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

Методология инновационного инженерного проектирования

Статус: Курс по выбору (Инжиниринг в электронике)
Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника
Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль
Формат изучения: Full time
Прогр. обучения: Инжиниринг в электронике
Язык: русский
Кредиты: 4

Программа дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника», обучающихся по магистерской программе «Инжиниринг в электронике».
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целями освоения дисциплины «Методология инновационного инженерного проектирования» являются: - формирование системного междисциплинарного мышления и самостоятельности при проектировании технических систем; - развитие способности творческого мышления при решении проблемных инженерных задач; - формирование способности планомерного целенаправленного поиска и обоснованного выбора новых эффективных инженерных решений в условиях неопределенности постановки задачи и неоднозначности результатов решения.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • знать основные понятия и термины инновационного инженерного проектирования; представления сложную техническую систему (ТС) в виде структурных моделей и иерархической структуры связей параметров;
  • знать методику многокритериального выбора и оценки технико-экономической эффективности новаций на основе метода анализа иерархий;
  • знать системное описание проблемной ситуации, методику формирования дерева целей проектирования сложной ТС;
  • знать системную модель инновационного проектирования ТС, стратегии инновационного проектирования;
  • знать классификацию эвристических методов поиска технических новаций:
  • знать закономерности развития и строения ТС, методы поиска новаций исходя из закономерностей развития ТС;
  • знать основы синтеза структурных схем ТС
  • знать понятия о противоречиях в ТС, методику выявления технических и физических противоречий в ТС, основные подходы к разрешению противоречий.
  • уметь представлять вербальные описания ТС в виде структурных и параметрических моделей, формулировать основные технико-экономические требования к ТС,
  • уметь проводить оценку технико-экономической эффективности новаций в сложных ТС;
  • уметь анализировать проблемную ситуацию;
  • уметь формулировать цели проектирования;
  • уметь осуществлять объективный многокритериальный выбор элементной базы в сложных ТС;
  • уметь синтезировать технические новации на базе эвристических методов поиска;
  • уметь выявлять и разрешать технические и физические противоречия в сложных ТС
  • владеть методикой анализа проблемной ситуации;
  • владеть методикой формирования дерева целей проектирования;
  • владеть методами поиска новаций исходя из закономерностей развития ТС;
  • владеть методикой синтеза новаций на уровне функциональных единиц:
  • владеть методикой выявления и разрешения противоречий при проектировании;
  • владеть методикой оценки технико-экономической эффективности новаций в сложных ТС;
  • Знать: - основные положения и методы естественных наук и математики; - современную методологию инновационного инженерного проектирования; - методы анализа и синтеза при исследовании и разработке конкретных электронных компонентов. устройств и систем, работающих на различных физических принципах
  • Уметь: - применять полученные знания и умения для совершенствования технических решений в новой предметной области; - осуществлять многокритериальный выбор рациональных технических решений в сложных технических системах; - осуществлять синтез новых технических решений на основе методов поиска технических решений;
  • Уметь: - формулировать цели проектирования, строить дерево целей проектирования ТС; - обосновывать принятые решения и значения показателей качества спроектированного устройства на стадиях производства и эксплуатации; - осуществлять эвристический поиск новых технических решений, выявляет и разрешает противоречия в технических системах при их усовершенствовании;
  • Уметь: - анализировать проблемную ситуацию, выявляет недостатки и противоречия в технической системе; - использовать методы проектирования и расчета для усовершенствования технических систем; - формулировать технические требования к ТС; - проводить структурный синтез устройств на стадии технического предложения и оценку инновационного потенциала усовершенствования ТС.
  • Владеть: - методологией инновационного проектирования при проведении проектных работ при создании электронных компонентов, устройств и систем; - методами построения структурных моделей технических систем и синтеза новых технических решений.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1 Введение в инновационное инженерное проектирование
    Жизненный цикл технических систем: стадии; новация (новшество) и инновация; преобразование новшества в инновацию: этапы инновационной деятельности. Инновационный инжиниринг как разработка и обоснование технических новаций.
  • Раздел 2 Системная модель инновационного проектирования ТС
    2.1 Оценка технико-экономической эффективности новых технических решений в сложных ТС. Оценка технико-экономической эффективности новых технических решений методом анализа иерархий: основные стадии и процедуры. Представление ТС в методе. Построение иерархий. Шкала отношений элементов иерархии. Матрицы парных сравнений. Собственные векторы и собственные значения матриц парных сравнений. Оценка однородности суждений эксперта. Иерархический синтез: процедуры. Оценка однородности иерархии. 2.2 Стратегии инновационного проектирования Стратегии инновационного проектирования ТС: выбор аналогов; оптимизация параметров; модернизация известных конструкций; беспрототипная разработка. Уровни новизны технических решений. Действия разработчика при проектировании и ресурсы проектирования. 2.3 Проблемная ситуация и цели инновационного проектирования Проблемная ситуация: системная модель, этапы анализа. Описание проблемной ситуации. Выявление недостатков. Формирование списка требований к ТС. Цель проектирования. Дерево целей проектирования. Методика формирования дерева целей. Связи целей проектирования с функциями, структурами ТС и планированием действий разработчика.
  • Раздел 3. Методы проектирования технических новаций
    3.1 Основы структурного синтеза ТР Общие принципы синтеза ТС на основе системного подхода. Обобщенная схема решения задачи синтеза ТР. Элементная база ТС. Синтез новых ТР на уровне функциональных единиц. Синтез новых ТР исходя из закономерностей развития ТС 3.2 Основы выявления и разрешения технических противоречий в сложных ТС Понятие о противоречиях в ТС. Техническое противоречие. Физическое противоречие. Формулы описания противоречий. Узловой параметр. Метод выявления противоречий. Системные модели выявления и разрешения противоречий: формирование исходных целей проектирования; формирование множества противоречивых целей; определение конкретной иерархической структуры; определение узловых параметров для противоречивых целей; определение узловых подсистем; разрешение противоречия; выбор технического решения. Объекты с парными свойствами. Методика выявления технических противоречий в ТС. Основные способы разрешения противоречий. Связи видов узловых объектов, требований, предъявляемых к ним и способов разрешения технических противоречий. Стандартные способы разрешения противоречий в ТРИЗ.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Домашнее задание
  • неблокирующий Семинарские занятия
  • неблокирующий Экзамен
    Данная дисциплина обеспечивает формирование следующих компетенций согласно ОрОС: УК-2, УК-5, ОПК-5, ПК-5, ПК-6, ПК-11, ПК-12
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.25 * Домашнее задание + 0.25 * Семинарские занятия + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Системный анализ, оптимизация и принятие решений : учеб. пособие для вузов, Козлов В. Н., 2010

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Проектирование технических систем : учеб. пособие, Матвеевский В. Р., 2003
  • Творчество: системный подход, законы развития, принятие решений, Абовский Н. П., 1998
  • Теория систем и системный анализ : учебник для вузов, Волкова В. Н., Денисов А. А., 2010