Вибіркова дисципліна
Навчальна дисципліна професійної підготовки
Методи оптимізації процесів і систем
Обсяг освітнього компонента:
• у кредитах ЄКТС — 4.5.
Кількість аудиторних занять:
Лекційних занять - 15, лабораторних занять 7.
Самостійна робота:
91 година.
Семестровий контроль:
Залік.
Освітню компоненту забезпечує:
Викладач:
Анотація:
Мета вивчення дисципліни: формування у здобувачів вищої освіти комплексу знань про принципи обґрунтування вибору технічних засобів автоматизації, налагодження технічних засобів автоматизації та систем керування, що передбачає застосування методів оптимізації процесів і систем.
Практичне значення та використання отриманих знань: отримання здатності обґрунтування вибору технічних засобів автоматизації, налагодження технічних засобів автоматизації та систем керування із застосуванням методів оптимізації процесів і систем, з метою вирішення проблем у галузі автоматизації під час професійної діяльності.
Тематика та види навчальних занять
Для денної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Основні поняття, необхідні для вивчення методів оптимізації процесів і систем».
Лекція 2. «Основні підходи до оптимізації процесів і систем (на прикладі ядерного палива)».
Лекція 3. «Основні складові моделі оптимізації ядерного палива».
Лекція 4. «ЕВТП-метод розрахунку параметра пошкодження оболонок твелів як основа оптимізації ядерного палива».
Лекція 5. «Аналіз чутливості моделі як необхідний етап оптимізації процесів і систем».
Лекція 6. «Принцип одночасного врахування безпеки та економічності при оптимізації процесів і систем».
Лекція 7. «Оптимізація системи за конструкційними параметрами».
Лекція 8. «Необхідна умова оптимізації температурного режиму теплоносія».
Лекція 9. «Метод оптимізації перестановок ТВЗ у детермінованому випадку».
Лекція 10. «Найпростіша модель робастної оптимізації перестановок ТВЗ».
Лекція 11. «Метод робастної оптимізації перестановок ТВЗ».
Лекція 12. «Побудова цільової функції оптимізації системи управління».
Лекція 13. «Генетичні алгоритми як інструмент оптимізації при моделюванні виробничих процесів».
Лекція 14. «Елементарна модель генетичного алгоритму як адаптивного методу пошуку рішення задачи оптимізації».
Лекція 15. «Переваги та недоліки генетичних алгоритмів, напрями пошуків для усунення їх недоліків».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Ініціація оптимізації: аналіз нормативної бази». Мета заняття: отримати навичку ініціації оптимізації процесів і систем.
Лабораторне заняття №2. «Аналіз чутливості моделі». Мета заняття: отримати навичку аналізу чутливості моделей процесів і систем.
Лабораторне заняття №3. «Оптимізація діаметра центрального отвору пігулки ядерного палива». Мета заняття: отримати навичку оптимізації конструкційних параметрів систем.
Лабораторне заняття №4. «Метод оптимізації температурного режиму теплоносія ядерного реактора». Мета заняття: отримати навичку оптимізації режимних параметрів процесів і систем.
Лабораторне заняття №5. «Найпростіша робастна оптимізація перестановок ТВЗ: заняття 1». Мета заняття: отримати навичку найпростішої робастної оптимізації параметрів та структури процесів і систем.
Лабораторне заняття №6. «Найпростіша робастна оптимізація перестановок ТВЗ: заняття 2». Мета заняття: закріпити навичку найпростішої робастної оптимізації параметрів та структури процесів і систем.
Лабораторне заняття №7. «Метод робастної оптимізації перестановок ТВЗ». Мета заняття: отримати навичку робастної оптимізації перестановок ТВЗ.
Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. «Основні поняття, необхідні для вивчення методів оптимізації процесів і систем».
Лекція 2. «Принцип одночасного врахування безпеки та економічності при оптимізації процесів і систем».
Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Ініціація оптимізації: аналіз нормативної бази». Мета заняття: отримати навичку ініціації оптимізації процесів і систем.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота
Для денної та заочної форми здобуття освіти
Розрахунково-графічна робота
Розрахунково-графічна робота (РГР). Мета РГР – закріплення знань з методів оптимізації процесів і систем, набуття вміння виконувати оптимізацію процесів і систем у детермінованому та робастному випадках.
Здобувач денної або заочної форми здобуття освіти отримує завдання на РГР на першому лабораторному занятті другого півсеместру або на установчій лекції відповідно.
Пояснювальна записка містить 10-11 сторінок. Графічна частина – шість рисунків, виконаних у графобудівнику.
Захист розрахунково-графічної роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 10 теоретичних питань та 2 практичні завдання.
Контрольна робота має бути оформлена у вигляді текстового документа PDF, що містить опис усіх етапів виконання завдань, графіки та висновки.
До роботи мають бути додані: файли початкових даних, файли програми, файли з результатами (наприклад, графіки, текстові файли, таблиці).
Усі матеріали необхідно завантажити в архів (формат *.zip або *.rar) і надіслати не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні
1) семи індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв’язуванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних занять. Бездоганне виконання кожного індивідуального поточного завдання оцінюється у 6 балів.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 20 балів.
3) розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання та захист оцінюються у 18 балів.
Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний, на основі підсумовування оцінок, отриманих на модульних контролях. Максимальна оцінка, яку може отримати студент на заліку – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.
Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 20 балів.
При її захисті студент може отримати до 20 балів.
Захист розрахунково-графічної роботи. Бездоганне виконання розрахунково-графічної роботи оцінюються у 20 балів. При її захисті студент може отримати до 20 балів.
Бездоганне виконання завдань лабораторного заняття оцінюється у 20 балів.
Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний. Максимальна оцінка, яку може отримати студент на заліку – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.
Компетентності:
К1. Здатність виконувати аналіз об’єктів автоматизації на основі знань про процеси, що в них відбуваються та застосовувати методи теорії автоматичного керування для дослідження, аналізу та синтезу систем автоматичного керування.
К2. Здатність вільно користуватись сучасними комп’ютерними та інформаційними технологіями для вирішення професійних завдань, програмувати та використовувати прикладні та спеціалізовані комп’ютерно-інтегровані середовища для вирішення задач автоматизації.
Передумови вивчення дисципліни:
Вища математика, Дискретні моделі та структури, Обчислювальна техніка та комп'ютерні технології
Результати навчання:
Вміти застосовувати сучасні інформаційні технології та мати навички розробляти алгоритми та комп’ютерні програми з використанням мов високого рівня та технологій обۥєктно-орієнтованого програмування, створювати бази даних та використовувати інтернет-ресурси (ПРН3).
Знати принципи роботи технічних засобів автоматизації та вміти обґрунтувати їх вибір на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи автоматизації та експлуатаційних умов; мати навички налагодження технічних засобів автоматизації та систем керування (ПРН8).
Знати принципи об’єктно-орієнтованого підходу у програмуванні та проектуванні, методи об'єктно-орієнтованого програмування, основ синтаксису мови програмування Java, правила об’єктно-орієнтованого дизайну та шаблонів проектування, загальні засади побудови графічного інтерфейсу користувача, WEB-програмування для вирішення технічних задач автоматизації та систем управління (ПРН16).
▪ 2024 рік