Основы выбора технических систем

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Факультет Электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины «Основы выбора технических систем»
для направления 210100 «Электроника и наноэлектроника» подготовки бакалавра
Автор программы:
Львов Б.Г., д.т.н., профессор, [email protected]
Одобрена на заседании кафедры "Электроника и наноэлектроника" «___»____________ 20 г.
Зав. кафедрой ______________К.О. Петросянц
Рекомендована секцией УМС «Электроника»
Председатель __________________________
«___»____________ 20 г.
Утверждена УС факультета Электроники и телекоммуникаций
Ученый секретарь________________________
«___»_____________20 г.
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета
и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
1. Цели и задачи дисциплины.
Целью преподавания дисциплины «Основы выбора технических систем» является
повышение уровня компетентности специалиста и качества технических решений в
проблемных ситуациях проектирования и условиях ограниченного времени путем обучения
теории и практическим методам принятия обоснованных решений.
В ходе изучения дисциплины ставятся следующие основные задачи:

изучение общих сведений теории и практики многокритериального выбора
вариантов в проектировании;

изучение основных подходов к построению математических моделей выбора;

изучение методов многокритериального выбора технических решений;

приобретение практических умений применения методов многокритериального
выбора в задачах проектирования.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина "Основы выбора технических систем" относится к дисциплинам по
выбору профессионального цикла (Б.3).
Дисциплина требует наличия у студента знаний, умений и навыков, полученных в ходе
изучения дисциплин «Математический анализ» (1,2 семестры), «Линейная алгебра и
аналитическая геометрия» (1,2 семестры), "Информационные технологии" (1, 2 семестры),
"Физика" (2-4 семестры), "Прикладная механика" (3 семестр). Для изучения дисциплины
студент должен обладать следующими компетенциями:

ОК-1 - способностью владеть культурой мышления, способностью к обобщению,
анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;

ОК-10 - способностью использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

ОК-12 - способностью владеть основными методами, способами и средствами
получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как
средством управления информацией;

ОК-13 - способностью работать с информацией в глобальных компьютерных
сетях;

ПК-6 - способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать
научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения
отечественной и зарубежной науки, техники и технологии ().
Дисциплина "Основы выбора технических систем" имеет междисциплинарные связи
с дисциплинами «Основы инженерного творчества», «Детали машин и основы
конструирования», «Вакуумная техника», «Технология электронного машиностроения»,
"Оборудование для получения тонкоплёночных структур", «Вакуумно-плазменные технологии
и оборудование», «Электронно- и ионнолучевое оборудование», «Электрофизические и
электрохимические технологии и оборудование» и является предшествующей для их изучения.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

способностью
находить
организационно-управленческие
решения
в
нестандартных ситуациях и готовностью нести за них ответственность (ОК-4);

способностью проводить предварительное технико-экономическое обоснование
проектов (ПК-8);

способностью аргументировано выбирать и реализовывать на практике
эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик
приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного
функционального назначения (ПК-20);

способностью выполнять анализ и выбор элементной базы оборудования
электронного машиностроения (ПСК-2);

способностью владеть методиками выбора оборудования и оснастки для
проведения технологических процессов изготовления изделий электроники и наноэлектроники
(ПСК-5);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: концептуальное описание объекта, его свойств и внешних условий в задачах
выбора технических систем, методы выбора технических систем в условиях определенности и
неопределенности, современную методологию многокритериального выбора.
Уметь: формировать критерии и варианты выбора, проводить оценку вариантов по
критериям выбора, выбирать и применять известные методы многокритериального выбора в
задачах проектирования оборудования, решать задачи многокритериального
выбора
технических систем при проектировании, обосновывать принимаемые технические решения.
Владеть: методами формирования критерии и варианты выбора технических систем
электроники и наноэлектроники, методами оценки вариантов технических систем, методами
многокритериального выбора оборудования производства изделий электроники и
наноэлектроники и его элементной базы.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Всего
часов /
зачетных
единиц
72 / 2
72 / 2
36 / 1
36 / 1
-
-
Лекции
18 / 0,5
18 / 0,5
Практические занятия (ПЗ)
18 / 0,5
18 / 0,5
Семинары (С)
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
-
-
36 / 1
36 / 1
В том числе:
-
-
Курсовой проект (работа)
-
-
36 / 1
36 / 1
Реферат
-
-
Промежуточная аттестация (зачет)
-
-
72
72
2
2
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Самостоятельная работа (всего)
Расчетно-графические работы
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
Семестры
4
-
-
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п Наименование
раздела
дисциплины
1.
Модель
технической
системы (ТС) в
задачах выбора
ТС (ЗВТС)
2.
Выбор и
формирование
критериев в ЗВТС
3.
4.
5.
6.
Содержание раздела
Системная модель технической системы как объекта выбора.
Концептуальное описание объекта, его свойств и внешних
условий в ЗВТС. Системная модель ЗВТС: виды вариантов,
типы ЗВТС, критерии, оценка критериев, принципы
оптимальности, решающее правило.
Цели. Дерево целей. Понятие о критерии. Классификация
критериев. Шкалы измерения критериев.Определение
представительности
критерия.
Проблема
многокритериальности. Обобщенный критерий. Формы
обобщенного критерия и их условия существования:
нормальная,
мультиаддитивная,
аддитивная.
Формы,
эквивалентные аддитивной форме. Нормализация критериев.
Методы назначения весовых коэффициентов.
Общая
Общая схема выбора ТС. Постановка ЗВТС. Модель
характеристика
многокритериальной ЗВТС. Классификация ЗВТС. Задачи
ЗВТС
параметрического выбора, задачи оптимизации и ранжировки.
ЗВТС в условиях определенности, риска и неопределенности.
Роль лица, принимающего решение (ЛПР), в ЗВТС. Выбор
метода решения с учетом свойств ЛПР в интерактивных
задачах выбора.
Методы оценки Задача оценки. Этапы решения задачи оценки. Виды
выбора ТС
множества допустимых оценок. Методы, основанные на
математических моделях. Методы экспертных оценок: общая
характеристика, методы обработки экспертной информации.
Метод Дельфи и его модификации. Метод попарных
сравнений. Граф предпочтений.
Методы выбора
Постановка задачи многокритериального выбора по
ТС в условиях
обобщенному критерию. Этапы выбора. Задача векторной
определенности
оптимизации. Эффективные решения и их свойства. Методы
отыскания области Парето. Решение многокритериальной
ЗВТС при заданном принципе оптимальности: принцип
равномерности, принцип близости к идеальной точке,
принципы абсолютной и относительной уступок. Методика
многокритериального выбора ТС по обобщенному критерию
Методы выбора
Особенности решения ЗВТС в условиях неопределенности.
ТС в условиях
Основные этапы решения задачи. Метод выбора ТС на основе
неопределенности теории нечетких множеств: Метод анализа иерархий:
основные стадии: основные процедуры.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины,
необходимых для изучения
обеспечиваемых дисциплин
1
2
3
4
5
6
1.
Основы инженерного творчества



2.
Детали машин и основы
конструирования
Вакуумная техника






Технология электронного
машиностроения
Оборудование для получения
тонкоплёночных структур
Вакуумно-плазменные технологии и
оборудование
Электронно- и ионнолучевое
оборудование
Электрофизические и
электрохимические технологии и
оборудование















3.
4.
5.
6.
7.
8.
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
№
п/п
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семин
.
СРС
Всего
2
2
-
-
-
4
2
2
-
-
4
8
3.
Модель технической системы ТС в
задачах выбора ТС (ЗВТС)
Выбор и формирование критериев в
ЗВТС.
Общая характеристика ЗВТС.
2
-
-
-
-
2
4.
Методы оценки ТС
2
2
-
-
4
8
5.
Методы выбора ТС в условиях
определенности.
Методы выбора ТС в условиях
неопределенности
4
6
-
-
12
22
6
6
-
-
16
28
1.
2.
6.
6. Лабораторный практикум
Не предусмотрен.
7. Примерная тематика расчетно-графических работ:

Многокритериальный выбор рациональной технической системы по
обобщенному критерию;

Многокритериальный выбор технической системы на основе теории нечетких
множеств.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Микони С.В. Многокритериальный выбор на конечном множестве альтернатив. - СПб.:
Лань, 2009, - 272 с.
2. Вишнеков А.В. Методы принятия проектных решений в CAD/CAM/CAE системах
электронной техники. Учебное пособие. - М.: МГИЭМ, 1999. Ч.1. - 95 с. Ч.2. - 78 с.
б) дополнительная литература
1. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений: Учебник. – М.: Логос. 2000. – 296 с.
2. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. Пер. с англ. Р. Г. Вачнадзе. -М.:
Радио и связь, 1993.-278 с.
3. Львов Б.Г. Основы теории технических систем. Учебное пособие. – М.: МИЭМ, 1991. –
135 с.
4. Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде. – М.: ФИЗМАТЛИТ. -2005.
в) программное обеспечение
Интернет-браузер Internet Explorer или Mozilla Firefox для проведения практических
занятий по методам многокритериального выбора технических систем.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не используются.
1.
2.
3.
4.
5.
д) рекомендуемая литература для самостоятельной работы
Козлов В.Н. Системный анализ, оптимизация и принятие решений. Учебное пособие. М.: Проспект, 2010.
Орлов А.И. Теория принятия решений. Учебное пособие / А.И.Орлов.- М.: Издательство
«Экзамен», 2005. - 656 с.
Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач
– М.: ФИЗМАТЛИТ. -2007.
Подиновский В.В. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных
задачах принятия решений – М.: ФИЗМАТЛИТ. -2007.
Борисов А. Н., Кроумберг О. А., Федоров И. П. Принятие решений на основе нечетких
моделей: примеры использования. – Рига: Зинатве, 1990. – 184 с.
е) учебно-методические материалы
1. Львов Б.Г., Ветров В.А. Многокритериальный выбор технических объектов по
интегральному критерию: Методические указания к самостоятельной работе. – М.:
МИЭМ, 2009. – 19 с.
2. Львов Б.Г., Кожевников А.И., Филипчук Т.С. Выбор вида технических объектов:
Методические указания. – М.: МГИЭМ, 1998 – 12 с.
3. Львов Б.Г., Кожевников А.И., Филипчук Т.С. Формирование целей проектирования
технических объектов: Методические указания. – М.: МГИЭМ. – 11 с.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Компьютерный класс на 24 места, оснащенный 12 персональными компьютерами на базе
процессоров Intel Pentium 4.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
В интерактивных формах проводятся 9 часов практических занятий. Оценочными
средствами текущего контроля успеваемости являются 2 расчетно-графические работы,
выполняемые студентами самостоятельно, проводимые на практических занятиях контрольные
работы по основам пройденного на лекциях теоретического материала с последующим
обсуждением, которое проходит в форме конференции.
Рабочая программа составлена в соответствии с Федеральным государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению
подготовки 210100 - Электроника и наноэлектроника.
Программу составил: Львов Б.Г., профессор, д.т.н.