ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Города Москвы
«Политехнический колледж им. Н.Н. Годовикова»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
«АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ»
(Специализация 220703)
Москва
Рассмотрены и утверждены на
заседании методического
совета ГБПОУ ПК им. Н.Н. Годовикова
протокол №___ «___»__________2014
Председатель МС
Заместитель директора по учебно- методической работе
_____________И.В. Бойцова
Составитель: Елисеева Е. В., Иванов Э.Б.
Рецензент:
СОДЕРЖАНИЕ
| 1. | Учебно-методические задачи дипломного проектирования…………. | |
| 2. | Требования к дипломному проекту……………………………………. | |
| 3. | Объекты дипломного проектирования………………………………… | |
| 4. | Типовая структура и содержание разделов дипломного проекта……. | |
| 5. | Руководство дипломным проектированием…………………………… | |
| 6. | Требования по подготовке и защите дипломного проекта…………………………………………………………………… | |
| a. | Приложения……………………………………………………………… |
1. Учебно-методические задачи дипломного проектирования
Функционирование предприятий в рыночных условиях, когда происходят существенные изменения в управлении организацией, обостряет потребность в специалистах, обладающих современными глубокими знаниями. В этой связи особое внимание приобретает последний этап обучения студента - выполнение дипломного проекта (ДП). Дипломное проектирование является завершающей стадией подготовки
специалистов. При выполнении ДП студенты должны продемонстрировать
свое умение применять на практике знания, полученные в процессе обучения. Задача данных методических рекомендаций - дать студенту-выпускнику представление о требованиях к тематике, содержанию и оформлению ДП, помочь ему правильно выбрать тему ДП и организовать работу над ним.
Дипломное проектирование - самостоятельная работа студента, позволяющая государственной аттестационной комиссии определить уровень
знаний и умений, полученных при изучении дисциплин, предусмотренных учебным планом по специализации «Автоматизация технологических процессов и производств».
Основными учебно-методическими задачами дипломного проектирования являются:
1) Выявление глубины и основательности усвоения студентом знаний в вопросах контроля и метрологического обеспечения средств и систем автоматизации, организации работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации, эксплуатации систем автоматизации, разработке и моделированию несложных систем автоматизации с учетом специфики технологических процессов, обеспечении надежности систем автоматизации.
2) Определение степени овладения навыками проведения научных исследований, умения делать выводы и применять их к решению конкретных производственных задач.
3) Выявление организаторских способностей студента по реализации на практике разработанных им предложений.
2. Требования к дипломному проекту.
1) ДП должен разрабатываться на конкретных производственных материалах, и его тема должна быть максимально приближена к реальным задачам предприятия (или его подразделения), где студент проходит преддипломную практику.
2) ДП должен отражать специфику будущей профессиональной деятельности специалиста, получающего квалификацию «техник», в таких
областях как:
- разработка технологического процесса сборки, наладки, изготовления узла (агрегата)
- разработка технологии, маршрутной операционной карты
- применение промышленных роботов при массовом изготовлении агрегата (узла)
- разработка алгоритмов функционирования сложных производственных
объектов, оптимизация их организационно-экономических параметров;
- разработка технологии функционирования объекта
- определение социально-экономической эффективности проектных
мероприятий.
3) ДП должен содержать элементы новизны в постановке задачи, методах ее решения, организации внедрения предложений ДП, определения их эффективности.
5) Рассматриваемая в ДП проблема должна быть серьезной, существенной и должна быть обоснована объективная необходимость и возможность ее решения.
3. Объекты дипломного проектирования
Объектами дипломного проектирования являются:
- организация производства и ее составляющие (производственный процесс и его организация во времени и пространстве на различных стадиях
производства, организация подготовки производства);
- узлы, агрегаты в системах автоматизации, промышленные роботы, их применение в условиях массового производства;
- технологический процесс на предприятии при изготовлении узла, агрегата.
Темы дипломного проектирования могут быть сгруппированы следующим образом:
1. Разработка технологического процесса изготовления узла, изделия системы автоматизации;
2. Проектирование процесса изготовления, сборки, наладки узла, изделия системы автоматизации;
3. Анализ возможности применения автоматизации при изготовлении данного узла, изделия;
4. Применение промышленных роботов при массовом изготовлении агрегата, узла, изделия;
5. Испытательные стенды, их применение;
6. Наладка, настройка контрольно-измерительного оборудования и приборов;
7. Контроль и метрологическое обеспечение средств и систем автоматизации; Организация работ по монтажу, ремонту и наладке систем автоматизации;
8. Эксплуатация систем автоматизации;
9. Разработка и моделирование систем автоматизации с учетом специфики технологических процессов.
4. Структура и содержание разделов дипломного проекта.
ДП направлен на получение результата в виде законченных
технических мероприятий, имеющих всестороннее обоснование. ДП включает в себя пояснительную записку и графические материалы. Пояснительная записка содержит текстовую часть, включающую
расчеты, таблицы, графики, выводы студента по рассматриваемым в ДП
проблемам. Графическая часть носит иллюстративный характер.
Отличительным признаком ДП техника является наличие
развернутой расчетно-проектной части, при выполнении которой студент
демонстрирует знания и умения практического использования методик
технических и экономических расчетов, стандартов, пакетов программного
обеспечения. Содержание и состав разделов ДП определяются особенностями объекта исследования и характером решаемой задачи. Типовая структура ДП приведена в таблице 1.
Структура дипломного проекта Таблица 1.
| Наименование разделов ДП | Примерный объем по разделам | Примерное количество плакатов |
| Введение 1. Технико-проектная часть 1.1. …………. 1.2. …………. 2. Технологическая (техническая) часть | 2-6 % (1-3 листа) 36-42% (18-21 лист) 32-35% (16-17 листов) | 1-2 1-2 |
| 2.1. ………… 2.2. …………. 3. Расчет надежности узла, изделия 4. Расчет экономической эффективности проекта Заключение Литература Приложения | 6-8% (3-4 листа) 8-12% (4-5 листов) 5-10% (3-5 листов) | |
| ИТОГО: | 100% | Не менее 3 листов |
ВВЕДЕНИЕ
Введение должно содержать краткую характеристику избранной темы, обоснование ее актуальности и важности для предприятия, отрасли или
народного хозяйства. Здесь формулируются основные задачи и пути их
решения, то есть студент должен аргументировать выбор объекта исследования, сформулировать цель ДП, обозначить основные средства и методы ее достижения. Если в ДП исследуется не весь круг вопросов, охватываемых избранной темой, а только их часть, то это следует оговорить.
Во введении обосновывается актуальность темы, степень ее научной проработанности, определяются цель, задачи, методы исследования. Кроме этого, определяются предмет и объект исследования.
ТЕХНИКО-ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
Технико-проектная часть ДП является наиболее сложной и в
наибольшей степени характеризующей умение студента решать конкретные производственные задачи. В зависимости от темы, разделы ДП могут быть следующими:
- Технология разработки, изготовления, сборки узла, изделия, агрегата.
- Конструкция узла, основные элементы, детали, датчики.
- Принцип работы узла, необходимость внедрения данного узла.
- Место данного узла в конструкции изделия, описание изделия.
- Описание общей конструкции изделия и методики проверки на надежность изделия.
Техническая часть ДП может содержать анализ существующих на предприятии проблем в области совершенствования автоматизации. Возможно представить подробный анализ структуры подразделения. Для этого собираются и анализируются следующие данные:
- Размеры и структура производственного подразделения;
- специализация подразделения;
- состав и назначение производимой продукции, оказываемых услуг, выполняемых работ;
- применяемые средства производства (виды, количество, интенсивность
использования);
- производственный процесс с описанием его элементов, принципов и
методов организации, производственный цикл;
- уровень механизации и автоматизации производственного процесса;
Основными источниками информации для анализа являются данные самостоятельного проведения наблюдения и обследования, нормативные документы (инструкции, положения).
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ (ТЕХНИЧЕСКАЯ) ЧАСТЬ
В данном разделе ДП анализируются возможности технологического оборудования процессов, используемых в производственном подразделении,
разрабатываются рекомендации по совершенствованию существующих технологических процессов, по использованию более современных, более производительных средств производства. Технологическая часть ДП должна содержать анализ современных технологических процессов с учетом возможностей предприятия, описание технологического процесса изготовления узла, изделия (разработан заново, усовершенствован или приобретен для внедрения в производство). Возможен вариант рассмотрения следующих вопросов:
- Описание технологического процесса изготовления, сборки, наладки узла, изделия;
- Разработка маршрутной операционной технологической карты;
- Анализ возможностей применения автоматизации при изготовлении данного узла, изделия.
РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ УЗЛА, ИЗДЕЛИЯ
Инженерные методы расчета надежности осуществляют ориентировочную оценку ожидаемой надежности узлов, блоков и систем на стадии проектирования. Эта оценка дает возможность сравнить рассчитываемые количественные характеристики надежности проектируемого изделия с заданными характеристиками надежности в техническом задании. В случае, если рассчитанная надежность будет ниже заданной надо будет принимать меры схемного, конструктивного или технологического характера для её повышения. Сущность расчета состоит в определении численных значений количественных характеристик надежности (например, наработки на отказ, вероятность безотказной работы P(t) по известным интенсивностям отказов элементов).
Расчеты надежности делятся на две части:
1) приближенный или ориентировочный расчёт
2) полный или окончательный расчёт
(1) в отличии от (2) не учитывает реальные условия работы элементов системы и зависимость интенсивностей отказов элементов от условий эксплуатации: температуры внутри блоков и электрических режимах, и месте эксплуатации. Приблизительный расчёт надежности производится на начальной стадии проектирования (для электрических расчётов ведётся по спецификации на средние группы новым интенсивностям отказов элементов ЭЗ)
Расчёт производится при следующих допущениях:
1) отказы элементов являются случайными и независимыми
2) вероятность безотказной работы P(t) изменяется во времени по экспоненциальному закону, т.е. интенсивность отказов λ не зависит от времени II va.
При расчёте должны быть известны:
- интенсивность отказов элементов различных типов λi (из справочников)
- число элементов каждого типа входящих в изделие (систему) Ni
Последовательность расчёта
1. по таблицам находятся значения λi для всех элементов системы;
2. все элементы разбиваются на несколько групп с примерно одинаковыми λ внутри группы. Подсчитывается количество элементов в каждой группе. Ni;
3. вычисляется произведения λi Ni, характеризующие долю отказов, вносимых элементами данной группы в общую интенсивность отказов системы;
4. Рассчитывается общая интенсивность отказов системы Λ по всем К группам
(4.1)
5. Определяем наработку на отказ
(4.2)
6. Рассчитывается вероятность безотказной работы системы
или 
(4.3)
Пример
Определить T0 и P(t) проектируемого изделия по следующим данным
| № | Элементы | Ni | λi [10-5  ]
| Niλi [10-5 ]
|
| Полупроводниковые приборы | ||||
| Резисторы | 0,4 | |||
| Конденсаторы | 0,16 | |||
| Электродвигатели | ||||
| Трансформаторы | 0,5 | |||
| Реле | 1,5 |
1. Вычисляем Niλi для каждой группы и заносим в таблицу
2. Находим Λ
= 1202 × 10-5 час-1
Находим наработку на отказ T0
= 83 часа
3. Находим P(t) за любое время
= 0,87
Полный (окончательный) расчет надежности учитывает условия эксплуатации режимы работы элементов системы. Учет выполнения условий эксплуатации производится с помощью коэффициента Kλ
, где (4.4)
– интенсивность отказов при лабораторных условиях работы
Значения Kλ для различных условий эксплуатации
| Условия эксплуатации | Kλ |
| В лабораторных условиях и благоустроенных помещениях | |
| В стационарных наземных устройствах | |
| На кораблях в защищенных отсеках | |
| На автоприцепах | |
| На железнодорожных платформах | 25-30 |
| В высокогорных условиях | |
| В составе бортовой аппаратуры | |
| - на самолетах | 120-150 |
| - на ракетах | 900-100 |
Режим работы главным образом зависит от температуры и электрической (механической) нагрузки на элемент. Влияние t˚ определяется коэффициентом температуры Kt ͦ и находится из специальных таблиц. Влияние нагрузки определяется через коэффициент нагрузки Kн
, где (4.5)
Анр – значение некоторого параметра, характеризующего работу элемента в реальном режиме
Анн – значение параметра в номинальном режиме
Кн – так же находится из специальных таблиц
Итак, для определения интенсивности отказа элемента, работающего в реальном режиме и определенных условиях эксплуатации надо интенсивность отказов помножить на коэффициенты Kλ, Kt˚ и KН, т.е.
(4.6)
Например, узел блока П-образный RC фильтр, состоящий из двух конденсаторов и одного резистора. Определим интенсивность отказов при следующих режимах работы
1ый Кн = 1, Кλ = 1, t˚ = 80˚ (внутри блока)
2ой Кн = 0,5, Кλ = 1, t˚ = 40˚
| Элементы | Ni | Kн | t˚C | λip [x10-5] | Kн | t˚ | λip [x10-5] |
| сопротивл. | 0,2 | 0,5 | 40˚ | 0,09 | |||
| конденсатр. | 1,0 | 0,5 | 40˚ | 0,015 | |||
| Режим 1 | Режим 2 |
⇒ за счёт лучшего теплоотвода и вентиляции блока, а также выборе элемента с большим запасом электрической прочности, надежность узла возросла в 18 раз (
)
При учете влияния режимов работы и условий эксплуатации, дальнейший расчёт надежности аналогичен приближенному расчету.
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА
В завершении написания ДП каждый дипломник должен оценить
эффективность предлагаемых решений. Оценка состоит прежде всего в
сопоставлении затрат и получаемого результата. Такая оценка называется
оценкой эффективности, при проведении которой используется две категории: эффект и эффективность. Эффект отличается от эффективности прежде всего тем, что эффект - показатель абсолютный, а эффективность - относительный. Для обоснования экономической целесообразности проекта необходимо рассчитать чистый дисконтированный доход NPV, индекс доходности PI, срок окупаемости проекта DPP.
Для определения NPV необходимо определить текущие расходы Ct и текущие доходы Bt инвестиционного проекта в момент времени t, чистый поток платежей CFt при процентной ставке по альтернативным вложениям.
DCF0 = (CFt = (Bt-Ct))´ (1+i)-t, где (4.7)
DCF – дисконтированный чистый поток платежей
CF - чистый поток платежей
Bt - доходы от проекта
Ct – расходы от проекта
I – процентная ставка по альтернативным вложениям
t- срок реализации проекта
n=t
NPV3 = å DCFt (4.8)
t=0
Необходимо сделать график динамики чистого дисконтированного дохода. Если NPV проекта при данной норме дисконта положителен, он может представлять интерес для инвестора. Чем больше NPV, тем эффективнее проект. Если проект будет реализован при отрицательном NPV инвестор понесет убытки, то есть проект неэффективен.
Следующий главный критерий оценки экономической эффективности проекта при формировании портфеля инвестиций – это динамическая рентабельность или индекс доходности PI. Индекс доходности проекта определяется как отношение суммы приведенных эффектов к величине капитальных вложений:
PI = 
(4.9)
Условием эффективности проекта является выполнение неравенства
PI >1. Срок окупаемости — минимальный период времени (от начала осуществления проекта), по истечении которого интегральный эффект остается неотрицательным. Срок окупаемости следует определять с использованием метода дисконтирования.
Помимо перечисленных критериев бывает целесообразным использовать
и такой показатель, как период, за который дисконтированные затраты окупятся дисконтированными потоками платежей. Для этого строим кумулятивный поток платежей, затем фиксируем период последней задолженности, после которого DCF cum меняет знак и к номеру этого периода добавляется отношение последней задолженности к поступлению следующего периода.
При написании, данного раздела ДП следует использовать
иллюстративно-графический материал, наглядно показывающий получаемый
эффект или эффективность в результате внедрения предлагаемых проектных
решений как специальной, так и технологической (технической) частей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении дается краткий итог проведенного исследования, формулируются важнейшие выводы, к которым пришел студент в результате
проделанной работы, обобщаются данные об их эффективности, отмечаются
проблемы, требующие дальнейших более глубоких исследований. Кроме того, в заключении оценивается полнота решения поставленных задач, достижения цели. Заключение должно содержать все новое и существенное, что составляет итог исследования.
В составе ДП может быть приложение, содержащее статистическую
информацию в виде таблиц, графиков, справочные материалы, нормативы, выдержки из ГОСТов и других методических документов, которые
использовались для анализа исследуемой проблемы и разработки предложений. В обязательном порядке в состав ДП входят список используемой литературы и содержание основных разделов ДП. Последняя страница рукописи выпускной квалификационной работы должна содержать следующий текст:
"Дипломный проект (работа) выполнен (а) мной самостоятельно. Использованные в работе материалы из опубликованной литературы и другие источники имеют ссылки в тексте.
Отпечатано в одном экземпляре, копия работы на электронном носителе.
____________ (личная подпись) _____________________(И.О.Ф.) "_____"__________________201__"
5. Руководство дипломным проектированием.
Для руководства ДП назначается каждому студенту руководитель из числа специалистов предприятий, имеющих большой опыт работы в промышленности. Исходными данными для ДП служат материалы преддипломной практики, собранные студентом во время ее прохождения. Консультации по содержанию собираемого материала проводит руководитель ДП.
ДП студент выполняет самостоятельно, пользуясь консультациями руководителя и отчитываясь перед ним по мере выполнения отдельных частей и работы в целом.
Руководитель работы:
· помогает студенту определить круг вопросов по изучению избранной темы и методы исследования, наметить план подготовки и план изложения работы, выдает задание;
· консультирует студента в ходе выполнения работы, осуществляет систематический контроль и проводит поэтапную аттестацию;
· проверяет и пишет отзыв на работу.
Научный руководитель проверяет работу в течение 3-7 дней после сдачи, пишет отзыв на работу (в ней отмечаются положительные и отрицательные моменты, формулируются дополнительные вопросы к студенту и требования по переработке) и выносит резолюцию трех типов: «работа допускается к защите», «работа допускается к защите при условии доработки», «работа нуждается в доработке».
В случае, если «работа допускается к защите», студент может явиться на защиту без дополнительной проработки своей научно-исследовательской работы.
Резолюция «работа допускается к защите при условии доработки» означает, что студент обязан переработать или дополнить текст. Надо снова сдать работу на дополнительную проверку.
Наконец, если «работа нуждается в доработке», студент должен переработать серьезно и основательно и сдать вновь преподавателю, после чего включается механизм проверки, рецензирования и допуска, отраженный выше. Среди причин, из-за которых научно-исследовательская работа может быть не допущена к защите выделяются следующие:
· Не раскрыта тема работы;
· Использована устаревшая литература (старше 5 лет от года написания работы);
· Использовано недостаточное количество источников литературы;
· Не выполнены (или перевыполнены) требования по объему;
· Работа полностью заимствована из сети Интернет.
После этого только выпускная квалификационная работа передается внешнему рецензенту, который изучает работу и пишет рецензию, определяя возможность допуска к защите и выставляя предварительную отметку. За день до защиты студент должен познакомиться с рецензией и подготовиться к ответу на замечания в процессе зашиты ВКР.
6. Требования по подготовке и защите дипломного проекта
Выполненный студентом ДП должен состоять из пояснительной записки и
графических материалов (плакатов, рисунков, схем) Пояснительная записка, представленная к защите в ГАК должна включать:
- титульный лист;
- задание на ДП;
- содержание ДП;
- введение, разделы ДП, заключение;
- список использованной литературы;
- приложения (если имеются).
Необходимым элементом текста пояснительной записки ДП, придающим
излагаемому материалу наглядность, является иллюстративный материал, графики, таблицы, схемы, рисунки и др. Их количество и состав определяются особенностями темы ДП, но они должны быть логично связаны с текстом. Иллюстративно – графический материал должен содержать не менее трех листов формата А-1, а именно:
- Сборочный чертеж узла, изделия, агрегата;
- Общая структурная схема устройства, изделия;
- Показатели надежности;
- Показатели экономической эффективности.
Подробные сведения по поводу оформления ДП содержит документ: «Методические указания по оформлению рефератов, курсовых работ (проектов) и выпускных квалификационных работ в ГБПОУ ПК им. Н.Н. Годовикова»
ПРОЦЕДУРА ЗАЩИТЫДП
Процедура защиты ДП студентом включает:
1. Ознакомление членов ГАК с темой представленного к защите ДП
(Председатель ГАК в присутствии студента зачитывает тему ДП).
2. Доклад студента продолжительностью 7 - 10 мин.
3. Ответы студента на вопросы членов ГАК по содержанию отдельных
разделов ДП.
4. Ознакомление комиссии с отзывами руководителя, консультантов и
рецензента.
5. Закрытое заседание ГАК, на котором выносится решение об оценке.
6. Публичное оглашение результатов защиты.
В своем докладе студент должен:
- кратко сформулировать цель исследования;
- дать характеристику объекту исследования;
- изложить основные выводы, полученные в результате проведенного анализа.
На закрытом заседании ГАК обсуждаются результаты защиты и общая оценка работы студента. Решение об оценке принимается простым большинством голосов, а в случае равенства голосов за разную оценку решающим является голос Председателя ГАК.
При публичном оглашении результатов защиты Председатель ГАК сообщает оценку работы и рекомендации комиссии, объявляет о присуждении студенту квалификации техник.
Приложение 1.
Образец оформления задания на дипломную работу