ТЕХНОЛОГИЯ  И  ЭКОНОМИЧЕСКОЕ  ОБОСНОВАНИЕ  ПРОЕКТИРОВАНИЯ  ВИРТУАЛЬНЫХ  ТРЕНАЖНЫХ  СРЕДСТВ

Пономарева  Ксения  Вадимовна

студент  4  курса,  кафедра  «Приборы  и  информационные  технологии»,

филиал  МГУПИ  в  г.  Серпухове,  РФ,  г.  Серпухов

E-mail:  

Нижниковский  Владимир  Степанович

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  профессор  МГУПИ,  РФ,  г.  Москва

Проектирование  виртуальных  тренажеров  охватывает  весь  комплекс  работ  от  выработки  требований  к  создаваемому  тренажеру  до  формирования  его  описания  и  алгоритмов  работы  [1].  В  большинстве  моделей  виртуальных  тренажеров,  основывающихся  на  концепции  жизненного  цикла,  проектирование  рассматривается  как  одна  из  фаз  ее  разработки.  Формально  работы  по  проектированию  начинаются  с  разработкой  заказчиком  техническое  задание  (ТЗ),  которое  корректирует  и  дополняет  в  соответствии  с  требованиями  к  создаваемому  виртуальному  тренажеру.  На  основе  утвержденного  ТЗ  разрабатывается  функциональная  схема  виртуального  средства,  определяющая  логику  моделирования  виртуальной  модели  объекта,  систему  сбора  обработки  информации  и  функционирование  всей  системы,  также  организацию  решения  всех  функциональных  задач,  основные  логические  и  информационные  связи  между  группами  программ,  решающими  частные  задачи,  взаимодействие  с  внешними  абонентами  по  обмену  информацией  и  т.  д.  Далее  разрабатываются  частные  технические  задания,  предварительные  варианты  групп  программ,  фиксирующие  назначение,  методы  решения  и  состав  обменной  информации  для  каждой  из  разрабатываемой  групп  программ.

Следующих  шагом  является  описание  глобальных  переменных,  используемых  в  системе,  в  котором  дается  строго  формализованное  описание  каждой  информационной  связи  между  программами,  реальным  состоянием  виртуального  объекта,  псевдоуправляющих  органов.  Подробно  и  точно  расшифровываются  их  признаки  и  спецификации  данных,  а  также  отмечаются  имена  программ,  формирующих  и  использующих  такие  переменные.

Для  оптимизации  использования  ресурсов  ПЭВМ  для  уточнения  затрат  на  решение  отдельных  задач,  а  также  для  распределения  производительности  и  памяти  команд,  производится  оценочное  программирование  путем  анализа  параметров,  источников  сообщений  и  по  затратам  на  решение  аналогичных  задач,  а  также  в  результате  экспертного  опроса  специалистов,  производится  оценка  потоков  сообщений  и  заявок  длительностей  решений  и  допустимых  запаздываний  в  решении  частных  задач,  что  является  актуальным  для  объектов,  обладающих  повышенной  динамикой.

Исходя  из  требований  к  допустимой  вероятности  потери  сообщений  из  функциональных  требований  виртуальных  тренажеров,  а  также  из  ограничений  на  общий  объем  оперативной  памяти  разрабатывается  её  распределение.

Затем  рассчитываются  основные  характеристики  возможных  схем  организации  виртуального  объекта  (пространства),  его  взаимодействия  с  пользователем,  и  определяется  эффективность  функционального  предназначения  разработки,  в  результате  чего  подготавливаются  варианты  схемы  организации  виртуального  тренажера,  которые  дополнительно  проверяются  на  степень  выполнения  ряда  технических  и  методических  ограничений  системы  управления  или  обработки  информации.

Также  рассчитываются  основные  характеристики  вариантов  схем  оперативного  контроля  обучения  для  обеспечения  надежности  решения  при  наличии  искажений  исходной  информации,  сбоев  и  не  выявленных  ошибок  в  программах.

Следующий  шаг  —  разработка  функциональной  схемы  оперативного  контроля  и  обеспечения  надежности  программного  обеспечения.  Затем  производится  оценка  необходимой  производительности  реализующей  виртуальный  тренажер  ПЭВМ,  а  также  выявляются  задачи,  требующие  большего  времени  для  решения.

Следующий  шаг  —  аналитически  и  методом  моделирования  уточняются  основные  характеристики  выбранных  методов  решения  задач  виртуального  моделирования:  эффективность,  пропускная  и  разрешающая  способность,  устойчивость  алгоритмов  взаимодействия  (управления)  и  т.  д.

Далее  с  учётом  методов  организации  информационного  взаимодействия  и  обеспечения  полноты,  надежности  решения  задач  уточняется  выбор  реализующей  ПЭВМ.

Последняя  стадия  подготовки  к  проектированию  виртуальных  тренажеров  включает  в  себя  4  основных  пункта:

1.  Подготовка  предложения  по  уточнению  технического  задания  на  виртуальный  тренажер  с  учетом  выбранных  методов  решения  задач,  параметров  ПЭВМ,  сроков  разработки,  квалификации  специалистов,  принятой  технологии  проектирования  и  т.  д.;

2.  Определение  состава  и  формы  технической  документации  на  аппаратные  и  программные  средства,  которые  согласуются  с  заказчиком  и  формализуются  в  стандарте  организации  пользователя;

3.  Разрабатывается  или  выбирается  система  автоматизации  проектирования,  которая  должна  быть  рентабельной,  т.  е.  затраты  времени  и  средств  на  ее  разработку  или  освоение  должны  окупаться  сокращением  времени  и  затрат  при  создании  виртуального  тренажера;

4.  Разработка  и  предъявление  заказчику  технического  проекта  виртуального  тренажера,  в  котором  представляется  макетный  образец  виртуального  тренажера  и  его  достаточно  полные  функциональные  и  технические  характеристики. 

Себестоимость  разработки  ПП  можно  определить  на  основе  следующей  формулы: 

,     (1)

где:  М  —  материальные  затраты; 

ЗП  —  заработная  плата  программиста  и  разработчика  задачи; 

О  —  отчисления  на  социальные  нужды; 

Сэвм  —  затраты,  связанные  с  эксплуатацией  ЭВМ  при  разработке  ПП; 

И_пп  —  износ  лицензионных  программных  продуктов,  используемых  при  разработке  новой  программы;  Н  —  накладные  расходы.

Материальные  затраты  (М)  составляют  сумму  стоимости  программ­ных  носителей,  дискет  и  других  оборотных  средств.

При  расчете  заработной  платы  создателей  ПП  необходимо  учитывать  как  основную  (ЗП_осн),  так  и  дополнительную  часть  за­работной  платы  (ЗП_доп):

  (2)

Основная  заработная  плата  зависит  от  времени,  затраченно­го  на  разработку  и  отладку  ПП.  В  зависимости  от  используемой  методики  нормирования  затрат  времени  на  создание  ПП  (в  часах  или  в  месяцах)  при  определении  основной  заработной  платы  пред­лагается  использовать  формулу  (3)  или  (4)  соответственно:

,  (3)

,  (4)

где:  О_к  —  оклад  программиста-разработчика  ПП; 

Ч  —  числен­ность  программистов; 

Л  —  время  на  создание  ПП,  ч; 

П  —  время  на  создание  ПП,  мес.; 

Ф_др  —  действительный  фонд  времени  рабо­ты  программиста; 

К₀  —  коэффициент,  учитывающий  доплаты,  премии  и  районный  коэффициент.

Дополнительная  заработная  плата  определяется  в  зависи­мости  от  основной  заработной  платы:

    ,  (5)

где  К_доп  —  коэффициент,  учитывающий  дополнительную  заработ­ную  плату,  берется  равным  1,1.

При  определении  отчислений  на  социальные  нужды  (О)  учи­тываются  средства,  направляемые  в  фонды  социального  страхо­вания,  обязательного  медицинского  страхования,  пенсионный  фонд:

  ,  (6)

где  К_соц  —  отчисления  на  социальные  нужды.

Затраты,  связанные  с  эксплуатацией  вычислительных  ма­шин  (С_эвм),  определяются  по  формуле:

  ,  (7)

где:  С_маш/ч   —  себестоимость  1  машино-часа  работы  ЭВМ; 

Т_эвм  —  время  работы  на  ЭВМ  при  разработке  ПП.

Износ  используемых  базовых  программных  продуктов  (Изп)  определяется  по  формуле:

  ,  (8)

где:  Ц_пп  —  стоимость  используемых  базовых  ПП  (ноу-хау,  лицен­зий); 

а_пп  –—норма  износа  программного  продукта.

Накладные  постоянные  расходы  (Н)  зависят  от  размеров  фирмы-разработчика  ПП  и  особенностей  деятельности  фирмы.  Эти  затраты  учитывают  административно-управленческие  расхо­ды  отдела-разработчика  и  всего  предприятия.

Себестоимость  одного  машино-часа  эксплуатации  ЭВМ  оп­ределяется  по  формуле:

  ,  (9)

где:  З_эвм  —  суммарные  затраты,  связанные  с  эксплуатацией  ЭВМ; 

Ф_д  —  годовой  действительный  фонд  рабочего  времени  ЭВМ; 

К_г  —  коэффициент  готовности  ЭВМ,  К_г  =  0,95.

Годовые  суммарные  затраты,  связанные  с  эксплуатацией  ЭВМ,  включают  в  себя  следующие  затраты:

  ,        (10)

где:  З_эвм  —  балансовая  (первоначальная  стоимость  ЭВМ); 

А_эвм  —  амортизации  ЭВМ; 

И_пп  —  износ  программных  продуктов  (нематериальных  акти­вов),  используемых  при  обслуживании  ЭВМ:

  ,  (11)

где:  Ц_пп  —  стоимость  используемого  нематериального  актива  (ПП,  ноу-хау,  лицензии); 

а_пп  —  норма  износа  программного  продукта; 

3_мат  —  затраты  на  материалы  (магнитные  носители,  расходные  материалы)  составляют  2  %  от  балансной  стоимости; 

З_рем  —  расходы  на  текущий  ремонт  и  обслуживание  составля­ют  5  %  от  балансной  стоимости; 

З_эн  —  расходы  на  электроэнергию:

  ,   (12)

где:  М  –  паспортная  мощность  ПЭВМ,  кВт; 

Ф_д  —  действительный  фонд  работы  ЭВМ,  ч; 

Ц_кВт/ч  —  цена  1  кВт/ч  электроэнергии; 

ЗП_обсл  —  заработная  плата  обслуживающего  персонала:

  ,             (13)

где:  О_к  —  оклад  обслуживающего  персонала; 

Ч  —  численность  обслуживающего  персонала; 

К_д  —  доплаты  и  премии  к  заработной  плате; 

N_обсл   —  норма  обслуживания; 

О_обсл  —  отчисления  на  социальные  нужды  с  заработной  платы  обслуживающего  персонала; 

П  —  прочие  расходы,  обычно  составляют  1  %  от  балансовой  стоимости  ПЭВМ.

Стоимость  транспортировки  и  монтажа  со­ставляет  10—12  %  от  цены  приобретения.

При  оценке  затрат  на  разработку  ПП  могут  быть  использова­ны  и  другие  затраты  [2].  Тогда  их  необходимо  включить  в  полную  себестоимость  продукции.

При  приобретении  или  создании  сложных  программных  про­дуктов  или  систем  ЗИ  необходимо  учитывать  также  и  затраты  на  внедрение  и  эксплуатационные  затраты  по  их  сопровождению.

Таким  образом,  совокупная  стоимость  затрат  на  создание  (приобретение)  программного  продукта  будет  складываться  из  трех  составляющих:

1.  Затраты  на  создание  (приобретение)  самих  программных  средств.

2.  Затраты  на  внедрение,  в  том  числе  стоимость  консультаци­онных  услуг.

3.  Эксплуатационные  затраты,  которые  включают  стоимость  поддержки  и  годичного  сопровождения,  включая  «горячую  линию».

Необходимо  отметить,  что  чем  сложнее  интеллектуальный  продукт,  тем  выше  доля  затрат,  связанная  с  этапом  внедрения.  В  наиболее  сложных  системах  соотношение  между  затратами  на  аппаратуру,  программный  продукт  и  затратами  на  само  внедре­ние  может  составлять  1:1:5,  а  эксплуатационные  затраты  со­ставляют  до  20  %  от  стоимости  приобретения.

Список  литературы:

1.Нижниковский  В.С.,  Шингарев  И.А.,  Фролов  Р.В.  Поддержание требуемого  уровня  подготовки  операторов  АСУ.  Труды  32 Всероссийской  НТК,  ВА  РВСН.  Серпуховской  филиал,  июнь 2013  г.

2.Нижниковский  В.С.,  Шингарев  И.А.,  Портнягин  Д.Ю.  Проведение  экономического  обоснования  разработки  автоматизированных  систем  управления  и  связи  на  стадии  опытно-конструкторских  работ.  Труды  12  Всероссийской  НТК.  Новые  технологии  в  системах  связи  и  управления.  Калуга,  июнь  2013  г.