Дипломная (вкр): Установка для комплексного исследования деградации гетероструктур светодиодов

Разрабатываемое устройство нацелено на научную деятельность, для проведения исследований в области полупроводниковой электроники. В связи с этим данный продукт нацелен на узкую аудиторию потребителей, сотрудников НИИ и других заинтересованных лиц в данных исследованиях.

Так как на данный момент планируется создание одной лаборатории, то годовой план выпуска нами не рассматривался. В то же время к нашей разработке проявляет большой интерес НИИ ПП и другие структуры.

При запуске комплекса в производство, реклама будет производиться через Интернет, так же могут быть разосланы буклеты с подробным описанием устройства в организации научно-исследовательского характера. Кроме того целесообразно будет использовать возможности СМИ (газеты, радио и т.д.).

5.6 Оценка эффективности разработанного проекта

Годовой экономический эффект от разработки находится по формуле:

где З1, З2 - цена аналога и разрабатываемого изделия соответственно;

 - коэффициент учёта изменения технико-эксплуатационных параметров разрабатываемого изделия по сравнению аналогом;

А2 - годовой объём выпуска разрабатываемого изделия.

Рассчитаем цену разрабатываемого изделия З2:

 руб.

Вычтем из цены аналога стоимость фотометрического стенда, компьютера и микроскопа, а в стоимость нашей установки добавим цену стенда измерения ВАХ и стенда наработки светодиодов. По сумме получим:

Для аналога: 300 000-57 000-25 000-20 000=198 000 руб.

Для нашей установки:103522,38+30 000+15 000=148522,38 руб.

Годовой экономический эффект рассчитаем по формуле (6.18):

 руб.

После определения годового экономического эффекта необходимо рассчитать срок окупаемости затрат на разработку:

где К - единовременные капитальные затраты на разработку изделия, состоящие из сметной стоимости разработки проекта и себестоимости опытного образца, руб.

 года.

Затем целесообразно рассчитать фактический коэффициент экономической эффективности разработки Еф и сопоставить его с нормативным значением коэффициента эффективности капитальных вложений Ен=0,33:

.

Условие Еф > Ен выполняется. Это значит, что разработка эффективна.

6. Вопросы безопасности жизнедеятельности

.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Безопасность жизнедеятельности - это система законодательных, социально-экономических, организационных, технологических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда (ГОСТ 12.0.002-80).

Основной задачей безопасности жизнедеятельности является сведение к минимальной вероятности поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта для максимальной производительности труда. Реальные производственные условия характеризуются, как правило, наличием некоторых опасных и вредных производственных факторов.

Все опасные и вредные производственные факторы (ОВПФ), согласно ГОСТ 12.0.003-74 подразделяются на следующие группы: физические, химические, психофизиологические, биологические.

Из опасных производственных факторов можно выделить следующие:

·    использование оборудования, которое находится под опасными, для жизни человека напряжениями, т.е. существует опасность поражения электрическим током;

·        при изготовлении литых или штампованных деталей используются токсичные материалы, т.е. существует опасность отравления;

·        при изготовлении механических частей возможны механические травмы;

·        при погрузо-разгрузочных работах вручную или с применением механизмов также возможны механические травмы.

Среди вредных производственных факторов можно выделить следующие:

·    при разработке, в процессе применения ЭВМ - повышенная нагрузка на органы зрения;

·        при изготовлении механических частей - повышенная запыленность и повышенный уровень шума;

·        при сборке печатного узла используется пайка, процесс которой сопровождается загрязнением воздушной среды, рабочих поверхностей, одежды и кожи рук, работающих свинцом;

·        при изготовлении печатной платы используются ряд токсичных веществ, которые вредны для здоровья;

·    при сборке используются детали и ЭРЭ, которые имеют малые размеры, поэтому необходимо обеспечить нормальную освещенность.

6.2 Требования и защитные мероприятия в области БЖД

.2.1 Требования к освещенности рабочего места

К современному освещению предъявляются высокие требования как гигиенического, так и технико-экономического характера. Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно спроецированное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, способствует повышению производительности. О важности этого вопроса говорит тот факт, что условия деятельности конструктора связаны с преобладанием зрительной информации - до 90 % общего объема.

Согласно действующим санитарным нормам и правилам СНиП 23-05-95 для искусственного освещения регламентирована наименьшая допустимая освещённость, а для естественного и совмещенного определены КЕО. Нормы освещенности построены на основе классификации зрительных работ по определенным количественным признакам. Ведущим признаком, определяющим разряд работы, является размер различаемых деталей. Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой с документами 400 лк. Рекомендуемые яркости в поле зрения оператора должны лежать в диапазоне 1:5...1:10.

Требования к естественному освещению.

а) Коэффициент естественного освещения для производственных помещений со зрительно напряженными работами должен составлять в соответствии со СНиП 23-05-95:

·    0,035 (3,5%) - при одном боковом освещении для наивысшей точности;

·        0,025 (2,5%) - при одном боковом освещении для работ высокой точности;

·        0,020 (2%) - при боковом освещении для работ высокой точности.

б)   Световые проемы производственных помещений должны быть ориентированы на север, кроме того, должны быть предусмотрены солнцезащитные приспособления (жалюзи, козырьки, экраны, шторы, матовая окраска стекол и так далее), устраняющие слепящее действие солнечного света на рабочих местах.

Требования к искусственному освещению.

а)      Освещенность рабочей поверхности при комбинированном (общем и местном) освещении должна соответствовать нормам Н-743, освещенность рабочих мест светильниками общего освещения в системе комбинированного должна быть не выше 500 и не ниже 150 лк.

б)      Освещенность рабочих мест в производственных помещениях без естественного освещения должна соответствовать СНиП 23-05-95:

не менее 300 лк - для работы I и II разряда;

не менее 200 лк - для работы III и IV разряда.

Расчет естественного освещения.

Одним из наиболее важных гигиенических показателей рабочего места является освещенность помещения.

Рабочая зона или рабочее место освещается в такой степени, чтобы можно было хорошо видеть процесс работы, не напрягая зрения, и исключалось прямое попадание лучей источника света в глаза. Кроме того, уровень освещения определяется степенью точности зрительных работ. По нормам освещенности СНиП 23-05-95 и отраслевым нормам, работа инженера относится к четвертому разряду зрительной работы.

Основной задачей светотехнических расчетов является определение требуемой площади световых проёмов при естественном освещении и потребляемой мощности осветительных приборов при искусственном.

Требуемую площадь светового проема при боковом естественном освещении определяют по формуле:

Где Sn -     площадь помещения, м2;

Еn - нормированное значение КЕО: Еn = 1,2%;

Кз - коэффициент запаса, принимаемый из таблиц: Кз = 1,5;-          световая характеристика окон, ho = 6,5...29;

Кзо -          коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, Кзо = 1,0...1,6;-  коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счет отраженного света от поверхности помещения r1 = 1,05...1,6;

τo -   общий коэффициент светопропускания, определяемый из СНиП 23-05-95, τo = 0,1...0,8.

Учитывая, что длина пола помещения равна 9м, а ширина равна 3м, находим площадь пола:= 9×3 = 27 м2.

Учитывая, что высота окна равна 2,5м, а ширина равна 1,5м, находим площадь оконного проема:О = 2,5×1,5 = 3,75м2.

м2.

Учитывая, что в помещении имеется два окна площадью проема 3,75м2, применение одного бокового освещения недостаточно. Следовательно, в помещении необходимо использовать дополнительно искусственное освещение.

Расчет искусственного освещения.

Целью данного расчёта является проверка соответствия освещённости помещения, в котором проходила разработка норме освещённости согласно СНиП 23-05-95 для персонала, осуществляющего эксплуатацию ЭВМ. Согласно этой норме для четвертого класса зрительных работ освещённость должна быть не менее 200 Лк. Проведём проверочный расчёт освещённости методом коэффициента использования светового потока.

Определим световой поток, который необходим для создания освещённости в лаборатории на рабочем месте по формуле:

где Е - нормальная освещенность рабочего места;

Фсв - световой поток от ламп, лк;

N - количество светильников;

Кз - коэффициент запаса, учитывающий запылённость и износ светильников;

n - коэффициент использования светильников;

s - площадь помещения, м2;

z - коэффициент неравномерности освещения.

Согласно СНиП 23-05-95 для используемого типа ламп в ЛАЗ КДП (светильник типа УСП-35):

Кз=1,41,5 при нормальной эксплуатации светильников;

z=1,11,2 при оптимальном размещении светильников.

Коэффициент n зависит от типа светильника, коэффициентов отражения светового потока от стен - р1, потолка - р2, пола - р3, которые в совою очередь зависят от геометрических размеров помещения, учитывающихся величиной I-индекс помещения.

где А - ширина, м, А=3 м;

В - длина, м, В=9 м;

hc - высота светильников над рабочей поверхностью, hc=3,5 м.

I=(3×9)/(3,5×(3+9))=0,64

По таблице 6.1 определим коэффициент использования светового потока n с учётом РП=50%, РС=30%, Рпола=10%

Таблица 6.1 - Значение коэффициента использования светового потока в зависимости от показателя помещения

Коэффициент n=0,25

Световой поток от лампы типа ЛБ-40 равняется 3120 лк. Определим номинальную освещённость рабочего места по формуле

Е=(3120×24×0,25×0,64)/1,4×27×1,2=264,1 лк.

Полученное значение соответствует условиям нормальной работы.

Микроклимат.

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны должны соответствовать ГОСТ 12.1.005-88. С целью создания нормальных условий для конструктора установлены нормы производственного микроклимата.

Показателями, характеризующими микроклимат, являются:

·        температура воздуха;

·        относительная влажность воздуха;

·        скорость движения воздуха;

·        интенсивность теплового излучения.

Оптимальные нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха приведены в таблице 7.2

Таблица 6.2 - Оптимальные значения показателей, характеризующих микроклимат

Холодный период года - период года, когда среднесуточная температура наружного воздуха равна плюс 10 °С и ниже. Теплый период года - период года, когда среднесуточная температура наружного воздуха выше плюс 10°С.

Характеристика помещения:

·  температура колеблется в пределах (21 - 24) º С;

·        относительная влажность 50 %;

·        скорость движения воздуха не более 0,2 м/с.

Следует отметить, что при обеспечении оптимальных и допустимых показателей микроклимата в холодный период года необходимо применять средства защиты рабочего места от охлаждения от остекленных поверхностей оконных проемов, в теплый период года - от попадания прямых солнечных лучей.

Из приведенных данных следует, что температура воздуха в помещении соответствует нормам. Принятия дополнительных мер по созданию благоприятных условий не требуется.