Энгельсский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

Энгельсский технологический институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Машины и аппараты химических производств»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине Ф. 13 «Системный анализ процессов химической технологии »
для специальности 17.05.00 – «Машины и аппараты химических производств»
(дневная, заочная формы обучения)
Курс – 4
Курсовая работа – нет
Курсовой проект – нет
Семестр – 8 (8)
Лекции – 34 (16)
Практические занятия – 17 (8)
Лабораторные занятия – нет
Всего ауд. -85 (24)
Расчетно-графическая работа - нет
Контрольная работа – (8)
Экзамен – 8 (8) семестр
Зачет – нет
Самостоятельная работа - 34
(В скобках указаны часы по заочной форме обучения)
Рабочая программа обсуждена на заседании
кафедры МХП «__ »_______ 20__г., протокол №_
Зав. кафедрой _____________ В.Н.Целуйкин
Рабочая программа утверждена
на заседании УМКС "МХП" «__»________ 20__г.,
протокол № _
Председатель УМКС ______________В.Н.Целуйкин
Энгельс 2011г.
.
1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цель преподавания дисциплины
Изучение дисциплины « Системный анализ процессов химической технологии»
преследует следующие цели: формирование у студентов системного подхода к решению
задач проектирования и анализа эффективности ресурсосберегающих комплексов в
различных отраслях химической, нефтяной и газовой промышленности, развитие
творческого мышления студентов, повышение их интеллектуального уровня.
1.2. Задачи изучения дисциплины
Основными задачами изучения дисциплины являются: научить студентов эффективно
использовать знания, полученные по общеобразовательным , инженерным и специальным
дисциплинам; обладать основными понятиями в области системного анализа; научить:
правильно классифицировать процессы химической технологии, оптимально использовать
оборудование химических производств, грамотно выбирать и анализировать
технологические схемы процессов.
2. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине
Изучение дисциплины
« Системный анализ процессов химической технологии»
основано на знании студентами материалов дисциплин: «Общая химическая
технология», « Теоретические основы энерго – и ресурсосбережения в химической
технологии», « Процессы и аппараты в химической технологии», « Информатика».
Студент должен уметь: - пользоваться научно-технической документацией;
- владеть численными методами расчета;
- выбирать необходимый типо- размер стандартных машин и
аппаратов;
- производить тепловой, гидравлический и механический
расчеты оборудования;
- находить оптимальные решения при проектировании и
эксплуатации механического и технологического
оборудования химических производств
3. Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам
и видам занятий
№
№
мод. нед.
1
2
1
1-3
1
4-7
№
Наименование темы
Всего Лекц. Лабор. Прак. СРС
темы
часов
занятия зан.
3
4
5
6
7
8
9
1
Ведение. Основные понятия и
28
18
4
6
описание
систем.
Общая
теория систем и системного
анализа.
Модели
систем.
Классификация моделей ХТС.
Математическое
описание
систем. Анализ ХТС. Задачи
анализа ХТС. Сигналы в
системах.
2
Энтропия
и
количество
10
4
2
4
1
8-10
3
1
1114
1517
4
1
5
информации.
Информационный контроль и
автоматическое регулирование
режимных параметров.
Декомпозиция систем.
Агрегирование,
эмерджентность, внутренняя
целостность системы.
Методы
и
процедуры
принятия решений.
Современные тенденции в
области системного анализа.
Технологические
принципы
создания ХТС.
ИТОГО:
20
4
4
12
13
4
3
6
14
4
4
6
85
34
17
34
-
4. Содержание лекционного курса
№
темы
1
1
2
3
4
5
Всего №
Тема лекции:
часов лекции Вопросы, отрабатываемые на лекциях
2
3
4
2(2)
1
Системный анализ как методология решения проблем.
Химическое предприятие как сложная система.
2
2
Этапы и методы системного анализа .Этапы создания ХТС.
2(2)
3
Системы. Модели систем. Системный анализ и классификация
моделей ХТС.
2(2)
4
Классификация процессов химической технологии.
2
5
Математическое описание систем.
2(2)
6
Задачи анализа, синтеза и оптимизации ХТС.
2
7
Основные положения теории систем.
2(2)
8
Сигналы в системах. Математическая модель в сигналах.
2
9
Энтропия и количество информации.
2(2)
10
Языки описания выбора.
2
11
Декомпозиция систем.
2(2)
12
Агрегирование, эмерджентность, внутренняя целостность
системы.
2
13
Методология решения неструктурированных проблем.
2(2)
14
Методология решения слабоструктурированных проблем.
2
15
Основы принятия решений при многих проблемах.
2
16
Технологические принципы создания ХТС.
2
17
Современные тенденции в области системного анализа.
5. Перечень практических занятий
№
темы
1
1
2
Всего
часов
2
4 (2)
2(2)
3
4(2)
№
Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на
занятий
практическом занятии
3
4
1
Разработка функциональной модели для решаемой задачи.
2
Принципы решения неструктуризированных проблем. Метод
парных и последовательных сравнений.
3
Метод взвешенных экспертных оценок.
4
5
3 (2)
4
4
5
Метод предпочтения. Метод ранга.
Метод полного попарного сопоставления.
6. Перечень лабораторных работ – учебным планом не предусмотрено
7. Задания для самостоятельной работы студентов
№
темы
1
1
Всего
часов
2
2
2
2
2
2
2
3
2
4
6
4
5
Итого
6
6
Вопросы для самостоятельного изучения (задания).
Литература
3
4
/
2
/
с.34
-62;/
3
/ -с.215
Общая теория систем и системного анализа.
– 256; / 4 /- 218-243.
Основные свойства систем. Естественные и
искусственные системы.
Системный анализ и классификация химического
/ 1 /-с.11 -56; / 9 / -с. 121
производства. Типовая технологическая схема.
-146.
Технологические концепции создания
/ 4 /- с.242 -261; / 5 /ресурсосберегающих систем. Выбор процесса. Полнотас.222 -257;
переработки сырья и вспомогательных материалов.
Минимизация энергетических и тепловых расходов.
Анализ целей и функций в сложных многоуровневых /6 /- с.15 – 37; /7/- с. 25 системах.
56.
Анализ факторов, влияющих на их создание и
/ 1 /- с.98 -162; / 10 /функционирование системы организационного
с.25 – 89;
управления.
Возможности применения методов системного
/ 4 /- с.142 -160; / 5 /анализа для решения практических задач, анализа и с.322 -342;
синтеза химико-технологических систем (ХТС).
Методы линейного программирования для решения / 2 / - с.14 -22;/ 3 / -с.115
задач ресурсосбережения
– 156; / 4 /- 110-143.
Методы нелинейного программирования для решения / 1 /- с.58 -100; / 10 /-с55
задач ресурсосбережения
– 60; /8 / - с. 120 -169.
Технологические концепции создания ХТС. Полнота / 4 /- с.42 -60; / 5 /-с.322
переработки сырья и вспомогательных материалов. -342;
Модели синтеза ресурсосберегающих систем в
/8 / - с. 321 -369.
условиях неопределенности.
34
8. Курсовой проект - учебным планом не предусмотрен
9. Курсовая работа – учебным планом не предусмотрена
10. Расчетно-графическая работа - учебным планом не предусмотрена
11. Контрольная работа – выполняется студентами заочной формы по вариантам.
12. Экзаменационные вопросы
1. Основные понятия и описания систем.
2. Понятие системы. Системы. Модели систем.
3. Первые определения системы.
4. Модель «черного ящика».
5. Модель состава системы.
6. Модель структуры системы.
7. Второе определение системы. Структурная схема системы.
8. Динамические модели системы.
9. Функционирование и развитие.
10. Типы динамических моделей.
11. Общая математическая модель динамики.
12. Стационарные системы.
13. Разработка функциональной модели для решаемой задачи. Общие сведения о
методологии IDEFO. (Модель SADT).
14. Системный анализ как методология решения проблем.
15. Классификация проблем со степени их структуризации.
16. Принципы решения хорошо структуризованных проблем.
17. Принципы решения не струтуризованных проблем.
18. Принципы решения хорошо структуризованных проблем (схема основных
требований к критерию эффективности исследования операций).
19. Принципы решения слабоструктуризированных проблем.
20. Классификация и общая характеристика метода экспертных оценок.
21. Принципы формирования эвристической информации.
22. Метод парных сравнений.
23. Метод последовательных сравнений.
24. Метод взвешивания экспертных оценок.
25. Метод предпочтений.
26. Метод ранга.
27. Метод полного попарного сопоставления.
28. Ранжирование проектов методом парных сравнений.
29. Ранжирование критериев по их важности методом Перстоуна.
30. Поиск наилучшей альтернативы на основе принципа Кондорсе.
31. Поиск результирующего ранжирования на основе алгоритма Келини-Снема.
32. Выбор рациональной структуры системы методом экспертных оценок.
33. Энтропийная оценка согласованности экспертов.
34. Категория целей в системном анализе.
35. Структуризация конечной цели в виде дерева целей.
36. Основные методы научно-технического прогнозирования. Метод паттерн.
37. Метод прогнозного графа.
38. Метод-поиск новых технических решений на основе морфологии анализа.
39. Проектирование систем с исследованием системных принципов.
40. Организация экспериментов с использованием системных принципов.
41. Переоценка альтернатив на основе Пайсовского подхода.
42. Переоценка структуризации проблемы в виде «дерева решений».
43. Выбор оптимальной стратеги на основе Пайсовской теории решений.
44. Критерий для оптимизации решений в условиях риска и неопределенности.
45. Выбор рациональной стратегии с использованием многих критериев.
46. Основы принятия решений при многих критериях.
47. Постановка задачи векторной оптимизации и классификация многокритериальных
методов.
48. Принципы согласованного оптимума Паретто. Примеры поиска Паретто —
оптимальных решений.
49. Циклы проектирования и уровни оптимизации эк. систем.
50. Структурная оптимизация систем как процесс принятия решений.
51. Метод ФСА.
52. Метод комплексной оценки структур. Методика многокритериального выбора
рациональных структур. Пример.
53. Принятие решений в процессе системного проектирования.
54. Схемы информационного взаимодействия при формировании облика системы.
55. Сущность задач системного проектирования и природа многоканальности.
56. Методика сравнительной оценки двух структур по степени доминирования.
Пример многокритериального выбора.
57. Методика структурного анализа с использованием функций полезности.
58. Методика экспресс - анализа структур при многих критериях (оперативного
анализа структур).
59. Современные тенденции в области системного анализа.
60.Химическое предприятие как сложная система. Иерархическая
химического производства.
61.Задача анализа ХТС. Основные этапы ХТС.
62. Задачи оптимизации, синтеза и анализа ХТС.
63. Классификация моделей химико-технологических систем.
64. Основные отличия операторной схемы и технологической.
65.Отличия функциональной схемы от структурной.(ТС синтеза аммиака).
66. Основные процессы в химической технологии.
67. Технологическая схема синтеза аммиака. Оборудование применяемое
в технологической схеме синтеза аммиака.
68. Проблемы, возникающие при разработке и эксплуатации
агрегатов большой единичной мощности.
структура
13. Список основной и дополнительной литературы по дисциплине "Системный
анализ процессов химической технологии"
Основная
1.Волкова В. И. Теория систем: Учеб. пособие/ В. Н. Волкова, А. А. Денисов. – М.: Высш.
шк., 2006. 511 с.: ил.
2.Качала В. В. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для вузов. –
М.: Горячая линия- Телеком, 2007, -216 с .: ил.
3.Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник: Учеб. пособие для вузов/
Под ред. В. Н. Волковой, В. Н. Козлова. – М.: Высш. шк., 2005 – 616 с.: ил.
Дополнительная
4.Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ. Учебное пособие для
вузов. – М.: Высш. шк. 1989, 367 с.
5.Леффер Уильям Л. Переработка нефти. – М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 1999. 516 с.
6.Викторов В. К., Кузичкин Н. В. И др. Методы оптимизации химико-технологических
систем: Учебное пособие. СПб: СПбГТИ, 1999, 166 с.
7.Аранская О. С. Сборник задач и упражнений по химической технологии. – Минск:
Университетское издание, 1989.с.372.
8.Соколов Р. С. Химическая технология. Учебное пособие для вузов: В 2-х т. – М.: Центр
Владос, 2000.с.516.
9.Митрофанов Ю.И. Системный анализ: Учебное пособие. – Саратов Изд. – во: «Научная
книга», 2000. 232 с.
10.Кафаров В.В.Моделирование химических процессов, М.: «Знание», 1991. 162с.
11.Холоднов В.А., Хартманн К, Чепикова В.Н., Андреева В.П. Системный анализ и
принятие решений. Компьютерные технологии моделирования химико-технологических
систем. СПб.: СПГТИ (ТУ), 2008.-160 с.
12.Холоднов В.А, Решетиловский В.П., Лебедева М.Ю., Боровинская Е.С. Системный
анализ и принятие решений. Математическое моделирование и оптимизация объектов
химической технологии в Mathcad и Excel . СПб.: СПГТИ (ТУ), 2007.-433 с.
14. Использование наглядных пособий, ТСО, вычислительной техники
При выполнении расчетных работ используется вычислительная техника. Студенты
самостоятельно составляют алгоритмы и программы расчета на ЭВМ
Рабочая программа составлена _______________О.Н. Щербининой
15. Дополнения и изменения в рабочей программе
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры «____»_________20__г.,
протокол №____
Зав. кафедрой ____________В.Н.Целуйкин
Внесенные изменения утверждены на заседании УМКС «___»__________20__ г.,
протокол № ______.
Председатель УМКС ______________В.Н.Целуйкин