Дипломная работа: Проектирование трепанатора
г) умение чётко и ясно выражать свои суждения и аргументировать их.
Все представленные эксперты соответствуют представленным выше требованиям.
2) Определение уровня компетентности каждого из экспертов.
Коэффициент компетентности каждого i-го эксперта определим по формуле:
,
где kai – коэффициент аргументации i-го эксперта;
koci – коэффициент осведомлённости;
kamax=kocmax=1 – максимальные значения коэффициентов.
Данные о компетентности заносятся в таблицу 5.1.4.
Таблица 5.1.4 – Уровень компетентности i-го эксперта.
| Индекс | Ф.И.О. Эксперта |
kai |
koci |
kki |
| К1 | Плотников П.К. | 0.8 | 0.7 | 0.95 |
| К2 | Рамзаев А.П. | 0.9 | 1 | 0.75 |
| К3 | Черепанов Д.В. | 0.7 | 0.4 | 5.5 |
3) Проверка представительности экспертной группы.
,
где n=3 – количество экспертов, чел.
W=0.75.
Группа экспертов считается представительной, если выполняется условие: 0.66£W£1. Видно, что условие выполняется, следовательно группу экспертов можно считать представительной.
4) Степень весомости и важности показателя в изделии.
Оценка степени влияния показателя на уровень качества приведена в таблице 5.1.5.
В таблицу 5.1.6 занесены данные о степени весомости и важности показателей в изделии.
Квоj=
,
где К0j – общий j-ый показатель для всех экспертов.
Оценка степени влияния показателя на уровень качества
| Степень влияния показателя на уровень качества |
Оценка степени |
| Практически не влияет на уровень качества | 0 |
| Слабо влияет | 0.3 |
| Влияет | 0.5 |
| Сильно влияет | 0.8 |
| Необходим | 1 |
5) Степень осуществления j-го показателя в аппарате до и после модернизации записана в таблице 5.1.7.
6) Обобщённый показатель качества после модернизации аппарата:
,
где m=14 – число важных компонент.
62.81
Koj=
. Обобщённый
показатель качества до модернизации:
Степень весомости и важности показателя в изделии
где Kвij – оценки i-го эксперта по j-му важному компоненту.
1£j£18 – диапазон изменения важных компонент;
Kвоj – обобщённая оценка j-ой компоненты.
Степень осуществления j-го показателя до/после модернизации
где 0£Кij£10 – значения j-ых показателей для каждого i-го эксперта;
Koj – обобщённая оценка степени осуществления j-ой компоненты.
.
=51.9
Модернизация прибора оправдана, если выполняется следующее условие:
Цс+Цм£
,
где Цс=870 – цена аппарата до модернизации, руб.
870+237.35£
1053.087£1107.35
Видно, что условие выполняется, следовательно проведённая модернизация устройства для обработки биологических тканей экономически целесообразна.
Таким образом, компьютер во многих случаях заменит работу.
Сводные технико-экономические показатели
| Показатели |
Единицы измерения |
Результаты |
| Материальные затраты | руб. | 27.9 |
| Затраты на комплектующие изделия | руб. | 74.85 |
| Основная заработная плата | руб. | 149.72 |
| Дополнительная заработная плата | руб. | 29.94 |
| Отчисления на социальное страхование | руб. | 70.07 |
| Накладные расходы | руб. | 24.97 |
| Себестоимость модернизации одного изделия | руб. | 197.79 |
| Цена модернизации одного изделия | руб. | 237.35 |
| Уровень рентабельности | % | 20 |
| Стоимость конструкторских работ | руб. | 1638.65 |
| Капитальные затраты | руб. | 1638.65 |
| Годовой экономический прирост | руб. | 209040 |
| Чистый дисконтированный доход | руб. | 54883.92 |
| Цена аппарата после модернизации | руб. | 44857.35 |
| Потребляемая мощность | Вт | <503 |
| Средний срок службы до списания | лет | 4 |
| Масса | кг | 0.340 |
| Средняя наработка на отказ | ч | 2000 |
| Средняя интенсивность эксплуатации | ч/сутки | 8 |
| Объём выпуска | шт./год | 1500 |
5. Маркетинговые исследования
5.1 Общий анализ рынка и перспектив его развития
Устройство для обработки биологических тканей (в дальнейшем просто устройство) предназначен для хирургической обработки костных, хрящевых и мышечных тканей пациента.
Устройство изготавливается для нужд народного хозяйства и на экспорт.
Область применения – хирургические и стоматологические отделения клиник и больниц, частных стоматологических кабинетов и т.д.
Перспектива развития производства данного устройства в рамках Саратовской области:
- Саратов и Саратовская область богата крупными клиниками, специализированными больницами и другими специализированными медицинскими учреждениями, что позволяет судить о широком рынке сбыта данной продукции;
- существование в Саратове таких крупных приборостроительных предприятий как «Корпус», «Завода им. Серго Орджоникидзе», которые имеют в своей структуре отделы, занимающиеся непосредственно выпуском устройств медицинской техники, что позволяет использовать накопленный ими опыт и потенциал для освоения производства.
- В Саратове может вестись подготовка специалистов (И.Т.Р., производственных рабочих). Количество учебных заведений всевозможного уровня (ВУЗы, колледжи) как технических, так и гуманитарных направлений, и особенно интересующих нас медицинских, инженерных и стоматологических позволяет надеяться на успешное внедрение разрабатываемого устройства в сферу здравоохранения.
- Органы власти ведут поддерживающую политику в отношении внедрения производства новых изделий, что даёт возможность трудоустройства.
Негативные стороны развития производства:
- налоговая система тормозит развитие производства.
- Отечественная техника на несколько порядков уступает зарубежным аналогам (не учитывается дизайн изделий, особенности работы и условий эргономичности).
5.2 Мотивы и побуждения приобретения
Мотивом приобретения данного образца устройства для обработки биологических тканей являются следующие его достоинства:
1) масса аппарата (вместе с блоком питания и набором сменных инструментов) не превышает 300 грамм;
2) геометрические размеры устройства, его форма (разрабатывающаяся как более эргономичная и удобная) позволяют использовать его с наибольшей полезной отдачей в условиях хирургических и стоматологических операций;
3) в отличие от предыдущего образца, разрабатываемое устройство питается от бытовой сети (220 В, 50 Гц);
4) при том, что геометрические размеры устройства уменьшены почти вдвое, импульс удара не уменьшился, что не позволяет сомневаться в его используемости.
5.3 Методы и структуры сбыта
Данный прибор рассчитан на узкий круг потребителей, т. к. является специфическим товаром. Поэтому применительным является прямой метод сбыта, т.е. когда отсутствуют посредники, а связь идёт непосредственно между производителем и покупателем (потребителем).
Это связано с тем, что желательно избегать затрат на посреднические услуги.
5.4 Методы продвижения товара и рекламная поддержка
Для формирования положительного образа и товара, а также формирования спроса и стимулирования сбыта, используем также основные элементы коммуникативной политики как реклама и личная продажа.
Использование личной продажи в данном случае заключается в сокращении бесполезной аудитории, так как устройство не является товаром широкого потребления.
Для реализации личной продажи на предприятии вводится такая структурная единица, как отдел продаж, где работают люди, разбирающиеся не только в экономических дисциплинах, но и знающие технологию изготовления, производство в целом и каждую конкретную модель со всеми её параметрами.
Реклама медицинской техники должна давать полное представление о товаре, поэтому рекламные средства в данном случае могут быть следующими:
- Проведение различных семинаров и конференций медицинской тематики с раздачей бесплатных брошюр, прайс-листов, проспектов;
- Использование средств связи: почты, телеграфа и т.д. Печатная иллюстрированная продукция должна содержать полный комплекс информации о продукте;
- Участие в тематических выставках и ярмарках.
6. Безопасность разрабатываемого технического устройства
6.1 Техническая безопасность (электробезопасность) устройства для обработки биологических тканей
Известно, что электрический ток, проходя через организм человека, оказывает отрицательное (термическое, электролитическое и биологическое) воздействие. Это многообразие воздействия электрического тока нередко приводит к электротравмам, которые можно свести к двум видам: местным электротравмам и общим электротравмам.
Местные электротравмы – это четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Различают следующие местные электротравмы:
– электрические ожоги – могут быть вызваны протеканием тока через тело человека (токовый или контактный ожог), а также воздействием электрической дуги на тело человека (дуговой ожог).
– электрические знаки – четко очерченные пятна серого или бледно желтого цвета диаметром 1 – 5 мм на поверхности кожи человека, подвергшегося действию электрического тока.
– металлизация кожи – это проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги.
– механические повреждения являются следствием резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, вывихи суставов или даже переломы костей.
– электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетового излучения
электрической дуги.
На силу поражения электрическим током оказывает влияние частота электрического тока, сила тока и длительность воздействия. Наиболее опасной является промышленная частота (50 Гц). Человек начинает чувствовать ток данной частоты при значении 0,6 – 1,5 мА. Ток 10 – 15 мА вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц (неотпускающий ток). При силе тока 25 – 50 мА наступает нарушение дыхания. При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние и на мышцу сердца, при длительности более 0,5 с ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца.
Отсюда следует, что для электробезопасности пациента и обслуживающего персонала необходимо предотвращение следующих явлений: протекания тока опасной величины через тело человека и воздействия электрической дуги на человека. Эти явления предотвращаются использованием низкого напряжения питания устройства (24В) и отсутствием в конструкции элементов, могущих вызвать явление электрической дуги при работе устройства. При проведении операции хирург и пациент непосредственно контактируют с металлическим корпусом прибора. Корпус прибора заземлен см. рис
Заземление корпуса устройства, корпуса блока питания исключает поражение электрическим током пациента и обслуживающего персонала.
6.2 Экологичность устройства для обработки биологических тканей
Экологичность устройства заключается в отсутствии загрязнения окружающей среды отходами работы устройства и возможностью утилизации устройства по истечению срока службы.
Конструкция устройства предусматривает применение материалов, не выделяющих при работе вредных веществ в атмосферу. При стериализации устройства перед операцией не допускается использование химических растворителей и токсических веществ, вредных для здоровья. Также путем применения соответствующих технологий утилизации отходов возможна почти полная переработка компонентов устройства (радиодеталей с выделением драгоценных металлов, переплавка металлических деталей и т.д.). Электромеханические устройства обычно являются источником повышенного шума и вибраций. В данном устройстве для снижения шума применяются направляющие с подшипниками скольжения. Ударная пара боек-наковальня находится внутри герметичного корпуса. Такое конструктивное решение обеспечивает снижение уровня шума на величину порядка 10 дБ.
6.3 Устройство для обработки биологических тканей как источник чрезвычайной ситуации (пожаробезопасность устройства для обработки биологических тканей)
Пожары представляют большую опасность для работающих и могут причинить огромный материальный ущерб.
Пожарная безопасность может быть обеспечена мероприятиями противопожарной профилактики и активной пожарной защиты.
Причины пожаров технического характера и соответствующая им частота случаев (%) следующие:
Нарушение технологического режима 33%
Неисправность электрооборудования 16%
Самовозгорания 13%
Несоблюдение графика планового ремонта,
износ и коррозия 10%
Конструктивные недостатки оборудования 7%
Ремонт оборудования на ходу 2%
Видно, что наибольшее число возникновения пожаров происходит от нарушения технологического режима, т.е., нерушения правил использования оборудования, в связи с чем эффективной мерой предотвращения пожаров является допуск к работе с устройством только квалифицированного персонала и проведение регулярного инструктажа с персоналом. Также важной мерой является регулярная проверка и правильный монтаж электрооборудования. Технологически это достигается правильной изоляцией и подключением электросетей, выбором провода соответствующего сечения. Защита от самовозгораний сводится к своевременной уборке материалов, подверженных самовозгоранию (напр., промасленной ветоши) после очередной профилактики устройства. Недопустима также эксплуатация устройства в изношенном или поврежденном состоянии, необходимо регулярное проведение профилактики устройства и своевременного ремонта. Кабинет, где установлено устройство должен быть оборудован углекислотным огнетушителем и электрическая сеть кабинета должна иметь местный рубильник, пожарную сигнализацию и аварийное освещение.
Заключение
1. По разработанным чертежам изготовлен и апробирован блок питания и ЛЭМД
2. Устройство для обработки биологических тканей, модернизация которого проведена в процессе дипломного проектирования, приобрело такие положительные качества, отсутствовавшие у предыдущего образца, как меньший диаметр (около 60 ти миллиметров у старого образца, и 30 миллиметров у нового), что делает его более удобным и применимым на практике в условиях хирургических операций на костных тканях, а также в стоматологии и даже в процессе проведения косметических операций;
Питание устройства происходит от стандартной сети (220 В, 50 Гц), для чего был спроектирован и рассчитан блок питания, включающий в себя также фильтр от помех в сети, делающий работу устройства более надёжной;
Устройство сохранило такие немаловажные положительные качества, как достаточный импульс удара, возможность замены инструмента;
Спроектированное устройство отвечает всем требованиям, предъявляемым к электро – медицинским приборам (выходное напряжение с блока питания – 27 В).
В пояснительную записку к проекту включены исследования по организационно – экономической части, безопасности устройства, технологии, а также произведён патентный поиск на предмет существующих трепанаторов и линейных двигателей.
Ещё одно немаловажное исследование экономических показателей модернизированного устройства показало, что его производство на малом приборостроительном предприятии более выгодно, ибо его себестоимость меньше (за счёт уменьшения расхода материала и трудоёмкости работы при его производстве).
Литература
1. Агаронянц Р.А. Динамика, синтез и расчет электромагнитов. – М.: Наука, 1967. – 269 с.
2. А.с. №540631 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки костей / Болдырев Р.Н., Воинов В.П, Мулюков К.И., Кацнельсон Н.Б., Купряшкин Е.А., 1976.
3. А.c. №578062 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки костей / Воинов В.П., Болдырев Р.Н., Мулюков К.И., 1980.
4. А.с. №688187 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки костей / Воинов В.П., Ведерников Н.М., Болдырев Р.Н., 1981.
5. А.с. №860753 СССР, А61В 17/16, Устройство для обработки костей / Воинов В.П., Ведерников Н.М., 1981.
6. А.с. №895419 СССР, МПК А61В 17/16. Устройство для обработки костей / Воинов В.П., Бучин В.Г., 1982.
7. А.с. №925326 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки костей / Шумада И.В., Яворский Ю.Д., Катонин К.И., 1982.
8. А.с. №836353 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки костей / Ведерников Н.М. Воинов В.П., Бучин В.Г., 1982.
9. А.с. №950358 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для трепанации костей черепа / Зененов Е.С., 1982.
10. А.с. №969258 СССР, МПК А61 В 17/16, Ультразвуковое устройство для механической обработки костных тканей / Григорьев А.М., Крючок А.Г., 1982.
11. А.с. №1144695 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки костных тканей / Цыбульский А.П., Репин В.А., 1985.
12. А.с. №1152577 СССР, МПК А61В 17/16, Двигатель колебательный пневматический ротационный для хирургических инструментов / Зененов Е.С., Кильнинов А.А., 1985.
13. А.с. №1153897 СССР, МПК А61В 17/16, Механизированный инструмент для резания костных тканей / Сабатов В.Х.; Репин В.А., 1985.
14. А.с. №1245304 СССР, МПК А61В 17/16, Устройство для разрезания костных тканей / Сабитов В.Х., Репин В.А., 1986.
15. А.с. №1245305 СССР, МПК А 61 В 17/16 А1. Устройство для разрезания костных тканей / Сабитов В.Х., Репин В.А., 1986.
16. А.с. №1498472 СССР, А61B 17/16, Зубоврачебный инструмент / Шаровецкий Г.Г., 1989.
17. Близняков Л.В. Краткий справочник технолога машиностроителя и мастера механических цехов. – Рязань: Рязан.книж. из-во, 1963. – 310 с.
18. Бочарова М.Д. Электротехнические работы Б.С. Якоби. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. – 232 с.
19. Волчек В.И. Основы отаринтологии. – Ленинград, 1939.
20. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. – Л. Машиностроение, 1984. – 480 с.
21. Заплетохин В.А. Конструирование соединений деталей в приборостроении. Справочник. – Л.: Изд-во Лен.ун-та, 1974.
22. Заплетохин В.А. Конструирование соединений деталей в приборостроении. Справочник. – Л.: Машиностроение, 1985. – 223 с.
23. Иванов В.И., Дуйденко Б.Н., Тлегенов Ш.К. Расчет энергии разрушения при дроблении кости // Известия ВУЗов «Пищевые технологии», 1988. – №2. – С117–118.
24. Кнетс И.В. и др. Деформирование и разрушение твердых биологических тканей. – Рига: Зинатне, 1980. – 319 с.
25. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Политехника, 1990. – 272 с.
26. Патент №2012251 России, МПК А61В 17/16, Электромеханическое устройство для резания костных тканей, остетотомии, введения и извлечения штифтов при остеосинтезе и для массажа / Бородин В.В., 1992.
27. Патент №2102018 России, МПК А61В 17/16, Устройство для обработки тканей / Рамзаев А.П., Рогова Е.Г., Ходаковский А.В., 1998.
28. Тер-Акопов А.К. Динамика быстродействующих электромагнитов. – М.: Энергия, 1965. – 230 с.
29. 175.658.305 Хирургическое буровое долото программы маршрутизации.
30. 185.638.290. блок, составляющий шпиндель бора для расширения отверстий и бор для расширения отверстий для хирургии.
31. 195.591.170. Костно – мозговое рассечение кости.
32. 345.376.092. Бор для расширения отверстий для формирования углублений кости.
33. 485.055.105 Буровое долото костного сверла.
34. 594.884.571. Черепной перфоратор с повторно используемым режущим сегментом.
35. 694.600.006 Черепной перфоратор.
