М2.В.ДВ2. Основы системного анализа

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский государственный лесотехнический университет
Лесоинженерный факультет
Кафедра технологии и оборудования лесопромышленного производства
Одобрена:
кафедрой ТОЛП
протокол от________________2012 г. № ___
Утверждаю
Декан ЛИФ
_____________________Герц Э.Ф.
Зав кафедрой ________________
Методической комиссией ЛИФ
протокол от _______________2012 г. №___
"___" __________________2012 г.
Председатель ______________
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
М2.В.ДВ2. Основы системного анализа
Направление – 250400.68 «Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств»
Квалификация – магистр техники и технологии
Количество зачётных единиц – 5
Трудоёмкость – 180 ч.
Разработчик программы_____________Чамеев В.В.
Екатеринбург 2012
Оглавление
Затраты времени обучающегося на изучение дисциплины
Введение
1. Цель и задачи дисциплины
2. Место дисциплины в учебном процессе специальности
3. Требования к знаниям, умениям и навыкам
4. Перечень и содержание разделов дисциплины
5. Примерный перечень и содержание лабораторных занятий
6. Самостоятельная работа обучающихся
6.1. Реферат
6.2. Контрольная работа
7. Контроль результативности учебного процесса по дисциплине
8. Учебно-методические материалы по дисциплине
Приложение 1. Вопросы к зачёту
Приложение 2. Матрица контроля
2
3
3
5
6
7
8
8
8
9
9
9
13
14
Затраты времени обучающегося на изучение дисциплины
Вид учебных занятий
Аудиторные всего,
в том числе:
лекции
практические занятия
лабораторные занятия
Самостоятельные всего,
в том числе:
текущая проработка лекций
подготовка к практическим занятиям
подготовка к лабораторным занятиям
выполнение курсового проекта
выполнение домашней контрольной работы
написание реферата
самостоятельное изучение дисциплины
Всего по учебному плану
Затраты времени при
форме учебных занятий
очная
заочная
22
6
6
16
136
2
4
168
2
4
30
30
70
180
2
30
30
106
180
2
Введение
Государственным образовательным стандартом высшего профессионального
образования по направлению 250400.68 специальность утверждена Министерством образования Российской Федерации.
Область профессиональной деятельности магистров техники и технологии включает:
управление заготовкой круглых лесоматериалов с использованием специализированного оборудования, управление производством и обработкой полуфабрикатов и изделий из древесины с применением деревообрабатывающего оборудования.
Объектами профессиональной деятельности магистров являются: лес,
древесина в виде круглых и обработанных лесоматериалов, технология и оборудование их производства, методы их проектирования и управления, эксплуатации и обслуживания и применения системного анализа на всех этапах человеческой деятельности.
Дисциплина «Основы системного анализа» относится к дисциплинам по
выбору обучающихся. При очной форме обучения по дисциплине предусмотрены прослушивание лекций, выполнение лабораторных работ, реферата и сдача
зачёта. Дисциплина изучается на первом курсе.
При заочной форма обучения по дисциплине предусмотрены прослушивание
лекций, выполнение лабораторных занятий, контрольной работы, сдача зачёта.
Дисциплина изучается на 1 курсе.
Цель и задачи дисциплины
Целью дисциплины является изучение теоретических основ и получение
практических навыков в области разработки элементов САПР, АСУ, применения
существующих автоматизированных систем для решения задач, непосредственно
связанных с организацией, проектированием, управлением и планированием
лесопромышленных производств. Наибольший удельный вес в дисциплине будут
занимать вопросы, связанные с обоснованием принятия решений на всех уровнях
деятельности во всех сферах.
Магистр по направлению подготовки 250400 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» готовится к следующим
видам профессиональной деятельности:
- производственно-технологическая;
- организационно-управленческая;
- научно-исследовательская.
Магистр по направлению подготовки 250400 должен быть подготовлен к
решению следующих профессиональных задач:
Производственно-технологическая деятельнось: разработка норм выработки, технологических нормативов, выбор оборудования и технологической оснастки;
3
Оценка экономической эффективности технологических процессов, инновационно-технологических рисков при внедрении новых технологий;
Организационно–управленческая деятельность: нахождение компромиса
между различными требованиями; исследование технологических процессов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств с целью их совершенствования и разработки новых более современных процессов.
Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):
способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (OK-1);
способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к
изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
способностью свободно пользоваться русским и иностранным языками как
средством делового общения (ОК-3);
использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и
проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);
способностью проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска брать на
себя всю полноту ответственности (ОК-5);
способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных
технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения,
в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой
деятельности (ОК-6);
способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и
приборов (в соответствии с целями ООП магистратуры (ОК-7).
Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
производственно-технологическая деятельность: способностью понимать современные проблемы научно-технического развития сырьевой базы, современные
технологии по утилизации древесных отходов, научно-техническую политику в
области технологии лесозаготовок и деревообработки (ПК-1);
готовностью эксплуатировать технологическое оборудование (ПК-2);
готовностью решать инженерно-технические и экономические задачи с помощью пакетов прикладных программ (ПК-3); организационно-управленческая деятельность: способностью управлять действующими технологическими процесами
при производстве изделий из древесины и древесных материалов, обеспечивающими выпуск продукции, отвечающей требованиям стандартов и рынка (ПК-4);
готовностью использовать элементы экономического анализа при организации
и проведении практической деятельности на предприятии (ПК-5);
способностью разрабатывать планы и программы организации инновационной
деятельности на предприятии (ПК-6);
способностью осуществлять технико-экономическое обоснование инновационных проектов (ПК-7);
готовностью управлять программами освоения новой продукции и технологии
(ПК-8);
4
способностью разрабатывать эффективную стратегию и формировать активную
политику риск-менеджмента на предприятии (ПК-9);
способностью владеть приемами и методами работы с персоналом, методами
оценки качества и результативности труда персонала (ПК-10);
способностью оценивать затраты и результаты деятельности организации (ПК11);
готовностью идти на умеренный риск (ПК-12); научно-исследовательская деятельность:
готовностью использовать современные достижения науки и передовой технологии в научно-исследовательских работах (ПК-13);
способностью ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований (ПК-14);
способностью самостоятельно выполнять лабораторные исследования для решения научно-исследовательских и производственных задач с использованием
современной аппаратуры и методов исследования свойств сырья, полуфабрикатов
и готовой продукции при выполнении исследований в области технологии лесозаготовок и деревообработки (ПК-15);
готовностью осуществить параметрическую и структурную оптимизацию технологии лесозаготовок и деревообработки (ПК-16);
способностью оценить риск и определить меры по обеспечению безопасности
разрабатываемых новых технологий и изделий из древесины и древесных
материалов (ПК-17);
готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-18);
готовностью представлять результаты исследований в формах отчетов, рефератов, публикаций и публичных обсуждений (ПК-19); проектно-конструкторская
деятельность:
способностью разрабатывать новый ассортимент полуфабрикатов и изделий из
древесины и древесных материалов различного назначения, организовывать их
выработку в производственных условиях в соответствии с авторскими образцами,
составлять необходимый комплект технической документации (ПК-20);
способностью формулировать технические знания, разрабатывать и использовать средства автоматизации при проектировании и технологической подготовке производства (ПК-21);
готовностью применять методы анализа вариантов, разработки и поиска
компромиссных решений (ПК-22).
2. Место дисциплины в учебном процессе специальности
№
Обеспечивающие
дисциплины
1
Математическое моделирование (М1.Б.1)
Информационные системы в
управлении
производством
2
Сопутствующие
дисциплины
Обеспечиваемые
Дисциплины
Научноисследовательская
5
3
4
5
6
7
8
9
(М1.В.ОД.2)
Информационные технологии
(М2.Б1)
Актуальные проблемы
технологических процессов
лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих
производств (М2.Б.3)
Теория переместительных и
обрабатывающих операций
(М2.В.ОД2)
Тенденции технического
развития технологии и
оборудования лесозаготовок
(М2.В.ОД.3)
Расчёт технологического
оборудования ЛПП
(М2.В.ОД.4)
САПР ТП ЛПП (М2.В.ДВ1)
Информационное обеспечение
АСУ (М2.В.ДВ1)
работа (М3.Н)
Научноисследовательская
практика (М3.П2)
Диссертация
Тоже
Тоже
3. Требования к знаниям, умениям и владениям
Код
УЦ
ООП
Б.3
Учебные циклы и проектируемые
результаты их освоения
Трудоемкость
Коды
формируемых
компетенций
Профессиональный цикл
Базовая (общепрофессиональная) часть
В результате изучения дисциплины «Системы автоматизироанного проектирования ТП ЛПП» обучающийся должен:
знать:
- теоретические основы проектирования и управления технологческими процессами;
- основы технологии и организации производства, необходимые
для квалифицированного решения возникающих задач;
- методологию оценки качества целенаправленной деятельности
различных организационных структур;
- основные тенденции в области совершенствования средств и
методов проектирования и управления;
уметь:
- моделировать производственные ситуации и разрабатывать
варианты решений;
владеть:
ОК-5;
ОК-16;
ОК-18
ПК-1;
ПК-2;
ПК-4;
ПК-10;
ПК-11;
ПК-14;
ПК-17;
ПК-18;
- современными математическими методами;
- методами статистической обработки информации для ее анализа и
принятия решений.
6
До начала изучения дисциплины обучающийся должен:
Знать основы моделирования и оптимизации процессов; основы информационных
технологий; технологию лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств.
Уметь применять методы и средства научных исследований при изучении
лесотехнических объектов.
Иметь представление о основах научно-технического творчества.
4. Перечень и содержание разделов дисциплины
1
2
3
ПК-2;
4
4.1
ПК-4;
4.2
4.2.1 ПК10
4.2.2 ПК11
4.2.3 ПК14
4.2.4 ПК17
4.3
ПК-18;
4.3.1 ПК14
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
4.3.7
Введение. Цель и задачи дисциплины, учебнометодические материалы по дисциплине
Основные понятия о системном анализе
Лесотехнические объекты, подлежащие системному анализу
Задачи и методы исследования в системном
анализе
Методы исследования операций – основа системного анализа
Задача выбора оптимальных лесотехнических
объектов из известных
Задача выбора оптимальных характеристик
проектируемых лесотехнических объектов
Определение целесообразности разработки
нового лесотехнического объекта взамен
существующего
Выбор оптимального ряда лесотехнических
объектов (выбор их основных характеристик)
Выбор оптимального сочетания проектных
параметров
Задачи сравнительной оценки выбора лучшего
из «конкурирующих» лесотехнических
объектов, разработанных, например, в порядке
конкурса
Задачи ИО по содержанию
Распределительные задачи
Задачи управления запасами
Задачи замены
Задачи ТМО
Состязательные задачи
Задачи упорядочения
Задачи поиска и задачи выбора оптимальных
режимов движения
Заочная
3
Очная
2
ОК-5;
ОК16
ОК-18
ПК-1;
Заочная
1
В
Содержание
Трудоёмкость по видам и
формам обучения
АудиторСамосные
тоятельные
Очная
№ Коды
разде- формила, руемых
подраз- компетендела,
ций
пункта,
подпун
кта
4
6
7
Рекомендуемая
литература*
9
0,25
2,5
4
1630
0,25
0,25
2,5
2,5
4
4
1630
1630
0,25
2,5
4
30
45
2,5
1
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
1630
7
5
5.1
5.2
Оптимальные решения при сравнении
альтернатив
Решения в условиях определённости
(транспортные сети и сетевое планирование,
методы математического программирования и
т.д.)
Принятие решений в условиях неопределённости и риска
2,5
1
30
45
1630
1630
Всего
6
2
70
106
Примечание. Здесь и далее номер соответствует обозначению источника в файле «Каталог
цитируемых источников», расположенном в компьютере преподавателя 4-118-1 или на сервере
Лесоинженерного факультета 4-101а-05 в папке «ИнфоЛес», см. файл «Поиск в ИнфоЛес».
5. Перечень лабораторных работ
№
Наименование работы
Число часов
п/п
1 Принятие решений в условиях риска
7
(лабораторная работа 1 из учеб.
пособия [931] )
2 Оптимизация смешанных стратегий
7
при принятии решений (лабораторная
работа 2 из учеб. пособия [931])
3 Социологический эксперимент при
6
принятии решений
Итого: 9 семестр
20
Всего
20
Методические
материалы
[931]
[931]
Папка СОЦ.
ЭКСПЕРИМЕНТ
(эл. ресурс)
6. Самостоятельная работа обучающихся
6.1. Реферат
Тема реферата увязывается с предполагаемой темой диссертации. Трудоёмкость выполнения работы: для очников 30 ч., заочников – 30 ч. Результат работы – первая глава диссертации «Состояние вопроса и задачи исследования»
или, как минимум, упорядоченный набор материалов, связанный с первой главой.
В реферате должен быть раздел отражающий принятие решения при сравнении
альтернатив, связанные с темой диссертации.
6.2. Контрольная работа
8
Выбрать тему из раздела 4 (см. таблицу), близкую к будущей диссертации и
максимально раскрыть её на 25-35 стр. машинописного текста. Тему и план
работы согласовать с преподавателем и научным руководителем.
Трудоёмкость работы 30 ч.
6.Контроль результативности учебного процесса по дисциплине
Контроль результативности обучения включает зачёт по вопросам (см.
приложение), защиту лабораторных работ и контрольной работы, защиту реферата.
8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная
1630. Чамеев В.В. Основы системного анализа лесотехнических объектов.
Электронный конспект лекций для студентов лесоинженерного факультета специальности «Лесоинженерное дело» специализации
«Информационное обеспечение лесопромышленного производства»
[Электронный ресурс кафедры ТОЛП УГЛТУ]. - Екатеринбург:
УГЛТУ, кафедра ТОЛП, 2008.- 34 с.
617. Редькин А. К. Математическое моделирование и системный анализ
лесоскладских операций: Учебное пособие.- М.: МЛТИ, 1985.- 127с.
1398. Матвеев, Ю. Н. Основы теории систем и системного анализа: учеб.
пособие / Ю.Н. Матвеев. Ч.1. 1-е изд. Тверь: ТГТУ, 2007.-100 с.
Дополнительная
1377. Чёрный А. А. Системный анализ результатов расчётов по математическим моделям: учеб. пособие / А.А. Чёрный. - Пенза: Пензенский
ГУ, 2007.- 143 с.
1409. Системный анализ в информационных технологиях: учеб. пособие /
Ю.Ю. Громов, Н.А. Земской, А.В. Лагутин, О.Г. Иванова, В.М. Тютюнник.- 2-е изд., стереотип.- Тамбов: Изд-во ТамбГТУ, 2007.- 176 с.
1376. Системный анализ для инженеров.- СПб.: СЗГЗТУ, 2006.- 186 с.
1371. Громов Ю.Ю., Земской Н.А., Лагутин А.В. и др. Системный анализ в
информационных технологиях: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб.
ГТУ, 2004.- 176 с.
Методические разработки
146. Чамеев В.В., Обвинцев В.В., Солдатов А.В., Меньшиков Б.Е. Задачи
проектирования и управления производственными процессами лесопромышленных предприятий: методические указания для студентов старших курсов специализации 26.01.06 и рекомендации для ас9
пирантов первого года обучения / Под редакцией В.А. Азаренка. –
Екатеринбург: УГЛТА, 1997.- 53 с.
145. Чамеев В.В., Обвинцев В.В., Солдатов А.В. Решение задач анализа и
синтеза в лесообрабатывающих цехах на базе комплекс-программы
ZECH: Методические указания для студентов лесоинженерного факультета специальностей 26.01.0.1 и 26.01.09.- Екатеринбург: УГЛТА,
1996.- 16 с.
Технические средства обучения
1. Комплекс-программа ЦЕХ (компонент - программы СЫРЬЕ, СТАНОК, ПОТОК, ПРОДУКЦИЯ).
2. Вспомогательные подпрограммы для КП ЦЕХ: ПАРАМЕТРЫ, ПСМ.
3. Вспомогательный пакет подпрограмм по обработке статистических
данных АНДА: ПИРСОН, АППРОКС, ФИШЕР; оптимизации: QSB,
Excel и др.
4. Пакеты прикладных программ из имеющихся в компьютерном классе
или в персональных компьютерах студентов: Mathcad, Statistic, Stadia,
Statgraphics, SPSS 12, Practicum, Stat manual, Excel и им подобные.
КАРТА
обеспеченности учебно-методической литературной дисциплины
«Основы системного анализа»
Наименование
Вид
основной учебнозанятий методической
литературы
Лекции Основы
системного
анализа
лесотехнических
объектов
Математическое
моделирование и
системный анализ
лесоскладских
операций
Процент
Кол-во обеспечен
экз. в ности
Год
Авторы
библиот всего
издания
еке /
континген
кафед. та
студентов
Конспект Чамеев В.В. 2008
Эл.
100 %
лекций
ресурс
Вид
литерату
ры
(учебник,
учебное
пособие)
Учебн. Редькин А.К.
пособие
1985
1, (эл.
копия)
100 %
10
Основы
теории
систем
и
системного
анализа
Учебное
пособие
Матвеев
Ю.Н.
2007
Эл.
копия
100 %
Лаборато
100,
100 %
Лаборат Принятие
в рная
(эл.коорные решений
работа 1
пия)
работы* условиях риска
из учеб.
пособия
100,
100%
[931]
(эл.коОптимизация
Лаборато
пия)
смешанных
рная
стратегий
при работа 2
принятии
из учеб.
решений
пособия
[931]
Папка
2005
Эл.
100 %
Социологический «Соц.
ресурс
эксперимент при эксперим
принятии
ент»
решений
* Методические указания с вариантами исходных данных, программное
обеспечение с пояснениями ввода-вывода информации, примеры студенческих
отчетов по лабораторно-практическим занятиям находятся в указанных
папках. Папки располагаются на всех компьютерах компьютерного класса.
11
Лист контрольных мероприятий
(для выдачи обучающемуся)
Максимально возможный балл по виду учебной работы
2,0
Обязательный
минимум для
допуска
к
зачёту
0,5
2,0
Итого
Защита курсовой работы/проекта
Зачет
Активность на занятиях
2,0
Посещаемость занятий
Написание и защита реферата
0,5
Контрольное мероприятие
Выполнение домашних заданий
0,5
Выполнение
практического задания
Защита отчетов по лабораторной
работе
Перечень и
содержание
модуля
учебной
дисциплины
Экзамен
Контрольное
мероприятие
Текущая аттестация
5,0
-
0,5
12
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
к зачёту по дисциплине «Основы системного анализа»
1. Приведите формулировку системного анализа.
2. В чём состоит цель системного анализа (СА).
3. Что является основным в СА: математические методы исследования операций
или логико-математические методы по сравнению альтернатив.
4. Назовите признаки сложной системы, приведите конкретные примеры сложных
систем в лесопромышленном производстве.
5.Задачи анализа и синтеза при исследовании сложных систем (макроподход и
микроподход)
6. Уровни абстрактного описания систем.
7. Последовательность исследования сложных систем на имитационных моделях
8. Классификация моделей операций.
9. Две основных задачи исследования операций (ИО).
10. Содержание четырёх основных технических задач ИО.
11. Характеристика основных типов задач ИО: распределительные, управления
запасами, замены оборудования, массового обслуживания, состязательные,
упорядочения, поиска и выбора оптимальных режимов движения.
12. Решение задач по выбору альтернативы в условиях полной определённости.
13. Методы решения задач по выбору альтернативы в условиях полной
определённости.
14. Методы решения задач по выбору альтернативы в условиях неполной
информации.
15. Сложная система и её параметры (входные и выходные каналы связи,
структура, обработка сигналов, внутреннее состояние, управление)
16. Сущность исследования сложных систем методом «чёрного ящика». Задачи
решаемые при макроподходе.
17. Исследование сложных систем методом «прозрачного ящика». Основные
задачи.
18. Основные задачи анализа и синтеза при исследовании лесообрабатывающих
цехов.
13
14
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Матрица контроля текущей и итоговой результативности учебного процесса по дисциплине:
№
раз
де
ла
Вид и форма учебных занятий, вид, метод и средство контроля
Наименование раздела
Аудиторные
Лекции (ауд.и самост.)
текущ
Конт.посещ
1
Основные понятия о системном анализе
Бланк уч.
итог
2
Лесотехнические объекты,подлежащие системному
Бланк уч.
анализу
для ауди-
текущ
Собеседо Конт.посещ
вание
Вопросы
Бланк
для аудитор
Самостоятельные
Лабораторные занятия
итог
Тестир
Защита
учёта
Вопросы
Бланк
Защита
учёта
Контрольная
работа
текущ
Реферат
итог
Конт.график Защита
текущ
итог
Конт.график Защита
Бланк
Воп-
Бланк
Воп-
учёта
росы
учёта
росы
Бланк
Воп-
Бланк
Воп-
учёта
росы
учёта
росы
торных
занятий
3
Задачи и методы исследования в системном анализе
Бланк учёта
Вопросы
Бланк учёта
Защита
Бланк
Вопросы Бланк учёта
учёта
4
Методы исследования олпераций – основа системного
Бланк учёта
Вопросы
Бланк учёта
Защита
анализа
5
Оптимальные решения при сравнении альтернатив
Бланк учёта
Вопросы
Бланк учёта
Защита
Вопро
сы
Бланк
Вопро-
учёта
сы
Бланк
Вопро-
учёта
сы
Бланк учёта Вопро
сы
Бланк учёта Вопро
сы