Дипломная работа - Проектирование автоматизированной системы управления процессом измельчения сульфидной руды

Подождите немного. Документ загружается.

технологических параметров представлена программной средой WinCC 5.1 в

виде трендов, показывающих стабилизацию выходных параметров

измельчения.

3 ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ (СА)

3.1 Технико-экономическое обоснование внедрения системы

автоматизации процесса измельчения

Задача определения технико-экономической эффективности

автоматизации является частью общей задачи определения эффективности

капиталовложений и новой техники.

Экономическая эффективность должна определяться на всех стадиях

проектирования. При определении реальной экономии от внедрения

автоматизации на обогатительной фабрике за базу для сравнения

принимается эта же фабрика до внедрения автоматизации. При этом

экономическое обоснование варианта автоматизации должно содержать

анализ всех составляющих экономического эффекта от её внедрения. Затем

рассчитываются и сопоставляются капитальные вложения и

эксплуатационные расходы по сравниваемым вариантам. После этого

определяются показатели эффективности и делаются окончательные выводы

об экономической эффективности сравниваемых вариантов.

Целью технико-экономического обоснования внедрения СА процесса

измельчения является количественное и качественное доказательство

экономической целесообразности создания или развития системы

автоматизации, а также определение организационно-экономических

условий ее эффективного функционирования.

Содержание технико-экономического обоснования СА заключается в

следующем:

1) доказать целесообразность создания или развития СА на основе

анализа треугольного графа развития больших систем: социальная

потребность – экономическая целесообразность – технические,

математические, информационные и организационные возможности

(качественная составляющая оценки эффективности создания или

развития СА);

2) на основе расчетов технико-экономических показателей,

характеризующих результаты функционирования создаваемой СА, и

сравнения их с сопоставимыми показателями варианта, выбранного за

базу для сравнения (аналога), дать количественную оценку

экономической целесообразности создания или развития СА

(количественная составляющая оценки эффективности создания или

развития СА);

3) рассчитать и проанализировать по отдельным статьям затраты,

необходимые для создания или развития АС; показать распределение

затрат по компонентам автоматизированной системы и моментам их

осуществления в процессе ее создания и функционирования,

определить источники финансирования работ по созданию или

развитию АС;

4) сопоставить затраты на создание и функционирование СА с

результатами, получаемыми в ней; определить условия и сроки

окупаемости затрат; оценить величину прибыли предприятия.

В данной работе рассматривается экономический эффект от внедрения

автоматизированной системы управления процессом измельчения,

включающей в свой состав 10 рассматриваемых контуров стабилизации

технологических параметров.

3.2 Критерии качества комплекса программ

Критерии качества комплекса программ представляют собой

измеряемые численные показатели в виде некоторой целевой функции,

характеризующие степень выполнения программами своего назначения. В

зависимости от этапа в жизненном цикле программы, от задачи

использования и целей анализа, от характеристики внешних условий и т. д.

доминирующим становится один из нескольких критериев.

Качественные характеристики комплекса программ делятся на

основные критерии (показатели) качества и факторы или параметры,

влияющие на их значения. Приведенное в таблице 3.1 разделение на

критерии и факторы, определяющие качество программ, предназначено для

того, чтобы выделить минимальное количество показателей, которые чаще

всего целесообразно анализировать как наиболее важные характеристики

качества комплекса программ. Для каждого этапа жизненного цикла

выделено 3 - 4 доминирующих критерия качества, а также 6 - 7 факторов, от

которых они в наибольшей степени зависят. Деление на критерии и факторы

является условным и может изменяться в зависимости от целей анализа.

Предельные значения качества определяются экономическими

факторами и техническими ограничениями. Реальные значения показателей

качества могут поэтапно уточняться в процессе создания и эксплуатации

программ. На первом этапе формирования технического задания и

спецификаций на комплекс программ выявляются доминирующие

показатели, устанавливается относительная важность каждого из показателей

и строится обобщенная функция качества. По мере создания комплекса

программ после завершения отладки и проведения испытаний уточняется

достигнутое реальное значение каждого из показателей и обобщенной

функции качества всего комплекса. Показатели качества могут определяться

в процессе эксплуатации, в результате чего обеспечивается долгосрочная

перспектива объективного измерения и повышения качества программ. На

каждом этапе жизненного цикла можно выделить важнейший

доминирующий критерий качества и основные потребляемые ресурсы,

которые значительно отличаются от соответствующих показателей на других

этапах.

Критерии качества этапа проектирования (см. Таблица 3.1) включают

прежде всего сложность создания комплекса программ и проверки его

адекватности поставленным целям. Сложность разработки зависит от

исходной задачи и используемых алгоритмов, от структуры данных,

программных модулей и комплекса программ в целом и т.д. Хотя сложные

при проектировании программы чаще всего характеризуются высокой

сложностью функционирования, встречаются программы, которые весьма

сложны при разработке, однако относительно просто эксплуатируются.

Таблица 3.1 – Критерии качества и определяющие их факторы на

основных этапах жизненного цикла АПС

Этапы Проектирование

Эксплуатация

Сопровождение

Основные

критерии

качества

АПС

1. Сложность

создания

программы

2. Корректность

программы

3. Трудоемкость

разработки

программы

1. Функциональная

сложность АПС

2. Надежность

функционирования

3. Эффективность

использования

ресурсов ВС

4. Объем исходных и

результирующих

данных

1. Способность к

модернизации

программ

2. Мобильность

программы

относительно ВС

3. Трудоемкость

изучения и

модификации АПС

Основные

факторы,

определяю

-щие

качество

1.Структурная

упорядоченность

данных

1. Степень

стандартизации

структуры

модулей и

переменных

2. Документирова

н-ность

компонент АПС

3. Методическая

обеспеченность

технологии

проектирования

4. Степень

1. Корректность

постановки задачи

2. Полнота и

точность

спецификаций

3. Уровень языков

программирования

4. Полнота

тестирования

программ

5. Степень

помехозащищенност

и программы

6. Документированн

ость для

эксплуатации

1. Структурная

упорядоченность

АПС и данных

2. Степень

стандартизации

структуры модулей

и переменных

3. Документированн

ость для

модификации

4. Уровень языка

программирования

5. Степень

комплексной

автоматизации

технологии

комплексной

автоматизации

технологии

проектирования

5. Уровень

языков

проектирования

Корректность программ и степень адекватности их функциональных

возможностей поставленным целям и техническим заданиям является

важнейшим критерием в процессе разработки и испытаний комплексов

программ. Для формализации этого критерия используются понятия и

формализованные характеристики эталона, которому должна соответствовать

программа. Эти характеристики определяются техническим заданием на

комплекс программ и спецификациями на его компоненты.

На этапе проектирования основные затраты составляет трудоемкость

создания программ заданной сложности и корректности. Трудоемкость

зависит от квалификации специалистов, технологии проектирования, степени

автоматизации разработки и испытаний и т.д.

Выделенные факторы (см. Таблица 3.1), определяющие качество

проектирования программ, можно разделить на группы структурного

проектирования (см. Таблица 3.1 п.1-3), технологического обеспечения (см.

Таблица 3.1 п.4-6) и организационно-человеческие факторы (см. Таблица 3.1

п.7). Последняя группа факторов, учитывающая количество и квалификацию

специалистов, структуру и организационное взаимодействие в коллективе и

т.д., наиболее сложна для измерений.

Критерии качества этапа эксплуатации. В процессе эксплуатации

комплекса программ важнейшим критерием качества является его

функциональная сложность, разнообразие и полнота решения целевых задач.

Сложность программ в процессе эксплуатации проявляется в разнообразии и

диапазоне изменения различных результатов на выходе программ с учетом

разнообразия входных данных.

Для многих комплексов программ важнейшим эксплуатационным

критерием качества является надежность (безотказность) функционирования.

Этот показатель характеризует относительную длительность получения

корректных (достоверных) результатов или вероятность правильных (не

искаженных) выходных данных.

Основные затраты при эксплуатации комплексов программ состоят в

использовании ресурсов памяти и производительности вычислительных

систем, на которых реализуются программы. С этой стороны качество

программ характеризуется степенью или эффективностью использования

ресурсов ВС.

Качество комплексов программ по внешним связям и взаимодействию

с абонентами можно характеризовать объемом исходных и результирующих

данных. Состав, сложность структуры и количества данных, которыми

обменивается комплекс программ с внешней средой, в некоторой степени

характеризуют его функциональную сложность, однако их целесообразнее

рассматривать как самостоятельный критерий качества.

Критерии качества этапа сопровождения близки по содержанию к

критериям этапа проектирования. Однако имеются значительные

особенности, влияющие на качество программ с позиции их развития и

модификации. Способность к модернизации комплексов программ

определяется четкостью их структурного построения и структурой

межмодульных связей. Кроме того, на этот критерий влияет метод

распределения ресурсов ВС и наличия резервов для развития программ.

Мобильность комплексов программ относительно изменения типа,

структуры и системы команд вычислительной машины характеризует

возможность сохранения и эффективного использования эксплуатируемых

программ в процессе развития аппаратуры ЭВМ. Трудоемкость переноса

программ с одних технических средств на другие зависит от специфических

различий этих средств (емкость памяти, структура команд и т.д.), а также от

структуры комплекса программ, степени стандартизации языка

программирования и автоматизации технологии проектирования и т.д.

Трудоемкость изучения и модификации программ при сопровождении

определяется степенью документированности комплекса программ и его

структурным построением, уровнем языка программирования и некоторыми

другими факторами. Этот критерий в значительной степени влияет на

длительность жизненного цикла комплекса программ.

Заключая обзор основных критериев качества комплексов программ и

влияющих на них факторов, следует выделить особо временные показатели

жизненного цикла программ: длительность проектирования,

продолжительность эксплуатации очередной версии и длительность

проведения каждой модификации. В ряде случаев продолжительность

проведения этих работ может быть более важным критерием, чем

трудоемкость.

3.3 Определение показателей экономической эффективности

При оценке эффективности систем обработки экономической

информации (СОЭИ), к которым относится и система автоматизации

процесса измельчения, используют обобщающие и частные показатели.

К основным обобщающим показателям экономической эффективности

относятся расчет потока движения денежных средств за 2006, 2007, 2008 год

и период окупаемости.

Расчет перечисленных обобщающих показателей предполагает

предварительное вычисление частных показателей, характеризующих

создаваемое или модернизируемое приложение, таких как единовременные

затраты на разработку и внедрение приложения.

Расчёт единовременных затрат. Единовременные затраты на создание

приложения определяются по формуле:

Р = Р

+ Р

, (3.1)

где Р

- предпроизводственные затраты, тенге;

- капитальные затраты на приобретение программного

обеспечения, тенге.

Предпроизводственные затраты на создание приложения определяются по

формуле:

= Р

ПР

+ Р

ПО

+ Р

ИО

(3.2)

где Р

ПР

– затраты на основную заработную плату разработчиков, тг;

ПО

– затраты на дополнительную заработную плату разработчиков

(составляют 20% от основной заработной платы), тг;

ИО

– прочие расходы, включают расходы на машинное время, тг.

В случае использования в проектируемом приложении типовых

проектных решений в расчет принимаются только затраты на разработку

оригинальных решений для данного предприятия или конкретного

назначения и на привязку к нему типовых проектных решений.

Затраты на основную заработную плату разработчиков определяются

по формуле:

ПР.

= О · t , (3.3)

где О – оклад разработчика, тг;

t – трудоемкость разработки, чел.-мес.

Расчёт затрат на создание программного обеспечения. При расчете

затрат на создание программного обеспечения (Рпо) используют следующие

показатели:

- трудоемкость разработки программного изделия;

- длительность разработки программного изделия.

Основными параметрами, влияющими на расчет трудоемкости разработки,

являются:

- стадии разработки ПС,

- сложность ПС,

- степень новизны ПС,

- новый тип ЭВМ,

- новый тип ОС,

- степень охвата реализуемых функций стандартными ПС,

- средства разработки ПС,

- характер среды разработки,

- характеристики ПС,

- группа сложности,

- функции ПС,

- тип ЭВМ.

Затраты труда (трудоемкость разработки программного изделия)

определяются в следующей последовательности.

Тобщ – общая трудоемкость разработки ПС (в чел.-днях)

рассчитывается по формуле:





TiТобщ

, (3.4)

где Тi – трудоемкость i – ой стадии разработки ПС (в чел.-днях),

i = 0..5;

n – количество стадий разработки ПС.

Тi – трудоемкость i – ой стадии разработки ПС, i = 0..5

определяется по формуле:

Ti = Li · Кн · То, для i = 0,1,2,3,5, (3.5)

Ti = Li · Кн · Кт · То, для i = 4,

где Li – удельный вес трудоемкости i – ой стадии разработки ПС,

учитывающий наличие той или иной стадии и использование

CASE-технологии, причем





1Li

(3.6)

Кн – поправочный коэффициент, учитывающий степень новизны

ПС и использование при разработке ПС новых типов ЭВМ и ОС;

Кт – поправочный коэффициент, учитывающий степень

использования в разработке (типовых) стандартных ПС;

То – общая трудоемкость разработки ПС (в чел.-днях)

определяется по формуле:

То = Ксл ·Тур, (3.7)

где Ксл –коэффициент сложности ПС, определяется по формуле:







Ki1Ксл

, (3.8)

где Ki – коэффициенты повышения сложности ПС, i = 1..7, зависящий

от наличия у разрабатываемой системы характеристик,

повышающих сложность ПС и от количества характеристик ПС;

n – количество дополнительно учитываемых характеристик ПС.

Тур - трудоемкость разработки ПС с учетом конкретных условий

разработки, определяется по формуле:

ур

= Т

· К

ур

, (3.9)

где Т

- базовая трудоемкость разработки ПС (в человеко-днях),

учитывающая V

- объем ПС и группу сложности;

ур

– поправочный коэффициент, учитывающий характер среды

разработки и средства разработки ПС;

– общий объем разрабатываемого ПС, определяется по формуле:





ViVo

, (3.10)

где Vi – объем i- ой функции ПС, i = 1..16, учитывающий тип ЭВМ;

n – общее число функций.

Длительность разработки программного изделия t рассчитывается по

формуле (4.22) в месяцах:

0,32

общ

T2,5t 

(3.11)

где T

общ

- трудоемкость разработки программного изделия, человеко-

месяц.

Среднее число исполнителей Чn рассчитывается исходя из

определенных характеристик трудоемкости и длительности разработки

программного изделия по формуле, человек:

Чn = T

общ

/t (3.12)

где Т

общ

- трудоемкость разработки программного изделия, человеко-

месяц.

t - длительность разработки программного изделия, месяц

Результат деления в формуле (3.12) округляется до ближайшего

большего целого.

Поток движения денежных средств, относящийся к основным

обобщающим показателям экономической эффективности, представляет

собой разницу между всеми поступлениями и расходами денежных средств

за определенный период времени. На основании этого расчета определяются

важнейшие показатели эффективности инвестиций: период окупаемости

вложений (Payback Period – PP), чистая текущая стоимость (Net Present

Value – NPV), внутренняя норма доходности (Internal Rate of Return – IRR).

Расчет потока движения денежных средств осуществляется на

основе произведенных расчетов реализации, эксплуатационных и

капитальных затрат.

Для расчётов берём среднюю добычу руды в год. Затем рассчитываем

выход концентрата R и, учитывая стоимость тонны концентрата SK,

выполняем расчёт реализации продукции.

Реализация продукции (Sales – S) составляет:

S = R * SK (3.13)

Разница между реализацией продукции (S) и общими эксплуатационными

затратами (Total costs – TC) представляет собой доход до вычета процентов,

налогов, амортизации (Earnings Before Interest, Taxes, Depreciation and

Amortization – ДВПНА).

ДВПНА= S – TC; (3.14)

Отняв от ДВПНА амортизацию (A) (которая не была учтена в

эксплуатационных затратах), получаем налогооблагаемую прибыль (taxable

profit – TP), налог с которой для расчета принимается по максимальной

ставке подоходного налога (TonP) для юридических лиц по законодательству

Республики Казахстан (на 1.11.99 г – 30 %).

TP = ДВПНА – A; (3.15)

Амортизация составляет 10% от капитальных затрат.

В результате вычета подоходного налога получаем чистую прибыль

(Net profit – NP).

NP = TP – TonP; (3.16)

Чистая прибыль плюс амортизация (так как отнимали ее только для целей

налогообложения, реальных денежных расходов она не несет), минус

капитальные затраты (investment – I) – в результате получаем чистый поток

наличности (Net Cash Flow – NCF) за текущий период (год).

NCF = NP + A – I; (3.17)

Суммируя чистые потоки наличности за каждый период, получаем

накопленный поток наличности с начала рассматриваемого периода

(Cumulative Net Cash Flow - CNCF).

CNCF = NCFтек + NCFпред (3.18)

Период окупаемости – это промежуток времени между начальным

инвестированием и получением инвестированной суммы обратно из годового

потока денежных средств.

Момент, когда значение в строке «накопленный поток наличности»

изменится с отрицательного на положительное, является моментом

окупаемости капиталовложений. На основании чего определяется

недисконтированный период окупаемости (Undiscounted payback period -

UPP).

Для того, чтобы определить период окупаемости с точностью до

десятичной дробной части, применяется формула:

UPP = n + (1 – CNCF/ NCF), (3.19)

где n - число лет с отрицательным значением накопленного потока

наличности;

CNCF - первое положительное значение накопленного потока

наличности;

NCF - чистый поток наличности за этот же год.

Однако деньги имеют различную стоимость в разные периоды

времени. Поэтому для корректного расчета периода окупаемости необходимо

применить механизм дисконтирования. Дисконтирование позволяет привести

денежные средства, потраченные в разные периоды времени, к одному

моменту (как правило к настоящему моменту).

Коэффициент дисконтирования или дисконтная ставка (Discount Rate –

DR) зависит от ряда факторов: ставки банковского процента по валюте

расчета, надежности предприятия, оценки риска проекта (для горных

проектов, как правило, выше).

Дисконтная ставка для расчетов устанавливается дирекцией по

экономике производственного предприятия. Могут устанавливаться два

варианта ставок для одного проекта: оптимистический сценарий и

пессимистический сценарий.

На основе установленной дисконтной ставки определяется дисконтный

фактор (Discount factor – DF) для каждого года по формуле:

DF = 1 / ( 1 + DR); (3.20)

Умножением чистого потока наличности на соответствующий

дисконтный фактор получаем дисконтированный поток наличности

(Discounted Cash Flow – DCF).

DCF = NCF * DF (3.21)

Далее аналогично вышеизложенному рассчитывается накопленный

дисконтированный поток наличности (Cumulative Discounted Cash Flow –

CDCF) и дисконтированный период окупаемости (Discounted payback period

– DPP).