Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования

[Введите текст]

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.1 Введение

В настоящее время возросла актуальность применения компьютерных технологий для решения задач различного типа во всех областях человеческой деятельности.

Данное программное изделие носит название «Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования», далее по тексту — «Целочисленные методы».

Программный продукт «Целочисленные методы» реализует сравнительный анализ методов решения частного случая транспортной задачи — задачи о назначениях.

Транспортная модель применяется при рассмотрении ряда практических ситуаций, связанных с управлением запасами, составлением сменных графиков, назначением служащих на рабочие места, оборотом наличного капитала и многими другими. Транспортная задача представляет собой задачу линейного программирования, которую можно решать симплекс методом. Однако специфическая структура условий задачи позволяет применять более эффективные вычислительные методы.

Постановка задачи о назначениях. Предположим, что имеется n различных работ A1, A2,…An и n механизмов B1, B2,…Bn, каждый из которых может выполнять любую работу, но с неодинаковыми затратами. Затраты на работу механизма Bi при выполнении работы Aj обозначим Cij, i = 1,…, n j = 1,…, n. Требуется так распределить механизмы по работам, чтобы суммарные затраты от их использования были минимальны. Такая задача называется задачей выбора или задачей о назначениях.

Формально она записывается так. Необходимо выбрать такую последовательность элементов {C1j1, C2j2,…, Cnjn} из матрицы чтобы сумма была минимальна и при этом из каждой строки и столбца С был выбран только один элемент.

1.2 Основание для разработки

Основанием для разработки программного продукта является приказ № 310-У от 11.04.05 на дипломное проектирование. Тема дипломной работы: «Программный продукт, реализующий сравнительный анализ методов линейного целочисленного программирования».

1.3 Назначение разработки

Программное изделие разрабатывается с целью сравнительного анализа методов решения частного случая транспортной задачи — задачи о назначениях. Данный программный продукт должен обеспечивать визуальное отображение результатов работы алгоритмов и их скоростные характеристики.

1.3.1 Функциональное и эксплуатационное назначение изделия

Программное изделие «Целочисленные методы» должно обеспечивать функционирование алгоритмов построения опорного плана решения, и алгоритмов улучшения опорного плана решения, вычисление их скоростных характеристик.

В функциональном отношении оно должно представлять собой программу (exe-файл), выполняемую ПК. Должна быть предусмотрена возможность визуального отображения результатов работы.

1.3.2 Рассмотренные альтернативы

При постановке задачи на разработку программного продукта были рассмотрены следующие альтернативы:

1) Программная платформа. Выбрана была система Windows в связи с широчайшим распространением, доступностью и наличием гибких средств разработки программного обеспечения под эту платформу.

2) Аппаратная платформа. Любые аппаратные комплектующие ПК, поддерживаемые ОС Windows.

3) Средства разработки. Любой компилятор для системы Windows пригоден для разработки данного программного изделия. Из наиболее распространенных, таких как Microsoft Visual C++, Borland C++, Borland C++ Builder, Borland Delphi, Symantec C++, был выбран компилятор Borland C++ Builder. Выбор обоснован тем, что программное изделие «Целочисленные методы» должно обеспечивать оценку скоростных характеристик алгоритмов нахождения опорного плана решения, компилятор Borland C++ Builder проводит оптимизацию алгоритмов по скорости.

1.4 Требования к программе или программному изделию

1.4.1 Стандарты

Разработка программной документации и программного продукта должна производится согласно ГОСТ 19.701−90, ГОСТ 2.304−88.

Текстовый материал пояснительной записки должен соответствовать требованиям, предъявляемым к оформлению текстовых документов, которые изложены в методических указаниях по выполнению дипломной работы для студентов, обучающихся по специальности 22.04 «Программное обеспечение ВТ и АС».

1.4.2 Информационная совместимость

Программный продукт должен использовать собственный формат данных, удобный для представления входных и выходных данных.

1.4.3 Программные ограничения, совместимость

Программное изделие должно быть написано на языке высокого уровня и работать под управлением операционных систем Microsoft Windows 2000/NT/XP.

1.4.4 Требования к составу и параметрам технических средств (аппаратные ограничения)

— процессор, аналогичный Intel Celeron 600;

— жесткий диск;

— мышь;

— клавиатура;

— оперативная память 128Мб.

1.4.5 Методические ограничения

Должны быть реализованы следующие методы методы:

1) Метод Северо-Западного угла;

2) Метод Наименьшей стоимости;

3) Метод Фогеля;

4) Метод Не реализованных прибылей (этап 1);

5) Метод Не реализованных прибылей (этап 2);

6) Метод Не реализованных прибылей (этап 3);

7) Метод Потенциалов;

8) Венгерский метод.

1.4.6 Входные данные

Входными данными является вводимая пользователем информация (исходная матрица задачи о назначениях) и выбор пользователем метода решения задачи о назначении.

Исходная матрица задачи о назначениях — матрица С:

1.4.7 Процессы обработки

Программное изделие должно позволять выполнять следующие операции:

— ввод исходных данных для расчетов;

— контроль исходных данных;

— нахождение опорного плана;

— приведение опорного плана к оптимальному;

— предоставление пользователю в виде графиков информации о скорости и точности работы алгоритма.

1.4.8 Выходные данные

Входными данными являются матрица опорного плана решения задачи о назначениях и выводимые на дисплей графики оценки скорости и близости к оптимальному решению.

Матрица опорного плана решения — матрица Х:

1.4.9 Результирующие компоненты изделия

В комплект поставки программного изделия должны входить следующие компоненты:

— исходный текст программы на языке С++Builder,

— программная документация на изделие.

1.4.10 Носители информации

Программный продукт должен размещаться в виде исходных файлов на жестком диске компьютера пользователя или на гибких магнитных дисках.

Программное изделие использует следующие носители информации:

— накопитель на лазерном диске;

— накопитель на гибком магнитном диске.

1.4.11 Безопасность и секретность

Информация, содержащаяся в программном изделии, не является секретной, поэтому ограничение доступа к ней не предусматривается.

1.4.12 Требования к надежности

Правильность входной информации должна визуально контролироваться оператором. В случаях обнаружения потери информации или неправильного ее ввода, пользователь должен иметь возможность ввести корректировку. Синтаксис вводимых данных должен контролироваться программным обеспечением.

1.4.13 Рестарт

В процессе работы с программой оператор не может сохранить промежуточные данные. Поэтому при возобновлении работы программы после аварийного прерывания оператор должен заново ввести все входные данные.

1.4.14 Рабочие характеристики

Так как значительная часть работы происходит в диалоговом режиме, то эффективность разработки также во многом зависит и от навыков пользователя.

Затраты времени на ввод исходной матрицы задачи о назначениях определяются затратами времени оператора при ручном наборе данных и не могут быть регламентированы. Оценка качества по времени, затраченного алгоритмом программного продукта на обработку входной информации, определяется используемыми алгоритмами.

1.4.15 Удобство эксплуатации

Взаимодействие человека с компьютером должно быть выполнено в виде системы меню для выбора режима работы. Должен быть использован диалоговый, интерактивный режим, предупреждающие или подсказывающие сообщения. Программное изделие должно обеспечивать стандартный интерфейс диалога с пользователем. Вся необходимая информация для ввода исходных данных должна отображаться на экране монитора. В случаях возникновения исключительных ситуаций необходимо выводить на экран соответствующие сообщения и предлагать оператору возможные способы их преодоления.

Необходимо выполнение следующих требований:

наличие пользовательского интерфейса;

диалоговый ввод начальных данных;

работа в

1.5 Требования к программной документации

Программная документация должна включать следующие документы:

— техническое задание,

— технический проект,

— рабочий проект.

В приложении к документу «Рабочий проект» должен быть приведен листинг исходных текстов программного изделия.

1.6 Технико-экономическое обоснование целесообразности разработки

1.6.1 Целесообразность разработки программы или устройства

В настоящее время при проведении исследовательских работ резко возрастает потребность решения задач линейного программирования. Сложность задач линейного программирования характеризуется большим объемом информации. Ручная обработка данных является нецелесообразной, так как занимает большое количество времени, возникает риск потери точности.

Таким образом, эффективно применение современных средств вычислительной техники во всех сферах научной и производственной деятельности для обработки больших массивов данных.

Разрабатываемая программа позволит решить одну из задач линейного программирования — задачу о назначениях, оценивать скорость различных методов решения этой задачи, и давать рекомендации по использованию наиболее приемлемых методов. Участие человека в процессах минимизируется, что позволит увеличить результативность обработки данных и снизит трудозатраты.

Применение программного продукта позволит снизить нагрузку на людей при выполнении рутинных операций, что позволит эффективно использовать имеющийся кадровый потенциал.

1.6.2 Описание предприятия и продукции

Сведения о предприятии В качестве предприятия рассматривается модель производственной системы, обеспечивающей покрытие издержек и эффективность выпуска предлагаемой продукции.

Описание продукции (услуги) Наименование продукции: «Программа, реализующая анализ различных методов решения задачи о назначении». («Целочисленные методы»)

Особенности разрабатываемого устройства или программы: Особенностью программного продукта является возможность его использования как в учебных целях для изучения функционирования различных методов решения задачи о назначениях, так и для решения конкретных задач планирования производственного процесса.

Назначение и области применения: Решение задачи о назначениях различными методами в средне специальных и высших учебных заведениях, а также самостоятельно.

Разработанное программное средство может быть использовано как для решения практических задач, так и для проведения теоретических занятий по курсу «Исследование операций».

Перспективы выпуска: Ежегодное увеличение рынка программных продуктов в РФ на 10−15% наряду с тем фактом, что руководство многих предприятий осознало необходимость внедрения систем автоматизации обработки данных, позволяет проявлять определенный оптимизм в отношении перспектив программы «Целочисленные методы». Несомненно, спрос рождает предложение, поэтому многие отечественные и зарубежные фирмы создали в данном секторе рынка весьма сильную конкуренцию. В такой ситуации главными преимуществами программы «Целочисленные методы» будут простота внедрения, дешевизна и учет специфики российского рынка.

Возможность экспорта или импортозамещения: Возможно импортозамещение программных продуктов с аналогичными характеристиками, но отличающихся высокой ценой, что делает их малодоступными для предприятий малого и среднего бизнеса. В перспективе, разработка локализованных версий программы открывает возможности для экспорта.

Конкурентоспособность продукции: Возможно повышение конкурентоспособности продукции путём уменьшение себестоимости продукции и обеспечения дополнительных услуг: установка и обучение работе с программой, предоставление скидок государственным учреждениям, совместная деятельность с вузами (получение заказа департамента образования Курской обл. на создание программы обучения).

1.6.3 Маркетинг и сбыт продукции

Требования к потребительским свойствам

«Целочисленные методы» представляет собой магнитный накопитель 3,5″ или CDR с программой, которая легко устанавливается на ПЭВМ, проста в обращении, имеет дружественный интерфейс, предоставляет результаты работы в понятном пользователю виде.

Магнитный накопитель поставляется в индивидуальной упаковке, к которой прилагается подробное описание по установке программы и работе с ней.

Таблица 1.1 — Требования к продукции

1.6.4 Конкуренция, конкурентоспособность продукции и позиционирование товара

Продукция и ее производство являются конкурентоспособными на курском рынке. Для повышения конкурентоспособности предусматривается обеспечение дополнительных услуг: гарантийное обслуживание, установка и обучение работе с программой, предоставление скидок государственным учреждениям, совместная деятельность с Комитетом Образования Курской области, предоставление версий различной сложности в зависимости от заказчика.

1.6.5 Оценка конкурентоспособности по качественным характеристикам

Цена товара-конкурента 5100 руб. Оценка уровеня качества или потребительского эффекта товара (К) и товара-конкурента (Кк) производится по формулам.

(1.1)

(1.2)

где аi — количественная оценка значимости i — го параметра качества;

ni, niК — количественная оценка значимости i — го параметра качества соответственно по своему товару и товару-конкуренту;

i — номер параметра качества;

m — число параметров качества;

niЭ — количественная оценка значимости i — го параметра качества эталона — образца товара с позиции покупателей.

K=0,1*(1/1)+ 0,1*(0,9/1)+ 0,4*(0,9/1)+ 0,2*(0,8/1) +0,2*(0,8/1)=0,87

Kk=0,1*(0,9/1)+ 0,1*(0,7/1)+ 0,4*(0,9/1)+ 0,2*(0,1/1)+ 0,2*(0,8/1) =0,7

Интегральный показатель конкурентоспособности программы «Целочисленные методы» по отношению к товару-конкуренту:

КС = (К/)/(/Ц) = К*Цк/Кк*Ц. (1.3)

KC=0,87*5100/0,7*4500=1,41

Таблица 1.2 — Значение количественных характеристик выбранных экспертами параметров качества

Показатель конкурентоспособности для рассматриваемой программы равен 1,41. Следовательно, имеется возможность гарантированного вывода программы на любой новый рынок.

Позиционирование товара на рынке происходит в условиях жесткой конкуренции. Поэтому схема позиционирования направлена на учет стоимости аналогичных программ и деятельности конкурентов. Цена программного продукта не превышает цены конкурентных программ, но в то же время покрывает издержки на производство.

1.6.6 Рынок сбыта продукции

Так как в настоящее время число потенциальных пользователей ПЭВМ растет, то возникает потребность в разработке программного продукта для решения различных задач, используя возможности компьютера. Задачи линейного программирования очень трудоемки в ручных вычислениях, поэтому использование компьютера значительно сократит время на решение подобных задач. Участие человека в процессах минимизируется, что позволит увеличить результативность обработки данных, следовательно, данный программный продукт является актуальным и перспективным и найдет свою нишу на рынке сбыта.

Сегментация рынка нацелена на специфическую группу потребителей (средние и высшие учебные заведения, предприятия занимающиеся планированием производства) через единый специализированный план маркетинга, который основывается на потребностях этого сегмента. Концентрированный маркетинг распространен среди специализированных фирм. Цель фирмы — эффективность, привлечение значительной доли одного рыночного сегмента при управляемых издержках.

Таблица 1.3 — Рынок сбыта продукции

1.6.7 Каналы сбыта продукции

Предусматривается на первом этапе сбыт готовой продукции через кафедры ПОВТ, с последующими прямыми поставками государственным службам по заявке. Это поможет резко сократить расходы на сбыт (транспорт, реклама, заключение договоров). По мере увеличения объема готовой продукции будет все больше осуществляться переход на прямые связи с потребителями продукции при условии единого товарного знака и согласованных цен. Каналы сбыта продукции приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 — Каналы сбыта продукции

1.6.8 Стратегия продвижения на рынок

Главным направлением стратегии продвижения на рынок является освоение рынка стабильных потребителей с дальнейшим расширением числа клиентов.

Основными сегментами рынка потребителей, на которые мы ориентируемся, являются следующие:

средне специальные и высшие учебные учреждения;

предприятия, использующие для организации производственного цикла решение задачи о назначениях;

пользователи ЭВМ.

Рекламная компания проводится путем размещения рекламы в Интернете, на радио, а также печати рекламных объявлений в ряде специализированных печатных изданий.

Таблица 1.5 — Стратегия продвижения на рынок

1.6.9 Цена и объем сбыта продукции (услуги)

Ввиду наличия на рынке аналогичного товара за основу принимаются цены конкурентов, а также минимально допустимая цена исходя из издержек производства и реализации продукции. Окончательная цена определяется, исходя из необходимости выхода на новый для себя рынок сбыта и условий некоторой конкуренции, — ниже цены конкурентов.

Таблица 1.6 — Объем сбыта по периодам (в штуках)

1.6.10 Производственный план

Месторасположение и производственные площади Офисное помещение и производственные площади предоставляются фирме администрацией города Курска по договору на аренду. Производственные площади и помещения фирмы удовлетворяют требованиям техники безопасности и нормам СЭС для фирм, производящих схемотехнические устройства или программные продукты.

Таблица 1.7 — Обеспеченность земельными площадями

Технология, качество и сертификация производства Таблица 1.8 — Технология, качество и сертификация производства

Технологический цикл производства и реализации продукции (услуги) Таблица 1.9 — Технологический цикл

Оборудование Для разработки и тестирования устройства (программы) предполагается приобрести необходимое оборудование или использовать уже имеющееся оборудование.

Таблица 1.10 — Оборудование

Расчет амортизационных отчислений Таблица 1.11 — Амортизационные отчисления

Комплектующие и материалы Расходные материалы будут приобретаться в мелкооптовых магазинах различных фирм. Учесть отдельно офисные расходы и производственные расходы со стоимостью транспортно-заготовительных издержек.

Таблица 1.12 — Комплектующие и материалы (постоянные)

Таблица 1.13 — Комплектующие и материалы (переменные)

Кадровое обеспечение Таблица 1.14 — Кадровое обеспечение

Транспорт и связь, энергетическое и инженерное обеспечение Связь и электроэнергия обеспечивается службами города Таблица 1.15 — Связь и энергетическое обеспечение

Экологичность и безопасность производства Процесс создания и использования устройства или программы на экологию никак не влияет. Вредных факторов также нет. Если возможны вредные воздействия на социум и окружающую среду, необходимо кратко описать их и разработать комплекс мер, позволяющих устранить негативные воздействия.

1.6.11 Организационный план

Команда управления и ведущие специалисты В фирме работают 5 человек. Сотрудники обеспечивают динамичное развитие и стабильное финансовое положение фирмы.

Правовое обеспечение Планируется защита программного продукта авторским правом.

Партнеры по реализации проекта В течение первых двух лет реализации продукции партнерство не предусматривается или рассматриваются другие варианты.

Поддержка и льготы Проект льгот не имеет.

Организационная структура реализации проекта Маркетинг, установка, обслуживание и сбыт продукции обеспечивается фирмой.

График реализации проекта Проект рассчитан на 2 года. Начало реализации устройства (программы) рассчитано на 6-й месяц после начала реализации проекта.

Характеристика активов Таблица 1.16 — Характеристика активов

1.6.12 Финансовый план

Нормативы для финансово-экономических расчетов Платежи: основная валюта проекта — рубль.

Таблица 1.17 — Налоги

Расходы на персонал Таблица 1.18 — Постоянные расходы на персонал

Таблица 1.19 — Переменные расходы на персонал

Постоянные расходы на производство продукции Таблица 1.20 — Постоянные расходы на производство продукции

Калькуляция себестоимости продукции Таблица 1.21 — Калькуляция себестоимости

Смета затрат на проект Таблица 1.22 — Смета затрат

Источники финансирования Финансирование проекта осуществляется заказчиком. В соответствии с договором стоимость устройства (программы) оплачивается после предоставления заказчику готового продукта. Если работы проводились не под заказ, то финансирование проекта осуществляется предприятием за счет собственных или заемных средств.

1.6.13 Эффективность

Показатели эффективности Основными интегральными показателями эффективности инвестиционных проектов являются:

1) срок окупаемости проекта (PBP) (payback period);

2) индекс прибыльности (PI) (profitability index);

3) чистый приведенный доход (NPV) (net present value);

4) внутренняя норма рентабельности (IRR) (internal rate of return).

Индекс прибыльности PI (индекс доходности (ИД) или коэффициент чистого дисконтированного дохода (КЧДД)). Для эффективных проектов не должен быть меньше единицы. В соответствии с расчетами прибылей и убытков составляется график изменения индекса прибыльности.

Индеек прибыльности PI

Рисунок 1.1

Для данного проекта индекс прибыльности PI = 1,30 732

Чистый приведенный доход NPV (чистый дисконтированный доход (ЧДД)) — приведенная стоимость будущих прибылей или денежных потоков, дисконтированных с помощью соответствующей процентной ставки за вычетом приведенной стоимости инвестиционных затрат. Обычно отдается предпочтение проектам, у которых NPV имеет положительное значение. На основании расчета инвестиционных затрат и отчета о прибылях и убытках определяется динамика чистого приведенного дохода.

Чистый приведённый доход NPV

Рисунок 1.2

Чистый приведенный доход NPV = 224 303,2 рублей.

Срок окупаемости проекта PBP (период окупаемости) — время, за которое поступления от производственной деятельности предприятия покроют все затраты, связанные с реализацией проекта, включая затраты на инвестиции. Срок окупаемости обычно измеряется в годах или месяцах.

Срок окупаемости определяется по моменту достижения кривой NPV значения NPV=0: PBP = 14,5 месяцев.

Данный показатель быстрой окупаемости затрат, связанных с инвестированием и реализацией проекта, говорит о целесообразности разработки устройства (программы).

Внутренняя норма рентабельности IRR (внутренняя норма доходности (ВНД), предельная эффективность капиталовложений, процентная норма прибыли, дисконтированный поток реальных денег или финансовая норма прибыли) — норма дисконта, для которой дисконтированная стоимость чистых поступлений от проекта равна дисконтированной стоимости инвестиций, то есть NPV равен нулю. В этом проявляется экономический смысл IRR как дисконтированной «точки безубыточности». У привлекательного проекта IRR должна превышать действующие ставки банковских кредитов.

Графический метод расчета внутренней нормы рентабельности IRR

Рисунок 1.3

Значение внутренней нормы рентабельности IRR определяется величиной ставки дисконтирования, при которой кривая NPV (синий график) пересекает горизонтальную ось: IRR=50%.

Риски предприятия и форс-мажорные обстоятельства Таблица 1.23 — Риски предприятия

1.7 Требования к безопасности жизнедеятельности охране окружающей среды

1.7.1 Классификация основных форм деятельности человека. Организация рабочего места и ее особенности при использовании ПЭВМ

Многообразные формы трудовой деятельности делятся на физический и умственный труд.

Физический труд характеризуется, в первую очередь, повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, имеет ряд отрицательных последствий. Прежде всего, это социальная неэффективность физического труда, связанная с низкой его производительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном — до 50% рабочего времени — отдыхе.

Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующей преимущественно напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, активизации процессов мышления, эмоциональной сферы. Для этого труда характерна гипокинезия, т. е. значительное снижение двигательной активности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда. Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания, памяти и восприятия.

В соответствии с существующей физиологической классификацией трудовой деятельности различают:

1) формы труда, требующие значительной мышечной активности;

2) формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством;

3) групповые формы труда (конвейеры);

4) формы труда, связанные с дистанционным управлением;

5) формы интеллектуального (умственного) труда.

Формы интеллектуального труда подразделяются на операторский, управленческий, труд медицинских работников, труд преподавателей, учащихся, студентов. Эти виды различаются организацией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью эмоционального напряжения.

Тяжесть и напряженность труда характеризуется степенью функционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы — при физическом труде, и эмоциональным — при умственном труде, когда имеет место информационная перегрузка.

Рабочее место — это первичное звено производства, зона трудовой деятельности рабочего или группы рабочих (если рабочее место коллективное), оснащенная необходимыми средствами для выполнения производственного задания. Затраты на рациональную организацию рабочего места с лихвой окупятся. При «правильной» работе возрастет не только скорость и качество работы, улучшится и общий микроклимат в коллективе.

Во время работы на ПЭВМ оператор подвергается воздействию ряда неблагоприятных для его здоровья факторов. Большинство из них вызваны конструкцией ПЭВМ и определяется в воздействии на организм человека таких вредных условий, как:

— электромагнитное излучение;

— статическое напряжение;

— повышенный уровень шума.

Кроме вышеуказанных опасностей, источниками которых являются технические средства, оператор ЭВМ подвержен опасностям, характерным для этого рода деятельности и связанным с такими факторами, как:

— статическая поза оператора;

— повышенная нагрузка на зрение;

— особенности микроклимата.

Для того, чтобы максимально уменьшить воздействие вредных факторов на необходимо правильно организовать рабочее место оператора в соответствии с СанПиН 2.2.2.542−96.

Требования к помещениям для работы на компьютерах При подборе помещений для работы на компьютерах необходимо учитывать следующие нормы и правила (ГОСТ 12.2.032−78 и 12.2.033−78.):

1) Помещения должны иметь естественное и искусственное освещение.

2) Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1.2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1.5% на остальной территории.

3) Расположение рабочих мест с ПЭВМ для взрослых пользователей в подвальных помещениях не допускается. Размещение рабочих мест с ПЭВМ во всех учебных заведениях и дошкольных учреждениях не допускается в цокольных и подвальных помещениях.

4) Площадь на одно рабочее место с ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0 м², а объем не менее 20,0 м³ (в учебных и дошкольных учреждениях — 24 м3).

5) При входе в учебное помещение с ПЭВМ в средних и высших учебных заведениях следует предусмотреть встроенные или пристенные шкафы (полки) для хранения портфелей, сумок учащихся и студентов.

6) Производственные помещения, в которых для работы используются преимущественно ПЭВМ (диспетчерские, операторские, расчетные и др.), и учебные помещения (аудитории вычислительной техники, дисплейные классы, кабинеты и др.), не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения (механические цеха, мастерские, гимнастические залы и т. п.).

7) Помещения должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией.

8) Для внутренней отделки интерьера помещений с ВДТ и ПЭВМ должны использоваться диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения для потолка — 0.7 — 0.8; для стен — 0.5 — 0.6; для пола — 0.3 — 0.5. Полимерные материалы, используемые для внутренней отделки интерьера помещений с ПЭВМ, должны быть разрешены для применения органами и учреждениями Государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

9) Поверхность пола в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

Требования к мебели для работы на компьютерах При выборе мебели для оснащения рабочего места необходимо учесть требования санитарных норм и правил:

1) Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) должен выбираться в зависимости от характера и продолжительности работы с ПЭВМ с учетом роста пользователя.

2) Высота рабочей поверхности стола для взрослых пользователей должна регулироваться в пределах 680 — 800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

3) Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 и 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм.

4) Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной — не менее 500 мм, глубиной на уровне колен — не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног — не менее 650 мм.

5) Экран видеомонитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600 — 700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

6) Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100 — 300 мм от края, обращенного к пользователю или на специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

7) Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а так же — расстоянию спинки от переднего края сиденья.

Конструкция его должна обеспечивать:

— ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

— поверхность сиденья с закругленным передним краем;

— регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400 — 550 мм и углам наклона вперед до 15 град. и назад до 5 град.;

— высоту опорной поверхности спинки 300 ± 20 мм, ширину — не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости — 400 мм;

— угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах ±30 градусов;

— регулировку расстояния спинки от переднего края сиденья в пределах 260 — 400 мм;

— стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250 мм и шириной — 50 — 70 мм;

— регулировку подлокотников по высоте над сиденьем в пределах 230 ± 30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350 — 500 мм.

8) Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, неэлектризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

9) Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.

Требования к организации режима работы При организации режима работы необходимо учитывать следующие требования:

1) Режимы труда и отдыха при работе с ПЭВМ и ВДТ должны организовываться согласно следующим требованиям:

для преподавателей высших и средних специальных учебных заведений, учителей общеобразовательных школ устанавливается длительность работы в дисплейных классах и кабинетах информатики не более 4 часов в день.

для инженеров, обслуживающих рабочий процесс в кабинетах (аудиториях) с ВДТ и ПЭВМ, продолжительность работы не должна превышать 6 часов в день.

Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

2) Для студентов первого курса оптимальное время учебных занятий при работе с ВДТ или ПЭВМ составляет 1 час, для студентов старших курсов — 2 часа, с обязательным соблюдением между двумя академическими часами занятий перерыва длительностью 15 — 20 минут. Допускается время учебных занятий с ВДТ и ПЭВМ увеличивать для студентов первого курса до 2 часов, а для студентов старших курсов до 3 академических часов, при условии что длительность учебных занятий в дисплейном классе (аудитории) не превышает 50% времени непосредственной работы на ВДТ или ПЭВМ и при соблюдении профилактических мероприятий: упражнения для глаз, физкультминутка и физкультпауза.

3) В средних специальных учебных заведениях (ПТУ, техникумы и др.) длительность работы на ВДТ или ПЭВМ во время учебных занятий при соблюдении гигиенических требований к условиям и организации рабочих мест должна составлять:

— для учащихся первого курса не более 30 минут в день;

— для учащихся второго и третьего курсов не более 1 часа в день при сдвоенных уроках: 30 минут на первом уроке и 30 минут на втором с интервалом в работе на ВДТ или ПЭВМ не менее 20 минут, включая перемену, объяснение учебного материала, опрос учащихся и т. п.

— для учащихся третьего курса длительность учебных занятий с ВДТ и ПЭВМ допускается увеличить до 3 академических часов с суммарным временем непосредственной работы на ВДТ или ПЭВМ не более 50% от общего времени учебных занятий.

1.7.2 Профессиональные заболевания при работе с ПЭВМ. Профилактика профессиональных заболеваний

К сожалению, компьютер не только помогает людям, но и наносит большой вред их самочувствию и здоровью. Слишком долгая работа с компьютером влечет за собой нарушения в функционировании организма, что впоследствии сказывается на здоровье. Появляется резь в глазах, головная боль, устают мышцы рук, ощущается нагрузка на позвоночник, снижается четкость зрительного восприятия, снижается работоспособность.

Под влиянием многих вредных для здоровья факторов, связанных с работой на ПК (например, долговременное статичное положение тела) у оператора, не соблюдающего санитарно-гигиенические нормы работы на ПК, может возникнуть целый ряд профессиональных заболеваний, таких как дальнозоркость, близорукость, некоторые заболевания кожи (например, эритема) и опорно-двигательного аппарата, гипподинамия. В результате неправильной осанки может развиться грыжа межпозвоночных дисков шейного или поясничного отделов, перенапряжение мышцы шеи, плеча и грудной клетки. При многочасовой работе с неправильной осанкой также могут быть признаки травмы запястья — ладони и запястья немеют, опухают, возникают боль и покалывание указательного и среднего пальцев. В результате неправильного положения руки при работе за компьютером может возникнуть синдром «теннисного локтя», который возникает в результате воспаления общего сухожилия мышц-разгибателей, расположенных около локтя. При высоком зрительном напряжении возникают резь в глазах, покалывание, покраснение.

Главными факторами, вызывающими ухудшение здоровья, в связи с работой за компьютером, является долговременное неподвижное положение тела оператора, стрессы, связанные с компьютером, довольно часто не рациональная организация рабочего места, а также совокупность различных физических, умственных и визуальных нагрузок. Основными мерами профилактики заболеваний, связанных с компьютером, являются оптимальная организация рабочего места, то есть использование таких средств, как компьютерный стол с регулируемой платформой для клавиатуры, кресла с возможностью изменения высоты и угла наклона спинки, защитного (противобликового) экрана, вертикальной подставки для бумаг (с которых производится набор текста на компьютере), а также такой подставки монитора, которая позволяет изменять угол его наклона. Кроме этого, немаловажную роль играет правильное освещение рабочего места, расстояние от глаз до экрана, свободное регулярное дыхание.

С целью исключения вредного влияния персонального компьютера (ПК) на организм необходимо соблюдать и выполнять следующие правила и нормы.

Среди мер профилактики мышечных болей и болезней опорно-двигательного аппарата, основными считаются удобство сидений, то есть их высота и соответствие естественным прогибам позвоночника, а также правильная посадка оператора, в это понятие входит то, что сидеть необходимо прямо, не горбясь, уровень запястий должен находиться на уровне рук, ступни ног должны стоять на полу или подставке прямо, не перекрещиваясь.

Профессиональные пользователи ПК должны проходить обязательные (при приеме на работу) и периодические медицинские осмотры. Женщин со времени установления беременности и в период кормления ребенка грудью к выполнению всех видов работ, связанных с использованием видеодисплейных терминалов, не допускают. Снятию локального утомления, улучшению мозгового кровообращения, снятию утомления с плечевого пояса и рук, с туловища и ног, глаз способствует комплекс физкультурных пауз. Режимы труда и отдыха должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. На протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы. Продолжительность непрерывной работы с ПЭВМ без регламентированного перерыва не должна превышать двух часов. Во избежание серьезных проблем с позвоночником, согласно санитарным нормам, рекомендуется работать за компьютером не более шести часов в день, при этом через каждые два часа делать тридцатиминутную гимнастику. Людям таких профессий многие ортопеды настойчиво рекомендуют, как минимум два раза в год, проходить десятидневный курс массажа и, по возможности, хотя бы десять минут в день на руках висеть на турнике.

В заключение нужно отметить, что при работе с компьютером необходимо следить за своим здоровьем, а здоровье человека зависит в первую очередь от него самого.

1.7.3 Основные требования к производственному освещению помещений с ЭВМ

СанПиН 2.2.2.542−96 устанавливают следующие основные требования к освещению помещений с ВДТ и ПЭВМ:

1) Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1.2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1.5% на остальной территории.

2) Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, допускается применение системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

3) Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300−500 лк. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

4) Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м2.

5) Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/ м2.

6) В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

7) Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ПЭВМ. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализованно над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.

8) Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

1.7.4 Влияние электромагнитных полей и излучений

Как и все приборы, потребляющие электроэнергию, компьютер испускает электромагнитное излучение, причём из бытовых приборов, с ПК по силе этого излучения могут сравниться разве что микроволновая печь или телевизор, однако в непосредственной близости с ними мы не проводим очень много времени, а электромагнитное излучение имеет меньшее воздействие с увеличением расстояния от источника до объекта. Стоит отметить, что монитор создает электромагнитное и электростатическое поле не только со стороны экрана. Электромагнитное поле сзади и по бокам от монитора даже сильнее, чем спереди. Поэтому нужно беречься не только излучения от своего компьютера, но и от соседних. Санитарные нормы предписывают, чтобы расстояние до соседнего компьютера было не менее полутора метров. Лучше всего устанавливать компьютеры по периметру стены.