Управление техническими системами: Рабочая программа, задание на контрольную работу

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра автомобильного транспорта

УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ Рабочая программа Задание на контрольную работу

Факультет экономики и управления на автомобильном транспорте

Направление и специальность подготовки дипломированного специалиста: 653300 – эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования; 150200 - автомобили и автомобильное хозяйство Специализация: 150201 – техническая эксплуатация автомобилей Направление подготовки бакалавра 551400 – наземные транспортные системы

Санкт - Петербург 2005

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 681.5:656.113.004 Управление техническими системами: Рабочая программа, задание на контрольную работу. - СПб.: СЗТУ, 2005.- 14с. Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 653300 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования» (специальность 150200 - «Автомобили и автомобильное хозяйство», специализация 150201 – «Техническая эксплуатация автомобилей») и направлению подготовки бакалавра 551400 – «Наземные транспортные системы». Излагается рабочая программа по дисциплине, содержащая основные положения и понятия по управлению большими техническими системами на примере технической эксплуатации автомобильного транспорта. Рассмотрено на заседании кафедры автомобильного транспорта СЗТУ, протокол №7 от 30 ноября 2004 г., одобрено методической комиссией факультета экономики и управления на автомобильном транспорте, протокол №4 от 20 декабря 2004 г. Рецензенты: кафедра автомобильного транспорта СЗТУ (зав. кафедрой А.Б. Егоров, канд. техн. наук, доц.), М.И. Соколов, канд. техн. наук, доц. кафедры организации перевозок и управления безопасностью дорожного движения на автомобильном транспорте (ОПУБАТ) Автомобильно-дорожного института СПбГАСУ Составители: Ю.И. Агеев, канд. физ.-мат. наук, доц; С.Е. Иванов, канд. техн. наук, проф.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2005

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА Дисциплина «Управление техническими системами» базируется на знаниях, полученных в результате изучения дисциплин «Высшая математика», «Теория вероятности и математическая статистика», «Основы системного анализа» и «Техническая эксплуатация автомобилей». Цель дисциплины «Управление техническими системами» заключается в формировании профессиональных знаний студентов по общим и специфическим вопросам управления большими техническими системами на примере производства технического обслуживания и ремонта автомобилей. Задачи дисциплины. В результате изучения дисциплины будущий инженер должен: − знать особенности и принципиальные подходы при анализе и управлении большими техническими системами; − приобрести навыки: по оптимизации производительности и пропускной способности средств обслуживания; эффективному распределению ресурсов между подсистемами; определению рациональной последовательности проведения сложных работ; рациональному обновлению основных фондов; поиску оптимальных (рациональных) решений при разработке (модернизации) оборудования (стендов) для качественного обслуживания, текущего и капитального ремонта транспортных средств.

3

4

Управление системами автотранспортного комплекса

Жизненный цикл и обновление больших технических систем

Методы поиска, выбора и принятия решения

Цели системы

Управление большими техническими системами

Техническая система (классификация, структура и т.д.)

2. СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ Блоковая структура дисциплины «Управление техническими системами» приведена в табл.2.1. Таблица 1 Блоковая структура дисциплины Управление техническими системами

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 3.1. Содержание дисциплины по ГОС Понятие о технических системах; производственно-технологические и организационно-технические системы; программно-целевые методы управления, дерево целей и систем; жизненный цикл больших систем и их элементов; инновационный подход при управлении и совершенствовании больших систем; методы принятия решений, использование имитационного моделирования и деловых игр; управление сложными системами автотранспортного комплекса; технико-экономическая оценка эффективности.

3.2. Рабочая программа (объем дисциплины 100 часов) Введение (2 часа) Цель, задачи и преемственность курса. Роль и значение основных представлений и понятий о системе, составных элементах, связях между подсистемами. Представления: об основных видах управления; о методах поиска, выбора и принятия управляющего решения (алгоритма); о применении методов системного анализа для рационального (оптимального) управления системами автотранспортного комплекса. 3.2.1. Технические системы (8 часов) [1], c.12...15; [2], с.5...20, 117…131; [3], с.4...48 Понятия: система, подсистема, элементы, связи. Понятия, характеризующие развитие и функционирование системы: поведение; развитие; равновесие; устойчивость; исходное, конечное и заданное состояния и т.д. Виды и формы представления структур: сетевая; иерархическая; многоуровневая иерархическая; матричная; с вертикальными и горизонтальными связями; с произвольными связями. Классификация систем. Большие технические системы (производственнотехнические, организационно-технические и др.) и их особенности. Роль управления большими техническими системами на автомобильном транспорте. Особенности состояния и развития автомобильного транспорта в рыночных условиях. Вопросы для самопроверки 1. 2. 3. 4. 5.

Поясните понятие «развитие системы». Перечислите формы представления структур. Поясните понятия «искусственная живая/неживая системы». Поясните понятие «техническая система». В чем заключаются особенности больших технических систем? 5

3.2.2. Управление большими техническими системами (10 часов) [1], с.15...28; [2], с.20...24 Понятие управления системой (технической системой) Понятия: информация, информационное поле. Информация как ресурс. Основные виды и формы информационного обеспечения. Оценка эффективности информационных ресурсов. Влияние информации, действий, материальных ресурсов, времени реализации на процесс управления. Управляющие и управляемые элементы системы. Схема их взаимодействия. Виды управления: жесткое; реактивное; программно-целевое; с обратной связью. Основные этапы управления: определение целей; получение, обработка и анализ информации о состоянии системы и о внешних факторах, действующих на систему; принятие управляющего решения и придание ему нормативной формы; доведение решения до исполнителя и контроль; реализация управляющего решения; получение и анализ реакции об изменении состояния системы; анализ причин и факторов, по которым не были достигнуты цели. Вопросы для самопроверки 6. Перечислите виды и формы информационного обеспечения. 7. Каким образом оценивается эффективность информационных ресурсов? 8. Поясните, как ресурсы влияют на процесс управления. 9. Поясните, как информация влияет на процесс управления. 10. В чем заключается отличие жесткого управления от реактивного? 11. В чем заключается отличие реактивного управления от программноцелевого? 12. Перечислите основные этапы управления. 13. Поясните принцип действия обратной связи. 14. В чем заключается отличие отрицательной обратной связи от положительной? 15. Приведите примеры систем с жестким управлением. 16. Приведите примеры систем с обратной связью. 17. Приведите примеры систем с программно-целевым управлением. 18. Поясните схему взаимодействия управляющих и управляемых элементов на конкретных примерах. 3.2.3. Цели системы (20 часов) [1], с.29…77; 163…189; [2], с.25…26, 29…34; [3], с.63…67 6

Понятие цели системы. Целевая функция. Целевые показатели и нормативы. Их соотношение. Декомпозиция систем. Дерево целей. Связь целей разного уровня. Дерево целей транспортного комплекса. Дерево систем. Классификация подсистем и факторов дерева систем. Дерево систем технической эксплуатации автомобилей. Взаимодействие дерева целей и дерева систем. Оценка вклада конкретных подсистем в достижение основной цели системы. Системный анализ инженерно-технической службы. Целевые нормативы инженерно-технической службы автотранспортного предприятия. Вопросы для самопроверки 19. Поясните понятие «цель системы». 20. Поясните понятие «генеральная/основная цель». 21. Приведите примеры целевой функции. 22. Поясните разницу в терминах «целевой показатель» и «целевой норматив». 23. Приведите конкретные примеры взаимодействия дерева целей и дерева систем. 24. Какие существуют методы (или критерии) оценки вклада подсистем в достижение цели систем? 25. Перечислите целевые показатели инженерно-технической службы АТП. 26. Поясните понятие «декомпозиция системы». 3.2.4. Методы поиска, выбора и принятия решений (20 часов) [1], с.78…131; [2], с.26…29, 39…81, 89…93; [3], с.72…103 Понятие принятия решения. Этапы принятия решения. Классификация методов принятия решения в зависимости: от способа принятия решения; объема и характера имеющейся информации; аппарата принятия решения. Принятие решения в стандартной и нестандартной ситуациях. Понятия «исследование операций» и «операция». Оценка эффективности операций. Факторы, влияющие на показатель эффективности. Принятия решения в условиях дефицита информации. Способы компенсации дефицита информации. Понятие об игровых методах. Принятие решения в условиях риска. Принятие решений в условиях неопределенности. Методы принятия решений в условиях неопределенности: сведение неизвестных вероятностей состояний системы к известным; ранжирование неизвестных вероятностей состояний системы; использование максиминного, минимаксного и промежуточного критериев. Особенности принятия решения в конфликтных ситуациях. 7

Методы интеграции мнений специалистов. Методы априорного ранжирования. Оценка влияния производственно-технической базы автотранспортного предприятия на работоспособность автомобильного парка методом априорного ранжирования. Метод Дельфи при оценке ситуаций и принятии решения. Понятие о моделировании. Имитационное моделирование при определении оптимальной периодичности технического обслуживания по допустимому уровню безотказности и экономико-вероятностному методу. Имитационное моделирование при анализе работы системы массового обслуживания. Имитационное моделирование при проведении деловых игр. Вопросы для самопроверки 27. Перечислите основные этапы принятия решения. 28. В чем заключается отличие принятия решения в стандартной/нестандартной ситуациях? 29. Какие существуют критерии оценки эффективности операций? 30. Какие существуют критерии оценки дефицита информации? 31. В чем заключается отличие принятия решения в условиях полной/недостаточной информации? 32. Перечислите основные методы принятия решения в условиях неопределенности. 33. В чем заключается отличие принятия решения в условиях определенности/неопределенности? 34. В чем заключается отличие принятия решения в условиях определенности/риска? 35. В чем заключается отличие принятия решения в условиях неопределенности/риска? 36. Перечислите особенности принятия решения в конфликтных ситуациях. 37. Какие существуют методы оценки ситуаций? 38. Перечислите методы априорного ранжирования. 39. Поясните сущность метода Дельфи. 40. Поясните сущность методов коллективной оценки (экспертизы). 41. Поясните сущность методов индивидуальной оценки (экспертизы). 3.2.5. Жизненный цикл и обновление больших технических систем (20 часов) [1], с.132…162; [2], с35…39, 233…268; [3]. С.67…72 Понятие жизненного цикла большой технической системы и ее элементов. Этапы жизненного цикла большой технической системы. Инновационный подход при управлении и совершенствовании больших технических систем. Понятие научно-технического прогресса. Закон 8

убывающей эффективности использования капиталовложений. Производственная функция. Производительность труда. Этапы разработки и реализации нововведений: стадия разработки и освоения; фондосберегающий период; этап исчерпания потенциальных возможностей новых решений. Кривая эффективности. Понятие риска неудачи разработки и риска устаревания или недостаточной новизны разработки. Соотношение устаревания и неудачи при разработках нововведений. Оценка предпочтительности разработок нововведений. Технико-экономическая оценка эффективности. Бизнес-план как инструмент планирования нововведений в рыночных условиях. Основные разделы бизнес-плана автотранспортного предприятия. Пути обновления больших технических систем. Вопросы для самопроверки 42. Поясните понятие термина «жизненный цикл». 43. Перечислите этапы жизненного цикла технической системы. 44. Поясните понятие «инновация». 45. Какая связь между производительностью труда и научно-техническим прогрессом? 46. Поясните понятие «риск устаревания разработки». 47. В чем заключается отличие понятий «риск устаревания/неудачи разработки»? 48. Какие существуют методы (критерии) оценки разработки новой техники? 49. Какие существуют технико-экономические критерии оценки эффективности нововведений? 50. Перечислите основные пути обновления технической системы. 3.2.6. Управление системами автотранспортного комплекса (20 часов) [2], с.16…20. 101…117, 154…210 Управление и регулирование возрастной структурой парка автомобилей. Влияние возрастной структуры парка на реализуемый показатель качества автомобиля (парка автомобилей). Дискретное и случайное списание автомобилей. Определение показателей возрастной структуры парка при дискретном и случайном списаниях. Прогнозирование надежности узлов, элементов и систем автомобиля. Управление работоспособностью транспортных средств. Вопросы для самопроверки 51. Поясните понятие «дискретное/случайное списание автомобиля». 52. Поясните понятие «возрастная структура автопарка». 9

53. Какие существуют методы оценки показателей (критериев) возрастной структуры автопарка? 54. Какие существуют методы оценки надежности элементов и узлов автомобиля? 55. Укажите особенности управления работоспособностью автомобиля. 56. Укажите особенности регулирования возрастной структурой автопарка. 3.3. Тематический план лекций для студентов очно-заочной /заочной формы обучения (16/8 часов) Тема лекции 1. Введение. Цель и задачи курса 2. Технические системы (классификация, структура, свойства) 3. Управление техническими системами 4. Цели системы 5. Методы поиска, выбора и принятия решений 6. Жизненный цикл и обновление больших технических систем 7. Управление системами автотранспортного комплекса

Объем, часы 1/1 2/1 3/1 3/1 3/2 2/1 2/1

3.4. Тематический план практических занятий (4 часа) Тема практического занятия 1. Анализ взаимодействия дерева целей и дерева систем (методов) 2. Оценка влияния производственно-технической базы АТП на работоспособность автомобильного парка методом априорного ранжирования

Объем, часы 2 2

3.5. Перечень лабораторных работ (8 часов) Перечень лабораторных работ 1. Системный анализ эффективности мероприятий инженерномеханической службы АТП

10

Объем, часы 8

4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основной: 1 Кузнецов Е.С. Управление техническими системами: Учеб. пособие. – М.: МАДИ (ТУ), 1997. 2 Кузнецов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1990. 3 Романов В.Н. Системный анализ: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2002. 2004. Дополнительный: 4 Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления. / Пер. с англ. Б.И. Копылова. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. 5 Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. – СПб.: СПбГТУ, 1997. 6 Романов В.Н. Системный анализ для инженеров. – СПб.: СПбГУ: СЗПИ, 1998. 7 Прудовский Б.Д., Ухарский В.Б. Управление технической эксплуатацией автомобилей по нормативным показателям. – М.: Транспорт, 1990.

11

5. ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ По дисциплине выполняется одна контрольная работа, состоящая из двух задач. При выполнении контрольной работы используется ранее рекомендованная литература, на которую делаются ссылки в тексте. Список используемой литературы необходимо привести в конце работы. По согласованию с преподавателем студенту может быть выдано индивидуальное задание. Контрольная работа выполняется в ученической тетради. Оформление контрольной работы должно быть выполнено по РД.40 РСФСР 050-87 «Дипломные и курсовые проекты (работы). Правила оформления». Выбор варианта первого задания контрольной работы осуществляется по последней цифре шифра зачетной книжки студента, второго задания – по предпоследней и последней. Задача 1. Определить оптимальный запас агрегатов на АТП, если известно, что ежедневно при ремонте требуется не более n однотипных агрегатов, причем вероятности того, что агрегаты потребуются для ремонта в течение смены, равны Pi . Исходные данные для решения задачи выбрать в табл. 2. Таблица 2 Параметры Количество агрегатов,

3

4

3

5

3

одного

0,4

0,1

0,1

0,2

0,1

0,15

двух

0,3

0,3

0,5

0,1

0,5

трех

0,2

0,4

0,35

0,3

0,35

n Вероятность потребности агрегатов в течение смены, Pi

Вариант (последняя цифра шифра зачетной книжки) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

четырех

0,1

0,1

пяти нулевая

4

4

5

4

0,3

0,05

0,15

0,15

0,35

0,4

0,25

0,2

0,25

0,25

0,1

0,3

0,05

0,1

0,2

0,05

0,35

0,25

0,4

0,2 0,1

0,1

0,05

0,1

5

0,1 0,05

0,05

0,05

0,63 0,05

0,05

0,1

Задача 2. За 10 лет работы определить число замен подвижного состава АТП объемом А единиц при случайном списании автомобилей, если известно, что распределение наработок до списания подчиняется нормальному закону, который характеризуется средним сроком списания автомобилей Х лет и средним квадратическим отклонением срока их списания σх . Исходные данные для решения задачи выбрать в табл. 3. 12

Таблица 3 Объем парка автомобилей, А, ед. 100 140 160 180 200 220 120 80 60 240

Параметр Статистические параметры срока списания автомобилей Х, год σх , год 5,0 1,0 6,5 1,1 7,0 0,7 8,0 0,85 5,5 0,8 6,0 0,9 7,5 0,95 4,0 0,75 4,5 1,05 8,5 0,60

13

Последние цифры шифра зачетной книжки 00…09 10…19 20…29 30…39 40…49 50…59 60…69 70…79 80…89 90…99

СОДЕРЖАНИЕ 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.2.5. 3.2.6. 3.3. 3.4. 3.5. 4. 5.

Цель и задачи курса…………………………………………... Структура дисциплины………………………………………. Содержание дисциплины…………………………………….. Содержание дисциплины по ГОС…………………………… Рабочая программа…………………………………………… Введение Технические системы………………………………………… Управление большими техническими системами………….. Цели системы…………………………………………………. Методы поиска, выбора и принятия решений……………… Жизненный цикл и обновление больших технических систем…………………………………………………………. Управление системами автотранспортного комплекса……. Тематический план лекций для студентов очно-заочной/ заочной формы обучения…………………………………….. Тематический план практических занятий…………………. Перечень лабораторных работ……………………………….. Библиографический список………………………………….. Задание на контрольную работу……………………………...

3 4 5 5 5 5 5 6 6 7 8 9 10 10 11 12

Редактор И.Н. Садчикова Компьютерное форматирование, редактирование Беляковой Н.В. Сводный темплан 2005 г. Лицензия № 020308 от 14.02.97 г. Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 г.

Подписано в печать Б. Кн . – журн. П. л.

Формат 60х84 1/16 РТП РИО СЗТУ

Б. л. Тираж

Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5 14