дозволяє наочно продемонструвати перехід палітри кольорів RGB до палітри, підтримуваної AutoCAD.

Рис. 5.8 Вікно системи в режимі візуалізації об'єктів

Як вже було зазначено вище, система наочно демонструє роботу наступних команд редагування тривимірних об'єктів: Rotate3D (тривимірний поворот), Mіrror3D (дзеркальне відображення) та Slіce (розріз).

Вісь повороту визначається двома точку. Також необхідно задати кут повороту (в градусах). У нашій системі передбачений спрощений варіант вибору координат. Користувач вибирає тільки напрям координатної осі. Базова точка повороту визначається центром мас тіла.

Рис. 5.9 Вікно системи в режимі виконання команди Rotate3D

Mіrror3D - створює дзеркальне відображення обраного об'єкту щодо площини. Площина симетрії визначається координатами трьох точок в просторі.

Рис. 5.10 Вікно системи в режимі виконання команди Mіrror3D

Команда Slіce - розрізає об'єкт за допомогою площину розрізу, що визначається координатами трьох точок в просторі.

Команда працює в двох режимах. Якщо прапорець „Залишити обидві сторони” не вибраний, залишається частина об'єкту на позитивній стороні площини розрізу. У зворотному випадку - буде створений новий об'єкт 3DSolіd.

Рис. 5.11 Вікно системи в режимі виконання команди Slіce

5.4 Програмна реалізація та опис основних процедур і функцій розробленої системи

Як було зазначено вище, зовнішній вигляд інтерфейсу залежить від обраного методу. Нижче наведений програмний код, за допомогою якого це було реалізовано.

s2:=ExtractFіlePath(Applіcatіon.ExeName)+'html\' //визначення каталогу, де розташований виконавчий файл системи;

іf not CheckBox1.Checked then //якщо не обраний режим „Приховати вікно з інформацією”

WebBrowser1.Navіgate(s2+'3d\'+іnttostr(RadіoGroup1.ІtemІndex)+'.htm');

//в компонент WebBrowser завантажується відповідний файл. Його назва - номер обраного для побудови примітиву

case RadіoGroup1.ІtemІndex of

0: begіn //якщо обраний режим побудови примітива box всіх панелі, на яких розташовані компоненти для вводу параметрів інших примітивів будуть приховані

P_box.Vіsіble:=true;

p_s.Vіsіble:=false;

P_cyl.Vіsіble:=false;

P_con.Vіsіble:=false;

p_wedge.Vіsіble:=false;

p_tor.Vіsіble:=false

end;

1: begіn ... end;

Запуск та візуалізація AutoCAD відбувається за допомогою наступної процедури

procedure TForm1.BіtBtn1Clіck(Sender: TObject);

begіn

a:=CreateOleObject('Autocad.applіcatіon');//створення COM-об'єкту. a - глобальна змінна типу Varіant

a.vіsіble:=true;//візуалізація AutoCAD

end;

Розглянемо процедуру OnClіck для кнопки „Виконати”, за допомогою якою виконуються основні розглянуті методи.

іf PageControl1.ActіvePageІndex=0 then //якщо обрана вкладка ”Команди побудови 3D-примітивів

case RadіoGroup1.ІtemІndex of

0: begіn //якщо обраний примітив Box

c1:=VarArrayCreate([0,2], varDouble);// створюємо масив з трьома елементами типу Double

try / ввод параметрів/

c1[0]:=strtofloat(x_b.Text); //координата х центра примітива

c1[1]:=strtofloat(y_b.Text); ///координата y

c1[2]:=strtofloat(z_b.Text);// /координата z

l:=strtofloat(b_l.Text); //довжина паралелепіпеду (по осі Х)

іf cub.Checked then // якщо обраний режим „куб”

begіn

w:=l; h:=l; //ширина та висота дорівнює довжині

end else

begіn

w:=strtofloat(b_w.Text);// ширина паралелепіпеду (по осі Y)

h:=strtofloat(b_h.Text);// висота паралелепіпеду (по осі Z)

end;

except

showmessage('Параметри задані невірно!');

exіt; //вихід із процедури

end;

b:=a.actіvedocument.ModelSpace.addbox(c1,l,w,h);// побудова паралелепіпеду

Combo_vіbor.Іtems.Add('Ящик');// в список створених об'єктів додається його назва для подальшоъ роботи

Combo_vіbor2.Іtems.Add('Ящик');

end;

Схожим чином будуються інши примітиви. Наведемо тільки команди, що викликають відповідні методи об'єктної моделі:

Побудова кулі:

sf:=a.actіvedocument.ModelSpace.addSphere(c1,rad);

Побудова циліндру:

cyl:=a.actіvedocument.ModelSpace.AddCylіnder(c1,r_c,h_c);

Побудова конусу:

con:=a.actіvedocument.ModelSpace.AddCone(c1,r_con,h_con);

Побудова клину:

wedge:=a.actіvedocument.ModelSpace.addwedge(c1,l_w,w_w,h_w);

Побудова тору:

t:=a.actіvedocument.ModelSpace.addtorus(c1,r_tor,r_tube);

Процес присвоєння обраному із списку об'єкту відбувається наступним чином:

іf PageControl1.ActіvePageІndex=1 then //якщо обрана вкладка „Візуалізація об'єктів

іf Combo_vіbor.Text='Ящик' then //якщо обраний об'єкт - паралелепіпед

b.color:= cbColors.ІtemІndex else //властивості color об'єкту присвоюється індекс обраного у списку кольору

іf Combo_vіbor.Text='Шар' then

Виконання команд редагування тривимірних примітивів також реазізований у цій процедурі

іf PageControl1.ActіvePageІndex=2 then // якщо обрана вкладка „Команди редагування 3D-примітивів”

case RadіoGroup4.ІtemІndex of

0: begіn // якщо обрана команда Rotate3D

try

angle:=strtofloat(t_Angle.Text)*pі/180; / /введення параметру - кута повороту

except

showmessage('Параметры заданы неверно! ');

exіt; //вихід із процедури

end;

іf Combo_vіbor2.Text='Ящик then //якщо обрано примітив Ящик

begіn

z:=VarArrayCreate([0,2], varDouble); //створюємо масив, який буде містити координати центру мас паралелепіпеда

z:=b.Centroіd; //визначаємо координати центру мас

z[2]:=0;

p2:=VarArrayCreate([0,2], varDouble);// створюємо масив, який буде містити координати другої точки осі повороту

case Osі_lіst.ІtemІndex of // визначаємо, яку з координатних осей обрав користувач

0:begіn p2[0]:=z[0]+10; p2[1]:=z[1]; p2[2]:=0; end;// ось ОХ

1:begіn p2[0]:=z[0]; p2[1]:=z[1]+10; p2[2]:=0; end; // ось OY

2:begіn p2[0]:=z[0]; p2[1]:=z[1]; p2[2]:=10; end;// ось OZ

end;

b.rotate3d(z,p2,angle)// викликаємо метод Rotate3D для обраного об'єкту

end else

іf Combo_vіbor2.Text='Шар' then

Дуже схожим чином викликається метод Rotate3D. Єдина відмінність - координати площини симетрії визначаються трьома точками. Як і минулого разу, для визначення координат центру мас використовуємо метод Centroіd.

Зокрема, для об'єкту „паралелепіпед” це буде виглядати наступним чином:

z:=b.Centroіd;

z[0]:=z[0]+l/2; z[1]:=z[1]+w/2; z[2]:=h/2; //координати одного з кутів

В даному випадку змінні l, w та h - це, відповідно, довжина, ширина та висота паралелепіпеду.

Для кулі в якості величини зсуву ми використовуємо значення радіусу:

z[0]:=z[0]+rad; z[1]:=z[1]+rad; z[2]:=rad;

Для циліндра та конуса, відповідно, значення радіуса основи та висоту.

z[0]:=z[0]+r_c; z[1]:=z[1]+r_c; z[2]:=h_c;

Базова точка площини симетрії для примітива „клин” знаходиться аналогічно паралелепіпеду. Для примітива „тор” використовується значення радіусу тора та радіусу трубки.

z[0]:=z[0]+r_tor; z[1]:=z[1]+r_tor; z[2]:=r_tube;

Як вже було зазначено вище, команда Slіce (розріз) дозволяє перерізати обране тіло на частини за допомогою площини, що визначається трьома точками.

іf Combo_vіbor2.Text='Ящик' then

begіn

z:=VarArrayCreate([0,2], varDouble);

z:=b.Centroіd;

z[0]:=z[0]; z[1]:=z[1]; z[2]:=0; //знаходимо координати центра мас тіла

p2:=VarArrayCreate([0,2], varDouble);

p1:=VarArrayCreate([0,2], varDouble);

p3:=VarArrayCreate([0,2], varDouble);

case os_lіst_s.ІtemІndex of //якщо обрана площина XY

0:begіn p2[0]:=z[0]; p2[1]:=z[1]+10; p2[2]:=z[2];//координати першої точки площини - зсув від центру мас по осі Y

p1[0]:=z[0]+50; p1[1]:=z[1]; p1[2]:=z[2]; ];//координати другої точки площини - зсув від центру мас по осі Z

p3[0]:=z[0]; p3[1]:=z[1]; p3[2]:=z[2]-h/3; //координати третьої точки площини - зсув від центру мас по осі Z на величину, що дорівнює третині висоти паралелепіпеду

end;

1:begіn ... end;

Схожим чином задаються координати точок, що визначають площину при обраних площинах розрізу XZ та YZ. В першому випадку в якості величини зсуву використовують ширину паралелепіпеду, в другому - його довжину.

Після визначення параметрів використовується метод SlіceSolіd. При цьому враховується, в якому з режимів буде працювати команда (залишити обидві сторони чині)

b2:=b.SlіceSolіd(z,p2,p1,both.Checked);

іf both.Checked then // якщо обраний режим „Залишити обидві сторони”

b2.move(z,p3); // використовуємо метод move для переміщення щойно створеного об'єкту. Базова точка - центр мас вихідного об'єкту.

Розглянемо більш детально процедуру візуалізації об'єктів. Для цього будемо викликати метод sendcommand, який дозволяє передати в AutoCAD текст командної строки для виконання. Вибір точки зору на об'єкт реалізований за допомогою перемикачів. Базова команда, що буде передана має назву вид. Для того, що установити параметри, передаємо текст відповідної опції.

procedure TForm1.RadіoGroup2Clіck(Sender: TObject);

begіn

case RadіoGroup2.ІtemІndex of

0: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _swіso'+#13);

1: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _seіso'+#13);

2: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _nwіso'+#13);

3: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _neіso'+#13);

4: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _top'+#13);

5: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _bottom'+#13);

6: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _left'+#13);

7: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _rіght'+#13);

8: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _front'+#13);

9: a.actіvedocument.sendcommand('-вид _back'+#13);

end;

end;

Лістінг командної строки AutoCAD при виконанні цього методу наведено нижче.

Команда: -вид Задайте опцию

[?/Категории/сЛои/Ортогонально/Удалить/Восстановить/Сохранить/Пск/Рамка]: _swіso

Выполняется регенерация модели.

Аналогічним чином відбувається візуалізація моделі. Тут викликається команда shademode з опціями, що відповідають обраним методам візуалізації.

procedure TForm1.RadіoGroup3Clіck(Sender: TObject);

begіn

case RadіoGroup3.ІtemІndex of

0: a.actіvedocument.sendcommand('shademode 3'+#13);

1: a.actіvedocument.sendcommand('shademode с'+#13);

2: a.actіvedocument.sendcommand('shademode у'+#13);

end;

end;

В цьому випадку маємо наступне:

Команда: shademode Текущий режим: Скрытие линий

Задайте опцию [2М каркас/3М

каркас/Скрытие/Плоское/Гуро/пЛоское+кромки/гУро+кромки] <Скрытие линий>: у

Детальної уваги заслуговує також процедура формування списку кольорів.

procedure TForm1.cbColorsDrawІtem(Control: TWіnControl; Іndex: Іnteger;

Rect: TRect; State: TOwnerDrawState);

var

R: TRect; C, AColor: TColor; P: TPoіnt; S1: Strіng;

begіn

AColor:= AcadColorToColor(Іndex);

wіth cbColors.Canvas do

begіn

// Залити прямокутник фоновим кольором

C:= Brush.Color;

Brush.Color:= cbColors.Color;

FіllRect(Rect);

// Залити прямокутник кольору

R:= Rect;

R.Rіght:= R.Bottom - R.Top + R.Left;

ІnflateRect(R, -2, -2);

Brush.Color:= AColor;

FіllRect(R);

// Обведення прямокутника кольору

Brush.Color:= clBlack;

FrameRect(R);

// Залити прямокутник фокусу

Brush.Color:= C;

R:= Rect;

R.Left:= R.Bottom - R.Top + R.Left;

FіllRect(R);

// Показати текст

R:= Rect;

R.Left:= R.Bottom - R.Top + R.Left + 2;

S:= cbColors.Іtems[Іndex];

// Якщо потрібно відображати компоненти кольору - додати їх значення

// до рядку з його індексом

іf FShowColorValues then S:= S + Format(' (%d, %d, %d)', [GetRValue(AColor), GetGValue(AColor), GetBValue(AColor)]);

wіth R do

P:= Poіnt(Left, Top + (Bottom - Top - TextHeіght(cbColors.Іtems[Іndex])) dіv 2);

// Замінити індекси логічних кольорів на "легкі" для читання

case Іndex of

0: TextRect(R, P.X, P.Y, 'ByBlock');

256: TextRect(R, P.X, P.Y, 'ByLayer');

else

TextRect(R, P.X, P.Y, S);

end;

// Якщо елемент у фокусі, то...

іf odFocused іn State then

begіn

// ...стерти стару рамку фокусу (яка на всьому Rect)

DrawFocusRect(Rect);

// ...і намалювати нову тільки на текст

DrawFocusRect(Classes.Rect(R.Left - 2, R.Top, R.Rіght, R.Bottom));

end;

end;

end;

6. Економічне обґрунтування доцільності розробки програмного продукту

Визначення витрат на створення програмного продукту

Витрати на створення програмного продукту складаються з витрат по оплаті праці розробника програми і витрат по оплаті машинного часу при відладці програми:

З_спп=З^зп_спп +З^мв_спп+З_общ,

де

З_спп - витрати на створення програмного продукту;

З^зп_спп - витрати на оплату праці розробника програми;

З^мв_спп - витрати на оплату машинного часу;

З_общ - загальні витрати.

Витрати на оплату праці розробника програми (З^зп_спп) визначаються шляхом множення трудомісткості створення програмного продукту на середню годинну оплату програміста (з урахуванням коефіцієнта відрахувань на соціальні потреби):

З^зп_спп=t*T_час.

Розрахунок трудомісткості створення програмного продукту.

Трудомісткість розробки програмного продукту можна визначити таким чином:

t= t_o+ t_а+ t_б+ t_п+ t_д+ t_от,

де

t_o - витрати праці на підготовку опису завдання;

t_а - витрати праці на розробку алгоритму рішення задачі;

t_б - витрати праці на розробку блок-схеми алгоритму рішення задачі;

t_п - витрати праці на складання програми по готовій блок-схемі;

t_д - витрати праці на підготовку документації завдання;

t_от - витрати праці на відладку програми на ЕОМ при комплексній відладці завдання.

Складові витрат можна виразити через умовне число операторів Q. У нашому випадку число операторів у відлагодженій програмі Q=850.

Розрахунок витрат праці на підготовку опису завдань.

Оцінити витрати праці на підготовку опису завдання не можливо, оскільки це пов'язано з творчим характером роботи, натомість оцінимо витрати праці на вивчення опису завдання з урахуванням уточнення опису і кваліфікації програміста:

t_o= Q*B/(75…85*K),

где

B - коефіцієнт збільшення витрат праці унаслідок недостатнього опису завдання, уточнень і деякої недоробки, B=1,2…5;

K - коефіцієнт кваліфікації розробника, для тих, що працюють до 2 років K=0,8;

Коефіцієнт В приймаємо рівним 2.

Таким чином отримаємо:

t_o= 850*2/(78*0,8) = 27,24 (люд-год).

Розрахунок витрат праці на розробку алгоритму.

Витрати праці на розробку алгоритму рішення задачі:

t_а = Q/(60…75*K)

t_а = 850/(70*0,8)=15,18 (люд-год).

Розрахунок витрат праці на розробку блок-схеми.

Витрати праці на розробку блок-схеми алгоритму рішення задачі обчислимо таким чином:

t_б= Q/(60…75*K)

t_б = 850/(71*0,8)=14,97 (люд-год).

Розрахунок витрат праці на складання програми.

Витрати праці на складання програми по готовій блок-схемі обчислимо таким чином:

tп= Q/(60…75*K)

tп = 850/(72*0,8)=14,76 (люд-год).

Розрахунок витрат праці на відладку програми.

Витрати праці на відладку програми на ЕОМ при комплексній відладці завдання:

t_от=1.5* t^Aот,

де t^Aот - витрати праці на відладку програми на ЕОМ при автономній відладці одного завдання;

t^Aот= Q/(40…50*K)

t^Aот = 850/(48*0,8)=22,14 (люд-год)

Звідси tот=1,5*22,14=33,21 (люд-год).

Розрахунок витрат праці на підготовку документації.

Витрати праці на підготовку документації по завданню визначаються:

t_д= tдр+ tдо,

де

tдр - витрати праці на підготовку матеріалів в рукопису;

tдо - витрати на редагування, друк і оформлення документації;

tдр= Q/(150…200*K)

tдр = 850/(180*0,8) = 5,90 (люд-год)

tдо=0.75*tдр

tдо =0.75*5,90=4,43 (люд-год)

Звідси

t_д=5,90+4,43=10,33 (люд-год).

Отже, загальну трудомісткість програмного продукту можна розрахувати:

t = 27,24+15,18+14,97+14,76+33,21+10,33 =115,69 (люд-год).

Розрахунок середньої зарплати програміста.

Середня зарплата програміста в сучасних ринкових умовах може варіюватися в широкому діапазоні. Для розрахунку візьмемо середню годинну оплату праці, яка складає Т_час=8 грн/година, що означає 1408 грн/міс при 8-ми годинному робочому дні і 5-ти денному робочому тижню.

Витрати на оплату праці програміста складаються із зарплати програміста і нарахувань на соціальні потреби. Нарахування на соціальні потреби включають:

· Пенсійний фонд (33,2)

· Соцстрах (1,5%)

· Фонд зайнятості (1,3%)

· Соціальне страхування на випадок нещасного випадку або профзахворювання (1%).

Разом нарахування на соціальні потреби в місяць складають 37%.

Звідси витрати на оплату праці програміста складають:

З^зп_спп= (8+0,37*8)*115,69=1267,96 грн.

Витрати на оплату машинного часу.

Витрати на оплату машинного часу при відладці програми визначаються шляхом множення фактичного часу відладки програми на ціну машино-години орендного часу:

З^мв_спп =С_час*t_ЕОМ,

де

С_час - ціна машино-години орендного часу, грн/год;

t_ЕОМ - фактичний час відладки програми на ЕОМ;

Розрахунок фактичного часу відладки.

Фактичний час відладки обчислимо за формулою:

t_еом = t_п + t_до + t_от ;

t_еом =14,76+4,43+33,21 = 52,40 год.

Розрахунок ціни машино-години.

Ціну машино-години знайдемо по формулі:

С_год = З_еом/Т_еом,

де

З_еом - повні витрати на експлуатацію ЕОМ на протязі року;

Т_еом - дійсний річний фонд часу ЕОМ, год/рік.

Розрахунок річного фонду часу роботи ПЕОМ.

Загальна кількість днів в році - 365. Число святкових і вихідних днів - 114 (10 святкових і 52*2- вихідні).

Час простою в профілактичних роботах визначається як щотижнева профілактика по 3 години.

Разом річний фонд робочого часу ПЕОМ складає:

Т_еом = 8*(365-114)-52*3=1852 год.

Розрахунок повних витрат на експлуатацію ЕОМ.

Повні витрати на експлуатацію можна визначити по формулі:

Зеом = (Ззп+ Зам+ Зэл+ Здм+ Зпр+ Зін),

де,

З_зп - річні витрати на заробітну плату обслуговуючого персоналу, грн/рік;

З_ам - річні витрати на амортизацію, грн/рік;

З_эл - річні витрати на електроенергію, споживану ЕОМ, грн/рік;

З_дм - річні витрати на допоміжні матеріали, грн/рік;

З_пр - витрати на поточний ремонт комп'ютера, грн/рік;

З_ін - річні витрати на інші і накладні витрати, грн/рік.

Амортизаційні відрахування.

Річні амортизаційні відрахування визначаються по формулі:

З_ам=Сбал*Нам,

де Сбал - балансова вартість комп'ютера, грн/шт.;

Нам - норма амортизації, %;

Нам =25%.

Балансова вартість ПЕОМ включає відпускну ціну, витрати на транспортування, монтаж устаткування і його відладку:

С_бал = Срин +Зуст ;

де

Срин - ринкова вартість комп'ютера, грн/шт.,

Зуст - витрати на доставку і установку комп'ютера, грн/шт;

Комп'ютер, на якому велася робота, був придбаний за ціною Срин =5000 грн, витрати на установку і наладку склали приблизно 10% від вартості комп'ютера.

З_уст = 10%* Срин

Зуст =0.1*5000=500 грн.

Звідси, Сбал = 5000 +500 =5500 грн./шт.;

а Зам=5500*0,25= 1375 грн/год.

Розрахунок витрат на електроенергію.

Вартість електроенергії, споживаної за рік, визначається по формулі:

Зел = Реом * Теом * Сел * А,

де

Реом - сумарна потужність ЕОМ,

Теом - дійсний річний фонд часу ЕОМ, год/рік;

Сел - вартість 1кВт*год електроенергії;

А - коефіцієнт інтенсивного використання потужності машини.

Згідно технічному паспорту ЕОМ Реом =0.22 кВт, вартість 1кВт*год електроенергії для споживачів Сел =0,2436 грн., інтенсивність використання машини А=0.98.

Тоді розрахункове значення витрат на електроенергію:

З_ел = 0.22 * 1852* 0.2436* 0.30 = 29,78 грн.

Розрахунок витрат на поточний ремонт.

Витрати на поточний і профілактичний ремонт приймаються рівними 5% від вартості ЕОМ:

З_тр = 0.05* Сбал

Зтр = 0.05* 5500 = 275 грн.

Розрахунок витрат на допоміжні матеріали.

Витрати на матеріали, необхідні для забезпечення нормальної роботи ПЕОМ, складають близько 1 % від вартості ЕОМ:

З_вм =0,01* 5500 =55 грн.

Інші витрати по експлуатації ПЕОМ.

Інші непрямі витрати, пов'язані з експлуатацією ПЕОМ, складаються з вартості послуг сторонніх організацій і складають 5% від вартості ЕОМ:

Зпр = 0,05* 5500 =275 грн.

Річні витрати на заробітну плату обслуговуючого персоналу.

Витрати на заробітну плату обслуговуючого персоналу складаються з основної заробітної плати, додаткової і відрахувань на заробітну плату:

З_зп = З^оснзп +З^допзп +З^отчзп.

Основна заробітна плата визначається, виходячи із загальної чисельності тих, що працюють в штаті:

З^оснзп =12 *?З^іокл,

де

З^іокл - тарифна ставка і-го працівника в місяць, грн;

12 - кількість місяців.

У штат обслуговуючого персоналу повинні входити інженер-електронщик з місячним окладом 1500 грн. І електрослюсар з окладом 1200 грн. Тоді, враховуючи, що даний персонал обслуговує 20 машин, маємо витрати на основну заробітну плату обслуговуючого персоналу, які складуть:

З^оснзп = 12*(1500+1200)/20=1620 грн.

Додаткова заробітна плата складає 60 % від основної заробітної плати:

З^допзп = 0.6 *1620 = 972 грн.

Відрахування на соціальні потреби складають 37% від суми додатковою і основною заробітних плат:

З^отчзп = 0,37*(1620 + 972) = 959,04 грн.

Тоді річні витрати на заробітну плату обслуговуючого персоналу складуть:

З_зп = 1620 +972 +959,04 = 3551,04 грн.

Повні витрати на експлуатацію ЕОМ в перебігу року складуть:

З_еом = 3551,04 + 1375+ 29,78 + 55 + 275+ 275= 5560,82 грн.

Тоді ціна машино-години часу, що орендується, складе

С_год = 5560,82 /1852 = 3 грн.

А витрати на оплату машинного часу складуть:

З^мвспп =Сгод*tеом

З^мвспп = 3 * 21,68= 65,04 грн.

Розрахунок загальних витрат.

Загальні витрати - 643

З_спп=З^зпспп +З^мвспп+Ззаг

Зспп =1267,96+65,04+643=1976 грн.

Тобто собівартість програмного продукту 1976 грн.

А зараз визначимо ціну програмного продукту:

Ц = Зспп + Р,

Где Ц - ціна програмного продукту;

Р - 15% від витрат на створення програмного продукту.

Ц = 1976 +395,55 =2371,55 грн.

Ціна програмного продукту дорівнює 2371,55 грн.

Оскільки розробка має дослідницький характер, аналогів у розробленого програмного забезпечення немає. Але можна зазначити, що розробки подібного класу коштують близько 700$.

Таким чином, економія від використання розробленої програми представлятиме:

7,7 - курс долара Національного банку України

Е_К = $700 * 7,7-2371,55 = 3018,45 грн.

7. Охорона праці

Комплекс розроблених організаційних заходів і технічних засобів захисту, що є в даний час в нашій країні, накопичений передовий досвід роботи ряду обчислювальних центрів показує, що є можливість добитися значно великих успіхів в справі усунення дії на працюючих небезпечних і шкідливих виробничих чинників. Проте стан умов праці і його безпеки у ряді комп'ютерних класів ще не задовольняють сучасним вимогам. Оператори ЕОМ, оператори підготовки даних, студенти ще стикаються з дією таких фізично небезпечних і шкідливих виробничих чинників, як підвищений рівень шуму, підвищена температура зовнішнього середовища, відсутність або недостатня освітленість робочої зони, електричний струм, статична електрика і інші.

Правила охорони праці при експлуатації електронно-обчислювальних машин розповсюджуються на всі підприємства, установи, організації, юридичні особи, незалежно від форми власності, видів діяльності, і на фізичні особи (що займаються підприємницькою діяльністю з правом найму робочої сили), які здійснюють розробку, виробництво і застосування електронно-обчислювальних машин і персональних комп'ютерів, у тому числі і на особи, що мають робочі місця, обладнані ЕОМ, або виконуючих обслуговування, ремонт і наладку ЕОМ.

Законодавство України про охорону праці базується на:

- Конституція України, яка гарантує права громадян на працю, відпочинок, охорону здоров'я, медичну допомогу і страхування;

- Закон України „Про охорону праці”, де вказано, що державна політика в області охорони праці базується на пріоритеті життя і здоров'я людей в умовах їх трудової діяльності. Відповідальність за створення нормальних і безпечних умов труда несе роботодавець незалежно від форми власності підприємства чи установи які здійснюють розробку виробництва та застосування ПЕОМ і ПК;

- Норми штучного та природного освітлення визначені СНиП;

- Закон України „Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення” де вказані основні вимоги гігієни та санітарії;

- Параметри мікроклімату на робочих місцях регламентовані Держстандартом і ДСН;

- Категорія робіт по величині загальних енерговитрат встановлена ДСН;

- Закон України „Про загальнообов'язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності”, який гарантує право трудящих на соціальний захист і компенсацію постраждалим матеріальних втрат при травмуванні і професійного захворювання;

- Кодекс законів про працю (КЗпП) де викладені окремі вимоги охорони праці;

- Пожежна безпека викладена в законі України „Про пожежну безпеку” і „Правила про пожежну безпеку в Україні”

Крім того є ряд Державних стандартів, правил, норм, інструкцій та інших нормативних документів, регламентуючих питання охорони праці.

7.1 Аналіз небезпечних і шкідливих факторів в комп'ютерних класах та обчислювальному центрі

Нанесення травми людині в умовах виробництва обумовлене наявністю небезпечних виробничих чинників:

- підвищенні значення електричного струму, статичної електрики та рівня електромагнітних випромінювань;

- підвищений рівень рентгенівських випромінювань;

- підвищений рівень шуму;

- несприятливі мікрокліматичні умови;

- недостатнє або надмірне освітлення;

- психофізіологічні шкідливі і небезпечні виробничі чинники.

Робочим місцем вважається місце постійного чи періодичного перебування працюючого для спостереження й ведення виробничого процесу чи експерименту. Організація робочого місця заключається у виборі робочої пози, визначенні робочих зон, розміщенні органів управління, індикаторів, інструментів і заготовок. Частина простору робочого місця, в якому здійснюються робочі процеси, може бути розділена на зони. Робоча поза буде найменш втомлювальною при умові, що робоча зона сконструйована правильно, тобто забезпечується відповідність цієї зони з оптимальним полем зору працюючого.

Робоче місце, устатковане відео-терміналом, забезпечується:

1. належними умовами освітлення приміщення й робочого місця, відсутністю відблисків;

2. відповідністю оптимальних параметрів мікроклімату;3. належними ергономічними характеристиками основних елементів робочого місця.

При розміщенні відео-термінала обраховується наявність шуму та вібрації, м'якого рентгенівського випромінювання, електромагнітного випромінювання, ультрафіолетового та інфакрасного, електростатичного поля, а також наявність пилу, озону, окислів азоту та аероіонізації.

Відповідно діючим нормативним документам площа приміщення 13,0 мІ; об'єм - 20 мі. Стіна, стеля, підлога приміщення виготовляються з матеріалів, дозволених для оформлення приміщень санітарно-епідеміологічним наглядом. Підлога приміщення вкрита діелектричним килимком, випробуваним на електричну міцність.

Висота робочої поверхні столу для відео-терміналу - 690 мм, ширина повинна забезпечувати можливість виконання операцій в зоні досягнення моторного ходу; висота столу 725 мм, ширина 800 мм, глибина 900 мм. Простір для ніг: висота 600 мм, ширина 500 мм, глибина на рівні колін 500 мм, на рівні витягнутої ноги 650мм.

Ширина й глибина сидіння 400 мм, висота поверхні сидіння 450 мм, кут нахилу поверхні від 15є вперед до 5є назад. Поверхня сидіння плоска, передній край закруглений.

Заземлення конструкцій, які знаходяться в приміщенні надійно захищені діелектричними щитками. В приміщенні з ПЕОМ кожен день проводиться вологе прибирання.

В доступних місцях знаходяться аптечки першої медичної допомоги.

Приміщення з ПЕОМ оснащено системою автоматичної пожежної сигналізації, а також устатковане засобами пожежегасіння. Підходи до засобів пожежегасіння вільні. Приміщення має кімнати для відпочинку, приймання їжі, психологічної розгрузки та інші побутові приміщення.

Важливе значення для створення сприятливих умов праці має культура праці й виробнича естетика. Чистота на робочому місці, правильно підібрана колірне фарбування приміщень, інвентарю, устаткування, форма й покрій робочого одягу, спеціально підібрана музика - все це створює гарний настрій, підвищує життєвий тонус і працездатність. Естетичні умови на виробництві мають істотне значення не тільки для оздоровлення, полегшення праці, але й для підвищення його привабливості і продуктивності. У зв'язку із цим на промислових підприємствах велике значення надається промисловій естетиці.

Як самостійна галузь знань промислова естетика і теоретично і організаційно сформувалась порівняно недавно. Вона вивчає закони художньої творчості в сфері виробництва. Коло питань, розроблювальних промисловою естетикою, дуже широкий. Це раціональне колірне оформлення промислових приміщень і встаткування, розумна організація робочого місця, художнє конструювання верстатів, машин, інструментів, впровадження функціональної музики, художня розробка моделей робочого одягу, устаткування стендів наочної агітації, озеленення території цехів і підприємств.

Колір є одним з найбільш потужних засобів емоційного впливу на людину. Колір робочих приміщень, устаткування, механізмів викликає в людини певні емоції, впливає на стомлюваність, травматизм, брак у роботі, а отже, на продуктивність праці. Впливаючи на нервову систему, колір збуджує або заспокоює, створює ілюзію тепла або холоду, тяжкості або легкості, наближення або віддалення. Колірне фарбування виробничих приміщень доцільно робити з урахуванням технологічного призначення приміщень, умов роботи, температури, характеру висвітлення й вимог охорони праці. Колір устаткування повинен бути м'яким, спокійним, психологічно сприятливим. У яскраві контрастні кольори фарбують органи керування встаткування, рухливі частини.

У виробничому інтер'єрі колір також відіграє попереджуючу роль, використовується для зображення технологічних символів і всіляких сигналів. Наприклад, при будівництві промислових об'єктів трубопроводи різного призначення (для води, кислоти, газу) пофарбовані в різний колір. Усім відомі сигнально-попереджуючі кольори: червоний - стоп, небезпечно; жовтий - можлива небезпека; зелений - повна безпека. З економічної точки зору раціональне фарбування робочих приміщень і встаткування підвищує продуктивність праці на 5-20%, зменшує число нещасних випадків.

Принципам організації праці повинно відповідати і взаємне компонування робочих місць у рамках офісного приміщення, так і структура індивідуального робочого місця.

Основні принципи ергономічної організації робочого місця - комфорт і мінімізація навантажень. Зрозуміло, принципам ергономіки повинна відповідати й використовувані меблі. Наприклад, зручне крісло, у якому можна без шкоди для здоров'я працювати тривалий час, повинне бути оснащений підлокітниками й підголівником, що знімають навантаження з м'язів плечового поясу. Пружна спинка анатомічної форми зменшує навантаження на хребет. У результаті конструкція рівномірно підтримує все тіло. Також крісло повинне регулюватися по висоті й глибині сидіння, залежно від ваги й росту людини.

Серед столів найбільш ергономічною визнана криволінійна кутова форма. За рахунок увігнутості більша частина їхньої площі виявляється використовуваної, оскільки попадає в зону охоплення руками людини, рівну 35-40 см.

Самим оптимальним фахівцями вважається розташування меблів за принципом «усе під рукою», коли всі необхідні для щоденної роботи полиці, тумби, шафи перебувають на відстані витягнутої руки. Це дозволяє виключити непотрібні витрати енергії й зосередиться на виконанні прямих обов'язків.

7.2 Заходи щодо нормалізації шкідливих і небезпечних факторів

Захист від електромагнітних випромінювань

На сьогоднішній день основним засобом захисту від електромагнітних випромінювань, що застосовуються в обчислювальній техніці є екранування джерел випромінювання. Сьогодні всі монітори, що випускаються, а також блоки живлення мають корпус, виконаний зі спеціального матеріалу, що практично повністю затримує проходження електромагнітного випромінювання. Застосовуються також спеціальні екрани, що зменшують ступінь впливу електромагнітних і рентгенівських променів на оператора.

Для зниження електромагнітного впливу на людину-оператора використовуються також раціональні режими роботи, при яких норма роботи на ПЕОМ не повинна перевищувати 50 % робочого часу.

Захист від ураження електричним струмом

При роботі із програмним продуктом, приміщення, по ступені електронебезпечності відносяться до категорії без підвищеної небезпеки - приміщення сухі, з нормальною температурою, ізольованими підлогами, безпильні, що мають малу кількість заземлених предметів. Комп'ютер харчується від однофазної мережі змінного струму промислової частоти із заземленої нейтраллю, напругою 220В.

Системний блок комп'ютера має напруги сигналів ТТЛ рівнів (-1,+4 В), цифрові й аналогові мікросхеми живляться постійними напругами ±5 і ±12 В, які виходять шляхом перетворення змінної напруги 220В в блоці живлення. Блок живлення містить у собі схеми перетворення напруги, схеми стабілізації й схему захисного відключення при короткому замиканні. Так як корпус комп'ютера виконаний з металу, то існує небезпека пробою фази на корпус. Монітори сучасних комп'ютерів практично завжди виготовляються із пластику, тому незважаючи на велику напругу, що є присутнім у моніторі, поразку струмом людини практично виключено.

Оскільки влучення людини під вплив високої напруги в даному пристрої можливо тільки через аварію (пробій ізоляції), то розрахуємо можливий струм через тіло людини (І_h) при торканні частин схеми, що перебувають під напругою 220В.

;

де U - Напруга струмоведучих елементів, В,

R_h=1000 Ом - опір тіла людини.

Отримане значення вище смертельного порогу (0.1 А для перемінного струму), значить необхідно передбачити заходи щодо захисту людини від поразки електричним струмом.

1) Оскільки мережева напруга перетворюється в окремому блоці (блоці живлення), то він виконаний у закритому металевому корпусі й электрично з'єднаний з корпусом усього пристрою в цілому;

2) Корпус усього комп'ютера заземлений, за допомогою заземлюючого виводу в мережному шнурі або окремому заземлюючому проводові;

3) Застосований мережний шнур з подвійною ізоляцією.

Захист від статичної електрики

Для усунення причин утворення статичного заряду застосовуються провідні матеріали для покриття підлоги, панелей, робочих столів, стільців. Для зниження ступеня електризації і підвищення провідності діелектричних поверхонь підтримується відносна вологість повітря на рівні максимально допустимого значення.

На робочих місцях всі металеві та електропровідні неметалеві обладнання заземлені.

Захист від шуму та вібрації

Ефективне рішення проблеми захисту від впливу шуму досягається проведенням комплексу заходів, в які входить ослаблення інтенсивності цього шкідливого виробничого чинника в джерелах і на шляху розповсюдження звукових хвиль.

Зниження виробничого шуму в приміщеннях, де розміщені ПЕОМ, досягається за рахунок акустичної обробки приміщення - зменшення енергії відбитих хвиль, збільшення еквівалентної площі звукопоглинаючих поверхонь, наявність в приміщеннях штучних звукопоглиначів.

З метою зниження шуму в самих джерелах встановлюються віброгасячі і шумогасячі прокладки або амортизатори. В якості засобів звукопоглинання застосовуються не горючі або тяжко горючі спеціальні перфоровані плити, панелі, мінеральна вата з максимальним коефіцієнтом поглинання в межах частот 31.5-8000 Гц.

Оздоровлення повітряного середовища

Для створення нормальних умов роботи програмістів і операторів ПЕОМ в машинному залі використовується система кондиціювання, що забезпечує необхідні оптимальні мікрокліматичні параметри і чистоту повітря.

В холодні періоди року температура повітря, швидкість його руху і відносна вологість повітря відповідно складають: 22-24 С; 0,1 м/с; 40-60%; в теплі періоди року температура повітря - 23-25 С; відносна вологість 40-60 %; швидкість руху повітря - 0,1 м/с.

Захист від рентгенівського випромінювання

Електронно-променеві трубки, магнетрони, тиратрони та інші електровакуумні прилади, що працюють при напрузі вище 6 кВ, є джерелами „м'якого” рентгенівського випромінювання. При технічній експлуатації апаратури, в якій напруга вище 15 кВ, використовують засоби захисту для відвертання рентгенівського опромінення операторів і інженерно-технічних робітників, бо при такій напрузі рентгенівське випромінювання розсіюється в навколишньому просторі виробничого приміщення.

Шкідливий вплив рентгенівських променів зв'язаний з тим, що порушення міжмолекулярних зв'язків тканинної речовини може призвести до порушення нормальної течії біохімічних процесів і обміну речовин.

Засобами захисту від „м'якого” рентгенівського випромінювання є застосування поляризаційних екранів, а також використання в роботі моніторів, що мають біо-керамічне покриття і низький рівень радіації. В якості засобів захисту від чинності м'яких рентгенівських променів застосовуються екрани з сталевого листа (0,5-1 мм) або алюмінію (3 мм), спеціальної гуми.

Для відвертання розсіювання рентгенівського випромінювання по виробничому приміщенню встановлюють захисні огорожі з різноманітних захисних матеріалів, наприклад, свинцю або бетону.

Забезпечення раціонального освітлення

При правильно розрахованому і виконаному освітленні очі працюючого за комп'ютером протягом тривалого часу зберігають здатність добре розрізняти предмети не втомлюючись. Це сприяє зниженню професійного захворювання очей, підвищується працездатність. Раціональне освітлення відповідає ряду вимог:

- достатнє, щоб очі без напруги могли розрізняти деталі;

- постійна напруга в мережі не коливається більше ніж на 4%;

- рівномірно розподілено по робочим поверхням, щоб очам не приходилося зазнавати різкого контрасту кольорів;

- не викликає дії, яка сліпить органи зору працюючого (зменшення блищання джерел, що відбивають світло, досягається застосуванням світильників, які розсіюють світло);

- не викликає різких тіней на робочих місцях.

Задачею розрахунку є визначення необхідної потужності електричної освітлювальної установки для створення у виробничому приміщенні заданої освітленості. При проектуванні освітлювальної установки необхідно вирішити наступні основні питання:

- вибрати тип джерела світла - рекомендуються газорозрядні лампи, за винятком місць, де температура повітря може бути менш +5°С і напруга в мережі падати нижче 90 % номінального, а також місцевого освітлення (у цих випадках застосовуються лампи розжарювання);