Диплом-Нейросетевая система для управления и диагностики штанговой глубинонасосной установкой (стр. 13 из 18)
При проектировании устройства применено такое схемное решение, которое позволяет обрабатывать данные и передавать их через последовательный интерфейс или через устройство беспроводной передачи данных на пульт оператора.
Данное устройство повышает потребительские качества, разрабатываемое устройство работает с высокой тактовой частотой, что повышает быстродействие , и как следствие более быстрая обработка данных.У разрабатываемого устройства меньше потребляемая мощность по сравнению с аналогом, что влияет на энергозатраты.
Существует спрос на устройства данного типа, имеющего много аналогов, в разных вариантах исполнения, и с различной стоимостью.
Стоимость устройства, взятого в качестве аналога, составляет 40 тыс. рублей (СКБ <<ПРОМАВТОМАТИКА >>).
6.1 Функционально-стоимостной анализ(ФСА)
Для проектируемого прибора показателями качества являются:
- надежность 0.95 за 10000ч;
- габариты 310х187х76;
-потребляемая мощность, не более 3 Вт;
- температурный диапозон -50 - +50;
Карта технического уровня системы приведена в приложении А.
Оценка показателей качества производится экспертным методом (таблица 1).
Таблица 1 - Значимость показателей качества.
| Эксперты | Оценка i-ого показателя качества j-ым экспертом(Bi j) | Сумма балов  | Значимость эксперта (Зэксj) | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
| Чигвинцев С.В. | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 22 | 5 | |
| Залялетдинов Э.М. | 4 | 5 | 3 | 5 | 3 | 21 | 3,41 | |
| Значимость показателей качества (Знi) | 0.232 | 0.232 | 0.166 | 0.204 | 0.166 | ∑=1 | ||
Значимость показателей качества определяется по формуле:
Например, для 1го показателя качества:
.Построение функциональной схемы и определение значимостей функции.
Главная функция разрабатываемого устройства – диагностирование работы ШГНУ .
Для системы характерны следующие основные функции:
F1 – генерирование счетных импульсов.
F2 – подсчет счетных импульсов.
F3 – обработка информация.
F4 –запись кодов 1.
F5 – запись кодов 2.
F6 –вывод результатов в порт.
F7 – вывод результата на пульт оператора.
Функциональная схема ФСА
Таблица 2 – значимость функций.
| Aав | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | F7 |  | УВЗН, % |
| F1 | 1 | 1,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 9 | 18,557 |
| F2 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 6 | 12,371 |
| F3 | 1,5 | 1,5 | 1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 10 | 20,619 |
| F4 | 0,5 | 1,5 | 0,5 | 1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 8 | 16,495 |
| F5 | 0,5 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1,5 | 1,5 | 6.5 | 13,402 |
| F6 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1,5 | 5 | 10,309 |
| F7 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 4 | 8,247 |
| Итого | 48.5 | 100 | |||||||
Варианты реализации функций.
Таблица 3 – Варианты реализации функций.
| Функция | Варианты реализации | Оценки вариантов реализации по i – ому показателю качества, Вi k | Значимость варианта реализации, QВАР k | |||||
| Описание | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| F1 | На логических элементах | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4* | |
| На дискретных элементах | 3 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3,52 | ||
| F2 | Подсчет импульсов с использованием счетчика К561НЕ10 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4* | |
| Подсчет импульсов с использованием счетчика К155ИЕ8 | 4 | 4 | 3 | 3 | 4 | 3,63 | ||
| F3 | Нейрочип NM6403 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4,23* | |
| Контроллер ТК166.01 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3.53 | ||
| F4 | ОЗУ статическое | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3.53* | |
| ОЗУ динамическое | 4 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3,37 | ||
| F5 | Реализован на M25P80(flash-память) | 4 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4,117* | |
| На микросхеме статического ОЗУ | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3.53 | ||
| F6 | USB | 4 | 4 | 4 | 5 | 5 | 4,2* | |
| RS-232 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3,53 | ||
| F7 | Безпроводная передача данных через радиомодуль | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4* | |
| Безпроводная передача данных через bluetooth | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3,53 | ||
Примечание. Принятые для проектирования варианты реализации функций обозначены *.
Оценка вариантов реализации рассчитывается по формуле
,где Qik - оценка kго варианта по iму показателю качества, Zi - значимость iго показателя качества.
Оценка для функции F1:
QВАР 1.1(F1)= 4*0,232+4*0,232+4*0,166+4*0,204+4*0,166=4
Совмещенная функциональная схема ФСА
На основании выбранных вариантов реализации функций и принципиальной схемы в Приложении В указана стоимость реализации каждой функции.
Построение функционально – стоимостной диаграммы (ФСД)
Рассчитаем среднее отклонение удельного веса значимости и стоимости функции :
Таким образом, функционально – стоимостная диаграмма (ФСД) изображена на рисунке 3.
Вывод по ФСД
Из функционально-стоимостной диаграммы видно, что в основном удельный вес значимости функций больше удельного веса стоимости, что говорит о правильном выборе реализации функций. Однако функции F3, являются исключением.
Выявленное противоречие для функции F3 объясняется тем, что второй вариант реализации- применение контроллера ТК166.01 не обеспечит требуемой тактовой частоты 40МГц (2-ой показатель качества), необходимой для увеличения быстродействия, поэтому ставим 3. У контроллера выше потребляемая мощность(3-ий показатель качества) -7 Вт против 5.8 Вт, которая влияет на энергозатраты, поэтому ставим 3.
Исходные данные для расчета индексов приведены в карте технического уровня (Приложение А).
Индекс технического уровня рассчитывается по формуле:
,Индекс научно-технической прогрессивности рассчитывается по формуле:
,где LА, LР и LПРП - показатели качества соответственно для аналога, разрабатываемого и перспективного устройства; Знi - значимость i-го показателя качества разрабатываемого устройства, J1, J2 – соответственно сами индексы.
Экономическая часть
Расчет затрат времени на проектирование конструкторской документации Тр и на работу на ЭВМ – ТРМ, приведены в Приложении Б.
Данные о размерах налогов, минимальной заработной платы, размере оклада для данного вида работ и так далее приведены в Приложении Г.
Общее время на проектирование составляет ТР=589,4, время работы на ЭВМ ТРМ составляет 143.5 час.
Затраты на основную заработную плату проектировщика составляют:
(руб).Дополнительная заработная плата составляет:
где Кд - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату на предприятии.
(руб.)Доплата за районный коэффициент составляет:
(руб.)Общий фонд заработной платы составляет:
(руб.)Единый социальный налог:
ЕСН=К0(ОЗП+ДЗП+ДЗРП)
где Кесн - коэффициент, учитывающий единый социальный налог.
ЕСНК=0.26( 
)=3104,18 (руб.)
Отчисления в фонд страхования от несчастных случаев составляют:
где Кос - коэффициент, учитывающий отчисления в фонд страхования от несчастных случаев.
ОФСОСК=0.005(
)=59,63 (руб.)