Магистерская программа №140452.68: “ Автоматизированные электромеханические

Комплексы и системы ”.

Санкт - Петербург

УДК 62 - 581.6

Автоматизированные электромеханические комплексы и систем: Методические указания к выполнению заданий на самостоятельную работу магистрантов вне дисциплин учебного плана. / Составители: В.А. Новиков, Г.И. Прокофьев; СПбГЭТУ. СПб., 2011.

Даны указания к выполнению заданий на самостоятельную работу магистрантов по профессионально-ориентированной работе (научно-исследовательской работе), практикам, подготовке государственного междисциплинарного экзамена и магистерской диссертации.

Указания предназначены для магистрантов направления 140400.68 “ Электроэнергетика и электротехника”, магистерская программа №140452.68 “Автоматизированные электромеханические комплексы и системы”.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Виды самостоятельной работы по учебному плану, соответствующие им объемы работы в часах и зачетных единицах

Во время обучения в магистратуре студенты наряду с изучением ряда дисциплин учебного плана должны посвятить почти половину учебного времени самостоятельной работе магистранта (СРМ) вне дисциплин учебного плана. В общем объеме образовательной программы, составляющем 4320 часов или 120 зачетных единиц трудоемкости (ЗЕТ), доля СРМ вне дисциплин учебного плана составляет 2052 часа (57 ЗЕТ). В нее входят:

1. Профессионально-ориентированная работа магистранта (ПОРМ), которая в соответствии с принятой концепцией обучения в СПбГЭТУ является научно-исследовательской работой (НИР).

НИР выполняется в течение трех семестров:

· НИР 1 – 1 семестр, 288 часов (8 ЗЕТ),

· НИР 2 – 2 семестр, 216 часа (6 ЗЕТ),

· НИР 3 – 3 семестр, 360 часов (10 ЗЕТ).

Аттестация по НИР проводится в конце семестра в форме дифференцированного зачета (с оценкой).

2. Практики:

· Практика 1 (производственная), 2 семестр, 216 часов (6 ЗЕТ), 4 недели (летом),

· Практика 2 (научно-исследовательская), 4 семестр, 324 часа (9 ЗЕТ),
6 недель (в начале весеннего семестра).

По обеим практикам проводится дифференцированный зачет.

3. Подготовка магистерской диссертации (выпускной квалификационной работы магистра), 4 семестр, 648 часов (18 ЗЕТ), 12 недель. В учебном плане значится как НИР 4. Подготовка диссертации сводится к логическому связыванию и обобщению и письменному оформлению выполненных всех видов работ в рамках СРМ. Защита диссертаций проводится в конце 4 семестра. Ей предшествует подготовка и сдача государственного экзамена.

Учебный план и график учебного процесса даны в приложении П.1.

В разделах 2,…,5 методических указаний дана характеристика каждого из указанных выше видов СРМ. Продолжительность первого, второго и третьего семестров составляет соответственно 18, 15 и 18 недель.

Все виды СРМ вне дисциплин учебного плана организует, руководит и контролирует научный руководитель магистранта - преподаватель или научный сотрудник кафедры или специалист организации (предприятия), назначаемый на всё время обучения магистранта. Согласно Положению о магистратуре руководитель магистранта должен иметь ученую степень и (или) ученое звание. Допускается назначение руководителем преподавателя без ученой степени и звания со стажем преподавательской деятельности не менее двух лет или специалиста (например, работника предприятия-партнера) без ученой степени и звания со стажем работы не менее пяти лет.

Личным документом магистранта, регламентирующим его самостоятельную работу вне дисциплин учебного плана на всё время обучения в магистратуре, является его «Индивидуальный план» (ИП).

Важным элементом самостоятельной работы магистранта является самоконтроль освоения и развития компетенций, которыми должен владеть выпускник СПбГЭТУ «ЛЭТИ», закончивший подготовку по магистерской программе. Эти компетенции даны в федеральном образовательном стандарте (ФГОС) [3], во внутривузовском образовательном стандарте (ВВОС) [4] и в приложении П.4.

1.2. Тематика и содержание работ

Тематика и содержание СРМ соответствуют задачам направления подготовки и образовательной магистерской программы. Задачи формулируются исходя из характеристик объектов и видов профессиональной деятельности магистров, раскрытых в ФГОС и ВВОС.

1. Характеристика профессиональной деятельности магистров.

Область профессиональной деятельности магистра в рамках направления (по ФГОС):

совокупность технических средств, способов и методов человеческой деятельности для производства, передачи, распределения, преобразования, применения электрической энергии, управления потоками энергии, разработки и изготовления элементов, устройств и систем, реализующих эти процессы.

Объекты профессиональной деятельности магистра в рамках направления (по ФГОС):

электрические машины, трансформаторы, электромеханические комплексы и системы, включая их управление и регулирование; электрический привод и автоматика механизмов и технологических комплексов в различных отраслях хозяйства; энергетические установки, электростанции и комплексы; электрические и электронные аппараты, комплексы и системы электромеханических и электронных аппаратов, автоматические устройства и системы управления потоками энергии; нормативно-техническая документация и системы стандартизации, методы и средства испытаний и контроля качества электроэнергии, изделий электротехнической промышленности, систем электрооборудования и электроснабжения.

Применительно к программе кафедры уточненными объектами профессиональной деятельности магистров являются:

- автоматизированные электромеханические комплексы;

- компоненты электромеханических комплексов: электрические машины, инверторы, выпрямители, преобразователи частоты, устройства плавного пуска электродвигателей, устройства электромеханического торможения электродвигателей, трансформаторы, дроссели, силовые фильтры, устройства и системы управления и регулирования отдельными компонентами комплексов и комплексами в целом, системы диагностики комплексов;

- электрические машины, совмещенные с электронными компонентами;

- электромеханотронные преобразователи – силовые системы управляемых преобразователей энергии различных типов, рассматриваемые как единое целое, имеющие заданные системные свойства, и используемые при производстве и потреблении электроэнергии;

- электромеханотронные средства генерирования электроэнергии;

- электромеханотронные средства электродвижения;

- средства и системы автоматизации комплексов и систем;

- автоматизированные электроприводы технологического и транспортного оборудования;

- автоматизированные электроприводные системы технологических машин и комплексов в различных отраслях хозяйства;

- автоматизированные электротехнические комплексы сложного высокотехнологичного оборудования, разрабатываемые как единое целое и, включающие в себя: электрические и электронные преобразователи электрической энергии, электромеханические и механические преобразователи, силовые электрические сети, устройства управления и регулирования, информационные устройства и сети, системы диагностики, программное обеспечение комплексов, вспомогательное электрооборудование;

- теория и технология, анализ и синтез, автоматизированное проектирование, производство и испытания электромеханических, электронных, электромеханотронных объектов и автоматических систем управления; методы и средства моделирования и исследования комплексов и систем;

- программное обеспечение комплексов и систем;

- информационное сопровождение процессов и продуктов;

- системы управления процессами производства электротехнической продукции

2. Виды профессиональной деятельности магистрантов (по ФГОС):

· проектно-конструкторская

· производственно-технологическая;

· организационно-управленческая,

· научно-исследовательская;

· монтажно-наладочная;

· сервисно-эксплуатационная;

· педагогическая.

Задачи профессиональной деятельности магистрантов в соответствии с ООП магистратуры (по ФГОС):

а) проектно - конструкторская деятельность:

· формирование целей проекта (программы), критериев и показателей достижения целей, построение структуры их взаимосвязей, выявление приоритетов решения задач;

· разработка обобщенных вариантов решения проблемы, анализ этих вариантов, прогнозирование последствий, нахождение компромиссных решений в условиях многокритериальности и неопределенности, планирование реализации проекта;

· оценка технико-экономической эффективности принимаемых решений;

производственно-технологическая деятельность:

· разработка норм выработки, технологических нормативов на расход материалов, заготовок, топлива и электроэнергии, выбор оборудования и технологической оснастки;

· оценка экономической эффективности технологических процессов, инновационно-технологических рисков при внедрении новых техники и технологий;

· исследование причин брака в производстве и разработка предложений по его предупреждению и устранению;

· разработка мероприятий по эффективному использованию энергии и сырья;

· выбор методов и способов обеспечения экологической безопасности производства;

организационно-управленческая деятельность:

· организация работы коллектива исполнителей, принятие управленческих решений в условиях различных мнений, организация повышения квалификации сотрудников подразделений в области профессиональной деятельности;

· нахождение компромисса между различными требованиями (стоимость, качество, безопасность и сроки исполнения) при долгосрочном и краткосрочном планировании, определение оптимального решения; оценка производственных и непроизводственных затрат на обеспечение качества продукции, проведение маркетинга и подготовка бизнес-планов выпуска и реализации перспективных и конкурентоспособных изделий;

· адаптация современных версий систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов, осуществление технического контроля и управления качеством;

научно-исследовательская деятельность:

· анализ состояния и динамики показателей качества объектов деятельности с использованием необходимых методов и средств исследований;

· создание математических и физических моделей объектов профессиональной деятельности;

· разработка планов, программ и методик проведения исследований;

· анализ результатов, синтез, знание процессов обеспечения качества, испытаний и сертификации с применением проблемно-ориентированных методов;

монтажно-наладочная деятельность:

· организация и участие в проведении монтажа и наладки электроэнергетического и электротехнического оборудования;

сервисно-эксплуатационная деятельность:

· организация приемки и освоения вводимого электроэнергетического и электротехнического оборудования;

· организация эксплуатации и ремонта электроэнергетического и электротехнического оборудования;

педагогическая деятельность:

· выполнение функций преподавателя при реализации образовательных программ в учебных заведениях высшего и среднего профессионального образования.

Дальнейшая ступень высшего образования магистров – аспирантура по научному направлению «Электротехнические комплексы и системы».

Основное внимание в образовательной программе уделяется научно-исследовательской, проектно-конструкторской и организационно-управленческой подготовке магистрантов.

Проведение научно-исследовательских и проектно-конструкторских (опытно-конструкторских) работ (НИОКР) по созданию электротехнической продукции регламентировано нормативно-техническими документами, часть из которых упоминается ниже. Общая информация об этих документах и об их использовании для электротехнического инжиниринга изложена в учебном пособии [5].

Конкретные виды профессиональной деятельности, к которым в основном готовится магистр, и наборы осваиваемых им компетенций определяются совместно с заинтересованными участниками образовательного процесса, и отражается в индивидуальных планах магистрантов и в заданиях к конкретным видам СРМ.

1.3. Индивидуальный план магистранта

Индивидуальный план разрабатывается научным руководителем совместно с магистрантом на весь период обучения и содержит укрупненные позиции, которые могут уточняться и детализироваться в заданиях на все виды СРМ в каждом семестре. Индивидуальный план хранится на кафедре. Магистрант обязан выполнить все позиции ИП. Электронная копия ИП должна быть у студента, его руководителя, а также у руководителя магистерской программы. В начале обучения в магистратуре студент получает файл с формой индивидуального плана, приведенной в приложении П.2.

Прежде чем разрабатывать индивидуальный план магистранта, следует сформулировать тему, цели и задачи магистерской диссертации. Необходимо спрогнозировать и разработать вариант содержания диссертации, дать наименование глав диссертации и примерное их содержание. Для этого следует, не дожидаясь четвертого семестра, изучить “Комплект документов к итоговой государственной аттестации магистрантов” [6]. Часть документов этого комплекта дана в приложении к настоящим указаниям (см. П.6, П.7).

Наименование глав может быть таким же, как и наименование отдельных видов СРМ. Так, например, если диссертация содержит четыре главы, то первые три главы могут иметь такие же названия, как и названия трех НИР, выполняемых в семестрах 1, 2, 3 (НИР1, НИР2, НИР3). Причем первая глава разрабатывается как постановочная глава. В четвертой главе могут быть представлены результаты курсовых проектов, выполненных в рамках индивидуальных заданий по дисциплинам учебного плана и согласованных с темой магистерской диссертации, а также практик. Часть материала проектов и практик может быть представлена в приложении.

Такая прогнозная разработка даст возможность хорошо увязать материал диссертации и материал СРМ, представить его в органичном единстве.

Указания по заполнению индивидуального плана и работы с ним:

1. Магистрант совместно с руководителем в начале первого семестра заполняют форму ИП и бланк задания на НИР1 и подписывают их твёрдые копии.

2. Руководитель магистерской программы утверждает ИП и задания на НИР1. В последующем аналогично утверждаются все другие задания.

3. Руководитель контролирует ход выполнения магистрантом плана работ в течение семестра и делает соответствующие отметки в ИП.

4. Магистрант представляет на комиссию согласованные с руководителем документы о проделанной работе в форме отчётов и проектов.

5. В конце семестра руководитель даёт аргументированный отзыв (заключение) и рекомендуемую оценку деятельности магистранта по каждому виду самостоятельной работы.

6. Заполнение план-графиков научно-исследовательской работы и прохождения практик следует выполнять с учётом времени, отводимого в учебном плане на конкретный вид самостоятельной работы и реальных возможностей магистранта.

7. План-график второй практики в четвёртом семестре следует составлять с учётом избранной профессиональной деятельности магистранта (научно-исследовательской, проектно-конструкторской, организационно-управленческой или иной).

8. Полная версия ИП за весь цикл обучения магистранта в сброшюрованном виде хранится вместе с его выпускной квалификационной работой.

Задания по видам работ в семестре

Магистрант совместно с руководителем в конце каждого семестра заполняют соответствующие формы заданий для конкретного вида самостоятельной работы в следующем семестре и подписывают их твёрдые копии. Формы заданий приведены в приложении П.3.

В заданиях должны быть указаны компетенции, приобретаемые магистрантом в ходе выполнения каждого вида СРМ. Компетенции выпускника магистерской программы приведены в приложении П.4.

Задания на следующий семестр вместе с отчетными документами о проделанной работе в текущем семестре передаются в твердой и электронной копиях председателю комиссии по рассмотрению итогов СРМ(в дальнейшем упоминании просто комиссии) и утверждаются руководителем магистерской программы.

Задания, составленные по формам, приведенным в приложении П.3, следует рассматривать как учебные задания. В отчетах о НИР должны присутствовать развернутые технические задания, соответствующие разрабатываемым документам по нормам ГОСТов.

Техническое задание на разработку научно-технической продукции содержит следующие разделы:

1. Наименование. Основание для разработки.

2. Цель и исходные данные для проведения работы.

3. Научно-техническая и практическая ценность результатов работы.

4. Сроки и способы реализации результатов работы.

5. Содержание основных этапов работы и сроки их выполнения.

6. Перечень технической документации и других результатов работы. Форма представления результатов по окончании работы.

Техническое задание на разработку электротехнической продукции содержит следующие разделы:

1. Наименование. Область применения (использования). Основание для разработки.

2. Цели разработки. Назначение и выполняемые функции.

3. Технические требования.

4. Экономические показатели.

5. Стадии и этапы разработки.

6. Порядок контроля и приемки.

В разделе ТЗ ″Технические требования″ указывают требования и нормы, определяющие показатели качества и эксплуатационные (потребительские) характеристики продукции с учетом действующих стандартов и норм, а также современного технического уровня.

Этот раздел в общем случае состоит из следующих подразделов:

3.1. Состав продукции и требования к ее конструктивному устройству;

3.2. Назначения и показатели экономного использования сырья, материалов, энергии;

3.3. Конструктивные параметры;

3.4. Требования к надежности;

3.5. Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки;

3.6. Требования к унификации и стандартизации;

3.7. Требования к безопасности и охране природы;

3.8. Эстетические и эргономические требования;

3.9. Требования к патентной чистоте;

3.10. Требования к составным частям продукции;

3.11. Условия эксплуатации (использования), требования к техническому обслуживанию и ремонту;

3.12. Дополнительные требования.

Так как в современных системах управления электроприводами и в системах автоматизации широко применяются информационно-управляющих микропроцессорных средства, то в ТЗ на их проектирование должен быть введен раздел ″Требования к видам обеспечения″, содержащий требования к математическому, лингвистическому, программному и другим видам обеспечения. Эти требования установлены ГОСТом 34.602-89.

Содержание отдельных разделов и подразделов ТЗ раскрыто в учебном пособии [5].

Защиты всех видов СРМ, выполненных в соответствии с заданиями, происходят публично с использованием презентаций, подготовленных в MS Office PowerPoint.