2. Анализ объекта исследований на основе построения де­рева целей

На основе качественных и количественных характери­стик выбирается определяющее свойство материала или конструкции. К ним в первую очередь следует отнести та­кие как, надёжность, долговечность, ремонтопригодность и др. Системный анализ позволяет провести исследование основной проблемы НИР (разработка нового материала, новой технологии и т.п.) с помощью структуризации (метода дерева целей). Применение дерева целей даёт воз­можность обоснованно подойти к оценке свойства иссле­дуемого материала или выбору параметров техноло­гического процесса.

Метод дерева целей основан на поэтапном расчленении (структуризации) исследуемой проблемы на составные эле­менты с последующей оценкой их относительной важности. В качестве главной цели студент должен сформулировать

основную задачу, на решение которой направлено прово­димое исследование. Далее устанавливаются какие наибо­лее важные технологические и эксплуатационные свойства материала определяют работоспособность изделия (конструкции), обоснованно проводится выбор материала (стали, сплава, композита, и др.), указываются способы его получения, обработки и т.д..

Пример построения дерева целей при разработке и ис­следовании перспективных материалов представлен на рис. 2.1.

Основные этапы процесса разработки и исследования новых материалов:

- формирование требований к материалу, определяемых качеством и надёжностью изготавливаемых из него изделий (конструкций);

выбор основы сплава (композита и др.): основного элемента, материала, и т.п.;

- подбор легирующих (структурно-образующих) элемен­ тов;

разработка способов получения материала (плавки, разливки, проката металла и т. д.);

— выбор режима термической обработки и другие этапы процесса разработки и исследования.

Перечисленные этапы можно использовать в качестве уровней дерева целей при его построении. Все этапы на­правлены на достижение главной цели - - создание конст­рукций (изделий) с улучшенными качественными характе­ристиками.

Выбор возможного варианта на каждом из уровней (этапов) производится на основе анализа информации, со­держащейся в нормативных документах (стандартах), рефе-ретивных журналах, отчетах и других источниках отечест­венной и зарубежной практики, а также консультаций ководителя НИР и специалистов в данной области.

В случае необходимости дерево целей исследования можно составить более детализировано по какому-либо от­дельному этапу (уровню). Например, предложить способы рафинирования и элементы для легирования материала. В данном случае возникает необходимость рассмотрения воз­можных вариантов легирующих элементов, способов их

введения, режимов плавки и разливки и т.д. Выбор вариан­тов следует обосновать с точки зрения технико-экономической целесообразности.

Рис. 2.1. Структура целей при разработке перспективных материалов

3. Планирование научно-исследовательской работы

Чётко составленный план НИР является основным ус­ловием её выполнения в установленные сроки.

Планирование дипломной НИР осуществляется на ос­нове календарного плана с использованием линейного или сетевого графика, который разрабатывается инженером-исследователем (студентом). Согласно задания на НИР для обеспечения чёткого выполнения и руководства ис­следованием студент разделяет её на отдельные этапы. При этом должно обеспечиваться наиболее рациональное ис­пользование кадров исследователей, технического персона­ла, оборудования, производственных площадей и т.п. Со­став и содержание этапов НИР должно конкретизироваться с учётом её характера, специфики и условий выполнения. В таблице 3.1 приведены основные этапы дипломных НИР и их содержание.

Таблица 3.1 Содержание основных этапов НИР

Наименование этапов	Содержание этапа
1 . Подгото вительный этап	Подбор и изучение научно-исследовательской ин­формации отечественной и зарубежной практики. Анализ состояния вопроса и формирование целей и задач НИР.
2. Теоретическая раз­работка	Составление и согласование технического задания и календарного плана выполнения НИР по теме. Теоретическая разработка темы и методики про­ведения исследований и экспериментальных работ
3. Эксперементаль-ные работы и испыта­ния	Изготовление образцов для экспериментов, выбор режимов обработки, физические, механические, металлографические и другие испытания. Обра­ботка полученных данных, разработка графиков и схем.
4. Обеспечение безо­пасности жизнедея­тельности НИР	Анализ опасных и вредных производственных фак­торов и возможных чрезвычайных ситуаций, воз­никающих в процессе выполнения НИР. Разра­ботка мероприятий, обеспечивающих снижение отрицательного влияния указанных факторов.
5. Разработка орга­низационно-экономи­ческого раздела дип­ломной НИР	Технико- экономическое обоснование выполняе­мой НИР. Разработка плана-графика или сетевого графика выполнения НИР. Составление сметы затрат и расчет цены НИР. Оценка экономической эффективности использования результатов НИР.
6. Корректировка те­оретической разрабо­тки темы по резуль­татам испытаний	Анализ полученных экспериментальных данных. Внесения изменений и исправлений в разрабо­танные схемы, технологические процессы, режимы и т.п. Корректировка графиков, схем и другой информации.
7. Обобщения, выво­ды и предложения по теме	Анализ результатов работы. Выводы и рекомен­дации по внедрению результатов НИР.
8. Техническая отчёт­ность	Составление технического отчёта (пояснительной записки) о выполненной НИР с необходимыми иллюстрациями. Представление образцов, макетов, схем и т.д.
9. Заключительный этап	Оформление отчёта (пояснительной записки) и утверждение результатов дипломной НИР.

Исходя из конкретных условий проведения НИР, каж­дый этап может быть расчленён на несколько подэтапов (работ). Сформированные этапы (работы) с их характери­стикой в дальнейшем используются студентом для плани­рования НИР. Ниже представлена таблица оформления со­става этапов (работ) НИР (таблица 3.2).

Таблица 3.2 Содержание и трудоёмкость этапов (работ) НИР

Наимено­вание этапа (работы)	Содержание этапа (работы)	Трудоёмкость этапа (работы)		Количество исполнителей		Примеча­ние
		сумма	отдельн. исполн.	внутрен­ние	внешние

Трудоёмкость выполнения этапа (работ) определяется,!^ основе_норм» действующих на данном предприятии или научно-исследовательской организации, или с учётом дан­ных, которые представлены в приложении 1.

В случае отсутствия возможности установления трудоём­кости этапов (работ) её величина может быть установлена с использованием метода экспертных оценок. Такие оценки целесообразны при небольшой неопределённости, когда сведения о предстоящей работе и условиях, в которых она будет выполняться, достаточно полные, или имеется нор­мативная база данных об аналогичных работах. Чаще ис-

II

пользуются вероятные оценки (две или три). Они позволя­ют до некоторой степени учесть неопределенность, в кото­рой исполнителям (совместно с научным руководителем и консультантом) приходится оценивать продолжительность работ.

Ожидаемая продолжительность в рабочих днях (/_ож) оп­ределяется по формуле:

>ож = Стах + 4/н.в. + /„щ^/б ИЛИ /_ож = (2/_тах 4- 3/_пг1п)/5, (1)

где /_тах -- продолжительность работы при самых неблагопри­ятных условиях (пессимистическая оценка), дни; /_П11_Л -- про­должительность работы при наиболее благоприятных условиях (оптимистическая оценка), дни; /_на — наиболее вероятная продолжительность работы, дни.

Ожидаемая трудоёмкость (Г_ож) рассчитывается по фор­муле:

(2)

где \У_р — количество исполнителей; 1_С — длительность работы в сутки, час (/_с = 8,2 часа) Расчёт выполняется по форме при­ведённой в таблице 3.3

Таблица 3.3 Расчёт продолжительности и трудоёмкости этапов (работ)*)

Наиме­нование этапов	Наиме­нование работы	Продолжительность работы, дни				Кол-во исполни­телей**)	Ожидаемая трудоем­кость» чел/час
		*тах	'н.„.	'Д11П	/ОЖ

*> — Для одной (двух) работ необходимо провести примеры расчёта по формулам 1, 2.

**) — Количество исполнителей в течение времени выполнения каждой отдельной работы должно быть неизменно. В дайной графе указываются также индексы исполнителей (например, студент — ст.; руководитель науч­но-исследовательской работы — рук НИР; рабочий — раб. и т.д.).

Общая ожидаемая трудоёмкость в чел/часах должна быть распределена между исполнителями НИР (студентом, руко­водителем, консультантами, инженерами, лаборантами, ра­бочими и др.)-

Далее студент должен определить круг обязанностей и

ответственность основных руководителей и участников НИР и составить на всех работников, участвующих в теме, индивидуальные производственные задания по следующей форме (таблица 3.4).

Таблица 3.4 Производственное задание на выполнение работ по НИР

Наиме-нова-ние этапа	На­именова­ние работ	Продолжитель­ность работы, рабочие дни		Срок исполнения		Примечание
		по плану	факти­чески	по плану	факти­чески

Длительность цикла этапов (работ) выполнения НИР ус­танавливается по формуле:

(3)

где Т₃ — общая трудоёмкость данного этапа (работы), чел/час; \Ур— количество работников, участвующих в выполнении дан­ного этапа, чел.; 1_С — продолжительность рабочего дня в часах; / — коэффициент перевода рабочих дней в календарные (/* = 0,7); К_ъ — планируемый коэффициент выполнения норм по данному этапу (К_в = 1,1).

С целью обеспечения выполнения всего объёма работ в необходимые сроки с минимальными затратами ресурсов зачастую возникает необходимость оптимизации разрабо­танного плана выполнения НИР. Для этого выявляются резервы сокращения длительности цикла НИР и наме­чаются конкретные организационно-технические меро­приятия по их использованию.

Основными резервами сокращения длительности этапов (работ) выполнения темы НИР являются:

1. Параллельное и параллельно-последовательное вы­ полнение этапов (работ);

2. Механизация выполнения ряда работ (вычисли­ тельных, множительных и д.р.);

3. Организация обеспечения НИР технико-экономи­ ческой информацией;

4. Правильная расстановка и использование кадров, эф-

13

_

фективное использование оборудования;

5, Оптимальное распределение и привлечение дополни­ тельных трудовых и материальных ресурсов для выполне­ ния определённых этапов темы;

6. Рациональная организация труда и рабочего места ка­ ждого исполнителя НИР и др.

На основе проведённых расчётов составляется календар­ный план выполнения НИР с использованием линейного или сетевого графика. Линейный план-график приведён на рис 3.1.

В целях рациональной организации дипломной НИР и увязывания сроков начала и окончания взаимосвязанных работ применяются наиболее перспективные в этом отно­шении методы сетевого планирования и управления (СПУ). В основе методов СПУ лежит построение сетевых моделей, которые графически с любой степенью точности отражают логику выполнения комплекса работ, их последователь­ность и взаимосвязь. Графическую сетевую модель ком­плекса работ, для которых определены сроки их проведе­ния, называют сетевым графиком. Сетевое моделирование позволяет также решать различные оптимизационно-плановые задачи.

Студент-дипломник разрабатывает сетевой график вы­полнения НИР в период преддипломной практики. В сете­вом графике устанавливаются сроки выполнения отдельных работ, их взаимосвязь и срок выполнения всей исследова­тельской работы в целом.

Разработка сетевого графика выполнения НИР включает следующие этапы:

• составление перечня событий и работ;

• построение сетевого графика;

• определение продолжительности и трудоёмкости ра­ бот;

• расчёт параметров сетевого графика;

1.1. Сетевой график строится на основе правил построе­ния сети и следующих практических рекомендаций [6,7,9]:

- составляется перечень работ (в соответствии со спе­ цифическими особенностями каждой НИР с достаточной степенью детализации не менее 25 работ);

14

Наименование этапа

продол­житель­ность, дни

Календая

иые дни

исполнители

март

апрель

май

июнь

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

ПО

12С

1 . Подготовительный

15

ст.

ч

2. Теоретическая разработка

22

рук. НИР, ст.

3. Экспериментальные работы

40

рук, НИР, ст, лаб.

4. Обеспечение безопасности жиз­недеятельности и разработка орга­низационно-экономического разде­ла дипломной НИР

12

ст.

5, Корректировка теоретической разработки темы по результатам испытаний.

10

ст. лаб.

6. Обобщения, выводы и предло­жения по теме.

5

ст.

•••ч

7. Составление технического отчёта .

10

ст.

ь__

8, Заключительный этап.

5

ст.

:—

Тц

Рис. 3.1 Линейный план-график выполнения НИР

• анализ и оптимизация сетевого графика по времени.

• для каждой работы следует определить предшествую­ щие и последующие работы;

все работы изображаются в виде линии в порядке технологической последовательности, каждая работа имеет начальное и конечное событие;

- все события соединяются работами-зависимостями; — исключаются лишние события и работы-зависимости;

- при необходимости график упрощается по внешнему виду.

Сетевой график кодируется по правилу рангов [6,7,9]. Перечень событий и работ оформляется в виде таблицы 3.5.

Таблица 3.5