РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2018 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Эксплуатация и ремонт машин"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1С.В.ОД "Математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО по специальности

23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства

Специализация

№ 2 Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование

Квалификация выпускника "Инженер "

Ростов-на-Дону

2018 г.

 



 






Автор-составитель к.т.н., доц. Хачкинаян Амбарцум Ервандович предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1С.В.ОД "Математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Эксплуатация и ремонт машин".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

д.т.н., проф. Касьянов Валерий Евгеньевич, профессор кафедры "Автотранспортные, строительные и дорожные средства", АСА ДГТУ.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1СВОД_Математическое м о с п м_С_23.05.01_во_7_ЭРМ_п26972_37509.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин" является расширение и углубление подготовки в составе других базовых и вариативных дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общекультурных, общепрофессиональных, профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом и специализацией "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплин "Моделирование процессов комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ", "Проектирование подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования";

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: принципы моделирования и инженерного анализа

Умеет: определять параметры оптимизации

Имеет навыки: реализации условий подобия

ОК-1 - способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу

Знает: требования и методы построения математических моделей

Умеет: использовать модели линейного программирования

Имеет навыки: получения критериев подобия

ОПК-6 - способностью самостоятельно или в составе группы осуществлять научную деятельность, реализуя специальные средства и методы получения нового знания

Знает: основы инженерного проектирования

Умеет: разрабатывать математические модели экспериментальными методами

Имеет навыки: моделирования систем и процессов

ПК-15 - способностью организовывать технический контроль при исследовании, проектировании, производстве и эксплуатации наземных транспортно-технологических средств и их технологического оборудования

Место дисциплины 1С.В.ОД "Математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1С Образовательной программы. Дисциплина входит в состав вариативной части (В.ОД).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Грузоподъемные машины и оборудование", "Конструкции подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования".

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 5 лет. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 5 лет очное, 5.8 лет заочное.

Обозначения-аббревиатуры учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ЗДС, ТДВ, ТДС.

Дисциплина реализуется в 7 семестре.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 5 лет очное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы, или 108 часов, в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП); по учебным занятиям КРОП с учетом ИЗ и КСР, составляет 50 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
7
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 48 48 48
Лекции (Лек) 16 16 16
Лабораторные работы (Лаб) 16 16 16
Практические, семинары (Пр) 16 16 16
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
2 2 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 49   49
Контрольная работа (К)      
Расчетно-графическая работа (РГР)      
Курсовая работа (КР)      
Курсовой проект (КП)      
Самоподготовка 49   49
Контроль, всего и в т.ч. 9   9
Экзамен (Экз)      
Зачет (За) 9   9
Общая трудоемкость, часы 108 50 108
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3   3

Вид обучения: 5.8 лет заочное

Общая трудоемкость данной дисциплины 3 зачетные единицы, или 108 часов, в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП); по учебным занятиям КРОП с учетом ИЗ и КСР, составляет 13 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в заезде
11 12
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 10 10 4 6
Лекции (Лек) 4 4 4  
Лабораторные работы (Лаб) 2 2   2
Практические, семинары (Пр) 4 4   4
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
3 3 1 2
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 91   31 60
Контрольная работа (К) 12     12
Расчетно-графическая работа (РГР)        
Курсовая работа (КР)        
Курсовой проект (КП)        
Самоподготовка 79   31 48
Контроль, всего и в т.ч. 4     4
Экзамен (Экз)        
Зачет (За) 4     4
Общая трудоемкость, часы 108 13 36 72
Зачетные единицы (ЗЕТ) 3      

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 7

1. Логика и основные принципы проектирования машин и механизмов. (Компетенция/и ОК-1, ОПК-6)

1.1. Принцип моделирования при разработке технических объектов.

1.2. Классификация методов моделирования.

1.3. Общие свойства и требования, предъявляемые к математическим моделям.

1.4. Классификация математических моделей.

2. Инженерное проектирование. (Компетенция/и ОК-1, ОПК-6, ПК-15)

2.1. Инженерный анализ и этапы построения математических моделей.

2.2. Аналитические методы построения математических моделей.

2.3. Экспериментальные методы построения математических моделей.

3. Оптимизационные модели, общие понятия. (Компетенция/и ОК-1, ОПК-6)

3.1. Критерии оптимизации, целевая функция, проектные параметры, пространство проектирования.

3.2. Условная и безусловная оптимизация. Аналитические и численные методы.

3.3. Модели линейного программирования.

4. Теоретические основы подобия и моделирования систем и процессов. (Компетенция/и ОК-1, ОПК-6, ПК-15)

4.1. Теоремы подобия.

4.2. Методы реализации условий подобия.

4.3. Методы получения критериев подобия.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 4 4 4 12
2 4 4 4 12
3 4 4 4 13
4 4 4 4 12
Итого 16 16 16 49
В т.ч. по интерактивным формам     2  

Лабораторный практикум

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование лабораторных работ Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 7
1 Моделирование свободных гармонических колебаний ПТМ 4
2 Моделирование действия сил в элементах ПТМ с учетом свободных гармонических колебаний 4
3 Оптимизация параметров элементов ПТМ 4
4 Моделирование действия сил в элементах ПТМ с учетом свободных затухающих колебаний 4

Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 7
1 Разработка расчетной схемы и составление уравнений свободных гармонических колебаний ПТМ 4
2 Разработка расчетной схемы и составление уравнений равновесия действия сил в элементах ПТМ 4
3 Решение задач оптимизации параметров элементов ПТМ 4
4 Решение задач подобия элементов ПТМ 4

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 5 лет очное

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 7
1 Физическое моделирование. Последовательность изучения объекта посредством физической модели. Аналоговое моделирование. Виды аналогий. Аналоговые физические модели. Корреляционный и регрессивный анализ. 12
2 Понятие о математическом планировании эксперимента. Требования, предъявляемые к объекту исследования при экспериментальных методах построения математических моделей. Многофакторные планы, матрица планирования эксперимента. Планирование эксперимента, обработка результатов наблюдений, использование программы ЭВМ 12
3 Типы задач, решаемые численными методами на ЭВМ.Модели на основе метода сеток: метод конечных элементов, метод конечных разностей, сущность, основные математические определения. Модели материального и энергетического баланса. 13
4 Определение оптимальных параметров методом подобных преобразований 12

Объем самостоятельного изучения учебного материала (самоподготовка) по виду обучения 5.8 лет заочное составляет 79 час.


Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание
1 Каргин Р.В. Методические указания для самосотятельной работы обучающихся по дисциплине "Математическое моделирование основных систем ПТМ": РГУПС, 2016.-24 с.

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
7
ОК-1 +
ОПК-6 +
ПК-15 +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОК-1 7 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ОПК-6 7 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ПК-15 7 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин (по вариантам).

Для заочной формы обучения контрольная работа проводится в форме компьютерного тестирования на базе ЦМКО.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 7

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Основные этапы проектирования машин
2) Логику процесса проектирования машин и механизмов
3) Принцип моделирования.
4) Классификацию методов моделирования
5) Физическое моделирование. Последовательность изучения объекта посредством физических моделей.
6) Общие свойства математических моделей
7) Требования к математическим моделям
8) Классификацию математических моделей
9) Детерминированные и стохастические математические модели
10) Основы инженерного анализа
11) Этапы построения математических моделей
12) Требования, предъявляемые к объекту исследования при аналитических методах построения математических моделей
13) Требования, предъявляемые к объекту исследования при экспериментальных методах построения математических моделей
14) Основные этапы имитационного моделирования
15) Критерии оптимизации
16) Проектные параметры
17) Понятие целевой функции
18) Пространство проектирования
19) Условную оптимизацию
20) Безусловную оптимизацию
21) Аналитические методы оптимизации
22) Численные методы оптимизации
23) Теоремы подобия
24) Методы реализации условий подобия
25) Методы получения критериев подобия

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Определять материальное и идеальное моделирование
2) Определять аналоговое моделирование. Аналоговые физические модели
3) Определять интуитивное и знаковое моделирование. Математическая модель
4) Определять адекватность и точность математической модели
5) Определять эффективность математической модели
6) Проводить инженерный анализ и этапы построения математических моделей
7) Определять аналитические методы построения математических моделей
8) Определять экспериментальные методы построения математических моделей
9) Определять регрессионный и корреляционный анализ. Уравнение регрессии
10) Создавать модели материального и энергетического баланса
11) Определять критерии оптимизации. Целевая функция
12) Определять проектные параметры. Пространство проектирования
13) Определять ограничения. Функциональные и областные

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Проектирования машин и механизмов.

2) Получения информации о поведении системы на этапе ее проектирования.

3) Получения математических моделей.

4) Определения оптимизационных моделей.

5) Построения оптимизационной модели.

5) Решения математических моделей.

6) Условной оптимизации.

7) Безусловной оптимизации.

8) Решения задач оптимального проектирования.

9) Решения задач оптимизации.

10) Реализации условий подобия.


Иные контрольные материалы для автоматизированной технологии оценки имеются в Центре мониторинга качества образования


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ОК-1 7 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-6 7 1, 2, 3, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
1, 2, 3, 4 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
1, 2, 3, 4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ПК-15 7 2, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
2, 4 Процент верных на тестировании - правильность выполнения заданий.
2, 4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
2, 4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Зачет (письменно-устный).
Автоматизированное тестирование.
Выполнение практического задания в аудитории.
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание
1 Санамян Г. В. Моделирование технических объектов: учебное пособие/ Г. В. Санамян, В. Г. Санамян, О. Я. Дубенко, 2014.-115 с.

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание
1 Евтюков С.А. Построение математических моделей и систем автоматизированного проектирования подъемно-транспотных и строительно-дорожных машин [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Евтюков С.А.,Овчаров А.А., Замараев И.В.- Электрон. текстовые данные.- СПб.: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, ЭБС АСБ, 2011.- 44 с.- ЭБС IPRbook
2 Лебединская Е.Н. Решение оптимальных задач: учебно-методическое пособие к лаб. работам по дисциплине «Математическое моделирование систем и процессов». РГУПС, Ростов н/Д., 2007.- 28 с.
3 Дубенко О.Я. Методы уравновешивания основных систем строительных дорожных и путевых машин: Учебное пособие.- Ростов н/Д, РГУПС, 2002.- 40 с.
4 Лебединская Е.Н. Использование статистических методов для построения математических моделей: методические указания к лаб. работам по дисциплине «Математическое моделирование систем и процессов». РГУПС, Ростов н/Д., 2005.- 38 с.
5 Лебединская Е.Н. Математическое моделирование систем и процессов. Учебное пособие, РГУПС, Ростов н/Д, 2008.- 92 с.
6 Журнал "Вестник машиностроения"
7 Журнал "Вычислительные технологии"
8 Журнал "Строительные и дорожные машины"

Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет", необходимых для освоения дисциплины


Электронные образовательные ресурсы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/.Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/.Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/.Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/.Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/.Электронно-библиотечная система РГУПС

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/.Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/.КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание
1 Хачкинаян А.Е. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Математическое моделирование основных систем подъемно-транспортных машин". РГУПС. - Ростов н/Д, 2018.
2 Каргин Р.В. Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине "Математическое моделирование основных систем ПТМ": РГУПС, 2016.-24 с.
3 Каргин Р.В. Методические указания для выполнения практических занятий по дисциплине "Математическое моделирование основных систем ПТМ": РГУПС, 2016.-24 с.

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

№ п/п Наименование
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader.
2 MS Office

Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий использованы:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования);

Персональные компьютеры.

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 37509.