• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2018/2019

Методы поиска технических решений

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения: Full time
Язык: русский
Кредиты: 4

Программа дисциплины

Аннотация

Курс направлен приобретение знаний, умений и практических навыков в области анализа и синтеза новых технических решений на начальных стадиях проектирования технических систем (ТС). Особое внимание уделяется системному, функциональному, структурному и параметрическому представлению ТС, методам многокритериального выбора технических решений, закономерностям развития ТС, эвристическому синтезу новых технических решений. Основные положения дисциплины предназначены для использования при выполнении проектных работ, междисциплинарной курсовой работы и при подготовке выпускной квалификационной работы. При обучении предусмотрен контроль знаний студентов в виде учета активности студентов на семинаре, домашнего задания, коллоквиума и экзамена.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Развитие абстрактного, ассоциативно-образного и систематического мышления при решении инженерных задач.
  • Развитие способности творческого мышления при синтезе новых технических систем.
  • Формирование способности целенаправленного поиска и выбора новых технических решений.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: основные понятия развития технической сферы.
  • Уметь: формулировать потребности человеческого общества, потребительские функции и цели создания технической системы (ТС).
  • Знать: основные понятия теории технических систем (ТС), представления ТС в виде системной и аспектов структурных моделей, системное описание фундаментальных функций. классификацию свойств, общесистемную модель функционирования ТС.
  • Уметь: формулировать назначение ТС. определять и описывать основные структуры ТС, выявлять окружение ТС, представлять вербальные описания устройства и принципа действия ТС в виде структурных и параметрических моделей.
  • Владеть: методикой представления ТС в виде аспектов структур и иерархической структуры параметров.
  • Знать: основные понятия многокритериального выбора технических решений (МВТР), системную модель МВТР, классификацию методов МВТР, методику МВТР по обобщенному критерию, принципы оптимальности МВТР. формы обобщенных критериев.
  • Уметь: назначать критерии выбора ТР и определять их важность, находить эффективные варианты ТР по Парето, осуществлять МВТР по обобщенному критерию.
  • Владеть: методикой МВТР по обобщенному критерию.
  • Знать: критерии и виды закономерностей развития ТС, этапы вытеснения человека из технического мира.
  • Уметь: использовать закономерности развития ТС при совершенствовании ТР.
  • Знать: классификацию методов поиска технических решений (МПТР), стратегии поиска новых ТР, эвристические МПТР, системную модель эвристического синтеза ТР, постановку задачи и стадии структурного синтеза ТС, закономерности строения ТС.
  • Уметь: формулировать цели разработки ТС, выполнять синтез работоспособных и допустимых структур ТС. синтезировать новые ТР на базе закономерностей развития ТС.
  • Владеть: правилами синтеза ТР исходя из закономерностей развития ТС, методом морфологического синтеза и анализа ТР.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Введение
    Тема 1. Понятие о потребности человека и общества. Виды потребностей. Формулировка потребности. Потребительское действие: понятие. Функции человека и технической системы (ТС). Свойства и признаки ТС. Требования к ТС. Параметрическое развитие ТС. Потребность и цель создания технической системы (ТС)
  • Раздел 2. Элементы теории технических систем
    Тема 2. Системная модель ТС. Основные понятия: функция, структура, свойства, окружение ТС, входные и выходные воздействия. Окружение ТС. Функционирование ТО: Общесистемная модель функционирования ТС. Операторы выхода и переходов. Математическая модель функционирования. Принцип действия ТС. Тема 3. Воздействия и потребительские действия. Физико-технические эффекты как основа потребительских действий. Функция ТС: классификация. Потребительская и техническая функция. Системное представление обобщенных функций. Представление множества описаний функций. Главная полезная функция. Функционально-структурный подход. Тема 4. Структура ТС. Представление ТС в виде семантических графов. ТС как сложная иерархическая структура. Иерархической структуры связей свойств Виды структур: иерархическая, потоковая, физического принципа действия, функциональная, морфологическая, абстрактная элементная, элементная, пространственная, геометрическая, графическая, размерная. Отношения между структурами.
  • Раздел 3. Многокритериальный выбора ТС
    Раздел 3 Основы многокритериального выбора ТС Тема 5. Понятие о выборе ТС. Системная модель многокритериального выбора ТР. Понятие о критерии. Шкалы измерения критериев. Нормализация критериев. Оценка вариантов: методы. Проблема многокритериальности выбора. Решающее правило: эвристический и формальный подход. Тема 6. Система предпочтений ЛПР. Принципы оптимальности и формы обобщенного критерия многокритериального выбора: аддитивный. мультипликативный, метрический. Условия существования критериев. Критерий Вальда. Методы назначения весовых коэффициентов критериев. Метод попарных сравнений. Граф предпочтений. Тема 7. Классификация методов многокритериального выбора ТС. Общая схема выбора. Эффективные варианты и их свойства Множество Парето-Эджворта. Нахождение области Парето. Лексикографический метод выбора. Постановка задачи многокритериального выбора по обобщенному критерию. Методика многокритериального выбора по обобщенному критерию.
  • Раздел 4. Закономерности развития ТС
    Тема 8. Закономерность прогрессивной эволюции ТС: критерий развития; фазы развития; Логистическая кривая развития ТС. Закономерность стадийного развития техники; основные стадии. Тема 9. Закономерности развития: повышения динамичности и управляемости ТС; перехода с макроуровня на микроуровень; перехода ТС в надсистему; неравномерности развития частей ТС; свертывания - развертывания ТС; развития взаимодействий на уровне функциональных единиц.
  • Раздел 5. Эвристический синтез новых технических решений
    Тема 10. Классификация методов поиска технических решений: ненаправленные, направленные; групповые, индивидуальные; систематические, несистематические. Стратегия интуитивного поиска - несистематические ненаправленные методы: мозгового штурма, синектика, приемы аналогий, метод гирлянд и метафор. Стратегия систематизированного поиска - систематические ненаправленные методы; Метод морфологического анализа и синтеза, метод Коллера, Методы контрольных вопросов. Стратегия упорядоченного направленного поиска. Систематические - направленные методы: ТРИЗ, параметрический метод разрешения противоречий, комплексный метод. Связь между стратегиями поиска. Выбор методов поиска. Тема 11. Понятие о структурном синтезе ТС. Общие принципы эвристического синтеза ТС на основе системного подхода. Элементная база ТС. Системная модель эвристического синтеза новых ТР. Проблемная ситуация. Цель структурного синтеза. Стратегии эвристического синтеза ТР. Действия разработчика в структурном синтезе. Ресурсы разработчика. Общая постановка задачи синтеза структур ТС. Обобщенная схема решения задачи синтеза ТР. Тема 12. Элементарные и производные типы ТС. Закономерности строения ТС. Функциональная полнота, проводимость рабочего воздействия, совместимость и совместность связей и отношений структурных элементов и свойств. Простейшая структура типов ТС. Стадии структурного синтеза ТС: синтез всевозможных структур, синтез работоспособных структур, синтез допустимых структур, синтез вариантных структур. Тема 13. Синтез физических принципов действия (ФПД) ТС. Структура описания физико-технического эффекта. Синтез ФПД методом наращивания: стадии синтеза. Качественная и количественная совместимость физико-технических эффектов. Синтез ФПД ТС методом морфологического анализа и синтеза. Тема 14. Синтез новых ТР исходя из закономерностей развития ТС. Стадии поиска новых ТР исходя из закономерностей развития. Синтез новых ТР на уровне функциональных единиц.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Активность на семинарах
  • неблокирующий Коллоквиум
    Проводится в конце 1 модуля
  • неблокирующий Домашнее задание ч.1 «Анализ технических объектов методами структурного моделирования»
    Конкретный технический объект домашнего задания ч.1 выбирается по согласованию с преподавателем.
  • неблокирующий Домашнее задание ч.2 «Многокритериальный выбор технических систем по интегральному критерию»
    Конкретный технический объект домашнего задания ч.2 выбирается по согласованию с преподавателем.
  • неблокирующий Домашнее задание ч.3 «Синтез технических решений методом морфологического анализа и синтеза»
    Конкретный технический объект домашнего задания ч.3 выбирается по согласованию с преподавателем.
  • неблокирующий Экзамен
    Итоговый экзамен по дисциплине проводится в форме устного экзамена в конце изучения курса после 2 модуля. После ответа студента преподаватель может ему задать уточняющие вопросы по тематике билета. В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: УК-1, УК-3, УК-5, УК-6, УК-9, ПК-1, ПК-24.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.1 * Активность на семинарах + 0.1 * Домашнее задание ч.1 «Анализ технических объектов методами структурного моделирования» + 0.1 * Домашнее задание ч.2 «Многокритериальный выбор технических систем по интегральному критерию» + 0.1 * Домашнее задание ч.3 «Синтез технических решений методом морфологического анализа и синтеза» + 0.1 * Коллоквиум + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • - Ногин В.Д. — Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход - Издательство "Физматлит" - 2005 - ISBN: 5-9221-0517-5 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/59371
  • - Половинкин А.И. — Основы инженерного творчества - Издательство "Лань" - 2019 - ISBN: 978-5-8114-4603-2 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/123469
  • Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике : математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций: учеб. пособие для вузов, Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н., 2015

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Мадера, А. (2014). Принятие Решений В Условиях Неопределенности При Актуализации В Будущем Множества Возможных Шансов И Рисков. МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЖУРНАЛ ПРИКЛАДНЫХ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, 4.
  • Под общ. ред. Застела М.Ю-РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 3-е изд., пер. и доп. Учебное пособие для бакалавриата и магистратуры-М.:Издательство Юрайт,2019-495-Бакалавр и магистр. Академический курс-978-5-534-06598-5: -Текст электронный // ЭБС Юрайт - https://biblio-online.ru/book/radiotehnicheskie-sistemy-441395
  • Системный анализ, оптимизация и принятие решений : учебник для студентов высших учебных заведений / В.А. Кузнецов, А.А. Черепахин. — М. : КУРС : ИНФРА-М, 2017. — 256 с. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/636142
  • Творчество: системный подход, законы развития, принятие решений, Абовский Н. П., 1998