Разработка цифровой системы контроля качества текстильного материала на базе матричных фотоприборов с зарядовой связью

Если говорить об импульсном шуме на изображении, то для его устранения нужно применить медианную фильтрацию, которая должна стать успешным решением. Кроме того, используя медианную фильтрацию, должны сохраниться важные для последующего распознавания детали на изображении. Тем самым, одновременно решается проблема улучшения качества изображения. Медианная фильтрация изображений наиболее эффективна, если шум на изображении имеет импульсный характер и представляет собой ограниченный набор пиковых значений на фоне нулей. В результате применения медианного фильтра наклонные участки и резкие перепады значений яркости на изображениях не изменяются. Это очень полезное свойство именно для изображений, на которых контуры несут основную информацию. При медианной фильтрации зашумленных изображений степень сглаживания контуров объектов напрямую зависит от размеров апертуры фильтра и формы маски. При малых размерах апертуры лучше сохраняются контрастные детали изображения, но в меньшей степени подавляется импульсные шумы. При больших размерах апертуры наблюдается обратная картина. Оптимальный выбор формы сглаживающей апертуры зависит от специфики решаемой задачи и формы объектов. Особое значение это имеет для задачи сохранения перепадов (резких границ яркости) в изображениях.

Для улучшения качества изображения при наличии импульсных помех следует воспользоваться пороговым фильтром или адаптивным пороговым фильтром, который можно применить для различных областей. Например, шумы на темных деталях заметны сильнее, поэтому порог для них может быть меньше, чем для светлых. Тем самым с помощью данного фильтра можно воздействовать на ту область изображения, которая представляет для нас больший интерес.

Если обрабатываемое изображение имеет четкие границы и резкость, но имеется присутствие шума, то можно воспользоваться фильтром Кувахара, который отлично подойдет не только для улучшения качества изображения. Изменяя размерность маски фильтра, можно достичь необходимого нам результата.

7. экономическая часть

7.1 Технико-экономическое обоснование проекта

Основным направлением развития современного, производства является возрастание требований к качеству выпускаемой продукции. Наиболее высокие требования к качеству продукции предъявляются в отделочном производстве. Для этого этапа производства характерны значительные материальные и энергетические затраты. Кроме того, продукция отделочного производства непосредственно оценивается потребителем и поэтому должна быть высокого качества. Естественным путем повышения качества продукции является автоматизация технологического оборудования.

При проведении технологических операций по отделке тканей распространенными дефектами являются перекос уточных нитей и отклонение плотности ткани от заданной. Присутствие этих дефектов существенно снижает качество выпускаемой продукции. На долю перекоса уточных нитей приходится около 30 % от общего количества брака. Не менее важным является поддержание заданной плотности ткани. В связи с этим актуальной является задача исследования и разработки цифровой системы контроля качества текстильного материала. В настоящее время создание таких систем сдерживается недостаточной эффективностью устройств сбора информации о качестве текстильного материала. Это говорит о необходимости поиска новых возможностей совершенствования технических характеристик этих устройств.

7.2 Заключение о рыночном состоянии отрасли и конкуренции

Программное обеспечение разрабатывается для текстильной промышленности. Разработка может иметь широкое применение, автоматизируя отдельные обслуживающие функции предприятия. Мировая практика показывает, что текстильная и легкая промышленности по сути своей наиболее рыночные отрасли, где максимально высока оборачиваемость капитала, а выпускаемая продукция относится к товарам первой необходимости, следовательно, спрос на нее неограничен. Текстильная промышленность не может выйти из кризиса из-за дефицита сырья, нехватки оборотных средств, падения спроса со стороны отраслей-покупателей.

На все это накладывается обострение конкуренции на внутреннем рынке из-за притока импортных товаров, в частности китайского, турецкого производства, способных по соотношению «цена - качество» привлечь покупателя даже со средним достатком. Именно поэтому, текстильная промышленность нуждается во внедрении новых технологий, способных повысить конкурентность отрасли. Разрабатываемое программное обеспечение ориентировано на предприятия легкой промышленности, а именно для выявления дефектов швов при производстве. Новая технология позволит повысить качество выпускаемой продукции и понизить себестоимость, что благоприятно скажется на экономической составляющей предприятия.

7.3 Расчет текущих затрат

Для технико-экономического сравнения базового и проектируемого вариантов рассчитываем эксплуатационные расходы (текущие), которые представляются показателями проектной себестоимости. В проектной себестоимости учитываем только изменяющиеся статьи затрат для сопоставляемых вариантов.

В отдельных случаях выявляем связь между капитальными вложениями и эксплуатационными расходами (таблица 7.1).

К отдельным видам эксплуатационных (текущих) затрат, имеющим место почти в любом проекте внедрения информационных технологий, относятся:

Таблица 7.1 - Расходы, связанные с внедрением и эксплуатацией информационных систем

Вид	Категория
	Капитальные	Эксплуатационные
Программный пакет Matlab	126000	6000
Операционная система Windows	5000
Автоматизированное рабочее место, включавшее в себя системный блок и устройство ввода - вывода	30000	10000
Персонал	10000	20000
Помещение	10000	15000

1) заработная плата обслуживающего персонала с отчислениями на социальные нужды;

2) стоимость потребляемых энергоресурсов;

3) расходы на амортизацию и текущий ремонт оборудования

4) расходные материалы.

Рассмотрим порядок расчета перечисленных элементов текущих затрат.

1) Рассчитываем заработную плату исходя из численности персонала (операторов.), среднечасовой тарифной ставки, времени эксплуатации в часах. Отчисление на социальные нужды установлены в размере 34 % от заработной платы.

В месяц заработная плата обслуживающего персонала, занятого выполнением поставленной задачи составляет:

, (7.1)

где ЗП_м - месячная заработная плата обсуживающего персонала, руб.;

О - месячный должностной оклад обслуживающего персонала, руб.;

Д - количество дней за месяц, необходимых для выполнения поставленной задачи, дни;

К - среднее количество рабочих дней в месяце, дн. Для расчетов принимает величина среднего количества рабочих дней за месяц равным 30 дням.

Так как работник занимается выполнением поставленной задачи ежемесячно в равных объемах панируемого времени, то определить годовую заработную плату можно умножением месячного заработка на 12 месяцев, т.е.

ЗПг = ЗПм*12=17866*12=214392. (7.2)

Определим полезный фонд времени работника следующим образом:

- при пятидневной рабочей неделе с двумя выходными днями:

ПФВР = [Dk - (Doo + Dдо + Dв + Dn + Dпроч)] * 8 - 1*Dпп, (7.3)

ПФВР=[365-(28+0+106+12+10)]*8 -1*6=1626,

где Dk - количество календарных дней в плановом году (365 дней);

Doo - количество дней основного оплачиваемого отпуска в плановом периоде.

Ежегодный оплачиваемый отпуск предоставляется работникам продолжительностью 28 календарных дней (ст.115 Трудового Кодекса);

Dдо - количество дней дополнительно оплачиваемого отпуска;

Dв - количество выходных дней (еженедельного непрерывного отдыха) в плановом периоде. При пятидневной рабочей неделе работникам предоставляется два дня в неделю, при шестидневной рабочей неделе один выходной (ст. 111 ТК РФ);

Dn - количество нерабочих праздничных дней в плановом периоде согласно ст.112 ТК РФ;

Dпроч - количество неявок по уважительным причинам (нетрудоспособности, исполнения государственных обязанностей и т.п.) в плановом периоде (принимается как средняя величина по данным предприятия за предыдущие периоды времени);

8 и 7 - продолжительность ежедневной работы (смены), соответственно, при пятидневной рабочей неделе и шестидневной рабочей неделе (статьи 91,94 ТК РФ), час;

1 - уменьшение продолжительности рабочего дня или смены непосредственно предшествующее нерабочему праздничному дню (ст. 95 ТК РФ), час;

Dпп - количество рабочих дней (смен), непосредственно предшествующих нерабочим праздничным дням, в плановом периоде;

2) Рассчитываем стоимость потребляемых энергоресурсов исходя из потребления электроэнергии за один час эксплуатации оборудования, количества часов эксплуатации в месяц, действующих тарифов на электроэнергию.

Э =12*(а *k *В₁ *Ч₁+b*k *В₂ *Ч1), (7.4)

Э =12*(0,2*3,7*20*8+0,01*3,7*20*8)=1491,84,

Где Э - стоимость потребляемой электроэнергии, руб.;

а - количество энергии, потребляемой компьютером в час (а=0,2), кВт;

b - количество энергии, необходимой для освещения в час (b=0.01), кВт;

k - действующий тариф на электроэнергию, руб/кВт*ч

В₁ - число дней в месяце, необходимых для работы на компьютере, дн;

В₂ - число дней в месяце, в течение которых происходит потребление энергии за счет освещения, дн;

Ч₁ - время работы обслуживающего персонала за компьютером в течение рабочего дня, час;

Ч₂ - количество часов использования освещения в течение рабочего дня, час.

3) Сумма расходов на амортизацию и износ (текущий ремонт) оборудования рассчитаем по следующей формуле:

(7.5)

где Кб - балансовая стоимость машины, учитывающая, кроме стоимости покупки машины, расходы на транспортировку и монтаж;

N - число машин;

б,в - норма отчислений на амортизацию и износ (текущий ремонт) машины соответственно;

ФВПпол - годовой полезный фонд рабочего времени, час .

Норма отчислений на амортизацию определяется посредством разнесение в классификационные амортизационные группы в соответствии с пп. 3 и 4 статьи 258 Налогового Кодекса РФ и Постановлением правительства от 01.01.2002 №1 «О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы».

Так, например, компьютерная техника относится к третьей амортизационной группе, срок полезного использования в которой составляет от трех до пяти лет.

Следовательно, для такого вида оборудования устанавливается норма амортизации равная 0,3 -- 0,2 % в год. Норма отчислений на износ можно принять равной 3 %.

7.4 Финансовые показатели результативности

Рассмотрим, как могут измеряться дополнительные финансовые результаты от внедрения создаваемого в рамках дипломного проектирования программного средства. Основными финансовыми результатами, характеризующими любой проект, являются прибыль и уровень рентабельности.

Различают валовую и чистую прибыль.

Валовая прибыль - конечный финансовый результат деятельности, представляющий собой разницу между общей суммой доходов и себестоимостью (текущими затратами).

Чистая прибыль - это часть валовой прибыли, остающаяся в распоряжении предприятия после уплаты налогов.

Размер валовой прибыли (Пвал) определяем как разница между доходами (выручкой - Д) и затратами (полной себестоимостью - З).

Пвал = Д - З =2500 000 - 1500 000=1000 000. (7.6)

Для определения суммы дополнительной прибыли, получаемой в результате внедрения проектируемых мероприятий за счет сокращения себестоимости, снижения трудоемкости и повышения производительности труда, увеличения объема работ, может использоваться следующая формула:

(7.7)

где Пвал^пр - прибыль предприятия в базовом варианте, Пвал^б - прибыль предприятия в проектируемом варианте.

Для определения размера чистой прибыль предприятия, рассчитаем сумму налога на прибыль, подлежащую уплате в бюджет из прибыли.

Сумма налога на прибыль (Нпр) рассчитывается по ставке 24 % от налогооблагаемой базы:

Нпр = 0,24 * ДП= 500000*0,24=120000. (7.8)

Далее определяем сумму дополнительной прибыли, оставшейся в распоряжении предприятия (Пч):

Пч = ДП - Нпр=500000-120000=380000. (7.9)

Уровень рентабельности рассчитываем как отношение валовой или чистой прибыли к сумме затрат, выраженное в процентах:

(7.10)

Если прибыль выражается в абсолютной сумме, то рентабельность - это относительный показатель интенсивности производства, т.к. отражает уровень прибыльности относительно определенной базы. Проект рентабелен, если сумма входящих потоков по проекту достаточна не только для покрытия затрат, но и образования прибыли [12].

7.5 Источники финансовой результативности проекта

Важнейшим и самым проблематичным вопросом в проведении экономического анализа эффективности внедрения программных средств, разрабатываемых в рамках дипломного проектирования, является определение источников финансовой результативности для предприятия, организации или отдельного объекта исследования.

Оценка результативности внедрения программных средств может проводиться с использованием - среднеотраслевых результатов, и именно такие результаты обычно приводятся в маркетинговых материалах и в открытых публикациях. Типичными средними результатами внедрения можно считать такие достижения:

- 15-25 % увеличение производительности;

- 10-20 % уменьшение складских запасов;

- 20-50 % сокращение сроков выполнения заказов.

Эффект от внедрения программных средств по функциональным сферам воздействия представлен в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Потенциальный эффект применения автоматизированных информационных технологий.

Сфера воздействия.	Результат.
Управление	- сокращение количества уровней управления; - снижение административных расходов; - освобождение работников от рутинной работы за счет ее автоматизации, высвобождение времени для интеллектуальной деятельности; - повышение производительности труда; - экономия времени; - повышение квалификации и профессиональной грамотности управленцев; - уменьшение сроков закрытия учетного периода; - увеличение конкурентного преимущества; - увеличение оборачиваемости средств в расчетах; - увеличение выручки, уменьшение издержек, увеличение прибыли.
Информационная система:	обеспечение достоверности информации;.
Производство:	-сокращение времени на проектирование и производство; - снижение производственного брака; - уменьшение затрат на производство продуктов и услуг; - сокращение затрат труда и средств на приемку, обработку и выполнение заказов; - повышение производительности труда; - повышение качества товаров и услуг;

На практике может возникнуть ситуация, когда прогнозируемый количественный эффект не достигается. Такая ситуация не исключительная. Причиной возникновения такой ситуации может явиться отсутствие комплексной оценки деятельности предприятия на этапе планирования, всестороннего взгляда на предприятие как на систему внутренних взаимосвязанных процессов и работ, и выявления тех ключевых факторов в работе предприятия, улучшение которых может привести к желаемому результату.

7.6 Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта

Благодаря разработанному программному обеспечению значительно снизятся текущие затраты на изготовление продукции, уменьшится себестоимость выпускаемой продукции, следовательно улучшится бизнес предприятия.

В направлении качественного улучшения управления производственным циклом, выделяется сокращение объемов незавершенного производства и снижение производственного брака. Все это выражается сокращением расходов на обслуживание складских хозяйств и прочей инфраструктуры предприятия, задействованной в данных процессах.

На основании проделанных расчетов можно сказать, что разрабатываемое программное обеспечение является экономически выгодным, о чем свидетельствуют итоговые результаты подсчета прибыли в базовом варианте (без программного обеспечения) и в проектируемом (с программным обеспечением)

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что внедряемая технология повысит прибыль предприятия и даст новый толчок для дальнейшей модернизации предприятия, что в свою очередь позволит занять лидирующие позиции на рынке текстильной продукции.

8. Охрана труда

8.1 Охрана труда на предприятии

Охрана труда - это система мер по обеспечению безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Наряду с этим охрана труда является одним из важнейших факторов повышения производительности труда.

За состоянием охраны труда на предприятии осуществляется надзор и контроль двух видов, государственный и общественный.

8.2 Надзор и контроль за состоянием охраны труда на предприятии

Государственный надзор и контроль за соблюдением требований охраны труда осуществляется федеральной инспекцией труда - единой федеральной централизованной системой государственных органов.

Государственные инспекторы труда являются федеральными государственными служащими.

Государственные инспекторы имеют право:

- беспрепятственно, при наличии удостоверения установленного образца, посещать в целях проведения инспекции организации всех организационно - правовых форм;

- запрашивать и безвозмездно получать от руководителей и других должностных лиц объяснения, информацию, все документы, необходимые для выполнения надзорных и контрольных функций;

- изымать для анализа образцы используемых материалов и веществ;

- расследовать в установленном порядке несчастные случаи на производстве;

- предъявлять руководителям и другим должностным лицам организаций обязательные для исполнения предписания об установлении нарушений законодательства об охране труда, о привлечении виновных в указанных нарушениях к дисциплинарной ответственности или об отстранении от должности в установленном порядке;

- приостанавливать работу организаций, отдельных производственных подразделений и оборудования при выявлении нарушений требований охраны труда, которые создают угрозу жизни и здоровью работников, до устранения указанных нарушений;

- отстранять от работы лиц, не прошедших инструктаж по охране труда, стажировку на рабочих местах и проверку знаний требований охраны труда.

Государственный надзор и контроль за соблюдением требований охраны труда наряду с федеральной инспекцией труда осуществляется федеральными органами исполнительной власти, которым предоставлено право осуществлять функции надзора и контроля в пределах своих полномочий.

8.2.1 Общественный контроль

Общественный контроль по охране труда на предприятии проводится профсоюзными комитетами, организующими комиссию по охране труда, и общественными инспекторами по охране труда.

В зависимости от специфики производства, структуры предприятия и масштабов его подразделений, административно общественный контроль за состоянием охраны труда производится по нескольким ступеням оперативного контроля.

8.2.2 Ступени оперативного контроля

Первая ступень контроля осуществляется руководителем соответствующего участка (мастером, начальником участка, начальником смены) и общественными инспекторами по охране труда ежедневно в начале рабочего дня (смены), а при необходимости (работы с повышенной опасностью) в течении рабочего дня (смены). В их обязанности входит проверка состояния рабочих мест, соответствия требованиям правил безопасности, наличия и исправности ограждений, защитных и предохранительных средств, работы вентиляционных и осветительных установок. По выявленным при проверке нарушениям и недостаткам намечаются мероприятия по их устранению, определяются сроки и ответственные за их исполнение. Ежедневно в конце смены руководитель участка должен отчитываться перед руководством цеха о состоянии охраны труда на производственном участке.

Вторая ступень контроля проводится комиссией, возглавляемой начальником цеха и старшим общественным инспектором по охране труда цеха, не реже двух раз в месяц. В состав комиссии входят руководители (представители) технических служб цеха, инженер отдела охраны труда предприятия и медработник, закрепленный за цехом.

Эта комиссия проверяет:

- ведение сменных журналов по первой ступени контроля;

- своевременное устранение нарушений, отмеченных в журнале;

- наличие и правильность ведения документации, предусмотренной правилами охраны труда;

- рассматривает все предложения, направленные на улучшение техники безопасности.

По результатам проверки комиссия намечает мероприятия по устранению выявленных недостатков и нарушений по охране труда, начальник цеха назначает исполнителей и сроки исполнения. Контроль за выполнением этих мероприятий осуществляют инженер отдела по охране труда и старший общественный инспектор по охране труда. Один раз в месяц начальник цеха должен отчитываться перед руководителем предприятия и комитетом профсоюза о состоянии охраны труда в цехе.

Третья ступень контроля проводится комиссией, возглавляемой руководителем или главным инженером предприятия и председателем комитета профсоюза, не реже одного раза в квартал (как правило, один раз в месяц). В состав комиссии входят заместитель главного инженера по охране труда (руководитель службы охраны труда), председатель комиссии охраны труда комитета профсоюза, руководитель технических служб, руководители технадзора за зданиями и сооружениями, начальник пожарной охраны, руководитель медицинской службы предприятия, также внештатные технические инспекторы труда. Результаты проверки обсуждаются на совещаниях у руководителя предприятия с участием профсоюзного актива, руководителей цехов и участков. Проведение совещаний рекомендуется оформлять протоколом.

8.2.3 Виды ответственности

Российское законодательство устанавливает строгую ответственность за нарушение требований охраны труда, правил и норм по технике безопасности и пожарной профилактике. Различают следующие виды ответственности: общественная, дисциплинарная, административная, материальная и уголовная.

8.2.4 Виды инструктажей по охране труда

На предприятиях проводятся пять видов инструктажей: вводный, первичный на рабочем месте, периодический (повторный), внеплановый и целевой.

Общее руководство и ответственность за правильную организацию инструктажа сотрудников в целом по предприятию возлагается на главного инженера. Контроль за своевременным и качественным проведением инструктажа осуществляется службой охраны труда.

8.3 Роль освещения для здоровья человека

Освещение исключительно важно для здоровья человека. С помощью зрения человек получает подавляющую часть информации (около 90 %), поступающей из окружающего мира. Свет -- это ключевой элемент нашей способности видеть, оценивать форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Такие элементы человеческого самочувствия, как душевное состояние или степень усталости, зависят от освещения и цвета окружающих нас предметов. С точки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Большое количество несчастных случаев происходит, помимо всего прочего, из - за неудовлетворительного освещения или из - за ошибок, сделанных рабочим, по причине трудности распознавания того или иного предмета или осознания степени риска, связанного с обслуживанием станков, транспортных средств, контейнеров и т.д. Свет создает нормальные условия для трудовой деятельности.

Нарушения зрения, связанные с недостатками системы освещения, являются обычным явлением на рабочем месте. Благодаря способности зрения приспосабливаться к недостаточному освещению, к этим моментам иногда не относятся с должной серьезностью.

Недостаточное освещение вызывает зрительный дискомфорт, выражающийся в ощущении неудобства или напряженности. Длительное пребывание в условиях зрительного дискомфорта приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности, зрительному и общему утомлению. Кроме создания зрительного комфорта свет оказывает на человека психологическое, физиологическое и эстетическое воздействие. Свет -- один из важнейших элементов организации пространства и главный посредник между человеком и окружающим его миром. Неудовлет- ворительная освещенность в рабочей зоне может являться причиной снижения производительности и качества труда, получения травм.

Свойства света как фактора эмоционального воздействия широко используются путем правильной и рациональной организации освещения. Необходимая освещенность может быть достигнута за счет регулирования светового потока источника освещения, включения и выключения части ламп в осветительных приборах, изменения спектрального состава света, применения осветительных приборов подвижной конструкции, позволяющей изменять направление светового потока.

8.4 Системы производственного освещения и требования к ним

Согласно стандарту «ГОСТ ИСО 8995-2002» освещение должно обеспечить: санитарные нормы освещенности на рабочих местах, равномерную яркость в поле зрения, отсутствие резких теней и блескости, постоянство освещенности по времени и правильность направления светового потока. Освещенность на рабочих местах и в производственных помещениях должна контролироваться не реже одного раза в год. Для измерения освещенности используется объективный люксметр (Ю-16, Ю-116, Ю-117). Принцип работы люксметра основан на измерении с помощью миллиамперметра тока от фотоэлемента, на который падает световой поток. Отклонение стрелки миллиамперметра пропорционально освещенности фотоэлемента. Миллиамперметр проградуирован в люксах.

Фактическая освещенность в производственном помещении должна быть больше или равна нормируемой освещенности. При несоблюдении требований к освещению развивается утомление зрения, понижается общая работоспособность и производительность труда, возрастает количество брака и опасность производственного травматизма. Низкая освещенность способствует развитию близорукости. Изменения освещенности вызывают частую переадаптацию, ведущую к развитию утомления зрения.

Блескость вызывает ослепленность, утомление зрения и может привести к несчастным случаям.

Нормы освещенности рабочих мест регламентируются согласно СНиП 23-05-95

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при аварии) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологического процесса, нарушение работы таких объектов, как электрические станции, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения и другие производственные помещения, в которых недопустимо прекращение работ.

Наименьшая освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна составлять 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий.

Эвакуационное освещение следует предусматривать для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работает более 50 человек. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность в помещениях на полу основных проходов и на ступенях не менее 0,5 лк, а на открытых территориях -- не менее 0,2 лк. Выходные двери помещений общественного назначения, в которых могут находиться одновременно более 100 человек, должны быть отмечены световыми сигналами-указателями.

Светильники аварийного освещения для продолжения работы присоединяют к независимому источнику питания, а светильники для эвакуации людей -- к сети, независимой от рабочего освещения, начиная от щита подстанции. Для аварийного и эвакуационного освещения следует применять только лампы накаливания и люминесцентные.

В нерабочее время, совпадающее с темным временем суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное искусственное освещение для несения дежурств охраны. Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения.

8.5 Основные требования к производственному освещению

Основная задача освещения на производстве -- создание наилучших условий для видения. Эту задачу возможно решить только осветительной системой, отвечающей следующим требованиям.

1. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими тремя параметрами:

объект различения -- наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть или дефект, который необходимо различить в процессе работы (например, при работе с приборами -- толщина линии градуировки шкалы; при чертежных работах -- толщина самой тонкой линии на чертеже);

фон -- поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается; характеризуется коэффициентом отражения, зависящим от цвета и фактуры поверхности, значения которого находятся в пределах 0,02 -- 0,95; при коэффициенте отражения поверхности более 0,4 фон считается светлым;0,2 -- 0,4 -- средним и менее 0,2 -- темным;

контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точка, линия, знак, пятно, трещина, риска, раковина или другие элементы, которые требуется различить в процессе работы) и фона. Контраст определяют по формуле

К=|L0-Lф|/Lф, (8.1)

где Lф и Lo--яркость соответственно фона и объекта.

Контраст объекта с фоном считается большим при значениях К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости), средним при значениях К = 0,2 -- 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости) и малым при значениях К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшает видимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скорость различения деталей, что сказывается на росте производительности труда. Так, при выполнении операции точной сборки увеличение освещенности с 50 до 1000 лк позволяет получить повышение производительности труда на 25 % и даже при выполнении работ малой точности, не требующих большого зрительного напряжения, увеличение освещенности рабочего места повышает производительность труда на 2 -- 3 %. Однако имеется предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности почти не дает эффекта, поэтому необходимо улучшать качественные характеристики освещения.

2. Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства. Если в поле зрения находятся поверхности, значительно отличающиеся между собой по яркости, то при переводе взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность глаз вынужден пере адаптироваться, что ведет к утомлению зрения.

Для повышения равномерности естественного освещения осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраска потолка, стен и производственного оборудования способствует созданию равномерного распределения яркостей в поле зрения.

3. На рабочей поверхности должны отсутствовать резкие тени. Наличие резких теней создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажает размеры и формы объектов различения, в результате повышается утомляемость, снижается производительность труда. Особенно вредны движущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать, применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами.

В производственных отделах необходимо предусматривать на окнах солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки, светорассеивающие стеклопластики), предотвращающие проникновение прямых солнечных лучей, которые создают на рабочих местах резкие тени.

4. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость -- повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т. е. ухудшение видимости объектов.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект; зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном:

V=K/Knop, (8.2)

где (Кпор -- пороговый контраст, т. е. наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на фоне.

Прямая блескость связана с источниками света, отраженная возникает на поверхности с большим коэффициентом отражения или отражением по направлению к глазу. Ослепленность приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности. Критерием оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой, является показатель ослепленности Ро значение которого определяют по формуле

Ро= (V1/V2-- 1) * 1000, (8.3)

где V1 и V2-- видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляют с помощью щитков, козырьков и т. п.

Прямую блескость ограничивают уменьшением яркости источников света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников. Отраженную блескость ослабляют правильным выбором направления светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там, где это возможно, следует заменять блестящие поверхности матовыми.

5. Величина освещенности должна быть постоянной во времени. Колебания освещенности, вызванные резким изменением напряжения в сети, имеют большую амплитуду, каждый раз вызывая переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению. Пульсация освещенности связана также с особенностью работы газоразрядных ламп.

Коэффициент пульсации освещенности Kп - критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

Коэффициент пульсации освещенности Кп % следует определять по формуле

Кп= 100 (Emax--Emin)/2Ecp, (8.4)

где Emax, Emin и Ecp -- максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период ее колебания, лк.

Постоянство освещенности во времени достигается стабилизацией питающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальных схем включения газоразрядных ламп. Например, снижение коэффициента пульсации освещенности люминесцентных ламп с 55 до 5 % (при трехфазном включении) приводит к уменьшению утомления и повышению производительности труда на 15 % для работ высокой точности.

6. Следует выбирать оптимальную направленность светового потока, что позволяет в одних случаях рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других - различить рельефность элементов рабочей поверхности.

7. Следует выбирать необходимый спектральный состав света. Это требование особенно существенно для обеспечения правильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовых контрастов.

Правильную цветопередачу обеспечивают естественное освещение и искусственные источники света со спектральной характеристикой, близкой к солнечной. Для создания цветовых контрастов применяют монохроматический свет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

8. Все элементы осветительных установок--светильники, групповые щитки, понижающие трансформаторы, осветительные сети--должны быть достаточно долговечными, электробезопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара или взрыва. Обеспечение указанных условий достигается применением зануления или заземления, ограничением напряжения для питания местных и переносных светильников до 42 В и ниже (36, 24, 12 В), выбором оборудования, соответствующего условиям среды в помещениях, и защитой элементов осветительных сетей от механических повреждений при эксплуатации. Кроме того, необходимо уменьшить до минимума теплоту, выделяемую осветительной установкой, и шум.

9. Установка должна быть удобной и простой в эксплуатации, отвечать требованиям эстетики.

Окна, обеспечивают освещение, соответствующее рабочему помещению в дневной период. Это относится к рабочим помещениям, глубина которых приблизительно в два-три раза больше расстояния, отделяющего верх окна от подоконника. Это имеет значение только для светлых окон и для окон с относительно малой площадью переплетов.

Дополнительное электрическое освещение, соответствующим образом дополняющее дневной свет, может улучшить распределение светлоты в глубоких рабочих помещениях и исключить зоны полутени в частях помещения, удаленных от окон.

8.6 Естественное освещение

Уровни освещенности, создаваемые дневным светом, изменяются в течение дня и зависят в значительной мере от состояния неба, загрязненности, ориентации окон или кровельных фонарей, а также от географического положения. Ввиду постоянного изменения яркости неба расчеты освещенности от дневного света в основном заключаются в учете средней продолжительности времени за день, месяц или год, когда естественное освещение рабочей поверхности обеспечивает или превышает требуемую для работы освещенность. В остальное время следует использовать электрическое освещение. Время использования дневного света в часы ежедневной работы позволяет предопределить возможную экономию энергии и себестоимости, обусловливаемые использованием естественного освещения.

Возможные расчеты, учитывающие ориентацию, должны основываться на известном распределении яркости в помещении при средних условиях свечения неба (средних за длительный период).

8.7 Естественное и искусственное освещение

Искусственное освещение дополняет естественное освещение или его заменяет полностью, когда один дневной свет не может обеспечить достаточную освещенность рабочей поверхности. Освещенность, обеспечиваемая электрическим освещением, предусматривается исходя из наиболее неблагоприятных условий естественного освещения, то есть при полном его отсутствии. Устройство переключения и/или регулирования должно быть установлено таким образом, чтобы можно было воспользоваться электрическим освещением в любой момент и в любом месте, если освещенность, обеспечиваемая дневным светом, упадет ниже необходимого значения.

В некоторых рабочих помещениях может быть необходимым освещение комнаты полностью электрическим светом. Особое внимание в этом случае следует уделять яркости поверхности стен, потолков и полов. Это необходимо потому, что комната с темными стенами и слабой вертикальной освещенностью кажется мрачной, даже если рабочая поверхность освещена надлежащим образом.

8.8 Общее освещение помещения

Соотношения между яркостями и цветами поверхностей в окружающем пространстве должны соответствовать назначению рабочего помещения, создавать приятную в зрительном смысле атмосферу и не должны вызывать ослепления.

Среди целей, которые следует достичь, чтобы наилучшим образом использовать общее освещение помещения, можно указать следующие (не указывая их в порядке приоритета):

· обеспечить в помещении световую обстановку, способствующую выявлению его назначения;

· обеспечить благоприятные условия для общения и безопасности передвижения внутри рабочего помещения;

· способствовать концентрации внимания на рабочей зоне;

· обеспечить пониженные уровни яркости вне рабочей зоны;

· получить естественное изображение лиц и смягчить резкие тени, осуществляя правильное соотношение прямого и рассеянного освещения;

· придавать служащим и обстановке помещения приемлемый "естественный" вид, используя источники света с хорошей цветопередачей;

· осуществить в рабочем помещении приятное сочетание яркости и цвета, способствующих хорошему самочувствию работающих, и снизить напряжения (ИСО 6385), вызываемые деятельностью. Возможным решением является наличие небольших ярких поверхностей в окружающем зрительном пространстве, но не по оси зрения при выполнении задания;

Некоторые из вышеуказанных перечислений могут оказаться противоречащими друг другу, и следует находить удовлетворительные компромиссы, не затрагивая, однако, безопасности и комфортности служащих.

В таблице 8.1 приведены ряды освещенности для различных типов поверхностей, заданий и видов деятельности. Значения освещенности зависят от визуальных требований для выполнения задания, практического опыта и необходимости оптимального использования энергии с наименьшими затратами. Они должны обеспечить удовлетворительную зрительную работоспособность и комфортное состояние работников. Для каждого типа поверхности, задания или для вида деятельности указан ряд трех уровней освещенности.

Таблица 8.1 - Ряды освещенности для различных типов поверхностей, заданий и видов деятельности

Ряды освещенности, лк	Тип поверхности, задания или вида деятельности
20; 30; 50	Наружные рабочие площадки и улицы
100; 150; 200	Рабочие помещения, не используемые постоянно для работы
200; 300; 500	Задания с низкими требованиями к условиям зрительного восприятия
300; 500; 750	Задания со средними требованиями к условиям зрительного восприятия
500; 750; 1000	Задания с требованиями к зрительному восприятию
750; 1000; 1500	Задания с трудными условиями зрительной работы
1000; 1500; 2000	Задания с особыми требованиями к условиям зрительной работы
Св. 2000	Задания с чрезвычайно высокими требованиями к условиям зрительной работы

Наивысшие значения освещенности из указанного ряда могут быть рекомендованы, когда:

· коэффициенты отражения поверхностей или контрасты в поле зрения при выполнении задания являются исключительно низкими;

· исправление ошибок является особенно дорогостоящим;

· результат работы является критическим;

· точность или высокая производительность труда имеет большое значение;

· этого требуют особенности зрительной системы работника.

· Наименьшие значения освещенности из указанного ряда могут быть использованы, когда:

· коэффициенты отражения поверхностей или контрасты в поле зрения при выполнении задания являются исключительно высокими;

· скорость выполнения или точность имеют второстепенное значение;

· задание выполняется нерегулярно.

Многие рабочие помещения кажутся темными при внутренней освещенности 200 лк, поэтому минимальная рекомендуемая освещенность для длительной работы в одном рабочем пространстве составляет 200 лк независимо от легкости зрительного задания.

При создании осветительных систем иногда необходимо сочетать общее освещение и местное освещение, чтобы обеспечить повышенную освещенность на определенных участках. Оно может применяться для зрительных работ с мелкими деталями или для работ, предъявляющих особые требования, например направленность освещения. В обоих случаях дополнительное местное освещение может быть необходимым.

8.9 Мерцание и стробоскопический эффект

Свет, излучаемый любыми лампами, питающимися от сети переменного тока, характеризуется периодическими колебаниями, небольшими для ламп накаливания и люминесцентных ламп, но намного заметными для газоразрядных ламп. Эти колебания вызывают ощущение мерцания или стробоскопические эффекты, или оба вместе. Основные периодические колебания частотой 100 (120) Гц характерны для светового потока ламп, работающих на переменном токе частотой 50 (60) Гц. Эти колебания происходят очень быстро и редко могут быть замечены глазом. В некоторых люминесцентных лампах, однако, также присутствуют колебания частотой 50 (60) Гц, особенно возле электродов, на краях лампы, и некоторыми людьми воспринимаются как мерцание. Это ощущение можно устранить, прикрывая соответствующим образом концы люминесцентных ламп. Мерцание обычно усиливается в связи со старением люминесцентных ламп и может быть устранено регулярной заменой ламп.

Мерцание светового потока газоразрядных ламп, ртутных ламп высокого давления, метало - галогенных и натриевых ламп ощущается в большей степени для ламп в прозрачной колбе, чем для ламп в колбе с люминесцентными покрытиями.

Мерцание, вызванное непериодическими колебаниями напряжения питания, хотя обычно заметно, не представляет сложности.

Стробоскопический эффект, создаваемый вращающимися машинами и другими движущимися объектами, является помехой, если стробоскопическое изображение появляется на объекте, требующем постоянного внимания. Это может быть опасным, если дело касается вращающихся частей машины, создавая ложное впечатление малой скорости, неподвижности или даже вращения в противоположном направлении. Все это представляет потенциальный риск. Этого можно избежать, освещая вращающиеся узлы машин индивидуальными лампами накаливания. Однако стробоскопический эффект часто специально применяется для контроля.

Стробоскопический эффект может быть уменьшен распределением ламп на три фазы или использованием в люминесцентных лампах двойных цепей с фазовым сдвигом. Наиболее эффективным способом снижения эффектов мерцания и стробоскопических эффектов является питание ламп током высокой частоты.

Заключение

Практическая значимость результатов работы определяется следующим: Разработана цифровая измерительная система дефектов шва на базе матричных фотоприборов с зарядовой связью. Разработанное для измерительной системы алгоритмическое и программное обеспечение позволяет производить анализ первичного изображения в реальном масштабе времени. Внедрение в отделочное производство разработанной микропроцессорной системы измерения дефектов шва является начальным этапом автоматизации отделочного производства и позволит существенно повысить качество и сортность выпускаемой продукции.

Целью данной работы было исследование методов улучшения качества изображений.

В работе был проведен сравнительный анализ методов улучшения качества изображения. Самое главное, была разработана систематизация рекомендаций по применению рассмотренных методов, то есть теперь известно в каком случае требуется применить тот или иной метод обработки изображения.

Как уже ранее отмечалось, теории улучшения качества. Всё определяется конкретным методом обработки изображения с конкретными целями его преобразования.

В данной работе было рассмотрено большое количество методов по обработке изображений и программы, реализующие данные методы. Проведенные исследования показали, что невозможно выделить какой-то определенный метод повышения качества изображения. Все зависит, в первую очередь от самого изображения, и от того, какой результат необходимо достигнуть с помощью его обработки. Исходное изображение, которое подвергается обработке, может быть слишком светлым, либо слишком темным, или иметь другие недостатки, например, слабую контрастность или шумы. Именно от того, в каком состоянии находится изображение, зависит то, какой метод обработки будится применяться для достижения результата.

Никогда нельзя точно сказать, какой метод будет наиболее эффективным.

На конкретных изображениях с помощью программы MATLAB были смоделированы рассмотренные методы и проверены данные нами рекомендации. Проведенные эксперементальные исследования показали, что все предложенные в работе методы по обработке изображения могут дать достойные результаты.

Метод эквализации действительно оказался прост в своей реализации и показал свою эффективность на изображениях требующих проведения данного метода обработки. Результат демонстрирует высокое улучшение качества изображения.

Методы выделения краев и подчеркивания границ хорошо подошли для повышения качества изображения. Изменяя порог для определения принадлежности пикселя к границе, смогли добиться изображения, комфортного для восприятия. На некоторых изображениях пришлось перед началом применения метода осуществить устранение шумов.

Нужно заметить, что методы по устранению шумов на изображении зависят от природы шума.

Так, например, медианная фильтрация изображений показала эффективные результаты, где шум на изображении имеет импульсный характер. Восстановленное изображение лишь незначительно отличается от исходного изображения и значительно лучше, с точки зрения визуального восприятия, зашумленного изображения.

Методы реализованные с помощью операции сглаживания выявили определенный недостаток. Недостаток этого метода, в отличие от метода медианной фильтрации, состоит в том, что он привел к размыванию границ объектов изображения. Эти методы служат основой для построения других более сложных методов решения задач по устранению шумовой составляющей на изображениях.

Подводя итог, следует отметить, что универсальных методов по улучшению качества изображения нет и к обработке каждого изображения следует подходить индивидуально.

Список использованных источников

1.Антонью А. Цифровые фильтры анализ и проектирование / Под редакцией C.A. Попырко , - М.: Радио и связь, 1983.-320с.

2.Зайцев В.Е. Разработка и Исследование цифровой измерительной системы ./Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. СПБ 2000

3. Алиев Т.М. Быстродействующая система распознавания образов фигур произвольной формы на основе матричных Ш С // Тез. док. IV Всесоюз.совещ./Алтайский политехн.ин-т.- Барнаул: НИИ автоматизации производственных процессов, 1987.-с.57.

4. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л. Приемники оптического излучения: Справочник. - М.: Радио и связь ,1987,-296 с.,ил.

5. Анисимов A.A., Бурков А.П., Тарарыкин С.В. Микропроцессорная система контроля и регулирования плотности ткани //Тез.докл. Международной научно-технической конф. << Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве>>.-Иваново ,1996.-0 296-297.

6. Анисимов А.А Разработка цифровой системы контроля и регулирования плотности ткани ./Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. Иваново 1999 ,

7. Бутаков Е.А, Островский В.И., Фадеев И.Л. Обработка изображений на ЭВМ.; Радио и связь. 1986.250 с.

8. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений: Пер. с англ. Под ред. Т. Хуанга. М.: Радио и связь. 1984. 221 с,

10. Балдин Константин Васильевич. Управленческие решения [Текст]: учебник / К.В. Балдин, С.Н. Воробьев, В.Б. Уткин. - 4-е изд. - М. : Дашков и К°, 2007. - 494 с

Размещено на Allbest.ru

...