Реферат: Розрахунок собівартості мікропроцесорного пристрою на основі МК AT90S2313
Вступ
Експеримент-найважливішийелемент діяльності підприємця, на відміну від спостереження є активним методом.
Види:геополітичний, політичний, соціально — економічні, економічні, фінансовими,технічними, конструкторськими, технологічними.
Проведенняекспериментів передбачає:
— Планування тарозробку програми (послідовності) експериментів;
— Проектуванняекспериментів, включаючи проектування імітаційних обстановок, систем виміру ізбору, а також обробки інформації;
— Проведенняекспериментів;
— Обробка тааналіз результатів експериментів;
— Розробкарекомендацій і удосконалень за результатами експериментів.
Обмежені, а тимбільше, масштабні експерименти повинні ретельно плануватися. Для забезпеченняпевних властивостей плану випробувань, а також мінімізації витрат навипробування використовують методи теорії планування експерименту.
Планомекспериментів (випробувань) — мінімальне безліч умов проведення експерименту, вяких забезпечує досягнення цілей і завдань випробувань: розробку моделіоперації або системи, перевірку правильності функціонування, оцінку безпеки,необхідні точність і достовірність прогнозу параметрів.
Проектекспериментальних досліджень, випробувань товарів повинен містити:
1) проект об'єкта(або номенклатури об'єктів) випробувань;
2) проект безлічітипових умов випробувань;
3) планвипробувань;
4) проекттехнології випробувань (включаючи проект вимірювань параметрів);
5) проектзабезпечення безпеки випробувань;
6) перелікочікуваних результатів.
За предметноїобласті виділяються експерименти з досліджень геополітичних, політичних,економічних, технічних, технологічних, конструкторських, виробничих системуправління, а також систем управління продажами, якістю, надійністю та інше.
За ієрархічнимрівнем піддаються випробуванням об'єктів випробування можуть бути розділені нафункціональні і параметричні.
Функціональнимвипробуванням піддається товар, система в цілому. Мета таких випробувань — перевірити виконання функцій, працездатність товару в цілому.
За умовами можнавиділити випробування:
1) при уявномумоделюванні зовнішнього середовища;
2) приматематичному моделюванні зовнішнього середовища;
3) лабораторнівипробування в імітуємих фізично умовах. При цьому діапазони зміни параметрів можутьне співпадати з природними межами зміни параметрів в процесі експлуатації(наприклад, при наземних випробуваннях літака);
4) випробування вумовах реальної фізичної (природної і штучної — створеної людиною), ринкової,соціально-економічного середовища.
За фізичнимскладу об'єктів випробувань: натурні (реальні) випробування об'єктів;напівнатурні випробування об'єктів. Крім того можна виділити випробуванняфізичних і математичних моделей, предметних, уявних (інтуїтивних) моделей. Цепов'язано з прагненням:
1) знизитивитрату часу та (або) коштів на випробування об'єктів. За деякими оцінками підчас проведення випробувань складних товарів (виробів машинобудування) витратиможуть знижуватися в кілька (а іноді в десятки) раз при переході від натурнихвипробувань до напівнатурних і від напівнатурних до математичного моделювання;
2) знизитиможливі ризики, збиток, забезпечити безпеку випробувань. Загальновідомо, щопроведення експериментальних досліджень пов'язане з підвищеним ризиком.Наприклад, Чорнобильська аварія-результат невдалого експерименту;
3) прискоритипроцес розробки системи управління з урахуванням реальних термінів створенняелементів, блоків.
При напівнатурнихмоделюванні одна частина об'єкта представлена реальними фізичними елементами, аінша частина елементів — їх математичними моделями.
При математичномумоделюванні випробуванням піддаються аналітичні або імітаційні моделі, причомусам модельований об'єкт може не існувати.
Уявнийексперимент і (або) верифікація експертом проводяться з використаннямпредметної і підсвідомої інформації про об'єкт випробувань.
У процесідослідження систем управління експерименти можуть проводитися в такому порядку:уявний експеримент (верифікація експертом), математичне моделювання,напівнатурні моделювання, натурні випробування реальних об'єктів.
Для того, щобдефекти проявилися, необхідно:
1) проводитивипробування в найскладніших умовах з усіх можливих при експлуатації;
2) числовипробувань і їх тривалість повинні бути достатні, щоб дефект проявився;
3) числовипробувань повинно бути достатньо для того, щоб визначити значення параметрівз необхідною точністю і достовірністю.
Від рішення щодовикористання того чи іншого методу планування експериментів залежить:
1) правильністьприйняття рішення про можливість виходу на ринок і передачі товару вексплуатацію;
2) рівень ризику,пов'язаного з виводом товару на ринок при поточній ступеня його оброблений,надійності;
3) точністьоцінки обсягу витрат на випробування;
4) витрати часута коштів на розробку планів випробувань.
На прийняттярішення про застосування того чи іншого методу планування експериментувпливають:
1) обсяг наявнийпро об'єкт випробувань інформації (вид його типового уявлення);
2) наявність абовідсутність певного типу моделі об'єкта випробувань;
3) обмеження начас і витрати, що виділяються на випробування;
4) наявні засобипланування випробувань, зокрема, наявність необхідної обчислювальної техніки;
5) рівенькваліфікації персоналу, знання та використання персоналом формальних методівпланування випробувань.
Метаекспериментів визначають те, який результат очікують отримати в експерименті.
Цілі плануванняекспериментів визначають те, в які терміни і з якими витратами цей результатбуде отримано.
З точки зоруцілей експериментів за існуючої вивченості досліджуваних проблем виділяють:
1) плануванняекстремальних експериментів;
2) плануванняекспериментів зі з'ясування механізму явищ.
Розділ 1. Планування екстремальних експериментів
Під експериментомбудемо розуміти сукупність операцій що здійснюються над об'єктом дослідження зметою отримання інформації про його властивості. Експеримент, в якому дослідникна свій розсуд може змінювати умови його проведення, називається активнимекспериментом. Експеримент, який ставиться для забезпечення оптимізації,називається екстремальним. Якщо дослідник не може самостійно змінювати умовийого проведення, а лише реєструє їх, то це пасивний експеримент.
Найважливішимзавданням методів обробки отриманої в ході експерименту інформації є задачапобудови математичної моделі досліджуваного явища, процесу, об'єкта. Її можнавикористовувати і при аналізі процесів і при проектуванні об'єктів. Можнаотримати добре апроксимуючих математичну модель, якщо цілеспрямованозастосовується активний експеримент. Іншим завданням обробки отриманої в ходіексперименту інформації є задача оптимізації, тобто знаходження такоїкомбінації впливають незалежних змінних, при якій обраний показникоптимальності приймає екстремальне значення.
Досвід — цеокрема експериментальна частина.
План експерименту- сукупність даних визначають число, умови і порядок проведення дослідів.
Плануванняексперименту — вибір плану експерименту, що задовольняє заданим вимогам,сукупність дій спрямованих на розробку стратегії експериментування (відотримання апріорної інформації до отримання працездатною математичної моделіабо визначення оптимальних умов). Це цілеспрямоване керування експериментом, щореалізовується в умовах неповного знання механізму досліджуваного явища.
У процесі вимірювань,наступної обробки даних, а також формалізації результатів у виглядіматематичної моделі, виникають похибки і втрачається частина інформації, щоміститься у вихідних даних. Застосування методів планування експериментудозволяє визначити похибка математичної моделі і судити про її адекватності.Якщо точність моделі виявляється недостатньою, то застосування методівпланування експерименту дозволяє модернізувати математичну модель з проведеннямдодаткових дослідів без втрати попередньої інформації і з мінімальнимивитратами.
Мета плануванняексперименту — знаходження таких умов і правил проведення дослідів, при якихвдається отримати надійну і достовірну інформацію про об'єкт з найменшоювитратою праці, а також представити цю інформацію в компактній і зручній форміз кількісною оцінкою точності.
Нехай насцікавить властивість (Y) об'єкта залежить від декількох (n) незалежних змінних(Х1, Х2, ..., Хn) і ми хочемо з'ясувати характер цієї залежності — Y = F (Х1,Х2, ..., Хn), про яку ми маємо лише загальне уявлення. Величина Y — називається«відгук», а сама залежність Y = F (Х1, Х2, ..., Хn) — «функція відгуку».
Відгук повиненбути визначений кількісно. Однак можуть зустрічатися і якісні ознаки Y. У цьомувипадку можливе застосування рангове підходу. Приклад рангове підходу — оцінкана іспиті, коли одним числом оцінюється складний комплекс отриманих відомостейпро знання студента.
Незалежні змінніХ1, Х2, ..., Хn — інакше фактори, також повинні мати кількісну оцінку. Якщовикористовуються якісні фактори, то кожному їхньому рівню має бути присвоєнобудь-яке число. Важливо вибирати як фактори лише незалежні змінні, тобто тількиті, які можна змінювати, не зачіпаючи інші фактори. Фактори повинні бутиоднозначними. Для побудови ефективної математичної моделі доцільно провестипопередній аналіз значущості факторів (ступеня впливу на функцію), їхранжування і виключити малозначні фактори.
Діапазони змінифакторів задають область визначення Y. Якщо прийняти, що кожному факторувідповідає координатна ось, то отримане простір називається факторний простір.При n = 2 область визначення Y представляється собою прямокутник, при n = 3 — куб, при n> 3 — Гіперкуб.
При виборідіапазонів зміни чинників потрібно враховувати їх сумісність, тобтоконтролювати, щоб у цих діапазонах будь-які поєднання факторів були б бутиреалізовані в дослідах і не приводили б до абсурду. Для кожного з факторіввказують граничні значення
Ximin < Xi< Ximin,
I=l,…n
Регресійнийаналіз функції відгуку призначений для отримання її математичної моделі увигляді рівняння регресії
Y = F (X1,X2,…,Xn,B1,B2,…,Bm) + e,
де В1, ..., ВM — деякі коефіцієнти; е — похибка.
Серед основнихметодів планування, що застосовуються на різних етапах дослідження,використовують:
— плануваннявідсіває експерименту, основне значення якого виділення з усієї сукупностіфакторів групи істотних факторів, що підлягають подальшому детальному вивченню;
— плануванняексперименту для дисперсійного аналізу, тобто складання планів для об'єктів зякісними факторами;
— плануваннярегресійного експерименту, що дозволяє отримувати регресійні моделі(Поліноміальні та інші);
— плануванняекстремального експерименту, в якому головне завдання — експериментальнаоптимізація об'єкта дослідження;
— планування прививченні динамічних процесів і т.д.
Ініціаторомзастосування планування експерименту є Рональд А. Фішер, інший автор відомихперших робіт — Френк Йетс. Далі ідеї планування експерименту формувалися впрацях Дж. Боксу, Дж. Кіфера. У нашій країні — в працях Г.К. Круга, Е.В. Марковата ін
В даний часметоди планування експерименту закладені в спеціалізованих пакетах, широкопредставлених на ринку програмних продуктів, наприклад: StatGrapfics,Statistica, SPSS, SYSTAT та ін
1.1 Представленнярезультатів експериментів
При використанніметодів планування експерименту необхідно знайти відповіді на 4 питання:
• Які поєднанняфакторів і скільки таких сполучень необхідно взяти для визначення функціївідгуку?
• Як знайтикоефіцієнти В0, В1, ..., Bm?
• Як оцінититочність представлення функції відгуку?
• Яквикористовувати отримане подання для пошуку оптимальних значень Y?
Геометричнепредставлення функції відгуку в факторному просторі Х1, Х2, ..., Хn називаєтьсяповерхнею відгуку (рис. 1).
/>
Рис. 1 — Поверхняоклику
Якщодосліджується вплив на Y лише одного фактора Х1, то знаходження функції відгуку- досить просте завдання. Поставивши собі за кількома значеннями цього чинника,в результаті дослідів отримуємо відповідні значення Y та графік Y = F (X) (рис.2).
/>
Рис. 2 — Побудовафункції відгуку однієї змінної по дослідним даним
На око можнапідібрати математичний вираз функції відгуку. Якщо ми не впевнені, що дослідидобре відтворюються, то зазвичай досліди повторюють кілька разів і отримуютьзалежність з урахуванням розкиду досвідчених даних.
Якщо факторівдва, то необхідно провести досліди при різних співвідношеннях цих факторів.Отриману функцію відгуку в 3х-мірному просторі (рис. 1) можна аналізувати,проводячи ряд перетинів з фіксованими значеннями одного з факторів (рис. 3).Вичленовування графіки перетинів можна апроксимувати сукупністю математичнихвиразів.
/>
Рис. 3 — Перерізповерхні відгуку при фіксованих відгуках (а) і змінних (б, в)
При трьох ібільше факторах завдання стає практично невирішеною. Якщо і буде знайденорішення, то використовувати сукупність виразів досить важко, а часто і нереально.
Застосуванняматематичного планування експерименту в наукових дослідженнях
У сучаснійматематичної теорії оптимального планування експерименту існує 2 основнихрозділи:
1. плануванняексперименту для вивчення механізмів складних процесів і властивостейбагатокомпонентних систем.
2. плануванняексперименту для оптимізації технологічних процесів і властивостейбагатокомпонентних систем.
Плануванняексперименту — це вибір числа дослідів та умов їх проведення необхідних ідостатніх для вирішення поставленої задачі з необхідною точністю.
Експеримент, якийставиться для забезпечення оптимізації, називається екстремальним. Прикладамизадач оптимізації є вибір оптимального складу багатокомпонентних сумішей,підвищення продуктивності діючої установки, підвищення якості продукції тазниження витрат на її отримання. Перш ніж планувати експеримент необхідносформулювати мету дослідження. Від точного формулювання мети залежить успіхдослідження. Необхідно також упевнитися, що об'єкт дослідження відповідаєзапропонованим йому вимогам. У технологічному дослідженні метою дослідження приоптимізації процесу частіше за все є підвищення виходу продукту, поліпшенняякості, зниження собівартості.
Експеримент можепроводитися безпосередньо на об'єкті або на його моделі. Модель відрізняєтьсявід об'єкта не тільки масштабом, а іноді природою. Якщо модель досить точноописує об'єкт, то експеримент на об'єкті може бути перенесений на модель. Дляопису поняття «об'єкт дослідження» можна використовувати уявлення прокібернетичної системи, яка носить назву чорний ящик.
Стрілки праворучзображують чисельні характеристики цілей дослідження і називаються вихіднимипараметрами (y) або параметрами оптимізації.
Для проведенняексперименту необхідно впливати на поведінку чорного ящика. Всі способи впливупозначаються через «x» і називаються вхідними параметрами або факторами. Коженфактор може приймати в досвіді одне з декількох значень, і такі значенняназиваються рівнями. Фіксований набір рівнів та факторів визначає одне зможливих станів чорного ящика, одночасно вони є умовами проведення одного зможливих дослідів. Результати експерименту використовуються для отриманняматематичної моделі об'єкта дослідження. Використання для об'єкта всіх можливихдослідів призводить до абсурдно великим експериментів. У зв'язку з цимексперименти необхідно планувати.
Завданнямпланування є вибір необхідних для експерименту дослідів, методів математичноїобробки їх результатів і прийняття рішень. Окремий випадок цього завдання — планування екстремального експерименту. Тобто експерименту поставленого з метоюпошуку оптимальних умов функціонування об'єкта. Таким чином, плануванняекстремального експерименту — це вибір кількості та умов проведення дослідів,мінімально необхідних для відшукання оптимальних умов. При плануванніексперименту об'єкт дослідження повинен володіти обов'язковими властивостями:
1. керованим
2. результатиексперименту повинні бути відтворено.
Експериментназивається відтворюваним, якщо при фіксованих умовах досвіду виходить один ітой же вихід в межах заданої відносно невеликий помилки експерименту (2% -5%).Експеримент проводять при виборі деяких рівнів для всіх факторів, потім вінповторюється через нерівні проміжки часу. І значення параметрів оптимізаціїпорівнюються. Розкид цих параметрів характеризує відтворюваність результатів.Якщо він не перевищує наперед заданої величини, то об'єкт задовольняє вимогувідтворюваності результатів.
При плануванніексперименту активне втручання припускає процес і можливість вибору в кожномудосвіді тих факторів, які становлять інтерес. Експериментальне дослідженнявпливу вхідних параметрів (факторів) на вихідні може проводитися методомпасивного або активного експерименту. Якщо експеримент зводиться до отриманнярезультатів спостереження за поведінку системи при випадкових змінах вхіднихпараметрів, то він називається пасивним. Якщо ж при проведенні експериментувхідні параметри змінюються по заздалегідь заданому плану, то такий експериментназивається активним. Об'єкт, на якому можливий активний експеримент,називається керованим. На практиці не існує абсолютно керованих об'єктів. Нареальний об'єкт зазвичай діють як керований, так і некерований фактори.Некеровані фактори діють на відтворюваність експерименту. Якщо всі факторинекеровані, виникає задача встановлення зв'язку між параметром оптимізації іфакторами за результатами спостережень або за результатами пасивногоексперименту. Можлива також погана відтворюваність зміни факторів у часі.
1.2 Параметриоптимізації
Параметроптимізації — це ознака, за якою ми хочемо оптимізувати процес. Він повиненбути кількісним, задаватися числом. Безліч значень, які може приймати параметроптимізації, називається областю його визначення. Області визначення можутьбути безперервними і дискретними, обмеженими та необмеженими. Наприклад, вихідреакції — це параметр оптимізації з безперервною обмеженою областю визначення.Він може змінюватися в інтервалі від 0 до 100%. Кількість бракованих виробів,число кров'яних тілець у пробі крові — ось приклади параметрів з дискретноїобластю визначення, обмеженої знизу.
У залежності відоб'єкта і мети дослідження параметри оптимізації можуть бути дужерізноманітними (рис. 1).
Прокоментуємодеякі елементи схеми. Економічні параметри оптимізації, такі, як прибуток,собівартість і рентабельність, зазвичай використовуються при дослідженні діючихпромислових об'єктів, тоді як витрати на експеримент має сенс оцінювати вбудь-яких дослідженнях, в тому числі і лабораторних. Якщо ціна дослідіводнакова, витрати на експеримент »пропорційні числа дослідів, які необхіднопоставити для вирішення даного завдання. Це значною мірою визначає вибір плануексперименту.
Середтехніко-економічних параметрів найбільше поширення має продуктивність. Такіпараметри, як довговічність, надійність і стабільність, пов'язані з тривалимиспостереженнями. Є певний досвід їх використання при вивченні дорогихвідповідальних об'єктів, наприклад радіоелектронної апаратури.
Майже у всіхдослідженнях доводиться враховувати кількість та якість отриманого продукту. Якміру кількості продукту використовують вихід, наприклад, відсоток виходу готовоїпродукції.
Показники якостінадзвичайно різноманітні. У нашій схемі вони згруповані за видами властивостей.Характеристики кількості та якості продукту утворюють групутехніко-технологічних параметрів.
У групі «інші»згруповані різні параметри, які рідше зустрічаються, але не є менш важливими.Сюди потрапили статистичні параметри, що використовуються для поліпшенняхарактеристик випадкових величин або випадкових функцій.
1.3 Вимоги допараметра оптимізації
Параметроптимізації — це ознака, за якою ми хочемо оптимізувати процес. Він повиненбути кількісним, задаватися числом. Ми повинні вміти його вимірювати забудь-якої можливої комбінації обраних рівнів факторів. Безліч значень, які можеприймати параметр оптимізації, будемо називати областю його визначення. Областівизначення можуть бути безперервними і дискретними, обмеженими та необмеженими.Наприклад, вихід реакції — це параметр оптимізації з безперервною обмеженоюобластю визначення. Він може змінюватися в інтервалі від 0 до 100%. Кількістьбракованих виробів, число зерен на шлиф сплаву, число кров'яних тілець у пробікрові — ось приклади параметрів з дискретної областю визначення, обмеженоїзнизу.
Вміти вимірюватипараметр оптимізації — це означає мати у своєму розпорядженні відповіднимприладом. У ряді випадків такого приладу може не існувати або він занадтодорогий. Якщо немає способу кількісного вимірювання результату, то доводитьсяскористатися прийомом, званим ранжування (рангових підходом). При цьомупараметрами оптимізації присвоюються оцінки — ранги по заздалегідь вибраноїшкалою: двухбалльной, п'ятибальною і т.д. Рангові параметр має дискретнуобмежену область визначення. У простому випадку область містить два значення(так, ні, ти зробив добре, погано). Це може відповідати, наприклад, придатноїпродукції і браку.
Ранг — цекількісна оцінка параметра оптимізації, але вона носить умовний (суб'єктивний)характер. Ми ставимо у відповідність якісної ознакою деяке число — ранг. Длякожного фізично вимірюваного параметра оптимізації можна побудувати ранговіаналог. Потреба в побудові такого аналога виникає, якщо наявні в розпорядженнідослідника чисельні характеристики неточні або невідомий спосіб побудовизадовільних чисельних оцінок. За інших рівних умов завжди потрібно віддаватиперевагу фізичній виміру, так як рангові підхід менш чутливий, і з йогодопомогою важко вивчати тонкі ефекти.
Приклад: Технологрозробив новий вид продукту. Вам необхідно оптимізувати цей процес.
Мета процесу — отримання смачного продукту, але таке формулювання мети ще не дає можливостіприступити до оптимізації: необхідно вибрати кількісний критерій, щохарактеризує ступінь досягнення мети. Можна прийняти наступне рішення: дужесмачний продукт отримує позначку 5, просто смачний продукт — позначку 4 і т.д.
Чи можна післятакого рішення переходити до оптимізації процесу? Нам важливо кількісно оцінитирезультат оптимізації. Чи вирішує відмітка це завдання? Звичайно, тому що, якми домовилися, відмітка 5 відповідає дуже смачного продукту і т.д. Інша справа,що цей підхід, званий рангових, часто виявляється грубим, нечутливим. Алеможливості такої кількісної оцінки результатів не повинна викликати сумнівів.
Наступна вимога:параметр оптимізації повинен виражатися одним числом. Наприклад: реєстраціяпоказання приладу.
Ще одна вимога,пов'язане з кількісною природою параметра оптимізації, — однозначність устатистичному сенсі. Заданого набору значень факторів повинно відповідати однез точністю до помилки експерименту значення параметра оптимізації. (Однакзворотне невірно: одному і тому ж значенню параметра можуть відповідати різнінабори значень факторів.)
Для успішногодосягнення мети дослідження необхідно, щоб параметр оптимізації дійсно оцінювавефективність функціонування системи в заздалегідь обраному сенсі. Ця вимога єголовним, визначальним коректність постановки задачі.
Подання проефективність не залишається постійним в ході дослідження. Воно змінюється вміру накопичення інформації і залежно від досягнутих результатів. Це призводитьдо послідовного підходу при виборі параметра оптимізації. Так, наприклад, наперших стадіях дослідження технологічних процесів як параметр оптимізації частовикористовується вихід продукту. Проте надалі, коли можливість підвищеннявиходу вичерпана, нас починають цікавити такі параметри, як собівартість,чистота продукту і т.д.
Говорячи прооцінку ефективності функціонування системи, важливо пам'ятати, що мова йде просистему в цілому. Часто система складається з ряду підсистем, кожна з яких можеоцінюватися своїм локальним параметром оптимізації.
Наступний вимогадо параметра оптимізації — вимога універсальності або повноти. Підуніверсальністю параметра оптимізації розуміється його здатність всебічнохарактеризувати об'єкт. Зокрема, технологічні параметри оптимізації недостатньоуніверсальні: вони не враховують економіку. Універсальністю володіють,наприклад, узагальнені параметри оптимізації, які будуються як функції віддекількох приватних параметрів.
Бажано, щобпараметр оптимізації мав фізичний зміст, був простим і легко обчислюваним.
Вимога фізичногозмісту пов'язане з подальшою інтерпретацією результатів експерименту.
Таким чином,параметр оптимізації повинен бути:
— Ефективним зточки зору досягнення мети;
— Універсальним;
— Кількісним івиражатися одним числом;
— Статистичноефективним;
— Що маютьфізичний зміст, простим і легко обчислюваним.
У тих випадках,коли виникають труднощі з кількісною оцінкою параметрів оптимізації, доводитьсязвертатися до рангових підходу. У ході дослідження можуть змінюватися апріорніуявлення про об'єкт дослідження, що призводить до послідовного підходу привиборі параметра оптимізації.
З багатьохпараметрів, що характеризують об'єкт дослідження, тільки один, частоузагальнений, може служити параметром оптимізації. Решта розглядаються як обмеження.
1.4 Факториоптимізації
Факторомназивається вимірювана змінна величина, що приймає в деякий момент часу певнезначення. Фактори відповідають способів впливу на об'єкт дослідження.
Так само, як іпараметр оптимізації, кожен фактор має область визначення. Фактор вважаютьзаданим, якщо разом з його назвою вказана область його визначення.
Під областювизначення розуміється сукупність всіх значень, які в принципі може прийматиданий фактор.
Сукупністьзначень фактора, яка використовується в експерименті, є підмножиною з безлічізначень, що утворюють область визначення. Область визначення може бутибезперервної і дискретної. Однак в основному, в задачах плануванняексперименту, використовуються дискретні області визначення. Так, для факторівз безперервною областю визначення, таких, як температура, час, кількістьречовини тощо, завжди вибираються дискретні безлічі рівнів.
У практичнихзавданнях області визначення чинників, як правило, обмежені. Обмеження можутьносити принциповий або технічний характер.
Факторикласифікують залежно від того, чи є фактор змінною величиною, яку можнаоцінювати кількісно: вимірювати, зважувати, титрувати і т.п., або ж він — деяказмінна, що характеризується якісними властивостями.
Факториподіляються на кількісні та якісні.
Якісні фактори — це різні речовини, різні технологічні способи, апарати, виконавці і т.д.
Хоча якіснимчинникам не відповідає числова шкала в тому сенсі, як це розуміється длякількісних факторів, однак можна побудувати умовну порядкову шкалу, яка ставитьу відповідність рівням якісного фактора числа натурального ряду, тобто виробляєкодування. Порядок рівнів може бути довільний, але після кодування вінфіксується.
Якісним факторівне відповідає числова шкала, та порядок рівнів факторів не грає ролі.
Час реакції,температура, концентрація реагуючих речовин, швидкість подачі речовин, величинарН — це приклади найбільш часто зустрічаються кількісних факторів.
При плануванніексперименту фактори повинні бути керованими. Це означає, що експериментатор,вибравши потрібне значення чинника, може його підтримувати постійним протягомвсього досвіду, тобто може керувати фактором. Планувати експеримент можнатільки в тому випадку, якщо рівні факторів підкоряються волі експериментатора.
Приклад: Вививчаєте процес синтезу аміаку. Колона синтезу встановлена на відкритомумайданчику. Чи є температура повітря фактором, який можна включити допланування експерименту?
Температураповітря — фактор некерований. Ми ще не навчилися робити погоду на замовлення. Ав плануванні можуть брати участь тільки ті фактори, якими можна управляти, — встановлювати і підтримувати на вибраному рівні протягом досвіду або змінюватиза заданою програмою. Температурі навколишнього середовища в даному випадкукерувати неможливо. Її можна тільки контролювати.
Щоб точновизначити фактор, потрібно вказати послідовність дій (операцій), за допомогоюяких встановлюються його конкретні значення (рівні). Таке визначення факторабудемо називати операційним. Так, якщо фактором є тиск в деякому апараті, тоабсолютно необхідно вказати, в якій точці і за допомогою якого приладу воновимірюється і як воно встановлюється. Введення операціонального визначеннязабезпечує однозначне розуміння фактора.
З операційнимвизначенням пов'язані вибір розмірності фактора і точність його фіксування.
Точність виміруфакторів повинна бути якомога вищою. Ступінь точності визначається діапазономзміни факторів. При вивченні процесу, який триває десятки годин, немаєнеобхідності враховувати частки хвилини, а у швидких процесах необхідновраховувати, можливо, частки секунди.
Фактори повиннібути безпосередніми впливами на об'єкт. Фактори повинні бути однозначні. Важкокерувати фактором, який, є функцією інших факторів. Але в плануванні можутьбрати участь складні фактори, такі, як співвідношення між компонентами, їхлогарифми і т.п.
При плануванніексперименту зазвичай одночасно змінюється кілька факторів. Тому дуже важливосформулювати вимоги, які пред'являються до сукупності факторів. Перш за всевисувається вимога сумісності. Працює з чинників означає, що всі їх комбінаціїздійсненні і безпечні. Це дуже важлива вимога.
При плануванніексперименту важлива незалежність факторів, тобто можливість встановленняфактору на будь-якому рівні незалежно від рівнів інших факторів. Якщо ця умованездійсненна, то неможливо планувати експеримент.
Таким чином,встановили, що фактори — це змінні величини, що відповідають способів впливузовнішнього середовища на об'єкт.
Вони визначаютьяк сам об'єкт, так і його стан. Вимоги до факторів: керованість іоднозначність.
Керувати чинником- це значить встановити потрібне значення і підтримувати його постійнимпротягом досвіду або змінювати за заданою програмою. У цьому полягаєособливість «активного» експерименту. Планувати експеримент можна тільки в томувипадку, якщо рівні факторів підкоряються волі експериментатора.
Фактори повиннібезпосередньо впливати на об'єкт дослідження.
Вимоги досукупності факторів: сумісність і відсутність лінійної кореляції. Вибранебезліч факторів повинне бути досить повним. Якщо який-небудь істотний факторпропущено, це призведе до неправильного визначення оптимальних умов або довеликої помилку досвіду. Фактори можуть бути кількісними та якісними.
РОЗДІЛ 2. РОЗРАХУНОК СОБІВАРТОСТІ РОЗРОБЛЕННОГОПРИСТРОЮ
2.1 Загальнийопис розробленого пристрою
В даній роботі язробив розрахунок собівартості мікропроцесорного пристрою, на основі МКAT90S2313. Прилад має сім входів й один звуковий вихід. До кожного з входівпідключена кнопка. При натисканні однієї з кнопок пристрій має видати звуковийсигнал певної частоти. Кожній кнопці повинна відповідати своя частото звуковогосигналу. Якщо не одна з кнопок не нажата – пристрій має мовчати.
Напруга живленняUж = 5В. Прилад підключається до сіті 220В.
Конструктивно пристрійвиконано з 2 блоків:
- Мікропроцесорно–виконавчого модуля;
- Модуль блоку живлення;
Блокивідключаються один від одного, що робить пристрій більш комунікабельним.
Собівартість — це вираз у грошовій формі витрат навиготовлення даного продукту (пристрою). Вони діляться на прямі та непрямі.
В склад собівартості (далі кошторис) розробки входятьслідуючи статті витрат:
- матеріали, покупні вироби інапівфабрикати; (Вм)
- спеціальне обладнання задля проведеннярозробки; (Воб)
- основна заробітна плата розробника(виконавця); (Зо)
- додаткова заробітна плата; (Зд)
- відрахування на соціальні заходи; (Сп)
- зміст і експлуатація устаткування;(Взаг)
- накладні витрати; (Нв)
- інші витрати. (Виш).
Принципіальну схему та лістинг розробки приведено у додатках!
2.2 Розрахунок прямих витрат
До прямих витрат відносяться витрати на матеріали, купівельнівироби і напівфабрикати, транспортно-заготівельні витрати, основна і додатковазаробітна плата виробничих робітників і відрахування на соціальні заходи.
Вартість матеріалів, покупних виробів та напівфабрикатів (Вм)оцінюється за діючими ринковими цінами з урахуванням транспортно-заготівельнихвитрат за формулою (1)
/>
де NMI та NnI — кількістьматеріалів, купівельних напівфабрикатів і комплектуючих виробів (шт.);
ЦMIта ЦnI — вартістьматеріалів, напівфабрикатів, (грн.);
Результат розрахунку Кт.з — коефіцієнт транспортно-заготовчихвитрат, Ктз — (1,03… 1,05).
Таблиця 1 – Результат розрахунків по статті «матеріали,покупні вироби, напівфабрикати». Прайслист радіоелектронних товарів приведено вдодатках
Найменування Кількість Ціна за од. Гр. Загальна сума Гр. Резистор МЛТ-0,125-200Ом 2 0,26 0.52 П/ПМ КЦ405 1 13,46 13.46 Конденсатор К10-17В-М1500 2 0,12 0,24 Конденсатор К50-35 М1000х16В 2 4,82 9,64 Кварцовий резонатор HC-49U 4мГЦ 1 1,10 1,10 Стабілізатор L7805 1 4,82 4,82 МК ATini2313 1 24 24 ТП-50-8 трансформатор 1 101 101 SMA-13S пьезоизлучатель с генератором 13 мм SMD 1 69.68 69.68 Мікроперемикач МП9-Р1 7 6.13 42.91 50х100мм (1.5) 1-сторонній стеклотекстоліт 2 9,61 19.22 Корпус для РЄА 101х54х41.7мм 2 30.19 60.38 Припій ПОС40ТРd=2мм спіраль, 1м 2 4,54 9.08 Стійка для плати 6мм, латунь 8 4,67 56,04 Винти для стоєк 24 0,57 13,68 Шнур живлення 1,8м 1 15,10 15,10 Кабель між блочний 1,8м 3 11.88 35.64 Соляна кислота 300гр 1,50 1,50 Разом 462.91Транспортно-заготовчі витрати розраховуються за формулою (2)
/>
де Вм, ВНФ, ВКВ — вартістьматеріалів, напівфабрикатів, купівельних виробів(гр.);
/> — %транспортно-заготовчих витрат –4%.
/>гр.
Розрахуємо вартість спеціального обладнання для проведеннярозробки. Для розробки використовується обладнання:
- програматор;
- принтер;
- персональний комп'ютер;
- свердлильний станок;
- набор інструментів (Паяльник,інструмент, мультиметр)
Таким чином у кошторис включають тільки амортизаційнівідрахування за нормативами прямолінійного методу.
Вони розраховуються за формулою:
/>
де М — кількість обладнання,
НА — норма амортизації (15%);
Ц ОБ — вартість обладнання, грн.;
tn — час використання обладнання у роботі, роки.
Розрахунок амортизаційних відрахувань на спеціальнеобладнання приведено в таблиці 2.
Таблиця 2 — Розрахунок амортизаційних відрахувань наспеціальне обладнання
№ п/п Найменування Обладнання Кількість Од Ціна Одиниці Грн. Час Використанн, міс Річна мортизація, грн. Всього 1 ПК DIAMANT VX-12160 1 1740.48 9.0 193.39 193.39 2 Монітор TFT AcerAL1916CS 1 1398.96 9.0 155.44 155.44 3 Принтер Samsung ML-2850F 1 697.20 9.0 77.47 77.47 4 Програма тор UPERPRO-28U 1 2679.64 9.0 297.74 297.74 5 ББЖ IPPON Back Pro 400 1 420 12.0 35 35 6 Паяльник СТ-86А 1 229.2 9 25.47 25.47 7 Мультиметр 1 234,67 9 26.07 26.07 8 Міні дрель СТ-800 1 508.09 9 56.45 56.45 9 Набір інструментів 1 401.80 12 33.48 33.48 Всього: 900.51 /> /> /> /> /> /> /> /> />У статті основна заробітна плата виконавців визначаєтьсявитрати на оплату праці, які безпосередньо зайняті виготовленням продукту,пристрою та інші.
Приймаємо оклад виконавця — 950 грн.
Вихідні дані задля розрахунку заробітної плати:
- Дійсний (ефективний) фонд часу у 2009 р.- 22 години.
- Термін виконання роботи -120 год.
Загальна трудомісткість виконання складає 120 годин, тодізаробітна плата розраховується за формулою
/>,
Де О — оклад зарплати (місяць) 0,1- додатковазаробітна плата />
Основна заробітна плата розраховується за формулою:
/>
де О — оклад, грн.; 120 годин-термін виконання завдання
/> />годинна місяць
/>
/>=647.73+64,77=712.46грн.
- Відрахування у Пенсійний Фонд — 2% віднарахованої заробітної плати (712.46грн.);
/>
- Відрахування у Фонд безробіття — 0,6%від нарахованої заробітної плати (750грн.);
/>
- Відрахування у Фонд непрацездатності — 0,5% від нарахованої заробітної плати (712.46грн.).
/>
Тоді заробітнаплата буде дорівнювати:
/>/>
Сума відрахувань на соціальні заходи:
/>
2.3 Розрахунок непрямих витрат
До непрямих витрат входять:
- Зміст і експлуатація машин іустаткування;
- Загальні виробничі витрати;
Стаття «Зміст і експлуатація машин і устаткування» єкомплексною і включає:
- Амортизаційні відрахування;
- Електроенергія, паливо;
- Технологічний інструмент;
- Ремонт
- Оплата праці обслуговуючого персоналу.
Витрати на зміст і експлуатацію устаткування визначаєтьсяпропорційно відпрацьованих — машино(верстата)-годин. Проте зважаючи на йогонеточність, розрахунок виробляється пропорційно основної заробітної плати:
Виробничих робітників:
/>
де ЗО — основна заробітна плата, грн.
КСЕ0 — відсоток витрат на зміст іексплуатацію устаткування -15%
/>грн.
Накладні витрати -120% від основної зарплати виконавця:
/>
Стаття «Загальні виробничі витрати» включає заробітну плату,зарплату консультантів, амортизацію приміщень, витрати на їх ремонт, вартістьгосподарчого інвентарю.
Витрати по цій статті визначаються за формулою:
/>
де 30 — основна заробітна плата, грн.;
КЗАГ— відсоток витрат на зміст іексплуатацію устаткування — 20%
ВЗАГ= 129.55 грн.
Виробнича собівартість розробленого прстрою є сумою всіхстатей витрат і визначається за формулою:
Свиробн… = Вм + Воб+ТЗВ+ 30+ Зд + Сп+ Рсео + Взаг+НВ
Тоді виробнича собівартість приладу буде дорівнюватиме:
Свиробн. = 462.91 + 900.51+21.40 + 647,73 +64,77+ 12.81 + 97.16 + 129.55 + 776.4=3113.24гр.
Висновок
Плануванняекстремальних експериментів застосовують у тих випадках, коли експериментаторацікавлять умови, за яких досліджуваний процес задовольняє деякому умовоюоптимальності (наприклад, найбільшим або найменшим рівнем зовнішніх впливів,виходу результуючого продукту).
Плануванняекспериментів зі з'ясування механізму явищ ставить своєю метою з'ясуванняповедінки досліджуваного об'єкта і (або) побудова моделі.
1. Експеримент єважливим засобом зниження витрат і ризиків у системах управління.
2. В міруускладнення систем управління експеримент трансформується з категорії локальноїу глобальну.
3. Безліч методівпланування експериментів під час випробування систем управління можна розділитина підмножини універсальних і спеціальних методів.
4. Методипланування експерименту можуть застосовуватися як:
— Самостійніметоди прогнозування і планування, зокрема, як методи прогнозування зааналогією;
— Допоміжніелементи технології при прогнозуванні і плануванні з використанням формальнихмоделей системи управління;
— Методипланування випробувань автоматизованих систем управління і планування.
5. При широкомупідході до методів теорії планування експериментів можуть бути віднесені:
-логіко-математичнепланування функціональних випробувань;
— Регресійніфакторний планування;
— Інтерпретаціявипробувань як процесу підвищення «навчання» системи;
— Інтерпретаціявипробувань як процесу підвищення надійності;
— статистичнийкореляційний метод;
— Розрахунок наоснові базових коефіцієнтів;
— Методперекладних коефіцієнтів і бальних оцінок, що розглядається як різновид методубазових коефіцієнтів, а також модифікація цього методу, що використовуєтьсяіноді з метою підвищення точності методу;
— Розрахунокобсягів випробувань для забезпечення статистичної достовірності (довірчоїймовірності) результату випробувань;
— Використанняумовних ймовірностей (теореми Байеса);
— Використанняфункцій штрафу.
6. Можливістьзастосування того чи іншого методу планування експерименту при дослідженняхсистеми управління визначається рядом факторів: цілями випробувань, об'єктом,об'ємом наявний про об'єкт випробувань інформації (видом його типовогоуявлення) та ін
7. Дослідження процесувипробувань систем управління дозволяє оцінити: досягнуті показники; витрати наотримання результату і ризики його використання.
8. Дослідженняпроцесу випробувань може включати аналіз планування випробувань, проектуванняоб'єктів і технічних обстановок, комплексування та ін
СПИСОК ВИКОРЕСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. БойчикІ.М., Хорів П.С., Хопчан М.І. Економіка підприємства. — Львів:У«Сполом»,-1998.-212с.
2. Бойчик І.М.Економіка підприємства. Навчальний посібник. — К.: Атіка, 2002. — 480 с.
3. ГрузиновВ.П., Грибів В.Д. Економіка підприємства: Підручн. посібник. -2-і вид.- М.:Фінанси і статистика, 1998. — 208 с.
4. Економікай організація промислового виробництва. Підручн. — метод, посібник/ Під ред.ДемічеваА.І. — М.: 1984.-351 с.
5. Економікапідприємства: Підручник / Під ред. проф. Волкова О.І.- 2-е вид. перероб. і доп.- М.: ИНФРА-М, 2000.- 501 с.
6. Економікапідприємства: Підручник для вузів /Аврашков Л.Я., Адамчук В.В., Антонова О.В іін.: Під ред.проф. Горфинкеля В.Л., проф. Швандара В.А..- 2-е вид., переробленеі доповнено. — М.: Банки і біржі, ЮНИТИ, 2000. — 742 с.
7. Економікапідприємства: Підручник під ред. проф. Сафонова Н.А. — М.:«Юристь»,1998.-584 с.
8. Економікапідприємства: Підручник/ За заг. ред. С.Ф. Подкропивного. — Вид. 2-ге, переробта доп.- К.: КНЕУ, 2001. — 528 с, іл.
9. ЖуковІ.А., Гуменюк В.О., Альтман І.Є. Комп’ютерні мережі та технології: Навч.Посібник. — К.: НАУ, 2004.-276 с.
10.Курочкін А.С. Організаціявиробництва: Конспект лекцій. — К.: МАУП, 1997. — 116 с.
10.Курс економіки: Підручник / Під ред.Райзберга Б.А..- ИНФРА-М, 1997.-720 с.
11.Максимов Н.В., Попов И.И. Комп’ютернісітки: Учебное пособие. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. — 336 с: ил. — (Професиональное образование).
12.Маслов В.П. Інформаційні системи ітехнології в економіці: Навчальний посібник — Київ: <Слово>, 2005.-264 с.
13.Невлюдов І.Ш. Основи виробництваелектронних апаратів: Підручник. — Харків: ТОВ (Компанія СМІТ». 2006. — 592 с.
14.Приймак Т.А. Планування діяльностіпідприємств: Конспект лекцій. — К.: МАУП, 1998. -59 с.
1.6. Раіцький К.А. Економікапідприємства: Підручник для вузів. — 2-е вид. — М: Информационно-внедренческийцентр «Маркетинг», 2000. — 696 с.
17.Тараскж Г.М., Шваб Л.І. Плануваннядіяльності підприємства: Навч. посіб 2-е вид. — К.: Каравела, 2005.-312 с.