Основы моделирования и конструирования

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г.Ишиме
УТВЕРЖДАЮ
Директор филиала
______________ /Шилов С.П./
20.11.2014
ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления подготовки 050100.62 (44.03.01) Педагогическое образование
профиля подготовки Технологическое образование
очной формы обучения
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
от 18.09.2014
Содержание: УМК по дисциплине Основы моделирования и конструирования для
студентов направления подготовки 050100.62 (44.03.01) Педагогическое образование профиля
подготовки Технологическое образование очной формы обучения
Автор(-ы): доцент Т.С. Мамонтова
Объем 20 стр.
Должность
Заведующий
кафедрой физикоматематических
дисциплин и
профессиональнотехнологического
образования
Председатель УМС
филиала ТюмГУ в
г.Ишиме
Начальник ОИБО
ФИО
Дата
согласования
Результат
согласования
Примечание
09.10.2014
Протокол заседания
Рекомендовано к кафедры
от
электронному
9.10.2014
изданию
№ 2
Поливаев А.Г.
11.11.2014
Согласовано
Протокол заседания
УМС от 11.11.2014
№ 3
Гудилова Л.Б.
20.11.2014
Согласовано
Мамонтова Т.С.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г. Ишиме
Кафедра физико-математических дисциплин и профессионально-технологического образования
Мамонтова Т.С.
ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления подготовки
050100.62 (44.03.01) Педагогическое образование
профиля подготовки Технологическое образование
очной формы обучения
Тюменский государственный университет
2014
Мамонтова Т.С. Основы моделирования и конструирования. Учебно-методический
комплекс. Рабочая программа для студентов направления подготовки 050100.62 (44.03.01)
Педагогическое образование профиля подготовки Технологическое образование очной формы
обучения. Тюмень, 2014, 20 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ Основы
моделирования и конструирования [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.utmn.ru,
раздел «Образовательная деятельность», свободный.
Рекомендовано
к
изданию
кафедрой
физико-математических
дисциплин
и
профессионально-технологического образования. Утверждено директором филиала ТюмГУ в
г. Ишиме.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: к.п.н., доцент, зав. кафедрой ФМДиПТО Мамонтова Т.С.
Ф.И.О., ученая степень, звание заведующего кафедрой
© Тюменский государственный университет, филиал в г. Ишиме, 2014.
© Мамонтова Т.С., 2014.
Ф.И.О. автора
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
1.
Пояснительная записка.
1.1.
Цели и задачи дисциплины (модуля)
Цель освоения дисциплины: сформировать у студентов систему профессиональных знаний,
умений и навыков по моделированию процессов технического сервиса, обеспечивающих
рациональное использование машин, материалов, рабочего времени и трудовых ресурсов при
осуществлении мероприятий технического сервиса. Бакалавр технологического образования
должен быть подготовлен к научно-исследовательской деятельности, а также быть способен
адаптироваться к производственно-технологическим и организационно-управленческим видам
профессиональной деятельности.
Задачи освоения дисциплины: изучение студентами достижений науки и техники в области
моделирования процессов технического сервиса.
Стержневые вопросы дисциплины: основные термины понятия и принципы
моделирования; классификация видов моделирования систем; общие вопросы моделирования
систем; основные понятия и определения линейного моделирования производственных процессов;
основные понятия и определения сетевого моделирования производственных процессов;
построение сетевых моделей; анализ и оптимизация сетевого графика с применением ЭВМ;
статистическое моделирование процессов; алгоритмизация при статистическом моделировании.
1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Основы моделирования и конструирования» в соответствии с Учебным
планом направления 050100.62 (44.03.01) Педагогическое образование профиля подготовки
бакалавра Технологическое образование относится к обязательным дисциплинам вариативной
части учебного плана. Для освоения дисциплины используются знания, умения,
профессиональные качества личности, сформированные в процессе изучения дисциплин
«Творческо-конструкторская деятельность», «Компьютерное проектирование», «Основы
проектирования» и пр. Знания, умения и личностные качества будущего специалиста,
формируемые в процессе изучения дисциплины «Основы моделирования и конструирования»,
будут использоваться в дальнейшем в профессиональной деятельности. Курс «Основы
моделирования и конструирования» предназначен для профессионального самообразования и
личностного роста студентов – будущих педагогов, проектирования их дальнейшего
образовательного маршрута и профессиональной карьеры.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими)
дисциплинами
№
Темы дисциплины необходимые
п/п Наименование обеспечиваемых (последующих)
для изучения обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
дисциплин
1
2
3
1.
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
способен использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для
обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-4);
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
В результате изучение дисциплины студент должен:
знать:
 основные термины, понятия и принципы моделирования процессов технического сервиса;

компьютерные пакеты прикладных программ, позволяющие осуществлять моделирование
разных процессов технического сервиса;
принципы разработки алгоритмов с применением символов данных;
математический аппарат моделирования процессов технического сервиса;


уметь:
 составлять алгоритмы для моделирования процессов технического сервиса;
 применять компьютерные пакеты прикладных программ при моделировании процессов
технического сервиса;
 применять элементарные расчетные модели для оценки прочности деталей и их
сопряжений;
 применять аппарат моделирования для рациональной организации производственных
процессов;
владеть:
 навыком составления алгоритмов для моделирования процессов технического сервиса;
 навыком применения компьютерных пакетов прикладных программ при моделировании
процессов технического сервиса;
 навыком применения аппарата моделирования для рациональной организации
производственных процессов.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8 Форма промежуточной аттестации (зачет, экзамен) зачет. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 академических часа, из них 54 часа, выделенных
на контактную работу с преподавателем, 54 часа, выделенных на самостоятельную работу.
Таблица 2.
Вид учебной работы
Всего
Семестры
часов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Контактная работа:
54
54
Аудиторные занятия (всего)
54
54
В том числе:
Лекции
16
16
Практические занятия (ПЗ)
38
38
Семинары (С)
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Иные виды работ:
Самостоятельная работа (всего):
54
54
Общая трудоемкость
зач. ед.
3
3
час
108
108
Вид промежуточной аттестации
зач
зач
(зачет, экзамен)
3. Тематический план
Таблица 3.
Тема
Виды учебной работы и
самостоятельная работа, в час.
неде
ли
семе
стра
№
Итого
часов по
Из них в
интерак
Итого
количес
4
Самостоятельная
работа*
3
Лабораторные
занятия*
2
Семинарские
(практические)
занятия*
Лекции *
1
5
6
7
теме
тивной
форме, в
часах
тво
баллов
8
9
10
Модуль 1
1.1. Введение.
Основные термины
понятия и
принципы
моделирования
1.2. Классификация
видов
моделирования
систем
0-15
1-2
3-4
6
12
2
4
6
12
4
8
Модуль 2
12
24
2
4
6
12
0-30
0-10
5-6
0-10
7-8
2
4
6
12
0-10
910
Всего
3.1. Основные понятия и
определения
сетевого
моделирования
производственных
процессов.
Построение сетевых
моделей
3.2. Анализ и
оптимизация
сетевого графика с
применением ЭВМ.
Статистическое
моделирование
процессов
3.3. Примеры решения
задач технического
сервиса с
применением
4
0-15
Всего
2.1. Построение
моделей систем и их
формализация
2.2. Алгоритмизация
при статистическом
моделировании
2.3. Линейное
моделирование
производственных
процессов
2
1112
1314
1516
2
4
6
12
6
12
Модуль 3
18
36
2
2
2
6
6
6
8
8
8
0-30
4
0-13
6
0-13
4
0-14
16
16
16
моделирования
Всего
Итого (часов,
баллов):
Курсовая работа *
Из них в интеракт.
форме
6
16
18
38
24
54
48
108
0-40
0-100
14
14
14
*- если предусмотрены учебным планом ОП.
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
1.1.
1.2.
Всего
2.1.
2.2.
2.3.
Всего
3.1.
3.2.
3.3.
Всего
Итого
0-2
0-2
0-4
0-4
0-4
0-8
0-2
0-2
0-2
0-6
0-1
0-1
0-1
0-3
0-4
0-4
0-4
0-12
0-3
0-3
0-3
0-9
0-19
0-1
0-1
0-1
0-3
0-10
0-6
0-6
0-6
0-18
0-38
Модуль 1
0-1
0-1
0-2
Модуль 2
0-1
0-1
0-1
0-3
Модуль 3
0-1
0-1
0-1
0-3
0-8
Компьютерное
тестирование
0-4
0-4
0-8
Итого количество
баллов
Информационные
системы
и
технологии
другие формы
Технические
формы
контроля
Комплексные
ситуационные
задания
Домашняя
работа
0-2
0-2
0-4
Конспект
лекции
Письменные работы
Отчет о
лабораторной
работе
Устный опрос
Теоретический
ответ на
занятии
Таблица 4.
№
Темы
0-2
0-2
0-4
0-15
0-15
0-30
0-2
0-2
0-2
0-6
0-10
0-10
0-10
0-30
0-2
0-2
0-3
0-7
0-17
0-13
0-13
0-14
0-40
0-100
5. Содержание дисциплины.
Модуль 1
Тема 1.1. Введение. Основные термины понятия и принципы моделирования
Цель, задачи, место в учебном процессе и содержание дисциплины. Основные термины и
понятия. Стадии и подходы к моделированию. Две стадии познания объектов с помощью их
замещения моделями: моделирование как познавательный процесс, заключающийся в переработке
информации, поступающей из внешней среды, и моделирование, заключающееся в построении
некоторой системы-модели М, связанной соотношениями подобия с системой-оригиналом S.
Стадии познания объектов: индуктивный – рассматривает систему путем перехода от частного к
общему и синтезирует систему, его называют классический, а дедуктивный – рассматривает
систему путем последовательного перехода от общего к частному, его называют системным.
Недопустимость разобщенности решаемых при моделировании задач для сложных объектов.
Выделение из объективно существующей реальности моделируемых объекта и окружающей
среды Е для расширения познавательных возможностей системного подхода. С развитием науки и
техники объект непрерывно усложняется. Исходные данные для разработки модели M: результаты
анализа системы S; ограничения, которые накладываются на рассматриваемую систему
вышестоящей системой, либо возможностями реализации модели; цель функционирования
модели. Две стадии разработки модели: макропроектирование и микропроектирование. Принципы
построения моделей: пропорционально-последовательное продвижение по этапам и направлениям
создания модели; согласование информационных, ресурсных, надежностных и др. характеристик;
правильное соотношение отдельных уровней иерархии в системе моделирования; целостность
отдельных обособленных стадий проектирования модели.
Тема 1.2. Классификация видов моделирования систем
Плакат – схема классификации видов моделирования систем. Классификационные
признаки: 1 - степень полноты модели – полные, неполные и приближенные; 2 - характер
изучаемых процессов – детерминированный, стохастический, статический, динамический,
дискретный, непрерывный, дискретно-непрерывный; 3 - форма представления объекта. Последний
признак делят на два класса: а – мысленное и б – реальное. К мысленному моделированию относят:
1 - наглядное, 2 - символическое и 3 -математическое. Наглядное моделирование представляют
три формы: 1 - гипотетическая, 2 - аналоговая и 3 - макетная. Символическое моделирование
представлено двумя видами моделей: 1 – знаковыми и 2 – языковыми. Математическое
моделирование имеет три формы: 1 - аналитическое, 2 - статистическое (имитационное) и 3 комбинированное. К реальному моделированию относят две формы: 1 - натурное и 2 физическое. Натурное моделирование представлено тремя формами: 1 - научным экспериментом,
2 -производственным экспериментом и 3 - комплексными испытаниями. Физическое
моделирование представлено двумя формами: 1 - в реальном масштабе времени и 2 - в нереальном
масштабе времени.
Модуль 2
Тема 2.1. Построение моделей систем и их формализация
Характеристики моделей систем. Организационно-технические модели систем относятся к
классу больших систем. Их характеристики: а) многосторонность функционирования; б)
сложность модели; в) целостность модели; г) неопределенность; д) поведенческая страта; е)
адаптивность системы; ж) организационная структура; з) управляемость; и) возможность
развития. Этапы моделирования систем. Три этапа моделирования: 1 – формулирование цели
моделирования и разработка концептуальной модели системы и ее формализация; 2 –
алгоритмизация и машинная реализация модели системы; 3 – использование модели для
получения нового знания и интерпретация результатов моделирования системы. Критерии
эффективности моделирования. Виды обеспечения моделирования: математическое, программное,
информационное. Вычислительные средства ЭВМ и АВМ. Эффективность моделирования. Ее
оценивают с применением следующих критериев: а) точность и достоверность результатов
моделирования; б) затратами машинных ресурсов (времени и памяти); в) стоимостью разработки и
эксплуатации модели; г) сопоставлением полученных результатов с реальным исследованием.
Тема 2.2. Алгоритмизация при статистическом моделировании
Основные термины и понятия алгоритмизации. Алгоритмизация процессов на языке
математических символов, отображающего элементарные акты процесса, их последовательность и
взаимосвязь. Алгоритмы, описывающих реальные процессы, используются обычно для решения
задач двух типов: 1 – нахождение эффективных систем обработки информации; 2 – исследование
математическими методами процессов функционирования больших систем. Алгоритмизация
процесса осуществляется его расчленением на элементарные подпроцессы, применительно к
которым может быть дано математическое описание с применением схем алгебры логики, теорий
случайных процессов и массового обслуживания. Соотношения, описывающие элементарные
подпроцессы, которые объединяют в систему, дополняют описанием взаимосвязей между
подпроцессами и представляют в виде алгоритма. Схемы моделирующих алгоритмов: 1 –
обобщенная (укрупненная); 2 – детальная схема; 3 – логическая схема. Для выполнения схем
используют набор символов, определяемых ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) «Единая система
программной документации». В стандарте используются следующие понятия: 1 – основной
символ; 2 – специфический символ; 3 – схема. Символы данных. Пример - Обобщенная схема
моделирующего алгоритма процесса функционирования технического обменного пункта.
Тема 2.3. Линейное моделирование производственных процессов
Основные термины и понятия линейного моделирования. Линейное моделирование
используют при массовом и серийном производстве. В техническом сервисе при КР. Такому
производственному процессу присущи принципы организации: а) пропорциональность; б)
параллельность; в) прямоточность; г) ритмичность; д) непрерывность производственного
процесса. Такт производства; фронт ремонта. Разработка концептуальной модели процесса и ее
формализация Цель разработки модели – оптимальная организация производственного процесса
КР машины. Основные задачи моделирования: - определить количество рабочих для выполнения
каждой работы и общее количество рабочих; 2 - определить длительность каждой работы и
длительность производственного цикла; 3 – обеспечить равномерную загрузку исполнителей
работ. Исходные данные: перечень работ, составленный в технологической последовательности;
разряд работы и трудоемкость работы. Требования к формированию рабочих постов. Особенности
их формирования. Графическая формализация линейной модели – плакат. По линейной модели
определяют: а) длительность производственного цикла; б) количество производственных рабочих;
в) фронт ремонта. Оценка качества модели.
Модуль 3
Тема 3.1. Основные понятия и определения сетевого моделирования производственных
процессов. Построение сетевых моделей
Изображение работ и событий в сетевом графике. Понятие о пути. Правила построения
сетевого графика. Нумерация событий. Проверка правильности графического представления
сетей. Структура разработки в системе сетевого планирования. Перечень событий и работ. Оценки
времени выполнения работ. Сшивание сетей. Параметры сетевого графика. Критический путь и
резервы времени. Расчет параметров сети.
Тема 3.2. Анализ и оптимизация сетевого графика с применением ЭВМ. Статистическое
моделирование процессов
Предварительный анализ сетевого графика. Расчет вероятности свершения события в
заданный срок. Основы оптимизации сетевого графика. Машинная обработка информации в
системах сетевого планирования. Оперативное управление и контроль за ходом выполнения
комплекса работ. Общие понятия о методе статистического моделирования. Метод Монте-Карло
или метод статистических испытаний. Его реализация на ЭВМ получила название – метод
статистического моделирования. Назначение статистического моделирования - изучение
объектов, функционирование которых сопровождается воздействием стохастических элементов
внешней среды, входных и внутренних факторов системы. Сущность статистического метода
моделирования
заключается
в
построении
моделирующего
алгоритма
процесса
функционирования изучаемой системы, имитирующего поведение и взаимодействие элементов
системы с учетом случайных входных взаимодействий и стохастических воздействий внешней
среды. Принципиальным отличием статистического моделирования на ЭВМ от ранее
рассмотренных видов моделирования является возможность учитывать стохастические
воздействия внешней среды входных и внутренних возмущений на исследуемую систему. Эта
возможность реализуется благодаря использованию «последовательностей случайных чисел». На
практике получили распространение три способа генерации последовательностей случайных
чисел: аппаратный или физический; табличный или файловый; алгоритмический или
программный. Преимущества и недостатки каждого метода. Сравнительный анализ
перечисленных способов показывает, что алгоритмический способ предпочтителен для
использования на универсальных ЭВМ. Процедура получения последовательности случайных
чисел с заданным законом распределения. На ЭВМ невозможно получить идеальную
последовательность случайных чисел. Поэтому такие последовательности чисел называют
псевдослучайными. Эффективность статистического моделирования систем на ЭВМ. Основные
требования к генератору псевдослучайных чисел.
Тема 3.3. Примеры решения задач технического сервиса с применением моделирования
Языки машинной реализация математических моделей: 1- специализированных на
конкретный тип моделирования; 2 - традиционных (fortran, Cи, Pascal, BASIC и др.); 3 специализированных математических пакетов Mathematica, MatLab, Gauss, Matcad и другие.
Особенности, достоинства и их недостатки. Специализированные математические пакеты Mathcad. Основные понятия и определения Mathcad. Особенности записи программы. Задача 1
Вариант 1. Определить координаты оптимального расположения районного технического
обменного пункта, обеспечивающего минимальные транспортные расходы, то есть минимальное
расстояние до всех остальных населенных пунктов района. Задача 1 - Вариант 2. Определить
координаты оптимального расположения районного ТОПа в населенном пункте, обеспечивающего
минимальные транспортные расходы, по заранее известным координатам населенных пунктов
района. После этого можно сделать наглядными результаты моделирования, используя
графические возможности Mathcad. Построить гистограмму векторов Xi и Yi и убедится, что
генератор случайных чисел смоделировал последовательность чисел с равномерным
распределением. Задача 2 – расчет прочности простейших деталей: на разрыв (растяжение), на
срез, на смятие резьбы, штифта и болта, сварного шва и так далее.
6. Планы семинарских занятий.
Не предусмотрены учебным планом.
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Лабораторная работа 1-3
Разработка линейной модели производственного процесса капитального ремонта сложной
машины
Лабораторная работа 4-6
Определение координат оптимального расположения районного технического обменного
пункта, обеспечивающего минимальные транспортные расходы
Лабораторная работа 7-9
Моделирование процессов технического сервиса
Лабораторная работа 10-12
Исследование прочности простейших деталей машин с применением ЭВМ
Лабораторная работа 13-15
Исследование сетевой модели производственного процесса КР с применением ЭВМ
Лабораторная работа 16-18
Моделирование процессов технического сервиса: Анализ и оптимизация сетевого графика с
применением ЭВМ
8. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП).
Курсовые работы не предусмотрены учебным планом.
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.
Таблица5.
№
Модули и темы
Виды СРС
обязательные
1.1.
Введение.
Основные
термины понятия и
принципы
моделирования
дополнительные
Неделя
семестра
Объем
часов
Кол-во
баллов
1-2
6
0-15
Модуль 1
Чтение
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
дополнительной
литературы
1.2.
Классификация
видов
моделирования
систем
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
Чтение
дополнительной
литературы
3-4
Всего
2.1.
2.2.
2.3.
Построение
моделей систем и
их формализация
Алгоритмизация
при
статистическом
моделировании
Линейное
моделирование
производственных
процессов
Модуль 2
Чтение
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
дополнительной
литературы
3.2.
3.3.
Основные понятия
и определения
сетевого
моделирования
производственных
процессов.
Построение
сетевых моделей
Анализ и
оптимизация
сетевого графика с
применением
ЭВМ.
Статистическое
моделирование
процессов
Примеры решения
задач
технического
сервиса с
применением
моделирования
0-30
0-10
6
0-10
7-8
6
0-10
9-10
Всего
3.1.
12
6
Чтение
дополнительной
литературы
0-15
5-6
Чтение
дополнительной
литературы
6
18
Модуль 3
Чтение
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
0-13
дополнительной
литературы
11-12
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
8
Чтение
0-13
дополнительной
литературы
13-14
Выполнение
домашней работы,
чтение лекций
0-30
8
Чтение
дополнительной
литературы
0-14
15-16
Всего
Итого
8
24
54
0-40
0-100
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины (модуля).
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
Циклы, дисциплины (модули)
учебного плана ОП
8 семестр
Индекс компетенции
Общекультурные,
профессиональные
Код компетенции
компетенции
ПК-4
Виды аттестации
ФОС
Основы моделирования и конструирования
+
УФ-1
Промежуточная (по
дисциплине)
+
+
+
+
ПФ-4
ПФ-5
УФ-12
ПК-4
Код
компетенции
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их
формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 6.
Карта критериев оценивания компетенций
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Виды занятий
(лекции,
семинарские,
практические,
лабораторные)
Оценочные
средства
(тесты,
творческие
работы,
проекты и др.)
УФ-1, ПФ-4,
ПФ-5, УФ-12
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый (хор.)
76-90 баллов
Знает:
основные термины,
понятия и
принципы
моделирования
процессов
технического
сервиса; принципы
разработки
алгоритмов с
применением
символов данных
Умеет:
составлять
алгоритмы для
моделирования
процессов
технического
сервиса; применять
элементарные
расчетные модели
для оценки
прочности деталей и
их сопряжений
Владеет:
навыком
составления
алгоритмов для
моделирования
процессов
технического
сервиса
Знает:
компьютерные
пакеты прикладных
программ,
позволяющие
осуществлять
моделирование
разных процессов
технического
сервиса
Знает:
математический
аппарат
моделирования
процессов
технического
сервиса
лекции,
лабораторные
занятия
Умеет:
применять
компьютерные
пакеты прикладных
программ при
моделировании
процессов
технического
сервиса
Умеет:
применять аппарат
моделирования для
рациональной
организации
производственных
процессов
лекции,
лабораторные
занятия
УФ-1, ПФ-4,
ПФ-5, УФ-12
Владеет:
навыком
применения
компьютерных
пакетов прикладных
программ при
моделировании
процессов
технического
сервиса
Владеет:
навыком
применения
аппарата
моделирования для
рациональной
организации
производственных
процессов
лекции,
лабораторные
занятия
УФ-1, ПФ-4,
ПФ-5, УФ-12
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования
компетенций в процессе освоения образовательной программы.
При изучении разделов дисциплины текущий контроль знаний проводится в форме
индивидуального опроса на лабораторных занятиях (УФ-1) и письменного отчета о проделанной
лабораторной работе (ПФ-5). Отчет о самостоятельной работе предоставляется в форме
конспектов лекций.
ПФ-4. Примерные вопросы проверочной работы в форме теста:
Раздел 1. Общие вопросы моделирования процессов и систем
1. Две стадии моделирования объектов с помощью их замещение моделями:
1) моделирование как познавательный процесс;
2) моделирование как процесс создания системы-модели, связанной с системойоригиналом;
3) начальная;
4) завершающая.
2. Систему (объект), которую рассматривают переходом от частного к общему и
синтезируют слиянием ее компонент, называют:
1) индуктивный;
2) дедуктивный;
3) классический;
4) системный.
3. Классический подход к моделированию объектов и систем позволяет создавать модели:
1) простые;
2) сложные;
3) интеллектуальные;
4) неинтеллектуальные.
5. Системный подход к моделированию объектов и систем позволяет создавать модели:
1) простые;
2) сложные;
3) интеллектуальные;
4) неинтеллектуальные.
6. Основной недостаток классического подхода к моделированию объектов и систем
заключается:
1) в наличии взаимосвязи между компонентами системы;
2) в отсутствии взаимосвязи между компонентами системы;
3) в возможности моделирования объекта или системы полностью;
4) в невозможности моделирования объекта или системы полностью.
7. Основное достоинство системного подхода к моделированию объектов и систем
заключается:
1) в наличии взаимосвязи между компонентами системы;
2) в отсутствии взаимосвязи между компонентами системы;
3) в возможности моделирования объекта или системы полностью;
4) в невозможности моделирования объекта или системы полностью.
8. В основе создания моделей лежит принцип:
1) аналогии, соотношения подобий;
2) достаточности сведений об изучаемом объекте;
3) достаточности ресурсов всех видов;
4) достаточности сведений об внешней среде.
9. Объект и внешнюю среду выделяют из объективной реальности для:
1) упрощения процесса моделирования;
2) расширения возможностей системного подхода;
3) расширения возможностей классического подхода;
4) расширения знаний об объекте и внешней среде.
10. На стадии макропроектирования моделей систем разрабатывают и определяют:
1) модель внешней среды;
2) ресурсы аппаратные, временные, денежные и т.д.;
3) тип моделирования;
4) критерии, позволяющие оценить адекватность модели реальной системе.
11. Принципы, которые необходимо соблюдать при построении моделей:
1) пропорционально-последовательное продвижение по этапам и направлениям создания
модели;
2) согласование информационных, ресурсных, надежностных и др. характеристик;
3) правильное соотношение отдельных уровней иерархии в системе моделирования;
4) целостность отдельных обособленных стадий проектирования модели.
12. По форме представления объекты могут быть смоделированы:
1) мысленным видом моделирования;
2) реальным видом моделирования;
3) статическим видом моделирования;
4) непрерывным видом моделирования.
13. Математическое моделирование объектов и систем включает в себя:
1) аналитическое;
2) статистическое;
3) комбинированное;
4) гипотетическое;
5) аналоговое;
6) макетирование;
7) языковое;
8) знаковое;
9) научный эксперимент;
10) комплексные испытания;
11) производственный эксперимент;
12) в реальном масштабе времени;
13) в нереальном масштабе времени.
14. Наглядное моделирование объектов и систем включает в себя:
1) аналитическое;
2) статистическое;
3) комбинированное;
4) гипотетическое;
5) аналоговое;
6) макетирование;
7) языковое;
8) знаковое;
9) научный эксперимент;
10) комплексные испытания;
11) производственный эксперимент;
12) в реальном масштабе времени;
13) в нереальном масштабе времени.
15. Символическое моделирование объектов и систем включает в себя:
1) аналитическое;
2) статистическое;
3) комбинированное;
4) гипотетическое;
5) аналоговое;
6) макетирование;
7) языковое;
8) знаковое;
9) научный эксперимент;
10) комплексные испытания;
11) производственный эксперимент;
12) в реальном масштабе времени;
13) в нереальном масштабе времени.
16. Натурное моделирование объектов и систем включает в себя:
1) аналитическое;
2) статистическое;
3) комбинированное;
4) гипотетическое;
5) аналоговое;
6) макетирование;
7) языковое;
8) знаковое;
9) научный эксперимент;
10) комплексные испытания;
11) производственный эксперимент;
12) в реальном масштабе времени;
13) в нереальном масштабе времени.
17. Физическое моделирование объектов и систем включает в себя:
1) аналитическое;
2) статистическое;
3) комбинированное;
4) гипотетическое;
5) аналоговое;
6) макетирование;
7) языковое;
8) знаковое;
9) научный эксперимент;
10) комплексные испытания;
11) производственный эксперимент;
12) в реальном масштабе времени;
13) в нереальном масштабе времени.
18. По характеру изучаемых процессов выделяют следующие виды моделирования:
1) полное;
2) неполное;
3) приближенное;
4) детерминированное;
5) статическое;
6) дискретное;
7) стохастическое;
8) динамическое;
9) непрерывное;
10) дискретно-непрерывное;
11) мысленное;
12) реальное.
19. По степени полноты модели выделяют следующие виды моделирования:
1) полное;
2) неполное;
3) приближенное;
4) детерминированное;
5) статическое;
6) дискретное;
7) стохастическое;
8) динамическое;
9) непрерывное;
10) дискретно-непрерывное;
11) мысленное;
12) реальное.
20. По форме представления выделяют следующие виды моделирования:
1) полное;
2) неполное;
3) приближенное;
4) детерминированное;
5) статическое;
6) дискретное;
7) стохастическое;
8) динамическое;
9) непрерывное;
10) дискретно-непрерывное;
11) мысленное;
12) реальное.
Раздел 2. Моделирование процессов технического сервиса
1. Характеристика, которая используется для оценки степени организованности модельно
й системы:
1) управляемость;
2) организационная структура;
3) адаптивность;
4) возможность развития;
5) неопределенность.
2. Характеристика, которая используется для оценки сложности взаимосвязей между
элементами модельной системы:
1) управляемость;
2) организационная структура;
3) адаптивность;
4) возможность развития;
5) неопределенность.
3. Характеристика, которая позволяет экспериментатору исследовать объект в разных
условиях модельной системы:
1) управляемость;
2) организационная структура;
3) адаптивность;
4) возможность развития;
5) неопределенность.
4.
Характеристика,
которая
предусматривает
возможность
дальнейшего
совершенствования модельной системы:
1) управляемость;
2) организационная структура;
3) адаптивность;
4) возможность развития;
5) неопределенность.
5. Характеристика, которая отражает сложность модельной системы:
1) управляемость;
2) организационная структура;
3) адаптивность;
4) возможность развития;
5) неопределенность.
6. Характеристика, которая отражает степени соответствия модели реальному объект
у:
1) управляемость;
2) организационная структура;
3) адаптивность;
4) возможность развития;
5) неопределенность.
7. Основные этапы моделирования:
1) разработка концептуальной модели системы;
2) алгоритмизация модели системы;
3) использование модели для получения нового знания;
4) формализация концептуальной модели;
5) машинная реализация модели системы;
6) интерпретация результатов моделирования системы;
7) оценка эффективности.
8. Оптимизация сетевой модели возможна применением следующих мероприятий:
1) перераспределения временных ресурсов;
2) перераспределения рабочих;
3) интенсификации выполнения работ;
4) параллельного выполнения работ;
5) изменения методов выполнения работ;
6) изменением количества ремонтируемых объектов.
9. Способы получения последовательностей случайных чисел:
1) аппаратный;
2) табличный;
3) алгоритмический;
4) виртуальный;
5) искусственный.
10. Последовательность случайных чисел, генерируемых в ЭВМ, называют:
1) натуральными;
2) мнимыми;
3) псевдослучайными;
4) виртуальными;
5) искусственными.
12. Аппаратный способ получения последовательностей случайных чисел имеет следующие
достоинства:
1) запас случайных чисел не ограничен;
2) не занимает место в памяти ЭВМ;
3) требуется однократная проверка последовательности случайных чисел;
4) возможность повторного воспроизведения последовательности случайных чисел;
5) занимает мало места в памяти ЭВМ;
6) не требуется внешнее устройство.
13. Табличный способ получения последовательностей случайных чисел имеет следующие
достоинства:
1) запас случайных чисел не ограничен;
2) не занимает место в памяти ЭВМ;
3) требуется однократная проверка последовательности случайных чисел;
4) возможность повторного воспроизведения последовательности случайных чисел;
5) занимает мало места в памяти ЭВМ;
6) не требуется внешнее устройство.
14. Алгоритмический способ получения последовательностей случайных чисел имеет
следующие достоинства:
1) запас случайных чисел не ограничен;
2) не занимает место в памяти ЭВМ;
3) требуется однократная проверка последовательности случайных чисел;
4) возможность повторного воспроизведения последовательности случайных чисел;
5) занимает мало места в памяти ЭВМ;
6) не требуется внешнее устройство.
15. Алгоритмический способ получения последовательностей случайных чисел имеет
следующие недостатки:
1) запас случайных чисел ограничен;
2) требуется место в памяти ЭВМ;
3) существенны затраты машинного времени;
4) требуется периодическая проверка генератора;
5) нет возможности повторного воспроизведения последовательности случайных чисел;
6) требуется внешнее устройство;
7) необходимы меры по обеспечению стабильности работы генератора.
16. Табличный способ получения последовательностей случайных чисел имеет следующие
недостатки:
1) запас случайных чисел ограничен;
2) требуется место в памяти ЭВМ;
3) существенны затраты машинного времени;
4) требуется периодическая проверка генератора;
5) нет возможности повторного воспроизведения последовательности случайных чисел;
6) требуется внешнее устройство;
7) необходимы меры по обеспечению стабильности работы генератора.
17. Аппаратный способ получения последовательностей случайных чисел имеет следующие
недостатки:
1) запас случайных чисел ограничен;
2) требуется место в памяти ЭВМ;
3) существенны затраты машинного времени;
4) требуется периодическая проверка генератора;
5) нет возможности повторного воспроизведения последовательности случайных чисел;
6) требуется внешнее устройство;
7) необходимы меры по обеспечению стабильности работы генератора.
18. Основные требования к генератору случайных чисел:
1) получаемые последовательности чисел должны состоять из квазиравномерно
распределенных чисел;
2) последовательности должны содержать статистически независимые числа;
3) последовательность должна состоять из неповторяющихся чисел;
4) затраты машинного времени на получение последовательностей чисел должны быть
минимальными;
5) последовательности должны занимать минимальный объем памяти ЭВМ;
6) последовательность не должна содержать псевдослучайные числа.
19. Оценка квазиравномерности распределения получаемых последовательностей
случайных чисел осуществляется:
1) расчетным методом;
2) сравнением;
3) по гистограмме;
4) интегрированием;
5) по производной.
20. Путь между исходным и завершающим
продолжительность:
1) короткий;
2) ненапряженный;
3) критический;
4) полный;
5) от исходного события до данного события.
событием,
имеющий
наибольшую
УФ-12. Вопросы зачета:
1.
Модель системы. Дайте определение и поясните.
2.
Моделирование. Дайте определение и поясните.
3.
Гипотеза и аналогия. Дайте определения и поясните.
4.
Современные средства, используемые для моделирования.
5.
Сущность системного подхода к моделированию систем на ЭВМ.
6.
Процесс функционирования модельной системы.
7.
Эксперимент и машинное моделирование. Поясните их соотношение.
8.
Цель моделирования систем на ЭВМ.
9.
Основные характерные черты машинной модели.
10.
Классификационные признаки видов моделирования.
11.
Математическое моделирование. Поясните суть.
12.
Сущность классического подхода к моделированию. Поясните суть.
13.
Прием выделения внешней среды и объекта моделирования из объективной
реальности. Поясните суть.
14.
Эффективность моделирования систем на ЭВМ. Поясните суть.
15.
Моделирование сложных систем. Какой подход обеспечивает его реализацию.
16.
Алгоритм функционирования модельной системы. Поясните суть.
17.
Концептуальная модель. Поясните суть.
18.
Прогон модели. Поясните суть.
19.
Способы генерации последовательностей случайных чисел.
20.
Методы тестирования качества работы генераторов.
21.
Статистическое моделирование. Поясните суть.
22.
Аналитико-имитационное (комбинированное) моделирование
23.
Сетевое моделирование производственных процессов. Поясните суть.
24.
Псевдослучайные последовательности чисел. Поясните суть.
25.
Способы получения последовательностей случайных чисел с заданным законом
распределения.
26.
Линейное моделирование производственных процессов. Поясните суть.
27.
Стадия макропроектирования модельной системы. Раскройте ее содержание.
28.
Требования к генераторам псевдослучайных чисел. Перечислите их и поясните.
29.
Оптимизация сетевых моделей производственных процессов. Раскройте содержание
и назовите основные мероприятия.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.
Шкала перевода баллов в оценки:
от 0 до 60 баллов – «не зачтено»;
от 61 до 100 баллов – «зачтено»;
Студенты, набравшие по дисциплине менее 35 баллов, к зачету не допускаются. Студенты,
не допущенные к сдаче зачета, сдают текущие формы контроля в соответствии с установленным
графиком и набирают пороговое значение баллов. Если в период проведения текущей аттестации
студент набрал 61 балл и более, то он автоматически получает зачет. Студентам, не набравшим в
семестре необходимого количества баллов по уважительной причине (болезнь, участие в
соревнованиях, стажировка и др.), устанавливаются индивидуальные сроки сдачи зачета.
11. Образовательные технологии.
При изучении дисциплины «Основы моделирования и конструирования» используются
лекция-дискуссия, проблемная лекция, ИКТ-технологии.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1 Основная литература:
1. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст] : учеб.пособие для
вузов / П. Ф. Дунаев ; О.П. Леликов. - 12-е изд., стер. - М. : Академия, 2009. - 496 с.
2. Степанов, Б.А. Технология плотничных, столярных, стекольных и паркетных
работ [Текст] : учебник для нач.проф.образования / Б. А. Степанов. - 3-е изд., стер. М. : Академия, 2009. - 336 с.
3. Конструирование одежды [Текст] : учебник для сред.и нач.проф.образования /
Э.К. Амирова [и др.]. - 5-е изд., стер. - М. : Академия, 2008. - 496 с. - (2)
12.2 Дополнительная литература:
1. Ермаков, А.С. Практикум по оборудованию швейных предприятий [Текст] :
учеб.пособие для нач.проф.образования / А. С. Ермаков. - М. : Академия, 2005. - 256
с.
2. Франц, В.Я. Оборудование швейного производства [Текст] : учебник для
сред.проф.образования / В. Я. Франц. - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2005. - 448 с.
3. Иконникова, Г.А. Конструирование и технология поясных изделий [Текст] :
учеб.пособие для нач.проф.образования / Г. А. Иконникова ; О.А. Сенаторова. - 2-е
изд., стер. - М. : Академия, 2006. - 112 с.
4. Петушкова, Г.И. Проектирование костюма [Текст] : учебник для вузов / Г. И.
Петушкова. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2007. - 416 с
5. Радченко, И.А. Справочник закройщика [Текст] : учеб.пособие для
нач.проф.образования / И. А. Радченко ; И.Б. Косинец. - М. : Академия, 2008. - 416
с.
15 экз.
15 экз.
2 экз.
9 экз.
10 экз.
2 экз.
10 экз.
5 экз.
12.3 Интернет-ресурсы:
№
1.
2.
Наименование
электроннобиблиотечной системы
(ЭБС)
Электронно-библиотечная
система «Университетская
библиотека онлайн»
Электронно-библиотечная
система Elibrary
Наименование
организацииПринадлежАдрес сайта
владельца, реквизиты
ность
договора на
использование
сторонняя
http://biblioclub.ru подписка ТюмГУ
сторонняя
http://elibrary.ru
ООО "РУНЭБ".
Договор № SV-2503/2014-1 на период с 05
марта 2014 года до 05
марта 2015 года.
Универсальная справочно- сторонняя
информационная
полнотекстовая база
данных “East View” ООО
«ИВИС»
Электронная библиотека:
сторонняя
Библиотека диссертаций
http://dlib.eastvie
w.com/
5.
Межвузовская
электронная библиотека
(МЭБ)
http://icdlib.nspu.r
u/
6.
Автоматизированная
сторонняя
библиотечная
информационная система
МАРК-SOL 1.10 (MARC
21) (Электронный каталог)
библиографическая база
данных
3.
4.
корпоративн
ая
http://diss.rsl.ru/?l
ang=ru
локальная сеть
ООО "ИВИС".
Договор № 64 - П от 03
апреля 2014 г. на период
с 04 апреля 2014 года до
03 апреля 2015 года.
подписка ТюмГУ (1
рабочее место, подписка
в 2015 г.)
Совместный проект с
ФГБОУ ВПО
«Новосибирский
государственный
педагогический
университет»
Научнопроизводственное
объединение
«ИНФОРМ-СИСТЕМА».
Гос.контракт № 07034 от
20.09.2007 г., бессрочно
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
Пакет программ Microsoft Office.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Для обеспечения освоения данной дисциплины имеются: оборудованные аудитории;
технические средства обучения (электронные доски, компьютеры, программное обеспечение);
выход в Интернет; аудио- и видеоаппаратура; наглядные пособия; пакеты компьютерных
программ.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Дисциплина "Основы моделирования и конструирования" предусматривает проведение
лекций, лабораторных занятий. Она реализуется через систему аудиторных и домашних заданий,
индивидуальных самостоятельных работ. Основное содержание лекций - изложение
теоретических основ дисциплины. Практические занятия посвящаются, главным образом,
актуализации знаний и выработке умений и навыков работы с понятиями и методами
моделирования и конструирования. Работа студентов носит отпечаток учебно-исследовательской
работы: выполнение домашних заданий, подготовка тем самостоятельного изучения, выполнение
тестов, в том числе с использованием компьютера (проводится электронное тестирование).
Дополнения и изменения к рабочей программе на 2015 / 2016 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
Заведующий кафедрой
«
/ Т.С. Мамонтова /
Подпись
Ф.И.О.
»
2015 г.