Анализ конкурентных технических решений

Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения позволяет провести оценку сравнительной эффективности научной разработки и определить направления для ее будущего повышения.

Целесообразно проводить данный анализ с помощью оценочной карты (см. табл. 1). Для этого необходимо отобрать не менее трех-четырех конкурентных товаров и разработок

При разработке электропривода в отдающем устройстве разработчик руководствовался следующими соображениями: стоимость двигателя постоянного тока больше чем асинхронного двигателя, затраты на его эксплуатацию больше (в сравнении с асинхронным двигателем). Выпуск двигателей постоянного тока сокращается, электропривод постоянного тока заменяется электроприводом переменного тока. Решено использовать электропривод переменного тока с частотным регулированием.

Рассматривалось три варианта исполнения:

1. Преобразователь частоты (далее ПЧ) фирмы Omron A1000 модель 2A0040, двигатель 4А132М6 мощностью 7,5 кВт, 1000 об/мин, редуктор F41 3 H40 P90.

2. ПЧ фирмы Веспер модель E3-9100, двигатель 4А132М6 мощностью 7,5 кВт,1000 об/мин, редуктор F41 3 H40 P90. Для связи с контроллером линии необходим дополнительный модуль связи Device-NET. На разработку устройства и его программирование заложим в стоимость оборудования ориентировочно 40 000 руб.

3. ПЧ фирмы ABB модель ACS880-01-031A-2, двигатель фирмы ABB модель M3BP 160 MLA мощностью 7,5 кВт, 1000об/мин, редуктор ABB 1SDA 073732R1. Не комплектуется модулем связи, необходимо приобрести устройство отдельно.

Таблица 1. Стоимость комплекта.

Наименование комплектующих Вариант исполнения
марка стоимость марка стоимость марка стоимость
ПЧ Omron A1000 Веспер E3-9100 ABB ACS880
Редуктор F41 3 H40 P90 F41 3 H40 P90 ABB 1SDA 073732R1
Двигатель 4А132М6 4А132М6 ABB M3BP 160 MLA
Коммут. аппаратура комплект комплект комплект
Модуль связи интегрирован разрабатывается отдельно приобретается отдельно
Сумма за комплект   122 910   143 020   151 740

Производим выбор варианта (комплекта) с использованием метода экспертных оценок.

Для проведения оценки выбраны следующие показатели: технические –производительность, помехозащищенность, точность, плавность протекания процессов, степень стандартизации и унификации, удобство управления, шум при работе и экономические – капитальные вложения, затраты на эксплуатацию, надежность.

По выбранным критериям с помощью экспертов необходимо присвоить коэффициент весомости, отражение их важности.

По каждому критерию необходимо установить оценку степени обеспечения:

 

Цели   низкий средний высокий (выше средней)
Уровень цели Оценка обеспечения цели 1.0 0.5

Таблица 2. Сравнительная характеристика электроприводов

Критерии оценки Вес критерия Баллы примечание
Технические критерии оценки ресурсоэффективности  
1. Производительность равная у всех комплектов
2.Помехозащищенность 0,5 0,5  
3.Точность 0,5 у 3-го комплекта точность выше, но у всех комплектов достаточная
4.Плавность протекания процессов 0,5  
5. Удобство встройки 0,2 0,5 дополнительные затраты на модуль связи
6. Степень стандартизации унификации 0,3 0,5 2-й комплект - модуль связи, 3-й двигатель больших размеров
7. Удобство управления 0,5 0,5  
8. Шум при работе 0,1 0,5 0,5 3-й комплект имеет лучшие показатели, т.к. ПЧ и АД одного производителя
Экономические критерии оценки эффективности  
9. Капитальные вложения 0,5 0,5  
10. Затраты на эксплуатацию 0,8  
11. Надежность 0,8 0,5 надежность 2-го комплекта ниже, т.к. модуль связи произведен штучно, а не серийно
Итого   0,05 1,85 0,65  

В результате сравнения и оценки критериев выбран первый вариант исполнения, т.к. у него оптимальные технические показатели при выгодной стоимости проекта. Дальше расчеты производятся для комплекта оборудования с ПЧ фирмы Omron.

 

Планирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ

Планирование необходимо для обеспечения оптимального ведения работ, уменьшение затрат, увеличение производительности труда.

Планирование научно-исследовательских работ

Этапы и содержание НИР сведены в таблицу 3.

Трудоемкость характеризуется количеством живого труда, затраченного на изготовление какой либо продукции. Все этапы работы и значения трудоемкости занесены в календарный план-график, таблица 4.

Таблица 3. Этапы и содержание НИР

Основные этапы № раб Содержание работ Должность исполнителя
1. Разработка технического задания 1.1 Составление и утверждение технического задания Руководитель темы
2. Подбор литературы 2.1. Подбор и изучение материалов по теме Инженер
3. Расчет параметров, выбор двигателя и ПЧ 3.1. Расчет мощности двигателя Инженер
3.2. Расчет момента инерции Инженер
3.3. Выбор преобразователя частоты Инженер
3.4. Расчет параметров элементов структурной схемы силового канала. Оптимизация контуров Инженер
3.5. Разработка электрической схемы привода. Инженер
3.6. Анализ результатов Руководитель, инженер
4. Моделирование работы привода     4.1. Разработка программы исследований модели Руководитель, инженер
4.2. Создание имитационной модели в среде Simulink программы Matlab Инженер
4.3. Исследование нелинейной САУ СЭП асинхронного привода с векторным управлением Инженер
4.4. Исследование нелинейной САУ СЭП в заданных режимах работы Инженер
4.5. Исследование двухмассовой системы САУ СЭП Инженер
5. Обобщение и оценка результатов 5.1 Оценка результатов. Определение целесообразности проведения ОКР Руководитель, инженер

Таблица 4. Календарный план-график НИР


Планирование пуско-наладочных работ

Пуско-наладочные работы являются завершающим звеном производства линии, обеспечивающие ввод в эксплуатацию объект. Ниже рассмотрены основные этапы проведения ПНР на линии. Работы выполняются высококвалифицированными специалистами и рабочими по заранее разработанным и согласованным программам. Электротехнические ПНР, согласно [1], должны обеспечивать проверку и испытание электрооборудования в соответствии с действующими правилами устройства электроустановок, технической документацией предприятия-изготовителя оборудования и другими нормативными документами, а также получение заданных проектом электромеханических параметров работы оборудования.

Результат проверок, снятие характеристик аппаратуры, испытания и других работ, входящих в комплекс наладки электроустановок, оформляются в виде протоколов установленной формы, которые прикладываются к акту сдачи объекта в эксплуатацию.

Проведению ПНР в короткие сроки и с высоким качеством в значительной степени способствуют подготовительные мероприятия:

- заблаговременное ознакомление с проектом электроустановки, выявление неточностей, пробелов и других дефектов проекта;

- выявление и подсчёт объёма ПНР, определение необходимого количества наладочного персонала;

- подготовка комплектов наладочной аппаратуры и инструмента;

- составление рабочего графика проведения ПНР и согласование его с монтажной организацией и заказчиком;

- внешний осмотр электрооборудования и установка количества электромонтажных работ;

- определения технических характеристик электрооборудования;

- составление рабочей программы испытаний и наладки электрооборудования с учётом особенностей налаживаемого объекта.

Для того чтобы качественно и в короткие сроки произвести наладку электрооборудования и электрических схем, необходимо хорошее знание данного оборудования, проектные схемы и расчёты электрических параметров. Поэтому наладочный персонал комплектуется из опытных и квалифицированных специалистов.

Цены на проведение ПНР определены, исходя из сложности серийно выпускаемых, освоенных промышленностью электрических устройств, в соответствии с требованиями 3 части СНиП "Организация, производство и приём работ" и технических условий на изготовление и поставку электротехнических устройств.

При составлении смет или расчёте на выполнение работ, когда договором предусматривается промежуточная оплата, следует руководствоваться структурой ПНР, приведённой в таблице 5.

Таблица 5. Структура ПНР

Состав работы Стоимость ПНР (%) от общей сметной стоимости
Подготовительные работы
Наладочные работы, проводимые до индивидуальных испытаний технологического оборудования
Наладочные работы в период ин­дивидуальных испытаний техно­логического оборудования
Комплексное опробование
Оформление отчётной и приемно-сдаточной документации

Ценами учтены затраты на следующие работы:

1. Подготовительные работы - организаторскую и инженерную подготовку работ; изучение электротехнической части проекта и ознакомление с технической документацией; получение от заказчика согласованных установок устройств защиты и автоматики; подготовку парка приборов, а также программ наладки и комплекта протоколов.

2. Внешний осмотр электрооборудования на соответствие проекту; проверку и настройку отдельных элементов и функциональных групп; сборку испытательных схем; проверку параметров и снятие характеристик отдельных устройств; измерение сопротивления изоляции; проверку соединения обмоток; регулировку релейной аппаратуры.

3. Наладку электрооборудования под напряжением, включая силовые цепи; снятие и получение необходимых характеристик, сопоставление их с расчётными данными проекта; испытание и наладку оборудования в холостую и под нагрузкой совместно с технологическим оборудованием.

4. Обеспечение взаимных связей устройств в составе электроустановки и механизмов в составе агрегата; согласование входных и выходных параметров и характеристик отдельных механизмов в составе агрегата; обеспечение на агрегатах электрических и электромеханических параметров и режимов, предусмотренных проектом.

Составление в одном экземпляре протоколов ПНР и испытаний; внесение в протокол схем, которые были изменены в процессе работы.

Таблица 6. Этапы и содержание ПНР

Основные этапы № раб Содержание работ Должность исполнителя
  1. Подготовительный этап   1.1. Ознакомление с проектом, выявление неточностей. Составление рабочего графика проведения ПНР. Руководитель , представитель заказчика, бригада наладчиков
1.2. Подготовка аппаратуры и инструмента; Бригада наладчиков
1.3. Внешний осмотр электрооборудования и проверка готовности; Бригада наладчиков
1.4. Определение соответствия техническим характеристикам; Бригада наладчиков
1.5. Составление рабочей программы испытаний и наладки с учетом особенностей объекта. Бригада наладчиков

 

Таблица 6. Продолжение

 



php"; ?>