Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Утверждаю

Директор МИ

_ В.Б.Чупров

«»2011 г.

(Номер внутривузовской регистрации)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

«Оптимизация режимов прокатки»

наименование дисциплины (модуля) Направление подготовки _150400 «Металлургия» Профиль подготовки_«Обработка металлов давлением»

Квалификация (степень) выпускника бакалавр_ (бакалавр, магистр, дипломированный специалист) Форма обучения _очная_ (очная, очно-заочная и др.) г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины (модуля) Цель преподавания дисциплины «Оптимизация режимов прокатки»

заключается в систематическом изложении современных достижений в области автоматизации проектирования технологии прокатного производства в частности.

Для достижения поставленной цели в рамках дисциплины решаются следующие задачи:

постановка, ограничение и критерии оптимизации задач оптимизации прокатного производства;

изучение методов автоматизированного проектирования технологии прокатного производства;

формирование современных представлений о сущности, содержании, функциях и методах автоматизированного проектирования;

знакомство с теорией построения алгоритмов автоматизации проектирования;

детальное изучение основных функциональных составляющих алгоритмов оптимизации режимов прокатки;

анализ существующих вариантов прикладного программного обеспечения задач оптимизации;

развитие навыков самостоятельной разработки алгоритмов и программ, составляющих алгоритмическую базу задач оптимизации технологии прокатки.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина «Оптимизация режимов прокатки» входит в блок специальных дисциплин «по выбору» профильной части профессионального цикла ООП ВПО подготовки бакалавров по профилю «Обработка металлов давлением» направления 150400 «Металлургия».

Изучение названной дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин математического и естественнонаучного цикла:

математика, информатика, механика деформируемого твердого тела, механика сплошных сред, теория пластичности, экспериментальная механика и профессионального цикла: компьютерная графика, сопротивление материалов, детали машин, теория обработки металлов давлением, теория прокатки, оборудование цехов ОМД, технология прокатного производства.

3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины «Оптимизация режимов прокатки»

По результатам изучения дисциплины студент должен знать:

блок-схемный метод алгоритмизации;

экономические критерии оценки проектируемых технологических процессов прокатки;

состав ограничений при решении задач оптимизации технологии прокатного производства;

принципы организации решения задач оптимизации;

структуру программного обеспечения управляющих комплексов прокатных станов;

принципы построения пакетов прикладных программ (ППП) задач оптимизации.

По результатам изучения дисциплины студент должен уметь:

разрабатывать алгоритмы расчета технологических параметров процесса прокатки;

анализировать различные математические модели с целью использования в расчетных алгоритмах;

создавать прикладные программы для расчета технологии прокатного производства;

применять системы автоматизированного проектирования и оптимизации технологических процессов прокатки.

По результатам изучения дисциплины студент должен владеть:

программными и техническими средствами автоматизированных управляющих комплексов;

навыками программирования задач проектирования и оптимизации;

интерактивными режимами управления технологией прокатного производства;

навыками работы с современными программными средствами подготовки технологической документации;

методами анализами технологических процессов и их влияния на качество производимого проката.

4. Структура и содержание дисциплины «Оптимизация режимов прокатки»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, часов (в том числе промежуточный контроль – 25 часов) Модуль 1. Введение автоматизированном автоматизации проектирования.

принятия решения. Определение технологического графа процесса проектирования. Создание банков данных и пакетов прикладных Модуль 2. Технические средства систем автоматизированного проектирования и управления автоматизированных рабочих мест проектировщика.

Терминальные устройства.

Модуль 3. Построение алгоритмов автоматизированного проектирования 4. Алгоритмическая база САПР.

Основные понятия алгоритмов.

5. Критерии оценки оптимальности проектных решений.

6. Математическое описание проектируемых объектов.

Модуль 4. Программное обеспечение САПР и задач оптимизации.

7. Монитор проектирования.

проектирования.

8. Монитор коммуникаций.

Назначения и основные функции монитора коммуникаций.

Модуль 5. Базы данных в САПР 9. Основные понятия и Системы управления базами данных (СУБД).

Модуль 1. Введение 1. Общие сведения об автоматизированном проектировании.

Состояние и перспективы развития автоматизации проектирования.

Проектирование как процесс принятия решения. Определение технологического графа процесса проектирования. Создание банков данных и пакетов прикладных программ.

Модуль 2. Технические средства систем автоматизированного проектирования 2. Назначения и основные характеристики технических средств САПР.

Состав технических средств, обеспечивающих решение задач проектирования. Устройства для ввода и вывода цифровой, текстовой и графической информации.

3. Терминальные устройства автоматизированных рабочих мест проектировщика.

Терминальные устройства: алфавитно-цифровые и графические дисплеи. Средства пассивной и динамической графики. Автоматизированное рабочее место (АРМ) проектировщика, его состав и решаемые задачи.

Модуль Построение алгоритмов автоматизированного проектирования.

4. Алгоритмическая база САПР и задач оптимизации.

Основные понятия алгоритмов. Сведение любого алгоритма к численному. Блок-схемный метод алгоритмизации. Алгоритмы и программы реализации технологических процессов на ЭВМ.

5. Критерии оценки оптимальности проектных решений.

Критерии, используемые при проектировании технологических процессов. Экономические критерии оценки технологических процессов.

Определение оптимального технологического процесса. Примеры алгоритмической базы САПР.

6. Математическое описание проектируемых объектов.

Математические модели проектирования прокатного производства.

Обобщенные и частные модели процессов прокатки. Математические модели производства отдельных видов прокатной продукции. Входы и выходы, оператор модели, описание системы. Состав ограничений на оборудование и технологию прокатного производства.

Алгоритмы изготовления технологической документации и управляющих программ.

Организация решения задач проектирования в пакетном и диалоговом режимах.

Модуль 4. Программное обеспечение САПР и задач оптимизации.

7. Монитор проектирования.

Состав и структура программного обеспечения монитора проектирования. Технология создания программного обеспечения.

Интегрированные системы проектирования. Построение пакетов прикладных программ. Программирование диалоговых (интерактивных) режимов работы САПР. Программная документация.

8. Монитор коммуникаций.

Назначения и основные функции монитора коммуникаций. Физический и логический уровни внешних устройств САПР.

Общая структура графического интерактивного программного обеспечения. Уровни интеграции. Базовое графическое программное моделирование. Модули геометрического моделирования. Подготовка к визуализации. Графические файлы.

Модуль 5. Базы данных в САПР и задач оптимизации.

9. Основные понятия и определения.

Назначения и принципы организации баз данных, используемых в САПР.

Классификация баз данных. Текущая база данных и состав информации хранимой в ней. Базы технических данных. Полностью интегрированные САПР и базы общих данных.

10. Технологии и стандарты баз данных.

Системы управления базами данных (СУБД). Иерархические и графовые модели данных. Модели связанных файлов. Моделирование данных с помощью математической теории отношений.

Стандарты в области создания баз данных.

Практические занятия предусматривает выполнение практических работ, направленных на освоение принципов организации систем автоматизированного проектирования и приобретение навыков разработки алгоритмов и программ расчета параметров технологии и оборудования прокатного производства.

Практические занятия выполняются на ЭВМ с использованием лицензионного программного обеспечения OpenOffice и включают следующие темы:

1. Расчет параметров режима прокатки. Текстовый редактор Writer ( 2. Обработка статических данных. Табличный процессор Calc (6 часов).

3. Идентификация математической модели сопротивления деформации материала прокатываемой полосы. Редактор формул Math (6 часов).

4. Разработка алгоритма и программы расчета обжатий в клетях черновой группы (6 часов).

5. Расчет среднего давления при холодной прокатке полос (6 часов).

6. Разработка алгоритма и программы определения режима холодной прокатки полос на непрерывном стане (6 часов).

Курсовая работа Курсовая работа выполняется в рамках изучения дисциплины «Оптимизация режимов прокатки» и направлена на разработку математической модели, описывающей процесс листвой прокатки, и построении на ее основе алгоритма и программы, позволяющей производить анализ технологии и работы оборудования.

Курсовая работа выполняется в течение 6-13 недели семестра.

Расчетная часть и оформление записки курсовой работы выполняется на ПК с использованием лицензионного программного обеспечения OpenOffice.

5. Образовательные технологии Самостоятельная работа студентов призвана закрепить теоретические знания, полученные в ходе аудиторных занятий и приобрести опыт квалифицированного применения ЭВМ в инженерной деятельности. В связи с этим, на самостоятельную работу выносится изучение пакета прикладных программ OpenOffice, необходимого для выполнения лабораторного практикума и курсовой работы.

Кроме освоения программного инструментария, студенты самостоятельно осваивают принципы построения и функционирования систем автоматизированного проектирования на примерах листовой прокатки. Подготовка, выполнение и защита лабораторных работ предполагает выполнение определенного объема самостоятельной работы, способствующей дальнейшему освоению методов разработки алгоритмов и программирования расчетных методик, используемых в САПР и задачах оптимизации.

Важную часть самостоятельной работы представляет выполнение курсовой работы.

Курсовая работа по дисциплине направлена на приобретение навыков самостоятельного решения инженерных задач прокатного производства.

Работа носит индивидуальный характер, выполняется самостоятельно с обязательным привлечением средств вычислительной техники.

Курсовая работа включает: содержательное изложение вопроса, разработку вычислительного алгоритма, представляемого в виде блок-схемы, создание программы расчета на одном из алгоритмических языков, выполнение собственно расчетов, написание отчета с обязательным использованием текстового редактора.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль усвоения содержания дисциплины осуществляется согласно календарному графику выполнения, в ходе тестовых испытаний на практических занятиях при защите курсового задания.

Итоговым контролем по дисциплине является экзамен, который проводится в устной форме или письменно по вопросам приведенным далее.

Вопросы для экзамена по курсу «Оптимизация режимов прокатки»

1. Этапы проектирования.

2. Последовательность проектирования нового изделия.

3. Особенности этапов проектирования стандартизованного изделия.

4. Сущность различных этапов проектирования.

5. Роль графики в САПР.

6. Особенности интерактивного режима работы графики.

7. Состав САПР.

8. Технические средства САПР общего назначения.

9. Состав технических средств АРМ.

10.Пассивная графика.

11. Динамическая графика.

12. Устройства ввода.

13. Общая схема функционирования устройств ввода.

14. Графические процессоры.

15. Общая структура программного обеспечения САПР «Оптимизация режимов прокатки».

16. Монитор проектирования.

17. Монитор коммуникаций.

18. Базы данных программного обеспечения САПР «Оптимизация режимов прокатки».

19. Общее понятие математическое модели.

20. Классификация и характеристика математических моделей процесса прокатки в зависимости от области их применения.

21. Модели, применяемые для исследования физических явлений процесса прокатки.

22. Модели, используемые при конструировании прокатных станов и технологии прокатного производства.

23. Модели, используемые в управляющих алгоритмах.

24. Классификация математических моделей по принципу их создания.

25. Понятие коэффициентов передачи.

26. Влияние технологических параметров на выходную толщину прокатываемых полос.

27. Математическая модель процесса холодной прокатки.

28. Линеаризация математических моделей.

29. Линейная модель процесса холодной прокатки.

30.Математическая модель профиля прокатываемой полосы.

31. Продольная разнотолщинность полос. Коэффициент выравнивания.

32. Влияние технологических параметров процесса холодной прокатки на продольную разнотолщинность полос.

33. Влияние биения опорных валков на продольную разнотолщинность полос.

разнотолщинность полос.

35. Факторы, влияющие на упругую деформацию рабочей клети и точность листового проката.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Оптимизация режимов прокатки»

а) основная литература:

1. Корячко В.П. Теоретические основы САПР [Текст] / В.П. Корячко, В.М. Курейчик, Н.П. Норенков. Учебник для вузов.- М.: Энергоиздат, 2. САПР [Текст] / Учебное пособие для вузов. В 9 кн./ Под ред И.П.

Норенкова.- М.: Высшая школа, 1986.

3. Кузнецов Л.А. Введение в САПР производства проката. [Текст] / Л.А.

Кузнецов.- М.: Металлургия, 1991.-112 с.

б) дополнительная литература:

4. Программирование на языке OpenOffice.orgBASIC. /Пер. Д.А.Чернова /http^/www.openoffice/introduction.html.

5. Коцарь С.Л. Технология листопрокатного производства [Текст] / С.Л.Коцарь, А.Д.Белянский, Ю.А.Мухин.- М.: Металлургия, 1997.- 6. Коцарь С.Л. Динамика процессов прокатки: Учебное пособие [Текст] / С.Л.Коцарь, В.А. Третьяков, А.Н. Цупров, Б.А. Поляков.- М.:

Металлургия, 1997.-255 с.

7. Целиков А.И. Теория прокатки [Текст] / Справочник /А.И.Целиков, А.Д. Томленое, В.И. Зюзин и др. –М.: Металлургия, 1982.

8. Коновалов Ю.В. Расчет параметро в листовой прокатки. [Текст] / Ю.В.

Коновалов, А.Л. Остапенко, В.И. Пономарев. Справочник.- М.:

Металлургия, 1986.

9. Зайков М.А. Процесс прокатки [Текст] / М.А.Зайков, В.П.Полухин, А.М. Зайков, Л.Н. Смирнов.- М.: МИСиС, 2004.-640 с.

10.ГОСТ 19.701-90 ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Обозначения условные и правила выполнения.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Оптимизация режимов прокатки»

Дисплейный класс, оснащенный персональными компьютерами в количестве не менее 15 единиц.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению «Металлургия» и по профилю подготовки «Обработка металлов давлением»

Программа одобрена на заседании кафедры « 26» октября 2011 г., протокол