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 надежность, 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 дает 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 эксплутационные 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.1.

Основные этапы процесса разработки и исследования новых материалов:

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

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

- подбор легирующих (структурно-образующих) элементов;

- 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), реферативных журналах, отчетах и других источниках отечественной и зарубежной практики, а также консультаций руководителя 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.

Повышение надежности конструкции

Главная цель

I

Определение типа материала

II

III

Выбор легирующих элементов

IV

Обоснование способа плавки

V

Оценка перспективных видов литья

VI

		Выбор оптимальных способов термообработки

VII

Рис.1. Структура целей при разработке перспективных материалов.

Планирование научно-исследовательской работы.

Четко составленный план НИР является основным условием ее выполнения в установленные сроки.

Планирование дипломной НИР осуществляется на основе календарного плана с использованием линейного или сетевого графика, который разрабатывается инженером-исследователем (студентом). Согласно заданию на НИР для обеспечения четкого выполнения и руководства исследованием студент разделяет ее 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 учетом ее характера, специфики и условий выполнения. В таблице 2 приведены основные этапы дипломных НИР и их содержание.

Таблица 2

Содержание основных этапов НИР

Наименование этапов	Содержание этапа
1. Подготовительный этап	Подбор и изучение научно-исследовательской информации отечественной и зарубежной практики. Анализ состояния вопроса и формирование целей и задач НИР.
2. Теоретическая разработка	Состояние и согласование технического состояния и календарного плана выполнения НИР по теме. Теоретическая разработка темы и методики проведения исследований и экспериментальных работ.
3. Экспериментальные 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 обеспечение выполняемой НИР. Разработка плана-графика или сетевого графика выполнения НИР. Составление сметы затрат и расчет цены НИР. Оценка экономической эффективности использование результатов НИР.
6. Корректировка теоретической разработки темы по результатам испытаний	Анализ полученных экспериментальных данных. Внесение 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 отчетность	Составление технического отчета (пояснительной записки) о выполнении НИР с необходимыми иллюстрациями. Представление образцов, макетов, схем и т.д.
9. Заключительный этап	Оформление отчета (пояснительной записки) и утверждение результатов дипломной НИР.

Исходя из конкретных условий проведения НИР, каждый этап может быть расчленен 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).

Таблица 3

Содержание и трудоемкость этапов (работ) НИР

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

Трудоемкость выполнения этапа (работ) определяется на основе норм, действующих на данном предприятии или научно-исследовательской организации, или с учетом данных, которые представлены в приложении 1.

В случае отсутствия возможности установления трудоемкости этапов (работ) ее величина может быть установлена с использованием метода экспертных оценок. Такие оценки целесообразны при небольшой неопределенности, когда сведения о предстоящей работе и условиях, в которых она будет выполняться, достаточно полные, или имеется нормативная база данных об аналогичных работах. Чаще используются 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 (t_ож) определяется по формуле:

t_ож = (t_max + t_н.в. + t_min) / 6 или t_ож = (2t_max + 3t_min) / 5, (1)

где t_max - продолжительность работы при самых неблагоприятных условиях (пессимистическая оценка), дни; t_min – продолжительность работы при наиболее благоприятных условиях (оптимистическая оценка), дни; t_н.в. – наиболее вероятная продолжительность работы, дни.

Ожидаемая трудоемкость (Т_ож) рассчитывается по формуле:

Т_ож = t_ож W_р t_c, (2)

где W_р – количество исполнителей; t_c – длительность работы в сутки, час (t_с = 8,2 часа). Расчет выполняется по формуле приведенной в таблице 3.3

Таблица 4

Расчет продолжительности и трудоемкости этапов (работ *)

Наименова-ние этапов	Наименова-ние работы	Продолжительность работы, дни	Кол-во исполни-телей	Ожидае-мая трудоемкость, чел/час
tmax	tн.в.	tmin	tож

*) – для одной (двух) работ необходимо провести примеры расчета по формулам 1, 2.

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

Общая ожидаемая трудоемкость 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 5).

Таблица 5