.

1. Опис навчальної дисципліни

______Теорія і методика наукових досліджень _____

Галузь знань, напрям підготовки, спеціальність, освітньо-

кваліфікаційний рівень

Освітньо-кваліфікаційний

рівень

Магістр

Напрям підготовки

Спеціальність 192 - "Будівництво та цивільна-інженерія

"

Спеціалізація

Характеристика навчальної дисципліни

Вид Обов’язкова

Загальна кількість годин 90

Кількість кредитів ECTS 2

Кількість змістових модулів 2

Курсовий проект (робота) (за

наявності)

-

Форма контролю Екзамен

Показники навчальної дисципліни для денної та заочної форм

навчання

денна форма

навчання

заочна форма

навчання

Рік підготовки (курс) 1М

Семестр 1

Лекційні заняття 30 год.

Практичні, семінарські заняття -

Лабораторні заняття 30 год.

Самостійна робота 40 год.

Індивідуальні завдання -

1. Мета та завдання навчальної дисципліни

Мета викладання дисципліни – навчити майбутніх магістрів інженерів-

конструкторів основам проведення аналітичних і експериментальних

досліджень по забезпеченню надійності сільськогосподарської техніки.

Завдання викладання дисципліни – отримані знання з дисципліни

сприяють створенню методичної основи в подальшій підготовці студента як

науковця з питань раціонального планування і проведення досліджень в

напрямку вивчення шляхів підвищення довговічності сільськогосподарської

техніки

2. Програма та структура навчальної дисципліни для:

– повного терміну денної (заочної) форми навчання;

Назви змістових

модулів і тем

Кількість годин

денна форма Заочна форма

тиж

ні

усь

ого

у тому числі

усь

ого

у тому числі

лек

ції

прак

.роб

лаб

. роб

інд

ивід

.

сам

.роб

лек

ції

прак

.роб

лаб

. роб

інд

ивід

.

сам

.роб

Змістовий модуль 1. Системний підхід в досліджені надійності машин

Тема№1

Вплив науки на

розвиток людства

1 6 2 2 2

Тема №2

Роль науки в сучасному

суспільстві

2 6 2 2 2

Тема №3

Державна система

науково-технічної

інформації

3 6 2 2 2

Тема №4

Методика роботи з

науковою літературою

та її аналіз

4 6 2 2 2

Тема №5

Методологія наукової

роботи

5 6 2 2 2

Тема №6

Методологія наукових

досліджень

6 6 2 2 2

Тема №7

Поняття складної

системи. Системний

аналіз у наукових

дослідженнях. Складна

система з позиції

надійності.

7 6 2 2 2

Змістовий модуль 2. Моделі надійності сільськогосподарської техніки

Тема №8 8 6 2 2 2

Математичне

моделювання в

наукових

дослідженнях по

надійності машин.

Тема №9

Моделі надійності

елемента

9 6 2 2 2

Тема №10

Моделі надійності

систем

10 6 2 2 2

Тема №11

Складання

аналітичних моделей

відмов і відновлень

технічних систем

11 6 2 2 2

Тема №12

Логіко-графічні

методи аналізу

надійності

12 6 2 2 2

Тема №13

Статистичне

моделювання в

вирішенні проблем

надійності техніки

(метод Монте-Карло)

13 6 2 2 2

Тема №14

Наукові публікації 14 6 2 2 2

Тема №15

Види та структура

наукових публікацій

15 6 2 2 2

Разом 90 30 30 30

3. Перелік тем лекцій

Тема №1 Вплив науки на розвиток людства.

Тема №2 Роль науки в сучасному суспільстві.

Тема №3 Державна система науково-технічної інформації.

Тема №4 Методика роботи з науковою літературою та її аналіз.

Тема №5 Методологія наукової роботи.

Тема №6 Методологія наукових досліджень.

Тема №7 Поняття складної системи. Системний аналіз у наукових

дослідженнях. Складна система з позиції надійності.

Тема №8 Математичне моделювання в наукових дослідженнях по

надійності машин.

Тема №9 Моделі надійності елемента.

Тема №10 Моделі надійності систем.

Тема №11 Складання аналітичних моделей відмов і відновлень

технічних систем.

Тема №12 Логіко-графічні методи аналізу надійності.

Тема №13 Статистичне моделювання в вирішенні проблем надійності

техніки (метод Монте-Карло).

Тема №14 Наукові публікації.

Тема №15 Види та структура наукових публікацій.

4. Перелік тем лабораторних робіт

Лабораторна робота 1. Семінар 1. Способи захисту і мисливства древньої

людини. Розвиток письма. Роль числа у розвитку людства. Видатні

особливості в розвитку науки. Підйоми і застої в науці.

Лабораторна робота 2. Семінар 2. Місце і роль науки. Наука в Україні. Вклад

науки в розвиток суспільства. Передові галузі науки в Україні.

Аналітичні вправи.

Лабораторна робота 3. Аналітична вправи1. Мотивація наукової праці.

Лабораторна робота. 4 Аналітична вправа 2. Тести.

Лабораторна робота 5. Семінар 3. Прийняття рішення при прогнозуванні

надійності. Мозковий штурм. Метод експериментальних оцінок (евристичне

моделювання).

Лабораторна робота 6. Семінар 4. Прийняття рішення в надійності (метод

Делфі).

Лабораторна робота 7. Задача на прийняття рішення після розрахунків.

Лабораторна робота 8. Семінар 5. Моделювання: види моделювань і галузі їх

застосування. Моделювання як специфічна форма наукових досліджень..

Переважний математичний апарат, що застосовується при моделюванні

надійності машин.

Лабораторна робота 9. Вирішення завдань прикладів: Визначення

стохастичних параметрів росту присутніх студентів їх аналіз і практичне

застосування; рівномірний розподіл; експоненціальний розподіл; нормальний

розподіл.

Лабораторна робота 10. Ділова гра.

Лабораторна робота 11. Ділова гра.

Лабораторна робота 12. Ділова гра.

Лабораторна робота 13. Ділова гра.

Лабораторна робота 14. Семінар 6. Місце наукової публікації в розвитку

науки. Методи поширення наукових знань. Способи поширення і доступність

наукової інформації.

Лабораторна робота 15. Семінар 7. Мета наукової публікації. Види наукових

публікацій. Рекомендовані і можливі структури публікацій.

5. Контрольні питання, комплекти тестів для визначення рівня

засвоєння знань студентами.

1. Наука як особливий вид людської діяльності.

2. Особливості наукової діяльності в різних галузях промисловості.

3. Поняття науки і що в нього входить.

4. Теоретичне і практичне наукове пізнання явищ.

5. Основні поняття науки.

6. Що є наукова ідея.

7. Роль і місце гіпотез в науковому досліджені.

8. Визначення поняттю «теорія».

9. Характерні особливості наукової діяльності.

10. В чому полягає функція збору інформації і аналізу наукової

літератури?

11. Методика роботи з науковою літературою.

12. Оцінка рівня достовірності наукових публікацій.

13. Систематизація наукової літератури.

14. Основні завдання огляду літератури.

15. Роль системного підходу при вивченні проблем надійності

техніки.

16. Необхідність формалізації опису об’єктів досліджень.

17. Модель складної системи. Фактори, що діють на систему.

18. Загальні поняття складної системи.

19. Головні властивості складних систем в тому числі і з позицій

надійності.

20. Специфікації особливості досліджень надійності складних систем.

21. Роль математичного моделювання в наукових дослідженнях по

надійності машин.

22. Роль і місце припущень при математичному моделюванні

надійності.

23. Вибір математичного апарату для моделювання надійності

технічних систем.

24. Основні види наукових публікацій.

25. Необхідність оприлюднення результатів наукових досліджень.

26. Роль наукових конференцій в апробації робіт.

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ.

Екзаменаційні питання

1. Яка роль науки в розвитку сучасного суспільства?

2. Системний підхід в забезпеченні надійності сільськогосподарських

машин?

1. Яке слово пропущене в реченні?

а) Виконання …………………. робіт, які включають проведення дослідів

б) Математичне ………………. для заміни проведення дослідів в реальних

умовах експлуатації техніки.

в) ……………….. діяльність направлена на удосконалення техніки і

технологічних процесів.

2. Яке з приведених в переліку понять найкраще відповідають

поставленому визначеною.

а) Сфера діяльності, що направлена на

отримання нових знань.

- гіпотеза;

- методика;

- наука.

б) Інтуїтивне пізнання явища (процесу). - закон ;

- наукова ідея;

- гіпотеза.

в) Внутрішній суттєвий зв'язок явищ. - наукове пізнання;

- судження;

- закон.

г)

Система поглядів, теоретичних положень,

основних думок, які об’єднані головною

ідеєю.

- принцип;

- наукова концепція;

- поняття;

- науковий факт.

д) Нове знання, здобуте в процесі наукових

досліджень.

- наукова ідея;

- науковий результат;

- наукове дослідження.

е) Сукупність зв’язків між окремими частинами

системи.

- композиція;

- структура;

- компоновка;

- будова.

3. Дайте відповідь на поставлені питання.

а) Назвіть фактори зовнішнього впливу на складну систему?

б) Наведіть приклади простих і складних технічних систем з позиції

надійності?

в) Назвіть види наукових публікацій і їх призначення?

4. Яка з наведених формул відповідає експоненціальному закону втрати

працездатності.

а) 1

t

;

б) tP t e ;

в) 2

21

2

t tdt

P t e

6. Методи навчання.

Метод навчання — це взаємопов'язана діяльність викладача та

студентів, спрямована на засвоєння системи знань, набуття умінь і навичок, їх

виховання і загальний розвиток.

У вузькому значенні методи навчання використовуються наступні: 1)

пояснювально-ілюстративний - викладач організує сприймання та

усвідомлення студентами інформації, а вони в свою чергу здійснюють

сприймання, осмислення і запам'ятовування її; 2) репродуктивний - викладач

дає завдання, у процесі виконання якого учні здобувають уміння

застосовувати знання за зразком; 3) проблемного виконання - викладач

формулює проблему і вирішує її, тим часом студенти стежать за ходом

творчого пошуку; 4) частково-пошуковий - викладач формулює проблему,

поетапне вирішення якої здійснюють студенти під його керівництвом (при

цьому відбувається поєднання репродуктивної та творчої діяльності);

5) дослідницький - викладач ставить перед студентами проблему, і ті

вирішують її самостійно, висуваючи ідеї.

Лекція — інформативно-доказовий виклад великого за обсягом,

складного за логічною побудовою навчального матеріалу.

Метод лекції передбачає ознайомлення студентів з її планом, що

допомагає стежити за послідовністю викладу матеріалу. Важливо навчити

студентів конспектувати зміст лекції, виділяючи в ній головне. Це розвиває

пам'ять, сприйняття, волю, вміння слухати, увагу, культуру мови.

До методів навчання належать: ілюстрування, демонстрування,

самостійне спостереження.

Метод ілюстрування — оснащення ілюстраціями статичної наочності,

плакатів, малюнків, картин, карт, схем та ін.

Метод демонстрування — показ рухомих засобів наочності, приладів,

дослідів, технічних установок тощо. У різних випадках студентам показують

різноманітні об'єкти — реальних предметів (безпосередня наочність) та їх

зображень. Використовують для безпосереднього пізнання дійсності,

поглиблення знань, формування вмінь і навичок. До них належать: вправи,

лабораторні, практичні, графічні й дослідні роботи.

Ефективність використання методів навчання в сучасному ВНЗ значною

мірою обумовлене наявністю матеріально-технічних засобів.

Технічні засоби навчання — обладнання й апаратура, що застосовуються

в навчальному процесі з метою підвищення його ефективності (транспаранти,

діапозитиви, діафільми, дидактичні матеріали для епіпроекції).

7. Форми контролю. Залік.

8. Розподіл балів, які отримують студенти. Оцінювання студента

відбувається згідно положенням «Про екзамени та заліки у НУБіП України»

від 20.02.2015 р. протокол № 6 з табл. 1.

Для визначення рейтингу студента (слухача) із засвоєння дисципліни

RДИС (до 100 балів) одержаний рейтинг з атестації (до 30 балів) додається до

рейтингу студента (слухача) з навчальної роботи RНР (до 70 балів):

RДИС = RНР + RАТ.

В робочому навчальному плані навчання магістрів першого року

навчання в одному навчальному семестрі передбачено: лекцій − 30 год.;

лабораторних занять − 30 год.; самостійна робота – 30 год. та іспит. Тривалість

навчального семестру складає 15 тижнів. В сумі становить 90 год. (2 кредити

ECTS).

Оцінка

національна

Оцінка

ЄКTС Визначення оцінки ЄКTС

Рейтинг

студента,

бали

Відмінно А

ВІДМІННО – відмінне

виконання лише з незначною

кількістю помилок 90 100

Добре

В

ДУЖЕ ДОБРЕ – вище

середнього рівня з кількома

помилками 82 89

С

ДОБРЕ – в загальному

правильна робота з певною

кількістю грубих помилок

74 – 81

Задовільно

D

ЗАДОВІЛЬНО – непогано,

але зі значною кількістю

недоліків 64 73

Е

ДОСТАТНЬО – виконання

задовольняє мінімальні

критерії

60 – 63

Незадовільно

FX

НЕЗАДОВІЛЬНО –

потрібно працювати перед

тим, як отримати залік

(позитивну оцінку)

35 59

F

НЕЗАДОВІЛЬНО –

необхідна серйозна

подальша робота 01 34

Рейтинг студента із засвоєння дисципліни визначається за 100 бальною

шкалою. Він складається з рейтингу з навчальної роботи, для оцінювання якої

призначається 70 балів, і рейтингу з атестації (екзамену) - 30 балів. Кожний

змістовий модуль теж оцінюється за 100 бальною шкалою. Формою контролю

знань із змістових модулів 1 і 2 є результати захисту звітів з практичних робіт.

Рейтинг студента з навчальної роботи RНР визначається за формулою:

1 20,7( 0,9 0,9)

1,8

OM OMHP

R RR

де 1

OMR і 2

OMR - рейтингові оцінки відповідно першого і другого

змістового модулів за 100-бальною шкалою;

0,9 і 0,9 – кількість кредитів ECTS, передбачених робочим планом

дисципліни відповідно першого і другого змістового модулів;

1,8 - кількість кредитів ECTS, передбачених робочим планом для

дисципліни

Студенти, які набрали з навчальної роботи 60 і більше балів, можуть не

складати екзамен, а отримати екзаменаційну оцінку "Автоматично",

відповідно до набраної кількості балів, переведених в національну оцінку та

оцінку ECTS згідно з табл. У такому випадку рейтинг студента з дисципліни

RДИС дорівнює його рейтингу з навчальної роботи

НРДИС RR

Якщо студент бажає підвищити свій рейтинг і покращати оцінку з

дисципліни, він має пройти семестрову атестацію - скласти екзамен. Останню

в обов'язковому порядку проходять студенти, які з навчальної роботи набрали

менше, ніж 60 балів. Для допуску до атестації студент має набрати не менше

60 балів з кожного змістового модуля, а загалом - не менше, ніж 42 бали з

навчальної роботи.

Рейтинг студента з атестації RАТ визначається за 100-бальною шкалою.

Якщо на екзамені з дисципліни студент набрав менше 60 балів, то вони йому

не зараховуються - не додаються до набраних балів з навчальної роботи, і за

студентом зберігається рейтинг (оцінка), визначений за наведеною вище

формулою. В іншому випадку рейтинг студента з дисципліни обчислюється

за формулою

ATHPДИС RRR 3,0

Рейтинг студента з дисципліни переводиться в національну оцінку та

оцінку ECTS згідно з таблиці.

8. Рекомендована література

1. Севриков В.В. Методология и организация научных исследований. Из-во

«Мисанта», Минск, 2011. С-327.

2. Комаров М.С. Основы научных исследований. Из-во «Вища школа», Львов,

1982, С-127.

3. Бородин А.И., Бугай А.С. Биографический словарь деятелей в области

матиматеки. Из-во «Радянська школа», Киев, 1979, С-607.

4. Самин Д.К. Сто великих ученых. Из-во «Вече», М., 2000, С-590.

5. Мальцев П.М., Емельянов Н.А. Основы научных исследований. Из-во

«Вища школа», Киев, 1982, С-191.

6. Ничипоренко В.И. Структурный анализ систем. Из-во «Советское радио»,

М., 1977, С-214

7. Собаль Н.М. Метод Монте-Карло, Из-во «Наука», М., 1978, С-64.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни «Теорія і методика наукових досліджень»

для підготовки фахівців зі спеціальності

192 - "Будівництво та цивільна-інженерія

ЛЕКЦИЯ №1

ВПЛИВ НАУКИ НА РОЗВИТОК ЛЮДСТВА

План лекції:

1. Пізнання природи як необхідний елемент розвитку людства.

2. Наука у видатних особистостях.

3. Наука як інформаційна система.

4. Історія розвитку науки про надійність.

1. Пізнання природи як необхідний елемент розвитку людства

Бажання пізнати природу і закономірностей їх проявлення притаманне

людині з доісторичних часів. Це бажання викликане, насамперед,

необхідністю виживати і спростити своє існування в дикій природі, що

оточувало людину.

Так як основна діяльність людини зводилася в той період до самих

необхідних речей, пов’язаних із забезпеченням своєї охорони, необхідністю

харчування тощо, то і діяльність за пізнанням природи ґрунтувалася на

вирішенні проблем першої необхідності. В цьому плані абсолютно правомірно

дослідження проведені пізніше видатним психологом А. Маслоу. Він звів усі

сучасні потреби людини до п’яти рівнів на підставі чого запропонував

наступну піраміду.

ЛЕКЦІЯ №2

РОЛЬ НАУКИ В СУЧАСНОМУ СУСПІЛЬСТВІ

План лекції:

1. Наука як сфера діяльності людини.

2. Основні поняття науки.

3. Наукова діяльність та її суб’єкти.

1. Наука як сфера діяльності людини

Кожен фахівець, що працює у сфері наукової діяльності повинен мати

уявлення про науку та основні її поняття, а також про методику й організацію

науково-дослідницької роботи.

Наука — це сфера людської діяльності, спрямована на отримання нових

знань про природу, суспільство і мислення. Як специфічна сфера діяльності

вона є результатом суспільного розподілу праці, відокремлення розумової її

частини від фізичної, перетворення пізнавального пізнання в особливу галузь

занять певної групи людей. Необхідність наукового підходу до всіх видів

людської праці змушує науку розвиватися швидшими темпами, ніж будь-яку

іншу галузь.

Поняття "наука" включає в себе як діяльність, спрямовану на здобуття

нового знання, так і результат цієї роботи — суму здобутих наукових знань,

що є основою наукового розуміння світу. Науку ще розуміють як одну з форм

людської свідомості. Термін "наука" застосовується для назви окремих галузей

наукового знання.

Закономірності функціонування та розвитку науки, структури і динаміки

наукового знання та наукової діяльності, взаємодію науки з іншими

соціальними інститутами і сферами матеріального й духовного життя суспільства

вивчає спеціальна дисципліна — наукознавство.

ЛЕКЦІЯ №3

ДЕРЖАВНА СИСТЕМА НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

План лекції:

1. Державна система науково-технічної інформації.

2. Первинна та вторинна інформація.

3. Пошук вторинної документної інформації

1. Державна система науково-технічної інформації

До основних інститутів і організацій України, які здійснюють

централізований збір і обробку основних видів опублікованих документів,

належать: Книжкова палата України, Український інститут науково-технічної

та економічної інформації (УкрІНТЕІ), Національна бібліотека України

ім. В.І. Вернадського та інші бібліотечно-інформаційні установи

загальнодержавного або регіонального рівня.

У Росії мережа цих установ об'єднана в Державну систему науково-

технічної інформації (ДСНТІ), яка здійснює централізований збір та обробку

основних видів документів: обробку російської і закордонної літератури з

природничих і технічних наук здійснює Всеросійськи й інститут науково-

технічної інформації (ВІНІТІ), з суспільних наук – Інститут наукової

інформації і суспільних наук (ІНІСН), патентної документації – Науково-

виробниче об'єднання (НВО) "Поиск", звіти про НДР і ДКР, захищені

дисертації обробляє Всеросійський науково-технічний інформаційний центр

(ВНТІЦ), нормативно-технічні документи – Всеросійський науково-дослідний

інститут класифікації інформації (ВНДІКІ).

Інститути, служби науково-технічної інформації (НТІ), центри інформації,

бібліотеки випускають інформаційні видання. Вони охоплюють усі галузі

народного господарства.

Основна маса посібників названих вище інститутів і організацій

поділяється на три види: бібліографічна, реферативні та оглядові.

ЛЕКЦІЯ №4

МЕТОДИКА РОБОТИ З НАУКОВОЮ ЛІТЕРАТУРОЮ ТА ЇЇ АНАЛІЗ

План лекції:

1. Аналіз наукової літератури з теми

2. Отримання та аналіз первинної інформації

1 Аналіз наукової літератури з теми

Наукові дослідження базуються на досягненнях науки. Невипадково

кожна стаття, брошура, книга включає в себе посилання на попередні

дослідження. Доповідь, реферат, дисертація також мають містити огляд

літератури за темою.

У дисертаційному дослідженні аналіз наукової літератури виконує

такі функції:

1) виявляє здобутки науки, її досягнення і недоліки, помилки і

прогалини;

2) сприяє визначенню основних тенденцій у поглядах фахівців на

проблему з огляду на те, що вже зроблено в науці;

3) дає змогу визначити актуальність, рівень розробленості проблеми, яку

вивчає дослідник;

4) дає матеріал для вибору аспектів і напрямів дослідження, його мети і

завдань, а також теоретичних побудов;

5) забезпечує достовірність висновків і результатів пошуків здобувача,

зв'язок його концепції із загальним розвитком теорії.

При попередньому вивченні літератури здобувач знайомиться зі станом

науки в цілому і розробки конкретного питання зокрема, виписує ідеї, які

можуть стати базовими, узагальнюючими щодо даної проблеми (що спільного,

чим відрізняються підходи вчених), дає точне визначення понять.

ЛЕКЦІЯ №5

МЕТОДОЛОГІЯ НАУКОВОЇ РОБОТИ

План лекції:

1. Важливість знань з методології наукової роботи.

2. Методологія наукової роботи.

3. Фундаментальна, або філософська, методологія.

4. Загальнонаукова методологія.

1. Важливість знань з методології наукової роботи

Для дослідників-початківців дуже важливо мати уявлення про

методологію наукової творчості, оскільки саме на перших кроках до

оволодіння навичками наукової роботи найбільше виникає питань саме

методологічного характеру. Передусім бракує досвіду у використанні методів

наукового пізнання, застосуванні логічних законів і правил, нових засобів і

технологій. Тому є сенс розглянути ці питання докладніше.

Не можна ігнорувати факти тільки тому, що їх важко пояснити або

знайти їм практичне використання. Зміст нового в науці не завжди бачить сам

дослідник. Нові наукові факти і навіть відкриття, значення яких погано

розкрите, можуть тривалий час лишатися в резерві науки і не

використовуватися на практиці.

При науковому дослідженні важливо все. Концентруючи увагу на

основних або ключових питаннях теми, не можна не зважати на побічні факти,

які на перший погляд здаються малозначущими. Проте саме такі факти можуть

приховувати в собі початок важливих відкриттів.

Для дослідника недостатньо встановити новий факт, важливо дати йому

пояснення з позицій сучасної науки, розкрити його загальнопізнавальне,

теоретичне або практичне значення.

ЛЕКЦІЯ №6

МЕТОДОЛОГІЯ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

План лекції:

1. Загальнонаукова методологія.

2. Конкретно-наукова методологія.

1. Загальнонаукова методологія

Загальнонаукова методологія використовується в усіх або в

переважній більшості наук, оскільки будь-яке наукове відкриття має не лише

предметний, але й методологічний зміст, спричиняє критичний перегляд

прийнятого досі понятійного апарату, чинників, передумов і підходів до

інтерпретації матеріалу, що вивчається.

До загальнонаукових принципів дослідження належать: історичний,

термінологічний, функціональний, системний, когнітивний (пізнавальний),

моделювання та ін.

Сучасне науково-теоретичне мислення прагне проникнути у сутність

явищ і процесів, що вивчаються. Це можливо за умови цілісного підходу до

об'єкта вивчення, розгляду його у виникненні та розвитку, тобто застосування

історичного підходу до його вивчення.

Перш ніж вивчати сучасний стан, необхідно вивчити генезис та розвиток

певної науки або сфери практичної діяльності.

Відомо, що нові наукові і накопичені знання перебувають в діалектичній

взаємодії. Найкраще і прогресивне зі старого переходить у нове і надає йому

сили й дієвості. Інколи забуте старе знову відроджується на новій науковій

основі і живе друге життя в іншому, досконалішому вигляді.

У цьому зв'язку особливого значення набувають вивчення історичного

досвіду, аналіз та оцінювання історичних подій, фактів, попередніх теорій у

контексті їх виникнення, становлення та розвитку. Отже, історичний підхід дає

змогу дослідити виникнення, формування і розвиток процесів і подій у

хронологічній послідовності з метою виявлення внутрішніх та зовнішніх

зв'язків, закономірностей та суперечностей.

ЛЕКЦІЯ №7

ПОНЯТТЯ СКЛАДНОЇ СИСТЕМИ. СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ У

НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ. СКЛАДНА СИСТЕМА З ПОЗИЦІЇ

НАДІЙНОСТІ.

План лекції:

1. Формалізація об’єкту дослідження.

2. Поняття складних систем, процесу, об’єкту.

3. Використання методології системного аналізу.

4. Прості і складні технічні системи при дослідженні їх надійності.

1. Формалізація об’єкту дослідження

Під об’єктом дослідження будемо мати на увазі складні системи, об’єкти

процеси.

Складність, як правило, звичайно характеризується числом елементів, з

яких складається ця система, зв’язками між елементами цієї системи. Чим

більші, складніше зв’язки, тим складніше поводиться об’єкт. Зв’язки можуть

бути детерміновані, імовірнісні та індетерміновані.

Індетерміновані зв’язки - це такі зв’язки, які характеризуються високим

ступенем мінливості. Такі зв’язки не забезпечують надійності, тому є

найбільш невдалими.

Детерміновані, або імовірнісні, зв’язки можуть бути реалізовані двома

способами - теоретичним або шляхом одержання багатьох реалізацій.

Зв’язки між окремими елементами утворять структуру складної

системи.

Структура - сукупність істотних зв’язків між окремими частинами

цілого, що зберігає свою єдність і незмінність у процесі функціонування.

Структура - необхідний атрибут, невід’ємна належність складній

системі. Структура повинна відповідати реальній дійсності (ізоморфізм).

Дане визначення стосузться постійних, у складних структурах структура

буде змінною.

ЛЕКЦІЯ №8

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ В НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ

ПО НАДІЙНОСТІ МАШИН

План лекції:

1. Особливості постановки завдань забезпечення надійності при

створені техніки.

2. Роль і місце припущень при здійснені моделювання.

3. Обмеженість моделей.

4. Аналіз і інтерпретація результатів.

5. Апарат математичного моделювання при визначені показників

надійності.

Специфікою вирішення забезпечення надійності є те, що спеціалісти в

цій галузі знаходяться в умовах обмеженого інформаційного забезпечення.

Бажано було б ще на стадії проектування закладати такі рішення, щоб техніка

відпрацювала свій повний ресурс з мінімальними витратами на підтримання

працездатності. В той час розробники нових машин мають тільки:

- деяку інформацію про надійність машин-прототипів (аналогів), якщо

вони є і які тільки в деякій мірі відповідають новій машині;

- довідкову літературу і знання стосовно проектування (структурної

побудови) нової машини з позиції надійності;

- досвід (якщо він є), інтуїцію для закладання в конструкції нових

інженерних рішень.

З іншого боку ставиться завдання за відносно короткий час розробки

техніки створити надійні машини. Ефективним методом виходу з такої

ситуації невизначеності може бути застосування сучасних методів

моделювання.

Модель – спосіб відображення реальності (грец.)

ЛЕКЦІЯ №9

МОДЕЛІ НАДІЙНОСТІ ЕЛЕМЕНТА

План лекції

1. Поняття про математичну модель надійності;

2. Моделі безвідмовності елемента;

3. Стандартні розподіли часу безвідмовної роботи.

1. Поняття про математичну модель надійності

При теоретичному дослідженні надійності оперують не з самим

технічним виробом, а з деяким математичним чином, який відображає

найбільш суттєві властивості реального виробу званим математичною

моделлю надійності. Оскільки відмови це випадкові події, що виникають

внаслідок несприятливого розвитку випадкових явищ, математична модель

надійності виробу є стохастичною, що відображує з достатньою точністю

закономірності появи відмов у реальному виробі.

Найбільш простою є модель невідновлюваного елемента, так як вона

зводиться в цьому випадку до моделі безвідмовності. Основне завдання тут є

формування ознак відмови, обґрунтування і вибір за допомогою методів

математичної статистики відповідної функції розподілу напрацювання на

відмову і визначення чисельного значення параметрів за спостереженнями за

виробом в процесі випробувань або експлуатації. Оскільки необхідна

сукупність показників надійності, які визначаються з моделі надійності

елементів, залежить від моделі надійності системи, в яку входить даний

елемент, в деяких випадках не потрібно знання всієї функції розподілу, а

досить знати середній наробіток, а також ймовірність відмови за заданий час.

ЛЕКЦІЯ №10

МОДЕЛІ НАДІНОСТІ СИСТЕМ

План лекції:

1. Моделі надійності систем, що відновлюються.

2. Моделі відновлення.

3. Суперпозиції і композиції розподілів потоків подій.

1. Моделі надійності систем, що відновлюються

При аналізі надійності неминуче проводяться деякі спрощення процесу

функціонування розглянутому системи, .в результаті яких формується

математична модель надійності. При формуванні моделі надійності

відновлювальної системи повинні бути вказані:

вид і характеристики потоків відмов елементів:

порядок відновлення і характеристики процесу відновлення

(розподіл часу відновлення, кількість бригад в ремонтному органі,

забезпеченість запасними елементами, організація черги при очікуванні

відновлення);

метод контролю працездатності системи н її елементів;

графік, роботи системи і окремих її елементів.

Доповнюючи ці відомості, для кожного елемента відновлюємої системи

неважко вказати стан, в якому він може перебувати: робота, перевірка

працездатності, локалізація відмови, очікування ремонту, ремонт, включення

в роботу і т.д. У кожному конкретному випадку цей перелік може

скорочуватися шляхом об'єднання названих станів або розширюватися за

рахунок нових станів. Якщо перенумерувати стану в деякому порядку, то для

і-го елемента вдається ввести функцію с t , яка при заданому t є випадковою

величиною, яка приймає одне з дискретних значень із заданої множини.

Сукупність станів елементів дає стан системи, Для позначення станів системи

з п елементів використовують значення вектора 1 2, ,..., .с nt t t t

. Ясно, що при кінцевому числі станів елементів число станів системи також

звичайно.

ЛЕКЦІЯ №11

СКЛАДАННЯ АНАЛІТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ВІДМОВ І

ВІДНОВЛЕНЬ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

План лекції:

1. Метод складних диференційних рівнянь динамічного балансу

ймовірності (рівняння Колмогорова).

2. Оцінка надійності за графом станів системи.

1. Метод складних диференційних рівнянь динамічного балансу

ймовірності (рівняння Колмогорова)

Метод заснований на припущенні показових розподілу часу

напрацювання між відмовами і часу відновлення. При цьому параметр потоку

відмов, інтенсивність відновлення, де - середній час до відмови; - середній час

відновлення.

Метод диференціальних рівнянь може бути використаний при

розрахунку надійності відновлюваних і невідновлюваних систем. Для

застосування методу необхідно мати математичну модель у вигляді безлічі

станів системи, в яких вона може перебувати при відмовах і відновлення

елементів.

Щоб визначити показники надійності, складають систему

диференціальних рівнянь для ймовірності станів (рівнянь Колмогорова). При

цьому використовують досвід вирішення завдань з теорії масового

обслуговування. Обмежимося перерахуванням деяких формальних правил

користуючись якими можна гранично зменшити витрати праці на розрахунок

показників надійності системи.

Зазвичай припускають, що відмовила об'єкти починають негайно

відновлювати (при наявності вільних), ремонтних бригад, відсутні обмеження

на кількість відновлень, надійність засобів контролю ідеальна. Математичну

модель зазвичай зображують у вигляді графа (схеми) станів. На такій схемі

прямокутниками або кружечками зображують можливі стану системи, що

виникають при відмовах її елементів, стрілки показують можливі напрями

переходів з одного стану в інший, близько стрілок вказані інтенсивності

переходів. Приклад графа станів наведено нижче на малюнку.

ЛЕКЦІЯ №12

ЛГІКО-ГРАФІЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ НАДІЙНОСТІ

План лекції:

1. Логіко-графічний підхід аналізу надійності.

2. Умовні графічні позначення (символи).

3. Ймовірносна оцінка дерева відмов.

4. Переваги і недоліки методу дерева відмов.

1. Логіко-графічний підхід аналізу надійності

Аналіз причин промислових аварій показує, що виникнення і розвиток

великих аварій, як правило, характеризується комбінацією випадкових

локальних подій, що виникають з різною частотою на різних стадіях аварії

(відмови устаткування, людські помилки при експлуатації / проектуванні,

зовнішні впливи, руйнування / розгерметизація, викид / витік, протоку

речовини, випаровування, розсіювання речовин, займання, вибух,

інтоксикація і т. д.) Для виявлення причинно-наслідкових зв'язків між цими

подіями використовують логіко-графічні методи дерев відмов і подій.

При аналізі методом дерев відмов виявляються комбінації відмов

(пошкоджень) обладнання, помилок персоналу та зовнішніх (техногенних,

природних) впливів, що призводять до основної події (аварійної ситуації).

Метод використовується для аналізу виникнення аварійної ситуації і

розрахунку її ймовірності (на основі завдання ймовірностей вихідних подій).

Аналіз дерева подій - алгоритм побудови послідовності подій, що

виходять з основної події (аварійна ситуація). Використовується для аналізу

розвитку аварійної ситуації. Частота кожного сценарію розвитку аварійної

ситуації розраховується множенням частоти основного події на ймовірність

кінцевого події.

ЛЕКЦІЯ №13

СТАТИСТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ В ВИРІШЕННІ ПРОБЛЕМ

НАДІЙНОСТІ ТЕХНІКИ (МЕТОД МОНТЕ-КАРЛО)

План лекції:

1. Про метод статистичного моделювання і його використання.

2. Ідея методу.

3. Випадкові величини і їх характеристики.

4. Обґрунтування методу (загальна схема використання).

5. Приклади застосування методу для вирішення проблем надійності.

1. Про метод статистичного моделювання і його використання

Метод статистичного моделювання (метод Монте-Карло) - це чисельний

метод рішення задач за допомогою моделювання випадкових величин.

Початком застосування методу Монте-Карло прийнято вважати 1949 рік, коли

з'явилася стаття під назвою Monte Carlo Method. Создателемі цього методу

читають американських математиків Дж. Неймана і С. Улама. У Радянському

Союзі перші статті про метод Монте-Карло були опубліковані в 1955-1956

роках.

Цікаво, що теоретична основа методу була відома вже давно. Більш того, деякі

завдання статистики розраховувалися іноді за допомогою випадкових вибірок,

тобто фактично методом Монте-Карло. Однак до появи електронних

обчислювальних машин цей метод не міг знайти скільки-небудь широкого

застосування, бо моделювати випадкова величина вручну дуже трудомістка

робота. Таким чином, виникнення методу Монте-Карло, універсального

чисельного методу стало можливим тільки завдяки появі ЕОМ.

Сама назва Монте-Карло походить від міста Монте-Карло князівства Монако,

знаменитого своїм гральними будинками. Справа в тому, що найпростішим

механічним приладом для отримання випадкових величин є рулетка.

ЛЕКЦІЯ №14

НАУКОВІ ПУБЛІКАЦІЇ

План лекції:

1. Наукова публікація: поняття, функції, основні види.

2. Наукові публікації та їх значення у науковій роботі.

1. Наукова публікація: поняття, функції, основні види

Кожний науковець повинен прагнути до введення в науковий обіг

результатів своїх досліджень.

Результати наукової діяльності оформлюють не лише у вигляді курсової

або дипломної роботи, кандидатської або докторської дисертації чи

автореферату дисертації. Вони узагальнюються також у рефератах, тезах

доповідей, статтях, монографіях, методичних і практичних матеріалах,

підручниках, навчальних посібниках та ін.

Для майбутнього вченого важливо оволодіти технікою написання

рефератів, наукових статей, монографій, тез доповідей і підготовки доповідей

на конференції так, щоб вони не лише відповідали вимогам жанру публікації

(виступу), а й, були відповідним чином сприйняті читачами і слухачами. Це

висуває певні вимоги до логіки побудови доповіді чи статті, її форми, стилю і

мови. Зупинимося детальніше на методиці підготовки деяких із них.

Оприлюднити результати свого дослідження – це зробити даний матеріал

надбанням фахівців, які використовують інформацію у своїй науковій або

практичній діяльності. Кінцевим результатом будь-якого дослідження є

широке використання його положень у певній галузі науки чи практики.

Слід запобігати як передчасному оприлюдненню результатів

дослідження, так і затримкам з публікаціями.

Основні результати і положення дослідження мають бути опубліковані

для ознайомлення з ними наукової громадськості.

ЛЕКЦІЯ №15

ВИДИ ТА СТРУКТУРА НАУКОВИХ ПУБЛІКАЦІЙ

План лекції:

1. Наукова монографія.

2. Наукова стаття.

1. Наукова монографія

Монографія – це наукова праця у вигляді книги, яка містить повне або

поглиблене дослідження однієї проблеми чи теми, що належить одному або

декільком авторам.

Розрізняють два види монографій – наукові і практичні.

Наукова монографія – це науково-дослідницька праця, предметом

викладу якої є вичерпне узагальнення теоретичного матеріалу з наукової

проблеми або теми з критичним його аналізом, визначенням вагомості,

формулюванням нових наукових концепцій. Монографія фіксує науковий

пріоритет, забезпечує первинною науковою інформацією суспільство, слугує

висвітленню основного змісту і результатів дисертаційного дослідження.

Слід розрізняти дисертації на здобуття наукового ступеня, виконані

особисто у вигляді опублікованої індивідуальної наукової монографії, та

наукові монографії як вид наукового видання. Перший тип монографії

обов'язково має містити висунуті автором для прилюдного захисту науково

обґрунтовані теоретичні або експериментальні результати, наукові положення

автора, опубліковані раніше у фахових наукових виданнях України чи інших

країн. Для такої монографії характерна єдність змісту; вона свідчить про

особистий внесок здобувача в науку і розглядається як кваліфікаційна

наукова праця. За цих умов здобувач не пише рукопис дисертації, його

замінює монографія. Обсяг індивідуальної монографії здобувача наукового

ступеня доктора наук, яка зараховується як дисертація, має становити не

менше 10 авторських аркушів у галузі природничих та технічних наук і не

менше 15 авторських аркушів у галузі гуманітарних і суспільних наук. Про

особливості цього виду наукової монографії йшлося у попередніх розділах

підручника.