Проектирование автоматизированной системы управления установкой предварительного сброса воды
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке: 1. Оценка коммерческого потенциала, перспективности и альтернатив проведения НИ с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения Определение назначения объекта и определение целевого рынка 2.Планирование и формирование бюджета научных исследований Разработка НИР на этапы, составление графика работ 3. Определение ресурсной(ресурсосберегающей) финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования Оценка технико-экономической эффективности Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) 1. Оценка конкурентоспособности технических решений 2. Матрица SWOT 3. График проведения бюджета НИ 5. Оценка ресурсной, финансовой и экономической эффективности НИ Дата выдачи задания для раздела по линейному графику Задание выдал консультант: Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Старший преподаватель ОСГН Хаперская Алена Васильевна Задание принял к исполнению студент: Группа ФИО Подпись Дата 8Т4А Тарабукин Иннокентий Михайлович 44 3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 3.1 Потенциальные потребители результатов исследования Потенциальными потребителями результатов исследования являются организации в нефтегазовой отрасли, занимающиеся добычей нефти и газа с месторождения, и подготовкой нефтепродукта перед отправкой в транспортную систему, состоящей из магистральных нефтегазопроводов. По итогам сегментирования определены основные сегменты данного рынка. В таблице 9 приведены основные сегменты рынка по следующим критериям: размер компании-заказчика, направление деятельности. Буквами обозначены компании: «А» - АО «Элеси», «Б» - ПАО «Газпром Нефть», «В» - ГК «Ракурс». Таблица 9 – Карта Сегментирования Направление деятельности Проектирование нефтяных и газовых месторождений Разработка АСУ ТП Внедрение SCADA систем Р аз м ер ком па ни и Мелкая А,В - - Средняя - Б,В Б,В Крупная Б А А Анализируя полученную карту сегментирования, выбираем следующий сегмент рынка: разработка АСУ ТП и внедрение SCADA-систем для средних и крупных компаний. 3.2 Анализ конкурентных технических решений Для того, чтобы выявить ресурсоэффективность научной разработки и определить направления для ее будущего повышения, необходимо провести анализ конкурентных технических решений. Данный анализ проводится с помощью оценочной карты, которая приведена в таблице 10, где в качестве конкурентных разработок для сравнения были взяты проектируемая АСУ ТП 45 УПСВ, существующая АСУ ТП УПСВ и разработка АСУ ТП сторонней организацией. Таблица 10 - Оценочная карта для сравнения конкурентных технических решений Критерии оценки Вес крит ерия Баллы Конкурентноспособность Проект. АСУ ТП Существ ующая АСУ ТП Разрабо тка АСУ ТП сторонн ей организ. Прое кт. АСУ ТП Существу ющая АСУ ТП Разрабо тка АСУ ТП сторонн ей организ. Технические критерии оценки рессурсоэффективности Повышение производительности 0,08 4 2 4 0,32 0,16 0,32 Удобство в эксплуатации 0,06 4 2 4 0,24 0,12 0,24 Помехоустойчивость 0,05 3 3 2 0,15 0,15 0,1 Энергоэкономичност ь 0,05 2 4 2 0,1 0,15 0,1 Надежность 0,12 5 2 4 0,6 0,24 0,48 Уровень шума 0,02 2 2 2 0,04 0,04 0,04 Безопасность 0,11 5 3 5 0,55 0,33 0,55 Потребность в ресурсах памяти 0,03 2 5 3 0,06 0,15 0,09 Функциональная мощность (предоставляемые возможности) 0,03 3 2 3 0,09 0,06 0,09 Простота эксплуатации 0,07 4 3 4 0,28 0,21 0,28 Качество интеллектуального интерфейса 0,05 4 0 4 0,2 0 0,2 Возможность подключения в сеть ЭВМ 0,02 5 0 5 0,1 0 0,1 46 Продолжение таблицы 10 Экономические критерии оценки эффективности Конкурентоспособно сть продукта 0,03 2 2 3 0,06 0,06 0,09 Уровень проникновения на рынок 0,03 1 5 3 0,03 0,15 0,09 Цена 0,07 5 5 1 0,35 0,35 0,07 Предполагаемый срок эксплуатации 0,05 5 3 5 0,25 0,15 0,25 Послепродажное обслуживание 0,05 5 3 3 0,25 0,15 0,15 Финансирование научной разработки 0,04 3 2 1 0,12 0,08 0,04 Наличие сертификации разработки 0,04 1 3 5 0,04 0,12 0,2 Итого: 1 60 50 61 3,58 2,67 3,39 Главным преимуществом проектируемого в рамках ВКР АСУ ТП является меньшая цена разработки, при тех же характеристиках как у конкурентов. 3.3 SWOT-анализ SWOT-анализ применяют для исследования внешней и внутренней среды проекта. Таким образом, была составлена итоговая матрица SWOT-анализа, представленная в таблице 11, которая помогает скорректировать направление реализации проекта. Все результаты SWOT-анализа представлены ниже. 47 Таблица 11 – Матрица SWOT Сильные стороны Слабые стороны С 1. Э коном ич но сть и энэ рг оэ ф ф ек ти вность проекта С 2. Э ко лог ич ность техно лог ии С 3. Бол ее ни зк ая стои м ос ть С л1. О тсутст вие п ротот ипа рп оек та Сл 2 .Ма ло ин ж ин ири нг ов ых к омп ани й, способной п остроит ь про из водс тв о под кл ю ч Сл 3 . О тсутст вие н ео бход им ог о обо рудован ия В озм ож ности В1. Использование инновационной инфраструктуры ТПУ + + + - - - В2. Использование существующего программного обеспечения + 0 - - - - В3. Появление дополнительного спроса на новый продукт + + 0 - - - В4. Снижение таможенных пошлин на сырье и материалы, используемые при научных исследований 0 - + - - - У гроз ы У1. Отсутствие спроса на новые технологии производства - - - + 0 0 У2. Развитая конкуренция технологий производства - - - - + + У3. Ограничения на экспорт технологии - - - - + - У4. Введения дополнительных государственных требований к сертификации продукции - - - - - + Таким образом, сильные стороны проекта удовлетворяют его возможностям. Экологичность и более низкая стоимость позволяют использовать практически все возможности для развития исследований. Однако, слабые стороны проекта в сочетании с внешними угрозами могут плохо сказаться на будущем проекта. 48 3.4 Планирование научно-исследовательских работ В разработке проекта задействованы следующие исполнители: научный руководитель (НР) и непосредственно студент (С), выполняющий написание бакалаврской ВКР. Перечень этапов и работ в рамках проведения научного исследования с указанием исполнителей представлен в таблице 12. Таблица 12 – Перечень этапов, работ и распределение исполнителей Основные этапы № раб Содержание работ Должность исполнителя Разработка технического задания 1 Составление и утверждение технического задания НР Выбор направления исследования 2 Подбор и изучение материалов по теме С 3 Изучение существующих объектов проектирования С 4 Календарное планирование работ НР,С Теоретическое и эксперементальное исследование 5 Проведение теоретических расчетов и обоснований С 6 Построение макетов (моделей) и проведение экспериментов С 7 Сопоставление результатов экспериментов с теоретическими исследованиями С Обобщение и оценка результатов 8 Оценка эффективности полученных результатов НР,С 9 Определение целесообразности проведения ОКР НР,С ва Разработка технической документации и проектирование 10 Разработка ФСА по ГОСТ и ANSI/ISA С 11 Составление схемы инф. потоков С 12 Составление перечня вход/выходных сигналов С 13 Разработка алгоритмов автоматического регулирования С 14 Проектирование SCADA-системы С 15 Составление схемы внешних проводок С 16 Разработка структурной схемы автоматического регулирования С 49 3.5 Разработка графика проведения научного исследования В качестве графика проведения научного исследования использовалась диаграмма Ганта(таблица 13), т.к. она является наиболее наглядным и удобным способом построения ленточного графика. Для удобства построения графика, длительность каждого из этапов работ необходимо перевести из рабочих дней в календарные дни. Для этого необходимо рассчитать коэффициент календарности по следующей формуле: 𝑘 кал = Т кал Т кал −Т вых −Т пр = 365 365−91−28 = 1.48 Таблица 13– Временные показатели проведения научного исследования Название работы Трудоемкость работы Длительность работы в рабочих днях, T pi Длительность работы в календарных днях, T кi Испо лните ли t min , чел- дни t max , чел- дни t ож , чел- дни НР С НР С НР С НР С НР С Составление и утверждение технического задания 1 ̶ 2 ̶ 1,4 ̶ 1,4 ̶ 2 ̶ 1 Подбор и изучение материалов по теме ̶ 2 ̶ 5 ̶ 3,2 ̶ 3,2 ̶ 5 1 Изучение существующих объектов проектирования ̶ 2 ̶ 5 ̶ 3,2 ̶ 3,2 ̶ 5 1 К алендарное планирование работ 1 1 2 2 1,5 1,5 0,75 0,75 1 1 2 Проведение теоретических расчетов и обоснований ̶ 5 ̶ 10 ̶ 8 ̶ 8 ̶ 12 1 Построение макетов (моделей) и проведение экспериментов ̶ 2 ̶ 4 ̶ 3 ̶ 3 ̶ 5 1 Сопоставление результатов экспериментов с теоретическими исследованиями ̶ 7 ̶ 10 ̶ 9 ̶ 9 ̶ 14 1 Оценка эффективности полученных результатов 2 2 5 5 4 4 2 2 3 3 2 Определение целесообразности проведения ОКР 2 2 3 3 2,4 2,4 1,2 1,2 2 2 2 Разработка ФСА по ГОСТ и ANSI/ISA ̶ 3 ̶ 5 ̶ 4 ̶ 4 ̶ 6 1 50 Продолжение таблицы 13 На основе таблицы 13 строится календарный план-график по максимальной длительности работ с разбивкой по месяцам и декадам. В таблице 14 представлен календарный план-график. Таблица 14– Календарный план-график № ра бот Вид работ Исполнители Продолжительность работ Фе вра л ь Ма рт Ап ре ль Ма й 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 Составление и утверждение технического задания НР 2 Подбор и изучение материалов по теме С 3 Изучение существующих объектов проектирования С 4 Календарное планирование работ НР С 5 Проведение теоретических расчетов и обоснований С 6 Построение макетов (моделей) и проведение экспериментов С 7 Сопоставление результатов экспериментов с теоретическими исследованиями С 8 Оценка эффективности полученных результатов НР С 9 Определение целесообразности проведения ОКР НР С Составление схем инф. потоков ̶ 1 ̶ 2 ̶ 2 ̶ 2 ̶ 3 1 Составление перечня вход/выходных сигналов ̶ 3 ̶ 5 ̶ 4 ̶ 4 ̶ 6 1 Разработка алгоритмов автоматического управ. ̶ 2 ̶ 5 ̶ 3 ̶ 3 ̶ 5 1 Проектирование SCADA-системы ̶ 1 ̶ 5 ̶ 4 ̶ 4 ̶ 6 1 Составление схемы внешних проводок ̶ 4 ̶ 7 ̶ 5 ̶ 5 ̶ 8 1 Разработка структурной схемы автоматического управления ̶ 2 ̶ 4 ̶ 3 ̶ 3 ̶ 5 1 51 Продолжение таблицы 14 10 Разработка функциональной схемы автоматизации по ГОСТ и ANSI/ISA С 11 Составление схемы информационных потоков С 12 Составление перечня вход/выходных сигналов С 13 Разработка алгоритмов автоматического регулирования С 14 Проектирование SCADA- сисистемы С 15 Составление схемы внешних проводок С 16 Разработка структурной схемы автоматического регулирования С - Студент, -Научный руководитель 3.6 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) Расчет материальных затрат Расчет материальных затрат осуществляется по следующей формуле: З м = (1 + 𝑘 𝑇 ) ∙ ∑ Ц 𝑖 𝑚 𝑖=1 ∙ 𝑁 расх𝑖 , где m – количество видов материальных ресурсов, потребляемых при выполнении научного исследования; N расхi – количество материальных ресурсов i-го вида, планируемых к использованию при выполнении научного исследования; Ц i – цена приобретения единицы i-го вида потребляемых материальных ресурсов; k Т – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы. В таблице 15 сведены данные о материальных затратах на научное исследование. 52 Таблица 15- Материальные затраты Наименовани е К оли че ство , шт Це на з а е д., руб За траты н а м етари алы Контроллер " Siemens SIMATIC s7-300 " 2 106 000 212 000 Расходомер "KROHNE ALTOSONIC III" 2 120 000 240 000 Датчики давления " Rosemount 3051 " 3 35 000 105 000 Датчик температуры "Rosemount-0065" 3 21 000 63 000 Уровнемер "Rosemount 3100 " 3 25 000 75 000 Блок управления "AUMATIC AC 01.2 " 2 58 000 116 000 Электропривод "AUMA SAR 07.1 " 2 150 000 300 000 Итого: 1 111 000 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ В данную статью включают все затраты, связанные с приобретением специального оборудования и программного обеспечения необходимого для разработки SCAD-системы. Расчет по приобретению спецоборудования и ПО включены в таблицу 16. Таблица 16- Расчет бюджета на приобретение спецоборудования Наименование Цена за ед.,руб. Количество Сумма, руб. Персональный компьютер 30000 1 30000 Интернет кабель 250 1 250 TIA PORTAL v14 14000 й 14000 Итог 44250 Основная заработная плата исполнителей темы Месячный должностной оклад работника: З м = З тс ∙ (1 + 𝑘 пр + 𝑘 𝜕 ) ∙ 𝑘 р , где З тс – заработная плата по тарифной ставке, руб.; k пр – премиальный коэффициент, равный 0,3; 𝑘 𝜕 – коэффициент доплат и надбавок составляет примерно 0,2-0,5; k р – районный коэффициент, равный 1,3 для Томска. 53 Месячный должностной оклад работников Томского политехнического университета указан в «Таблице окладов ППС и НС» ТПУ. Расчет основной платы представлен в таблице 17. Таблица 17– Расчет основной заработной платы Исполнители Та ри фн ая з ара бот на я пла та Пре м иа ль ный коэфф иц ие нт К оэфф иц ие нт д оп ла т Р ай он ны й коэфф иц ие нт Ме сяч ный должн ос тн ой о кла д ра бот ни ка С ре дн едн евн ая за ра бот на я п ла та Продолжи тель нос ть ра бот За ра бот на я п ла та ос новн ая НР 21224,86 0,3 0,2 1,3 28006,5 2118,20 7 9113,98 С 7500 0,3 0,5 1,3 15320 915,11 59 32751,00 Итого: 41864,98 Дополнительная заработная плата исполнителей темы Дополнительная заработная плата учитывает величину доплат за отклонения от нормальных условий труда, предусмотренных Трудовым кодексом Российской Федерации, а также выплаты, связанные с обеспечением компенсаций и гарантий. Расчет дополнительной заработной платы ведется по формуле: З доп = 𝑘 доп ∙ З осн , В результате получили следующие значения: З допНР = 0.,15*9113,98 = 1367,10 руб.; З допС = 0.,15*35751 =4912,65 руб. Отчисления во внебюджетные фонды В данной статье отражаются обязательные отчисления по установленным законодательствам Российской Федерации нормам органам государственного социального страхования, пенсионного фонда и медицинского страхования. Величина отчислений во внебюджетные фонды определяется исходя из следующей формулы: З внеб = 𝑘 внеб ∙ ( З м + З осн + З доп ), где k внеб - коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды. 54 Расчет отчислений приведен в таблице 18. Таблица - 18 Исполнители kвнеб З осн, руб. З доп , руб. З внеб , руб. НР 0,271 9113,98 1367,10 2840,37 С 0,271 32751,00 4912,65 10206,85 Итого 41864,98 6279,75 13047,22 Накладные расходы Накладные расходы учитывают прочие затраты организации, не попавшие в предыдущие статьи расходов. Их величина определяется по следующей формуле: З накл = 𝑘 нр ∙ (сумма статей 1 ÷ 5), где k нр – коэффициент, учитывающий накладные расходы, 16 %. З накл = (1111000 + 44250 + 41864 + 6279,75 + 13047,22) ∗ 0.016 = 19463,06 |