3. Преддипломная практика

Целью практики является подбор материалов для выполнения дипломного проекта и участие студента в разработке отдельных подсистем, программных средств и узлов, связанных с темой дипломного проекта.

При подборе материалов для дипломного проектирования студенту необходимо ознакомиться с автоматизируемыми объектами и процессами, связанными с темой, перспективами развития данной области, технической документацией, отечественной и иностранной литературой по выбранной теме, рассмотреть возможные варианты технических решений и провести их сравнительную оценку по техническим и экономическим показателям.

По окончании практики студент представляет отчет о выполненной работе, дневник практику, отзыв предприятия, в котором содержится характеристика объема и качества выполненной работы. В течение недели после возвращения студента с практики проводится зачёт по практике с оценкой достаточности полученных материалов для выполнений дипломного проекта.

Совместно с назначенным руководителем дипломного проекта студент уточняет название темы и содержание проекта.

4. Организация дипломного проектирования

Перед началом проектирования руководитель дипломного проекта выдает студенту задание, которое утверждается заведующим кафедрой. Задание на дипломный проект оформляется на специальном бланке, в котором указываются: точное наименование темы, исходные данные к проектированию, конкретные требования к разрабатываемой системе, перечень вопросов, подлежащих разработке, перечень обязательных графических материалов. Задания по организационно-экономической части, по охране труда и гражданской обороне выдаются консультантами соответствующих кафедр. При необходимости выпускающая кафедра может назначить дополнительных консультантов по отдельным разделам дипломного проекта.

Дли обеспечения более четкой организации и контроля своевременности выполнения работ студент с участием руководителя составляет календарный план работы над дипломным проектом.

Руководитель дипломного проекта регулярно (один раз в неделю) проводит консультации, проверяет ход выполнения дипломного проекта, дает необходимые рекомендации, сохраняя за студентом полную самостоятельность в принятии решений.

Законченный дипломный проект, подписанный студентом и консультантами, представляется студентом-дипломником руководителю дипломного проекта; руководитель подписывает его и дает отзыв о работе студента над дипломным проектом в котором характеризует качество выполненной разработки, самостоятельность студента, проявленные им знания и творческие способности. В отзыве руководитель оценивает работу студента и дает заключение о возможности присвоения ему квалификации инженера - системотехника. За 6-10 дней до защиты студент представляет несброшюрованную пояснительную записку, чертежи и отзыв руководителя проекта на кафедру. Заведующий кафедрой или назначенная им комиссия рассматривает проект и проводит собеседование с дипломником. Если проект выполнен в соответствии с требованиями кафедры, то он допускается к защите (при этом делается соответствующая запись на титульном листе дипломного проекта) и направляется на рецензию специалисту одного из предприятий, организаций, НИИ или КБ города (области).

Выдаваемая на проект рецензия должна отражать уровень проведенных в проекте разработок, расчетов, исследований, степень использования автором последних достижений науки и техники в данной области, актуальность темы, оценку качества оформления проекта, основные достоинства проекта и его недостатки, характеристику основных разделов пояснительной записки, общую оценку проекта и возможность присвоения автору квалификации инженера - системотехника.

Защита дипломного проекта проводится на заседании Государственной экзаменационной комиссии по графику, определенному кафедрой.

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Дипломный проект состоит из пояснительной записки и графической части.

5.1. СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Пояснительная записка - основной документ, в котором излагается сущность выполненной работы. В пояснительной записке в логической последовательности раскрывается содержание отдельных этапов проектирования, приводятся описание принятых решений и их обоснование, результаты выполненных расчетов и исследований. Записка содержит текстовую часть с необходимыми математическими выкладками. а также таблицы, графики и схемы, тексты программ иллюстрирующие описание.

Рекомендуемый объём пояснительной записки 100 - 120 стр. текста включая иллюстрации.

В начале пояснительной записки последовательно располагаются:

- титульный лист (на стандартном бланке);

- утвержденное задание на дипломный проект (на стандартном бланке);

- аннотация (на иностранном языке);

- содержание.

Далее излагается основной материал в следующем порядке.

Введение.

1. Системный анализ.

2. Системное проектирование.

3. Техническое проектирование.

4. Организационно-экономическая часть.

5. Охрана труда, окружающей среды и техника безопасности.

6. Гражданская оборона.

Заключение.

Список использованных источников.

Приложения.

В случае, если тема дипломного проекта предусматривает разработку электрических или конструктивных узлов, в состав пояснительной записки может быть включена конструкторская или технологическая часть.

При большом объеме экспериментальных исследований (на реальном объекте или на модели) в состав проекта может быть введена в качестве отдельного раздела экспериментальная часть.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА "СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ".

1. Описание и анализ объекта автоматизации или процесса, с состоянием которого связана обрабатываемая информация (цех, участок, технологический комплекс, объект проектирования, технология выполнения операций и др.)

2. Общие требования, предъявляемые к проектируемой системе.

3. Анализ существующих методов и средств решения поставленной задачи (обзор отечественных и зарубежных систем, используемых при решении аналогичных задач).

4. Выбор цели и критериев эффективности (показателей качества) проектируемой системы. Постановка задачи на проектирование.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА "СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ".

1. Общая структура разрабатываемой системы (организационная, функциональная, техническая).

2. Математическое описание (модель) автоматизируемых: процессов (объекта автоматизации).

3. Методика и общий алгоритм решения задач.

4. Анализ взаимосвязи параметров в проектируемой системе (структура информационного обеспечения, информационных связей, потоков, общая организация баз данных).

5. Техническое и математическое обеспечение (выбор и обоснование основных технических средств, их структура; общая структура программного обеспечения).

РЕКОМЕНДУЕМОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛА "ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ".

1. Разработка детальных алгоритмов решения отдельных задач,

2. Разработка структур данных и программных средств, обеспечивающих информационную .связь и взаимодействие оператора с ЭВМ (организация диалога, разработка форматов данных, форматов входных и выходных документов).

3. Разработка отдельных технических узлов проектируемой системы.

4. Расчет отдельных параметров системы или ее узлов (например, времени обработки, информации, времени реакции, точности, надежности, других показателей качества).

5. Экспериментальные исследования спроектированной системы (разработка имитационной модели, описание постановки эксперимента и его результатов).

6. Описание разработанных программ, результатов их опытной отладки и проверки функционирования.

Содержание указанных разделов специальной части может корректироваться и уточняться в зависимости от темы и характера автоматизируемых процессов. Конкретное содержание разделов определяет руководитель при подготовке задания на дипломный проект.

При изложении материала пояснительной записки рекомендуется учесть следующие требования.

АННОТАЦИЯ должна быть не более 1 стр. текста и содержать краткое изложение цели проектирования, перечня выполненных разработок и важнейших результатов работы.

В СОДЕРЖАНИИ перечисляются наименования разделов и подразделов, включенных в пояснительную записку, с указанием номера страницы, с которой они начинаются

Во ВВЕДЕНИИ ( объем 2-4 стр.) кратко рассматривается сущность задачи, решаемой в дипломном проекте, обосновывается ее актуальность, характеризуются современное состояние вопроса, имеющиеся проблемы, общий подход к решению задачи в целом, формулируются цели, указывается, какие разработки выполняются для их достижения, где и как будут использоваться результаты

В разделе СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ (примерный объем 10 - 20 стр.) производится анализ той информации об автоматизируемом процессе, которая будет использована в процессе проектирования; приводится описание самого процесса (объекта автоматизации), его существенных особенностей, ограничений, влияющих на последующий выбор решений, а также описания организационной, технической и функциональной структуры объекта, его внешних и внутренних связей; выявляются параметры, влияющие на функционирование системы; анализируется схема информационной связи всех элементов (или программных компонентов) существующей системы.

При проектировании САПР производится анализ всех основных этапов проектирования, особенностей построения отдельных проектируемых элементов и узлов, параметров, определяющих их эффективное взаимодействие, приводятся данные об имеющемся математическом описании, которое используется на отдельных этапах проектирования.

Если заданная тема связана преимущественно с разработкой программного обеспечения, то производится анализ функциональной структуры и информационной связи задач; приводится описание общего алгоритма и известных алгоритмов отдельных задач; рассматривается принятый порядок ввода исходных данных и представления результатов, организация диалога, методы кодирования информации и т.д.

При проектировании робототехнических систем, систем и подсистем интегрированных научно-производственных комплексов, автоматизации технологических процессов приводится описание соответствующих технологических и производственных процессов, характера, масштабов и особенностей производства, степени его механизации и автоматизации, используемого оборудования, анализируются структура и количественные параметры технологического процесса, продукция, инструмент, оснастка и т.д.; приводится схема материальных потоков, схема информационных потоков; приводится математическое описание существующей системы.

В результате анализа выявляются положительные особенности и недостатки существующей системы; производится оценка потерь и путей их уменьшения. С учетом этого формулируются задачи разработки и требования к проектируемому изделию.

В целях более полного учета внешних факторов, которые следует учитывать в процессе разработки, изложение рекомендуется начинать с описания макросистемы, частью которой является разрабатываемая система, а затем сужать круг рассматриваемых вопросов до рамок задач, которые поставлены в дипломном проекте.

Для обоснования принимаемых в последующем решений желательно, чтобы в проекте были приведены обзор и оценка известных технических решений задач, подобных или близких к тем, которые рассматриваются в дипломном проекте. При этом не следует переписывать полные выкладки и описания, приведенные в используемой литературе, достаточно кратко изложить идею, сущность метода решения задачи, если необходимо, привести рисунок и далее сделать ссылку на литературу, где дается подробное изложение вопроса. Если подробное описание известной системы или метода автор проекта все же считает необходимым привести, этот материал помещается в приложение.

При анализе вариантов оцениваются их достоинства, недостатки, потенциальная пригодность для использования при решении поставленной в проекте задачи.

Постановка задачи, которая завершает раздел системного анализа, предполагает формулирование цели и обоснование путей решения задач, которые необходимо выполнить в процессе проектирования с учетом особенностей существующей системы и возможностей известных методов.

В разделе СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (рекомендуемый объем 15 - 25 стр.) решается задача макропроектирования, обоснования общего подхода созданию (модернизации) изделия, осуществляется выбор основных технических решений, определяющих структуру, принципы построения и функционирования проектируемых изделий, и осуществляется предварительная оценка эффективности этих решений. При этом в зависимости от содержания работ и вида проектируемой системы обосновывается организационная, функциональная, техническая структура изделия, структурная схема обработки информации (общий алгоритм решения задачи).

Функциональная схема отражает основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи; каждый функциональный блок (независимо от способа его реализации, используемых аппаратных и программных средств) выполняет некоторую законченную функцию (задачу), а их взаимосвязанное функционирование обеспечивает достижение заданной цели.

Структурная схема технических средств определяет состав и связи технических компонентов системы (средств вычислительной техники, терминальных устройств, управляемого оборудования, средств контроля, сопряжения, отображения информации и др.), на базе которых реализуется поставленная задача.

Организационная схема отражает последовательность выполнения мероприятий, связанных с организацией формирования, ввода, обработки и вывода информации, а также взаимосвязи между пунктами управления, подразделениями и лицами, принимающими решения и участвующими в процессе функционирования системы, их соподчиненность и выполняемые действия.

На основе предлагаемой общей структуры построения системы обосновываются решения, связанные с разработкой информационного технического и программного обеспечения проектируемой системы.

При проектировании САПР в первую очередь определяется общая структура процесса проектирования как многошагового процесса с учетом необходимых итераций и осуществляется выбор средств автоматизации проектирования. Принимается решение о составе программных модулей, реализующих прикладные задачи, об используемых средствах машинной графики, производится выбор структуры баз данных, СУБД и принципов построения диалоговой системы взаимодействия проектировщика с ЭВМ. Производится распределение функций между системой и проектировщиком, разрабатываются интерактивные процедуры принятия решения и основные алгоритмы проектирования, прорабатываются вопросы лингвистического обеспечения.

В рамках проектирования технического обеспечения САПР с учетом трудоемкости выполняемых функций осуществляется выбор технических средств автоматизированного рабочего места (АРМ) проектировщика (типа, количества ЭВМ, структуры вычислительной сети и т.д.). При необходимости использования нестандартных технических средств осуществляется разработка структуры и принципов построения отдельных устройств или узлов (если это предусмотрено заданием).

При проектировании робототехнических систем, комплексов и систем управления на данном этапе с учетом технологической схемы, состава и размещения оборудования производится выбор общей схемы автоматизации, состава и типа роботов – манипуляторов, транспортных роботов и других устройств, способов выполнения основных технологических операций. Обосновываются методы и структура системы управления. При необходимости проектирования новых или модернизации существующих РТК осуществляется выбор (разработка) кинематической схемы, рабочих органов, датчиков, приводов, микропроцессорных устройств управления. Разрабатываются алгоритмы выполнения отдельных операций, управления отдельными звеньями и комплексом в целом; приводится описание функционирования всей системы.

При проектировании информационных систем разрабатывается информационная модель объекта и логическая структура баз данных.

При рассмотрении вопросов информационного обеспечения определяются информационные связи задач, состав и характеристики входной, промежуточной и выходной информации, технологический процесс сбора, обработка информации, при необходимости прорабатываются специальные методы обработки информации (сжатие, фильтрация и др.).

Если проектируемая система реализуется на базе локальной вычислительной сети (ЛВС), разрабатывается топология ЛВС.

Весьма важным фактором, определяющим уровень дипломного проекта, является квалифицированное применение математического аппарата, используемого для описания исследуемых процессов, выбора параметров систем и для разработки алгоритмов управления. Проектные решения должны приниматься преимущественно на основе использования аналитических и имитационных моделей, которые с достаточным уровнем адекватности описывают соответствующие процессы. Поэтому в дипломном проекте в зависимости от темы и объема программно реализуемых задач должны выполняться разработки, связанные с математическим описанием, разработкой алгоритмов выполнения отдельных операций, алгоритмов оптимизации вычислительного процесса, алгоритмов машинной графики.

Для описания организации функционирования системы программных средств в целом приводится общая структура программного обеспечения проектируемой системы.

В разделе ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (объем 25 - 35 стр.) проводится в соответствии с заданием самостоятельная инженерная разработка отдельных технических вопросов, в т.ч. конструктивных, электрических, микропроцессорных устройств, программных модулей и др. Результаты проектирования представляются в виде отлаженных программ, электрических принципиальных (монтажных) схем, машинных документов, другой конструкторской документации.

Для уточнения технических характеристик (параметров) проектируемой системы в дипломном проекте выполняются необходимые расчеты. В зависимости от характера выполняемой разработки заданием может предусматриваться проведшие распечатки затрат машинного времени и памяти для реализации комплекса программ или времени реакции систем, коэффициента загрузки, электрических или конструктивных параметров узлов, расчет переходных процессов, динамических характеристик, надежности, стоимости и др. показателей качества проектируемой системы.

Разработанные программы, конструкторские документы, форматы машинных документов обычно выносятся в приложение. Однако в основном тексте необходимо дать соответствующие пояснения. Например, в подразделе описания разработанных программ приводятся соображения, мотивирующие структуру программы, поясняющие ее связь с блок-схемой алгоритма, описываются введенные индексы и переменные и т.д.

Одним из основных требований к изложению материалов специальной части и других разделов дипломного проекта является обоснованность и доказательность принятых решений с учетом исходных данных, конструктивных, технологических, эргономических и экологических требований, определяющих целесообразность этих решений. Поэтому желательно в процессе принятия решения рассматривать ряд альтернативных вариантов, оцениваемых по выбранным критериям (например, выбор из множества такого алгоритма, который при заданной точности, в зависимости от условий применения, обеспечивает минимальные затраты машинного времени или минимальный объем памяти).

Обоснование решений и анализ технических характеристик спроектированной системы может производиться на основе имитационного моделирования либо экспериментальных исследований. Если эта работа проводилась с участием автора проекта и объем исследований достаточно большой, то для изложения их результатов может быть введен самостоятельный раздел.

Для пояснения описываемых систем, принятых решений и результатов проектирования следует шире использовать иллюстративный материал. Важно, чтобы этот материал был достоверным и наглядным. Например, если график более наглядно иллюстрирует результаты расчета, чем таблица, предпочтительнее привести график. Текст совместно с иллюстративным материалом должен быть максимально информативным. Желательно исключить из текста общие рассуждения и фразы, которые не несут существенно новой информации.

Каждый раздел специальной части должен содержать 3 - 5 подразделов с учетом темы дипломного проекта, задания и приведенных выше рекомендаций по содержанию разделов.

Наименования разделов и подразделов должны отражать сущность излагаемого в них материала, например "Системное проектирование САПР технологического процесса сборочных работ", "Структура технических средств АРМ врача - кардиолога", "Информационное обеспечение РТУ сварочного производства", "Математическая модель системы реостатного торможения".

В конце каждого раздела формулируются выводы, в которых дается оценка автором выполненных работ и полученных результатов.

В разделе ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (ориентировочный объем 15 - 20 стр.) производится экономический анализ и обоснование эффективности проектируемой системы.

В соответствии с заданием и с учетом специфики разрабатываемой системы в данном раздела может предусматриваться выполнение расчета себестоимости, технико-экономической оценки, сравнение с существующими аналогами, проработка вопросов организации исследовательских и проектных работ и др.

Учет экономической обоснованности принимаемых решений необходимо предусматривать на всех этапах выполнения дипломного проекта.

Более подробные сведения о выполнении организационно-экономической части содержатся в методических указаниях по дипломному проектированию, разработанных на кафедре "Экономика и организация производства".

В разделе ОХРАНА ТРУДА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ (объем 8 - 12 стр.) рассматриваются вопросы обеспечения безопасного проведения работ и выбора рациональных условий труда персонала, обслуживающего систему, организации и оборудования рабочих мест; дается перечень и обоснование мероприятий, проводимых с целью охраны окружающей среды от влияния излучений, шумов и др. вредных факторов при внедрении и эксплуатации разрабатываемого изделия.

Содержание раздела ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА (объем 4 - 8 стр.) должно быть взаимосвязано со спецификой разрабатываемой системы. Необходимо оценить, какие из поражающих факторов (при стихийном бедствии, ядерном взрыве и др.) и в какой мере могут оказывать воздействие на разрабатываемые программные и технические средства. Заданием на дипломное проектирование может предусматриваться выполнение расчетов, либо необходимых организационно-технических мероприятий по обеспечению безопасности и сохранению работоспособности проектируемых изделий в случае возникновения экстремальных ситуаций.

При разработке, технических устройств необходимо предусматривать соответственно выбор таких конструктивных решений, материалов и элементной базы, которые обеспечивают устойчивость к поражающим факторам.

Уточнение задания и состава подразделов проекта, связанных с проработкой вопросов организационно-экономической части, охраны труда и гражданской обороны, производится консультантами по соответствующим разделам проекта.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ (2 - 3 стр.) формулируются полученные в процессе выполнения дипломного проекта результаты и выводы, которые следуют из проведенных разработок, отладки и исследования компонентов системы. Производится анализ степени выполнения задания на проект, оценка перспективы практического использования и развития выполненных разработок в целях совершенствования системы. Даются рекомендации о целесообразности и сроках внедрения.

В СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ включаются все использованные книги, статьи в периодических изданиях, отчеты (в порядке появления ссылок на них в тексте записки).

В ПРИЛОЖЕНИЕ выносятся дополнительные и справочные материалы: таблицы исходных данных, результаты расчетов и экспериментов, листинги программ, протоколы испытаний, инструкции, отдельные чертежи, спецификации и другие материалы, которые позволяют более полно представить исходные данные и результаты разработки.

Каждое приложение оформляется отдельно и имеет заголовок. Указанное выше ограничение общего объема пояснительной записки (120 стр.) устанавливается без учета приложения. Объем приложений не ограничивается.