Методи моделювання і математичне забезпечення наукових досліджень в галузі
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Код дисципліни: 7.133.06.O.004
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Проектування машин та автомобільного інжинірингу
Лектор: доцент Велика Оксана Тарасівна
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Здатність розв’язувати складні задачі і проблеми галузевого машинобудування, що передбачає дослідження та/або здійснення інновацій та характеризується невизначеністю умов і вимог.
ЗК1. Здатність використовувати інформаційні та комунікаційні технології.
ЗКЗ. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК6. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
СК1. Здатність створювати, удосконалювати та застосовувати кількісні математичні, наукові й технічні методи та комп’ютерні програмні засоби, застосовувати системний підхід для розв’язування інженерних задач галузевого машинобудування, зокрема, в умовах технічної невизначеності.
СК2. Критичне осмислення передових для галузевого машинобудування наукових фактів, концепцій, теорій, принципів та здатність їх застосовувати для розв’язання складних задач галузевого машинобудування і забезпечення сталого розвитку.
СК4. Усвідомлення перспективних завдань сучасного виробництва, спрямованих на задоволення потреб споживачів, володіння тенденціями інноваційного розвитку технологій галузі.
СК5. 3датність розробляти і реалізовувати плани й проекти у сфері галузевого машинобудування та дотичних видів діяльності, здійснювати відповідну підприємницьку діяльність.
1.2. Здатність використовувати та впроваджувати нові методи і системи автоматизованого проектування машин.
1.3. Здатність створювати автоматизовані технологічні комплекси в галузевому машинобудуванні.
1.5. Здатність проводити комп’ютерне моделювання та симуляцію роботи технологічного обладнання та машин.
1.6. Здатність проводити комплексне дослідження технологічної системи, розробляти та проводити ефективну виробничу політику машинобудівних підприємств.
1.9. Здатність здійснювати аналіз сучасного стану та ефективного й оптимального процесу виготовлення промислового обладнання.
1.10. Здатність ефективно використовувати системи автоматизованого проектування та розрахунків в галузі
Результати навчання: РН1. Знання і розуміння засад технологічних, фундаментальних та інженерних наук, що лежать в основі галузевого машинобудування відповідної галузі.
РН2. Знання та розуміння механіки і машинобудування та перспектив їхнього розвитку.
РНЗ. Знати і розуміти процеси галузевого машинобудування, мати навички їх практичного використання.
РН4. Здійснювати інженерні розрахунки для вирішення складних задач і практичних проблем у галузевому машинобудуванні.
РН5. Аналізувати інженерні об’єкти, процеси та методи.
РН6. Відшуковувати потрібну наукову і технічну інформацію в доступних джерелах, зокрема, іноземною мовою, аналізувати і оцінювати її.
РН7. Готувати виробництво та експлуатувати вироби галузевого машинобудування протягом життєвого циклу.
Зн1. Спеціалізовані концептуальні знання, що включають сучасні наукові здобутки у сфері професійної діяльності або галузі знань і є основою для оригінального мислення та проведення досліджень
Зн2. Критичне осмислення проблем у галузі та на межі галузей знань
Ум1. Спеціалізовані уміння/навички розв’язання проблем, необхідні для проведення досліджень та/або провадження інноваційної діяльності з метою розвитку нових знань за процедур.
Ум2. Здатність інтегрувати знання та розв’язувати складні задачі у широких або мультидисциплінарних контекстах
АВ1. Управління робочими або навчальними процесами, які є складними, непередбачуваними та потребують нових стратегічних підходів.
АВ3. Здатність продовжувати навчання з високим ступенем автономії
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Основи моделювання технічних систем
• Вища математика
• Інформатика
Короткий зміст навчальної програми: Програма навчальної дисципліни «Методи моделювання та математичне забезпечення наукових досліджень в галузі» включає розгляд та класифікацію методів моделювання технологічних процесів та систем, а також числових методів, які забезпечують наукові дослідження в галузі
Опис: Моделювання як метод наукового дослідження
Основні аспекти математичного забезпечення наукових досліджень в галузі
Використання методів розв’язування систем лінійних рівнянь для наукових досліджень в галузі.
Числові методи розв’язування нелінійних рівнянь. Метод половинного ділення. Метод хорд.
Числові методи розв’язування нелінійних рівнянь.Метод Ньютона (дотичних). Комбінований метод. Метод ітерацій.
Основні поняття та класифікація чисельних методів розв’язання диференціальних рівнянь. Одноточкові методи розв'язання задачі Коші
Метод Рунге–Кутта і його модифікації
Особливості моделювання технологічної системи.
Методи експериментально-статистичного моделювання технологічних систем та процесів
Основні аспекти моделювання багатовимірних процесів
Оптимізація технологічних систем. Основні принципи побудови моделей систем управління. Аналітичні методи оптимізації. Постановка задачі. Основні методи математичного програмування.
Математичне програмування як один з головних інструментів розв’язування оптимізаційних задач та дослідження отриманого розв’язку.
Лінійне програмування. Основна задача ЛП та різні форми її задання. Геометрична інтерпретація задачі ЛП. .
Методи розв'язування задач лінійного програмування. Графічний метод. Симплексний метод розв’язування задач лінійного програмування.
Теорія двоїстості у лінійному програмуванні
Методи та критерії оцінювання:
1. Захист звітів до практичних і лабораторних робіт в усній формі шляхом опитування теоретичного матеріалу за темою роботи та методикою проведення досліджень.
2. Проведення письмового іспиту за результатами вивчення дисципліни, який складається з практичного завдання.
3. Проведення усної компоненти за результатами написання іспиту, питання якої ґрунтуються на змісті практичних завдань.
Критерії оцінювання результатів навчання: • письмові звіти з практичних і лабораторних робіт, усне опитування (45%)
• підсумковий контроль (55 %, контрольний захід, екзамен): письмово-усна форма (55%)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Барвінський А.Ф та ін. Математичне програмування: Навчальний посібник / А.Ф. Барвінський, І.Я. Олексів, З.І. Крупка, І.О. Бобик, І.І. Демків, Р.І. Квіт, В.В. Кісілевич – Львів: Національний університет “Львівська політехніка” (Інформаційно-видавничий центр “Інтелект+” Інститут післядипломної освіти) “Інтелект – Захід”, 2004. – 448с .
2. Пальчевський Б.О. Дослідження технологічних систем (моделювання, проектування, оптимізація): Навч. посібник. - Львів: світ, 2001.- 232 с.
3. Стоцько 3. А. Моделювання технологічних систем. / Навчальний посібник. НВК ВО при Міністерстві освіти України, 2014с.
4. http:// www.knigka.info/2012/07/14/modeljuvannja-sistem.html
5. В.Б.Струтинський. Математичне моделювання процесів та систем механіки. Підручник.-Житомир:ЖІТІ, 2001
6. Рудавський Ю.К., Костробій П.П. та ін. Математичний аналіз: Навчальний посібник.- Ч.І.-Львів: В-во НУ "Львівська політехніка",2003.-404с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Методи моделювання і математичне забезпечення наукових досліджень в галузі (курсова робота)
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Код дисципліни: 7.133.06.O.006
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Проектування машин та автомобільного інжинірингу
Лектор: доцент Велика Оксана Тарасівна
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Здатність розв’язувати складні задачі і проблеми галузевого машинобудування, що передбачає дослідження та/або здійснення інновацій та характеризується невизначеністю умов і вимог.
ЗК1. Здатність використовувати інформаційні та комунікаційні технології.
ЗКЗ. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
ЗК6. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).
СК1. Здатність створювати, удосконалювати та застосовувати кількісні математичні, наукові й технічні методи та комп’ютерні програмні засоби, застосовувати системний підхід для розв’язування інженерних задач галузевого машинобудування, зокрема, в умовах технічної невизначеності.
СК2. Критичне осмислення передових для галузевого машинобудування наукових фактів, концепцій, теорій, принципів та здатність їх застосовувати для розв’язання складних задач галузевого машинобудування і забезпечення сталого розвитку.
СК4. Усвідомлення перспективних завдань сучасного виробництва, спрямованих на задоволення потреб споживачів, володіння тенденціями інноваційного розвитку технологій галузі.
СК5. 3датність розробляти і реалізовувати плани й проекти у сфері галузевого машинобудування та дотичних видів діяльності, здійснювати відповідну підприємницьку діяльність.
1.2. Здатність використовувати та впроваджувати нові методи і системи автоматизованого проектування машин.
1.3. Здатність створювати автоматизовані технологічні комплекси в галузевому машинобудуванні.
1.5. Здатність проводити комп’ютерне моделювання та симуляцію роботи технологічного обладнання та машин.
1.6. Здатність проводити комплексне дослідження технологічної системи, розробляти та проводити ефективну виробничу політику машинобудівних підприємств.
1.9. Здатність здійснювати аналіз сучасного стану та ефективного й оптимального процесу виготовлення промислового обладнання.
1.10. Здатність ефективно використовувати системи автоматизованого проектування та розрахунків в галузі
Результати навчання: РН1. Знання і розуміння засад технологічних, фундаментальних та інженерних наук, що лежать в основі галузевого машинобудування відповідної галузі.
РН2. Знання та розуміння механіки і машинобудування та перспектив їхнього розвитку.
РНЗ. Знати і розуміти процеси галузевого машинобудування, мати навички їх практичного використання.
РН4. Здійснювати інженерні розрахунки для вирішення складних задач і практичних проблем у галузевому машинобудуванні.
РН5. Аналізувати інженерні об’єкти, процеси та методи.
РН6. Відшуковувати потрібну наукову і технічну інформацію в доступних джерелах, зокрема, іноземною мовою, аналізувати і оцінювати її.
РН7. Готувати виробництво та експлуатувати вироби галузевого машинобудування протягом життєвого циклу.
Зн1. Спеціалізовані концептуальні знання, що включають сучасні наукові здобутки у сфері професійної діяльності або галузі знань і є основою для оригінального мислення та проведення досліджень
Зн2. Критичне осмислення проблем у галузі та на межі галузей знань
Ум1. Спеціалізовані уміння/навички розв’язання проблем, необхідні для проведення досліджень та/або провадження інноваційної діяльності з метою розвитку нових знань за процедур.
Ум2. Здатність інтегрувати знання та розв’язувати складні задачі у широких або мультидисциплінарних контекстах
АВ1. Управління робочими або навчальними процесами, які є складними, непередбачуваними та потребують нових стратегічних підходів.
АВ3. Здатність продовжувати навчання з високим ступенем автономії
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Основи моделювання технічних систем
• Вища математика
• Інформатика
Короткий зміст навчальної програми: Програма навчальної дисципліни «Методи моделювання та математичне забезпечення наукових досліджень в галузі» включає розгляд та класифікацію методів моделювання технологічних процесів та систем, а також числових методів, які забезпечують наукові дослідження в галузі
Опис: Моделювання як метод наукового дослідження
Основні аспекти математичного забезпечення наукових досліджень в галузі
Використання методів розв’язування систем лінійних рівнянь для наукових досліджень в галузі.
Числові методи розв’язування нелінійних рівнянь. Метод половинного ділення. Метод хорд.
Числові методи розв’язування нелінійних рівнянь.Метод Ньютона (дотичних). Комбінований метод. Метод ітерацій.
Основні поняття та класифікація чисельних методів розв’язання диференціальних рівнянь. Одноточкові методи розв'язання задачі Коші
Метод Рунге–Кутта і його модифікації
Особливості моделювання технологічної системи.
Методи експериментально-статистичного моделювання технологічних систем та процесів
Основні аспекти моделювання багатовимірних процесів
Оптимізація технологічних систем. Основні принципи побудови моделей систем управління. Аналітичні методи оптимізації. Постановка задачі. Основні методи математичного програмування.
Математичне програмування як один з головних інструментів розв’язування оптимізаційних задач та дослідження отриманого розв’язку.
Лінійне програмування. Основна задача ЛП та різні форми її задання. Геометрична інтерпретація задачі ЛП. .
Методи розв'язування задач лінійного програмування. Графічний метод. Симплексний метод розв’язування задач лінійного програмування.
Теорія двоїстості у лінійному програмуванні
Методи та критерії оцінювання: захист курсової роботи - 100%
Критерії оцінювання результатів навчання: курсовий робота (письмово-усна форма 100%)
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Барвінський А.Ф та ін. Математичне програмування: Навчальний посібник / А.Ф. Барвінський, І.Я. Олексів, З.І. Крупка, І.О. Бобик, І.І. Демків, Р.І. Квіт, В.В. Кісілевич – Львів: Національний університет “Львівська політехніка” (Інформаційно-видавничий центр “Інтелект+” Інститут післядипломної освіти) “Інтелект – Захід”, 2004. – 448с .
2. Пальчевський Б.О. Дослідження технологічних систем (моделювання, проектування, оптимізація): Навч. посібник. - Львів: світ, 2001.- 232 с.
3. Стоцько 3. А. Моделювання технологічних систем. / Навчальний посібник. НВК ВО при Міністерстві освіти України, 2014с.
4. http:// www.knigka.info/2012/07/14/modeljuvannja-sistem.html
5. В.Б.Струтинський. Математичне моделювання процесів та систем механіки. Підручник.-Житомир:ЖІТІ, 2001
6. Рудавський Ю.К., Костробій П.П. та ін. Математичний аналіз: Навчальний посібник.- Ч.І.-Львів: В-во НУ "Львівська політехніка",2003.-404с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).