НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
Факультет електроніки

Затверджую
Декан факультету електроніки
(назва інституту/факультету)
_________  В.Я. Жуйков
(підпис)                     (ініціали, прізвище)
«____»___________ 20__ р.
_________  ___________________
(підпис)                     (ініціали, прізвище)
«____»___________ 20__ р.

Моделювання технічних систем та технологічних процесів - 2
(назва та код кредитного модуля)
Робоча Програма
кредитного модуля

підготовки                    бакалаврів
(назва освітньо-кваліфікаційного рівня)
напряму - 6.050902  «Радіоелектронні апарати»
(шифр і назва)
спеціальність 7.05090201   «Радіоелектронні апарати та засоби»
(шифр і назва)
форми навчання  денна
(денна/заочна)

Ухвалено методичною комісією
факультету електроніки
(назва інституту/факультету)
Протокол від _____20__ р. № ___
Голова методичної комісії
_________  ___________________
(підпис)                     (ініціали, прізвище)
«____»___________ 20__ р.

Київ – 2014

Робоча програма кредитного модуля «Моделювання технічних систем та технологічних процесів - 2»
(назва кредитного модуля)
для студентів за напрямом підготовки 6.050902  «Радіоелектронні апарати»,
програми професійного спрямування  «Радіоелектронні апарати та засоби»,
освітньо-кваліфікаційного рівня «Бакалавр», за денною формою навчання
складена відповідно до програми навчальної дисципліни «Моделювання технічних систем та технологічних процесів».
(назва навчальної дисципліни)

Розробник робочої програми:

Робочу програму затверджено на засіданні кафедри
«Конструювання електронно-обчислювальної апаратури»
(повна назва кафедри)
Протокол від «11» червня  2014  року № 22

Завідувач кафедри
_________                   О.М. Лисенко
(підпис)                                                            (ініціали, прізвище)
«___»_______________2014  р.

Ó  НТУУ «КПІ», 2014  рік
Ó  НТУУ «КПІ», 20__ рік

1. Опис кредитного модуля

Навчальна дисципліна належить до циклу дисциплін самостійного вибору навчального закладу.
Предмет навчальної дисципліни: «Методи і моделі  дослідження станів складних багатофакторних технічних систем та технологічних процесів».
Міждисциплінарні зв’язки.  До забезпечуючих дисциплін належать “Імовірнісні основи обробки даних”, “Вимірювальні перетворювачі фізичних величин”. У свою чергу дана дисципліна забезпечує необхідними знаннями студентів для вивчення таких дисциплін, як “Оптимізація  та  прийняття проектно-конструкторських рішень”, “Математичне моделювання процесів і систем”.

2. Мета та завдання кредитного модуля
2.1. Мета кредитного модуля:

• вивчення та засвоєння основ дисперсійного та аналізу як методу дослідження складних багатофакторних технічних систем і процесів;
• вивчення методів апріорного моделювання виробничого експерименту та побудови формальної моделі за його результатами;
• реалізація планів екстремальних станів технічних систем та технологічних процесів, синтез та аналіз моделей другого порядку;
• оптимізація режимів функціонування технічних систем та технологічних процесів.

2.2. Основні завдання кредитного модуля.
Після засвоєння кредитного модуля студенти мають продемонструвати такі результати навчання:
знання: алгоритму дисперсійного аналізу як методу наукового дослідження технічних систем і технологічних процесів, методів статистичної оцінки екстремальних станів технічної системи, планування і проведення виробничого експерименту за планами другого порядку;
уміння: визначати значущість виробничих факторів, що мають якісний характер, проводити апріорне моделювання, використовувати набуті знання для якісного аналізу виробничої задачі, формалізації вихідних даних для моделювання фiзико-технологiчних станів  сучасних процесiв виробництва  та експлуатації електронної апаратури,  особливостi  функцiонування ЕА, оцінки результатів моделювання;
досвід: формулювання задачі на дослідження технічної системи, визначення області моделювання у просторі станів, синтез моделі складного об’єкту, оптимізація станів ТС та ТП, використання моделі для систем підтримки і прийняття рішень.
Рівень оволодіння навчальним матеріалом студенти підтверджують виконанням звітів з практичних завдань, розрахунково-графічної роботи, семестрової атестації.
3. Структура кредитного модуля

4. Лекційні заняття

5. Практичні заняття
На практичних заняттях студенти використовують набуті знання для вирішення практичних задач щодо синтезу та моделювання станів складних технічних систем, у тому числі метрологічних характеристик вимірювальних перетворювачів. Рекомендована тематика практичних занять наступна.

1. Однофакторний  дисперсійний аналіз технологічних систем.
2. Двофакторний  дисперсійний аналіз технологічних систем.
3.  Аналіз виконання практичних зхавдань.
4. Моделювання ТС поблизу квазістаціонарної точки факторного простору.
5. Центральне ортогональне планування виробничих процесів.
6. Некомпозиційні плани другого порядку. Аналіз виконання практичних завдань.
7. Методи визначення оптимальних режимів функціонування ТС.
8. Заключне заняття. Підсумковий рейтинг.

5. Семінарські заняття
Не передбачені НП.
6. Лабораторні заняття (комп’ютерний практикум)
Не передбачені НП.
7. Самостійна робота

Додаткові завдання на СРС.

• Моделювання багатофакторних технічних систем.
• Особливості дослідження виробничих процесів.
• Розвиток управління якістю продукції на виробництві.
• Статистичні гіпотези і їх підтвердження.
• Реалізація плану дробного факторного експерименту.
• Апріорне моделювання виробничих процесів.
• Екстремальні плани виробничих експериментів.
• Методи оптимізації виробничих програм.
• Дискретне програмування як метод дослідження технічних систем.

8. Індивідуальні завдання
Метою індивідуальних завдань є поглиблена підготовка у вивченні окремих розділів і тем навчальної програми при виконанні розрахунково-графічної роботи, передбаченою навчальним планом.

9. Контрольні роботи
Навчальним планом передбачено 1модульно-контрольна робота. За необхідністю може бути проведено декілька  контрольних робіт з метою отримання  інформації про якість засвоєння студентами окремих розділів навчальної програми та посилення об’єктивного фактору в оцінюванні знань.
Кожний варіант контрольних завдань на ККР містить розрахункову задачу за розділами дисципліни, які виносяться на контрольне опитування. Формулювання задач стосується практичних питань по матеріалам лабораторних робіт та матеріалам, які пропонувалися студентам на самостійну роботу. Нижче наведено перелік питань, з яких складаються варіанти контрольних завдань та посилання на літературу, яка рекомендована для самостійної підготовки студентів до КР.

 1. Побудова математичної моделі активного виробничого експерименту і її статистична оцінка.
Для самостійної підготовки рекомендується наступна література:

• Спиридонов А.А.  Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981.
• Яганов П.О. Регресійний аналіз багатофакторних технічних систем. Тексти лекцій. –   К.: ВПК ВПІ „Політехніка”, 2006. – 36 с.

2. Однофакторний дисперсійний аналіз.
Для самостійної підготовки рекомендується література:

• Хартман К. и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977.

3. Моделі квазістаціонарної області станів технологічних систем. Ортогональні центральні композиційні плани. 
Для самостійної підготовки рекомендується наступна література:

• Спиридонов А.А.  Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981.
• Хартман К. и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977.

4. Визначення оптимальних режимів функціонування технічних систем. Метод лінійного програмування.
Для самостійної підготовки рекомендується література:

• Кузнецов А.В., Новикова Г.И., Холод Н.И. Сборник задач по математическому программмированию. – Мн.: Выш. шк., 1985.
• Цегелик Г.Г. Лінійне програмування. – Львів: Світ, 1995. 

10. Рейтингова система оцінювання результатів навчання
Підсумкова оцінка з семестрового контролю визначається рейтингом успішності кожного студента окремо. Рейтинг студента складається з балів, які він отримує за поточну роботу протягом семестру. Рейтингові оцінки наведено в таблиці 1.
Таблиця 1.

*) Виконаний згідно з вимогами оформлення звіт з ПЗ містить незначні арифметичні чи методологічні помилки, які легко усуваються.
**) Протокол ПЗ оформлений з порушенням методичних вимог, причинно-наслідкові зв’язки між вихідними даними і отриманим результатом недостатньо аргументовані (сумнівні або помилкові).
***) -1... +1 бали: КР містить грубі арифметичні помилки, проміжні результати і відповідь невірні.
Розрахунок шкали (R)  рейтингу:
Максимальна сума   вагових  балів   протягом  семестру  складає (див. Табл. 1):
RС  = П.1 + П.3 + П.4 + П.9 + П.10 + П.11 = (10 … 20) + 20 + 15 + 15  = 60 … 85 балів.  Екзаменаційна складова шкали  40 … 15 %  від  RС, а саме RE = 40 … 15 балів.   Таким чином, рейтингова шкала з дисципліни складає  R = RС + RЕ = 100 балів. Необхідною умовою допуску до екзамену є:

• зарахування усіх розрахункових індивідуальних завдань;
•  виконана РГР;
• стартовий рейтинг (rC) не менше 50 балів.

Враховуючи  розмір шкали RЕ = (40 … 15) балів, складаються критерії екзаменаційного оцінювання з визначенням 5  рівнів. Для отримання студентом відповідних оцінок (ECTS  та традиційних) його рейтингова оцінка                       R визначається згідно з таблицею:

Оцінку з дисципліни „задовільно” або „добре” студент може отримати за результатами семестрового контролю.
11. Методичні рекомендації
Методика вивчення даної дисципліни враховує як специфіку дисципліни, так і той факт, що вона викладається на 4-му курсі підготовки бакалаврів. 
Студенти 4-го курсу вже володіють достатнім арсеналом знань, умінь та навичок за обраним фахом, які вони здобули на попередніх курсах професійної підготовки у вузі. Це дає змогу посилити елементи самостійності у вивченні дисципліни, а також спиратися у викладанні на предмети, суміжні з даним. Враховуючи ці обставини, при вивченні дисципліни значна увага приділяється розгляду виробництва як технологічної системи. Студенти опановують елементи системного аналізу та комплексного підходу у вирішенні виробничих задач, формулюють ці задачі в символах, зручних для комп’ютерного моделювання, аналізують та оптимізують знайдене рішення. Студентам надається можливість самостійної роботи на комп’ютерах для виконання завдань лабораторного практикуму та завдань на розрахунково-графічну роботу.
Деякі теми навчального плану дотикаються відповідних тем забезпечуючих дисциплін. Це стосується  окремих розділів дисциплін “Спецрозділи математики”, “ Теорія прийняття та оптимізація проектно-конструкторських рішень”. При цьому наголос робиться на використання математичних методів до розв’язку конкретних практичних задач.
Слід вважати за доцільне окремим студентам надавати індивідуальні завдання на розробку тих чи інших інструментальних програм проектування, а також розробку цифрових систем підвищеної складності. Подібні теми можуть бути продовжені як теми дипломних проектів та теми магістерських робіт. Найбільш вдалі рішення можуть бути рекомендовані до опублікування.

Доцільно рекомендувати також виконання окремих комплексних робіт найбільш продуктивним групам  студентів (2 – 3 чол.). Такі групові роботи дуже корисні для тих студентів, які схильні до творчості, моделювання ситуацій, наближених до виробничих.         
12. Рекомендована література
12.1. Базова
1. Налимов В.В. Теория эксперимента.- М.: Наука, 1971.
2. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экспериментальных данных.- М.: Наука, 1965.
3. Сборник задач и упражнений по технологии РЭА / Под ред. Е.М. Парфенова.- М.: Высш. школа, 1982.
4. Спиридонов А.А.  Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981.
5. Львович Я.Е.,  Фролов В.Н.  Теоретические основы конструирования, технологии и надежности РЭА:  Учеб. пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1986.- 192 с.: ил.
6. Цегелик Г.Г. Лінійне програмування. – Львів: Світ, 1995.
7. Яганов П.О. Регресійний аналіз багатофакторних технічних систем. – К.: НТУУ „КПІ”, 2006. – 36 с.

12.2. Допоміжна

1. Спеціальні розділи вищої математики. Теорія ймовірностей та математична статистика ( конспект лекцій для студентів спеціальності 7091001 - конструювання і технологія електронно-обчислювальних засобів). Укл.  Ю.М. Калніболотський, О.О. Юнькова,  П.О. Яганов. - К.: КПІ , 1996. - 68 с.
2. Сирл С., Госман У. Матричная алгебра в экономике. М.: Статистика, 1974.
3. Исикава К. Японские методы управления качеством. М.: Экономика,1988.
4. Шонбергер  Р. Японские методы управления производством. М.: Экономика,1988.
5. Никсон Ф. Роль руководства предприятия в обеспечении качества и надёжности. М.: Издательство стандартов, 1990.

13. Інформаційні ресурси