Построение и исследование динамической модели портального манипулятора

там, где страна не имела достаточного научного задела и инновационного потенциала и где эффективнее использовать зарубежный потенциал, тем более что ограничение на экспорт высоких технологий к нам постепенно ослабляются или снижаются. Нужно понимать, что сейчас ни одна страна в мире не в состоянии развивать всю гамму направлений современной науки и техники; разумнее опираться на международное разделение и кооперацию труда в этой сфере.

Реализация селективной инновационной политики должна опираться на разработку и выполнение программ, охватывающих всю технологическую цепочку (от фундаментальных исследований до достижения оптимального уровня производства и потребления избранного направления пионерной техники), с организацией, охватывающей весь сегмент мирового рынка системы маркетинга, рекламы, продажи, фирменного обслуживания, обновления данного вида товаров.

Реализация целевых программ невозможна (либо неэффективна) силами отдельных республик, необходима координация инновационной политики, выработка общей инновационной стратегии, взаимная поддержка в выполнении программ и в конкурентной борьбе на за полненных технологическими новинками мировых рынках. Эффективная реализация наступательной инновационной стратегии возможна лишь при сочетании современных рыночных механизмов, государственной поддержки базисных инноваций и высокой творческой активности изобретателей и новаторов и защищающих их интересы союзов и организаций.

Переход к рынку усиливает технологическую конкуренцию, приводит к банкротству тех, кто использует и производит устаревшую продукцию, обеспечивает сверхприбыль (в основе которой дифференциальный научно-технический доход) пионерам научно-технического прогресса, активным новаторам. Формируется экономический, рыночно-конкурентный механизм нововведений. Но предприниматели (особенно в кризисной ситуации) неохотно идут на базисные нововведения, связанные с крупными разовыми вложениями, большим рынком зачастую обрекающим на гибель уже отлаженное, четко функционирующее производство, создающее ему конкурентов, обесценивающее вложенный капитал. Именно это побуждает монополии сопротивляться (до известного предела) базисным нововведениям, порождает тенденцию к техническому застою. Поэтому нужна активная и дифференцированная государственная поддержка базисных нововведений, основанных на крупных изобретениях. Эта поддержка может быть как прямой (частичное финансирование сравнительно не большого числа приоритетных программ), так и косвенной (налоговые и таможенные льготы для инновационных мероприятий и предприятий, патентная защита, четкое правовое регулирование и т.п.) в сочетании с антимонопольными мерами.

В то же время необходимо объединение инновационных сил в самом секторе прорыва". Речь идет не только о формировании разнообразных гибких хозяйственных форм в этом секторе, но и активизации общественных организаций и союзов изобретателей и новаторов (ВОИР, Союза инновационных предприятий и т.д.), активном включении их в поддержку инновационных инициатив путем создания влиятельных творческих коллективов, малых предприятий, технологических парков и т.д.

Для того, чтобы научная организация смогла перейти к работе в условиях рынка, необходимо провести комплекс подготовительных работ. Причем это должны быть не разовые мероприятия, а некоторая система, которая вначале должна помочь перейти к работе в условиях рынка, а в дальнейшем закрепиться на нем.

В процессе создания такой системы необходимо: провести анализ достигнутых результатов и определить интересы; организовать маркетинговые исследования; провести анализ и переоценку имеющихся основных фондов; оценить имеющийся научно-технический и производственный потенциал; разработать проект программы исследований и разработок, ориентированный на реализацию в условиях рынка; определить фактическую фондовооруженность первичных коллективов и действительные потребности в развитии и обновлении потенциала – разработать проект программы исследований и разработок, ориентированный на реализацию; рассмотреть возможности внедрения новых форм организации исследований и разработок, включая создание малых предприятий; выбрать программу работ и определиться со стратегией развития; подготовить необходимое нормативно-методическое обеспечение исследований и разработок. На примере данной работы можно отметить, что необходимость исследований динамических свойств манипулятора возникла, когда при его эксплуатации потребовалось однозначно определять параметры кинематической схемы, к тому же существующие методы расчета оказались весьма неточными и требовательными к вычислительным ресурсам. Были использованы достаточно простые и эффективные методы получения входных параметров модели, что позволило обеспечить соответствие этой модели реальным динамическим свойствам существующего манипулятора. В дальнейшем это позволит создавать технологические процессы обеспечивающие более высокую производительность чем существующие.

5.1.4 Формы финансирования НИР и ОКР в условиях рынка

Переход к рыночным отношениям и их эффективное функционирование предполагали формирование рынка научно-технической продукции, широкомасштабное включение в экономический оборот результатов интеллектуального труда, выполнение подавляющего большинства научно-технических разработок на договорных, коммерческих началах.

Помимо масштабов ассигнований большую роль в ускорении НТП играют источники и формы финансирования НИОКР.

В целях развития предпринимательства в инновационной сфере в нашей стране, начиная с 1990 г., развиваются новые формы финансирования на основе формирования ими инновационных банков, инновационных фондов для финансовой поддержки малых организаций, отдельных ученых специалистов, финансирования рисковых проектов.

Так как без финансового обеспечения, рынок научно-технической продукции не может быть наполнен товаром, и в то же время в нашей стране отсутствует определенная система финансирования НИОКР, то весьма целесообразно будет рассмотреть опыт США в финансировании предпринимательства в научно-технической сфере.

Проведение НИОКР подчинено основным целям экономической стратегии: максимизации прибыли, увеличению акционерного дохода, сохранению традиционных рынков и выходу на новые. Общие затраты на исследования определяются как фиксированный процент от объема продаж. Поэтому перспективы расширения или прекращения работ по отдельным направлениям зависит от общехозяйственных результатов.

Формы и методы финансирования зависят от многих факторов, в том числе от приоритетности, от доли фундаментальных наук, а в рамках прикладных наук от удельного веса долговременных исследовательских работ, решающих проблемы общенационального масштаба.

В качестве источников финансирования в США используются: федеральный бюджет, частные и благотворительные фонды, собственные средства университетов, местных властей и др. Преобладают две формы предоставления средств: институционально-административная, преимущественно дотационная – для финансирования исследований в институтах, национальных лабораториях. Вторая индивидуальная. Здесь финансирование идет за счет предоставления безвозмездных субсидий (грантов) небольшим коллективам, работающим над самостоятельными проектами, темами, как правило на конкурсной основе.

Для выполнения крупномасштабных программ с привлечением внешних исполнителей используется контрактная система. В наших экономических условиях, когда отсутствует инфраструктура науки, система грантов не может функционировать полноценно, поскольку нет свободного рынка приборов, реактивов, материалов. Для эффективного использования системы грантов при функционировании функциональных исследований следует наделить научного работника или первичную исследовательскую группу правами юридического лица, в зависимости от сложности проблемы выделять гранты на срок до 3-5 лет. Для перехода на такую систему нужно, чтобы деньги и фонды находились в распоряжении научных советов при отделениях республиканских академий.

Новый статус академических научных учреждений позволит осуществить предложение о переходе академической науки на конкурсно-контрактную систему со свободным финансированием. Суть ее в том, что руководитель научного коллектива завоевывает в результате конкурса финансовое обеспечение своей работы, объявляет через ученый совет конкурс на соответствующий штат научных сотрудников. С теми, кто его пройдет, в дальнейшем заключается контракт на определенный срок, причем оплата труда определяется ученым советом в пределах фонда зарплаты, выделенного на выполнение работы.

Важную роль в перспективе могут сыграть долгосрочные кредиты. Появление у научных организаций собственных средств сделают сферу НИОКР привлекательной для кредитования, позволит научным коллективам выполнять инициативные программы исследований. Коммерческий расчет и право исследовательских коллективов распоряжаться результатами НИОКР будут самыми действенными средствами развития инновационного кредита – “рискового капитала” в сфере научно-технической деятельности.

Создание сети малых (рисковых) предприятий является необходимым условием перехода к рыночным отношениям и развитием предпринимательства. В инновационной сфере они создаются для осуществления НИОКР по новым перспективным направлениям и обеспечения их ускоренного внедрения. Для обеспечения финансирования малых предприятий наряду с другими формами могут образовываться союзные, республиканские и региональные целевые фонды финансовой поддержки малых предприятий за счет добровольных взносов государственных, кооперативных, общественных и других предприятий, учреждений и граждан, в том числе иностранных. Эти фонды должны быть двоякого назначения: 1) страховые, которые должны страховать коммерческий риск; 2) осуществлять субсидирование предпринимательства, быть гарантом банковского кредита, предоставлять льготные кредиты. Мелким предпринимателям должна быть предоставлена возможность широкого участия в борьбе за безвозмездные целевые субсидии (гранты) на исследовательские проекты.

5.1.5 Правовая защита производителей НТП

Естественно, что одним из главных условий существования рынка НТП является обязательная правовая защита производителей изобретений. В настоящее время в нашей стране система защиты прав производителей НТП крайне несовершенна и требует существенной доработки. Один из основных законов, защищающих права изобретателей, является, вышедший 14 октября 1992 г. Патентный закон Российской Федерации.

Настоящим законом и, принимаемыми на его основе, законодательными актами республик в составе Российской Федерации, регулируются имущественные, а также связанные с ними личные неимущественные отношения, возникающие в связи с созданием, правовой охраной и использованием изобретений, полезных моделей и промышленных образцов.

Вводится новое понятие полезной модели — это конструктивное выполнение средств производства и предметов потребления, а так же их составных частей.

В целом закон состоит из следующих разделов: I. Общие положения. II. Условия патентоспособности. III. Авторы и потентообладатели. IV. Исключительное право на использование изобретения, полезной модели, промышленного образца. V. Получение патента. VI. Прекращение действия патента. VII. Защита прав патентообладателей и авторов. VIII. Заключительные положения.

Помимо патента защищающего авторские права обладателя, законом предусмотрена защита авторских прав на основе публикаций в сборниках научных статей, изданий научных работ, монографий и др. К примеру можно отметить, что по материалам данной исследовательской работы подготовлена студенческая научная работа и направлена на всероссийский конкурс научных работ. Кроме того подготовлена и принята к опубликованию статья.

5.2 Расчет экономического эффекта от внедрения методов расчета переходных процессов в портальном манипуляторе

При выборе параметров траектории движения рабочего органа манипулятора (в частности, скорости при которой происходит отключение приводов) необходимо знать длительность переходных процессов. Технолог, разрабатывающий программу управления, не обладая методикой расчета данных параметров устанавливал их значения полагаясь на свой личный опыт. Как показали исследования такие значения параметров движения не всегда оказывались оптимальными (наибольшая разница в производительности наблюдалась при выполнении операции сверления).

В данной работе предлагается использовать полученную динамическую модель портального манипулятора для расчета параметров траектории движения. Для определения экономической эффективности сравнивается производительность при используемых на практике параметрах движения манипулятора и производительность, полученная при использовании параметров рассчитанных по внедряемой методике. За капитальные затраты приняты затраты связанные с созданием программного обеспечения для определения оптимальных значений параметров манипулятора.

Этапы расчета:

1.Расчет капитальных затрат.

1.Определение трудоемкости, длительности разработки, численности и состава разработчиков.

2.Расчет текущих затрат на создание программного изделия (себестоимости).

2.Расчет эксплуатационных затрат.

1.Расчет трудоемкости операции.

2.Расчет эксплуатационных затрат.

3.Расчет условно-годового экономического эффекта и срока окупаемости.

5.2.1 Расчет капитальных затрат

Исходные данные для расчета капитальных затрат:

Затраты времени при выполнении работ на стадии “Техническое задание”, человеко-дней

Комплекс решаемых задач Степень новизны
А Б В Г
1 Управление МТС, управление сбытом продукции, управление комплектацией, управление экспортными и импортными поставками 105 76 42 30
2 Бухгалтерский учет, управление финансовой деятельностью 103 72 48 35
3 Управление организацией труда и ЗИ, управление кадрами 63 46 30 19
4 Управление транспортными перевозками, управление вспомогательными службами и энергосбережением 91 66 43 26
5 Управление НИР и ОКР 50 36 24 15
6 Управление научно-технической информацией 50 36 24 15
7 Учет пенсий, пособий и страховых операций 79 55 36 26
8 Статистические задачи 129 111 61 38
9 Задачи расчетного характера 92 69 47 29

Затраты времени на стадии “Технический проект” работ, выполняемых разработчиками программного обеспечения, человеко-дней.

Количество разновидностей форм входной информации Количество разновидностей форм выходной информации
1 2 3-4 5-6
1 8 9 10 11
2 13 15 16 17
3 16 19 21 22
4 20 22 24 26
5 22 24 27 29
6 24 28 30 33
7 27 30 33 36
8 29 33 36 38

Трудоемкость работ, выполняемых разработчиками на стадии постановки задачи, человеко-дней.

Количество разновидностей форм входной информации Количество разновидностей форм выходной информации
1 2 3-4 5-6
1 17 22 28 34
2 25 33 42 50
3 32 42 52 62
4 37 49 61 73
5 42 55 69 83
6 46 61 77 92
7 50 67 84 100
8 55 72 90 108

Нормы времени на стадии “Рабочий проект”, человеко-дней

Количество разновидностей форм входной информации Количество разновидностей форм выходной информации
1 2 3-4 5-6
1 30 43 57 72
2 46 65 87 110
3 58 83 111 140
4 69 99 132 166
5 79 113 151 190
6 88 126 168 212
7 97 138 185 233
8 105 150 200 252

Трудоемкость работ выполняемых разработчиками на стадии “Внедрение”, человеко-дней.

Количество разновидностей форм входной информации Количество разновидностей форм выходной информации
1 2 3-4 5-6
1 9 11 16 19
2 10 16 20 24
3 11 20 24 30
4 13 23 29 34
5 14 24 30 37
6 16 26 33 40
7 17 27 36 43
8 19 29 39 460

Нормы амортизационных отчислений

Наименование основных средств Нормы амортизации, %
Персональные компьютеры, системы программного управления 10
Оргтехника 12,5

Значение коэффициента сложности

Вид используемой информации Группа сложности алгоритма Степень новизны
А Б В Г
Переменная информации (Пи)

1

2

3

2,81

2,51

2,1

2,02

1,8

1,50

1,35

1,20

1,00

0,81

0,72

0,6

Нормативная справочная информация (НСи)

1

2

3

1,7

1,51

1,26

1,21

1,08

0,9

0,81

0,72

0,6

0,49

0,43

0,36

Банки и базы данных

1

2

3

1,42

1,26

1,05

1,01

0,9

0,75

0,68

0,6

0,5

0,4

0,36

0,3

Комплекс решаемых задач: Задачи расчетного характера
Степень новизны разработки: А
Степень сложности алгоритма: 2,52
Количество разновидностей форм входной информации: 7
Количество разновидностей форм выходной информации: 4

Балансовая стоимость применяемого оборудования:

Персональные компьютеры:

P-II-300/128 SD RAM/4.3 Gb UW SCSI/1.44/4Mb Matrox Millenium/24x CDROM/SB AWE 64

в количестве 3-х штук. Общая стоимость:

80000 руб.

Оргтехника:

Принтер Epson Stylus Color 400

Принтер HP LaserJet 5Si

10000 руб.

20000 руб.

1. Определение трудоемкости, длительности разработки, численности и состава разработчиков.

Нормативная трудоемкость задач по стадиям.

Таблица 2.
Этапы разработки Нормативная трудоемкость, человеко-дней
Затраты времени при выполнении работ на стадии “Техническое задание” 92
Затраты времени на стадии “Технический проект” работ, выполняемых разработчиками программного обеспечения 33 302
Трудоемкость работ, выполняемых разработчиками на стадии постановка задачи 84
Нормы времени на стадии “Рабочий проект”, человеко-дней 185
Трудоемкость работ, выполняемых разработчиками программного обеспечения на стадии “Внедрение” 36

Общая трудоемкость выполнения работ по созданию программного изделия определяется суммированием затрат на каждой стадии:

, (5.1)

где – трудоемкость работ по составлению технического задания; – трудоемкость работ по проектированию; – трудоемкость работ по внедрению.

.

Длительность разработки:

(5.2)

Среднее число исполнителей рассчитывается исходя из определенных характеристик трудоемкости и длительности разработки программного изделия:

(5.3)

В создании программного изделия принимают участие: главный специалист – руководитель разработки (РР), ведущий специалист – старший инженер-программист (СИП), инженеры программисты (ИП). Состав исполнителей по стадиям и этапам разработки приведен в табл. 3.

Состав исполнителей по стадиям и этапам разработки

Таблица 3.
№ этапа Испол-нители Кол-во человек Нормативная трудоемкость этапа Длительность этапа дней
% от трудоемкости стадии чел. дней
1.1. РР, СИП 2 60 55 27,5
1.2. РР 1 40 37 37
2.1. РР, СИП, ИП 3 14 42 14
2.2. СИП, ИП 2 6 18 9
2.3. ИП 1 2 6 6
2.4. ИП 1 6 18 18
2.5. РР 1 2 6 6
2.6. СИП, ИП 2 31 94 47
2.7. СИП, ИП 2 14 42 21
2.8. СИП, ИП 2 20 60 30
2.9. РР, СИП 2 5 15 7,5
3.1. РР, СИП 2 57 21 10,5
3.2. СИП, ИП 2 11 4 2
3.3. СИП, ИП 2 32 12 6

Длительность этапа:

, (5.4)

где – нормативная трудоемкость i -го этапа, чел.-дней; – количество исполнителей i -го этапа разработки, чел.

Распределение трудоемкости по исполнителям.

Таблица 4.
Стадия разработки Трудоемкость чел./дн. Должность исполнителя Распределение трудоемкости по исполнителям
Техническое задание 92 РР 45
СИП 47
Технический проект 302 РР 32
СИП 128
ИП 142
Внедрение 36 РР 11
СИП 17
ИП 8

2. Расчет текущих затрат на создание программного изделия (себестоимости)

Текущие затраты:

(5.5)

где – заработная плата программистов, руб.;

– стоимость использованных материалов (носители информации, бумага и т.д.), руб.;

A – амортизационные отчисления (выделяются из накладных расходов только в тех случаях, когда оборудование используется только для создания рассматриваемого программного изделия), руб.;

– затраты на отладку программы;

– процент накладных расходов.

= 57401 + 500 + 4603 + 6257,8 + (100 × 57401)/100 =126162,8руб. (5.5)

Заработная плата программистов:

(5.6)

где – трудоемкость работ j-го разработчика, чел./дн.;

– основная заработная плата j-го разработчика, руб./мес.;

– коэффициент, учитывающий дополнительные выплаты (0,25 – 0,5);

– коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды по действующему законодательству;

Система окладов программистов.

Таблица 5.
Должность исполнителя в организации

Вилка окладов,

руб.

Оклад принятый при расчетах,

руб.

Стоимость одного человеко-дня,

руб.

Руководитель разработки 800-1000 2400 100
Старший инженер- программист 600-750 1800 75
Инженер программист 400-550 1200 50

Годовой фонд оплаты труда программистов участвующих в разработке:

руб.

Стоимость использованных материалов на эксплуатационные нужды:

= 500 руб.

Размер амортизационных отчислений:

(5.7)

где – установленная норма амортизации k -го оборудования;

– балансовая стоимость k-го вида оборудования;

m – число видов оборудования применяемого при разработке программы.

руб.

Затраты на отладку:

(5.8)

где – время, требуемое для отладки программы, ч.;

– стоимость одного машино-часа руб./час. (= 10 руб./ч.)

Время, требуемое для отладки:

(5.9)

где q – предполагаемое число корректируемых операторов;

c – коэффициент сложности программы;

p – коэффициент коррекции программы (p = 0,05-1);

– средний коэффициент квалификации разработчиков ();

Число корректируемых операторов:

(5.10)
руб.

Процент накладных расходов:

Сводная таблица капитальных затрат по проектному варианту.

Наименование затрат Сумма затрат, руб.
Заработная плата программистов 57401
Стоимость использованных материалов на эксплуатационные нужды 500
Амортизационные отчисления на используемую вычислительную и орг. технику 4603,4
Затраты на отладку 6257,8
Накладные расходы 57401
Суммарные затраты на разработку программного обеспечения 126162,8

В связи с тем, что в базовом варианте отсутствуют капитальные затраты, расчет капитальных затрат и сводная таблица капитальных затрат по базовому варианту не приводится.

5.2.2 Расчет эксплуатационных затрат

За эксплуатационные затраты приняты затраты на выполнение технологической операции: “Сверление отверстий в электронной плате”.

В эксплуатационные затраты входят:

· заработная плата персонала обслуживающего роботизированный модуль на базе портального манипулятора МРЛ 901-П;

· затраты на электроэнергию;

· затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования;

· амортизационные отчисления на оборудование;

· прочие расходы.

1.Расчет годовой трудоемкости операции.

Трудоемкости операции:

, (5.18)

где – время перемещения рабочего органа (для базового варианта = 0,4; для проектного варианта = 0,1); – длительность операции сверления (= 0,3); – количество отверстий;

29-04-2015, 04:09


Страницы: 1 2 3 4 5
Разделы сайта