Detail předmětu

Modelování a simulace výrobních systémů

FSI-GMVAk. rok: 2020/2021

Předmět seznamuje studenty s moderními metodami pro simulace a modelování výrobních systémů v kontextu Průmyslu 4.0. Zaměřuje se především na technologické procesy a výrobní systémy a aplikuje principy spojité a diskrétní simulace při jejich modelování. Jsou rozebírány aplikace simulačních modelů při projektování a řízení systémů a procesů, a to v oblasti strategického plánování, operačního řízení a ergonomie.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. František Bradáč, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky (ÚVSSR)

Výsledky učení předmětu

Student získá znalosti potřebné k hlubšímu pochopení principů a metod využívaných při simulaci. Naučí se tyto znalosti aplikovat při vytváření simulačních modelů v oblasti technických, zejména pak výrobních systémů.
Studenti by měli být schopni připravit simulační model výroby, zpracovat
a ohodnotit různé alternativy.

Prerekvizity

Student by měl ovládat:
- znalost základních principů výrobních systémů a strojů, požadavky na jejich funkčnost
- základní znalost matematiky v oblasti diferenciálních rovnic, maticových operací a statistiky
- základní práce s PC včetně různých druhů software pro zpracování dat (Excel, Matlab, apod.)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu:
1. Účast na cvičeních (vyjma doložené omluvitelné absence)
2. Splnění podmínek průběžné kontroly (příprava na cvičení, aktivita
během cvičení); tyto požadavky budou upřesněny vždy na začátku semestru ve cvičení.
3. Vypracování a předvedení úloh na cvičení zadaných

Zkouška:
Zkouška ověřuje získané znalosti. Zkouška je kombinovaná. V písemné části
se ověřuje schopnost studenta aplikovat získané znalosti a metody v testu a v případné ústní části se ověřuje znalost teoretických základů.

Učební cíle

Cílem předmětu je aby student získal dovednosti v oblasti počítačové simulace systémů, zejména výrobních. Student získá dovednosti v přípravě simulačních modelů a to jak spojitých, tak diskrétních. Dále se dozví o metodách propojení spojitého a diskrétního modelování.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na cvičeních je kontrolována, při neúčasti omluvené ze závažných důvodů je možnost náhrady samostatným řešením zadaných úloh ze zameškané látky.

Základní literatura

BANKS, Jerry. Discrete-event system simulation. 5th ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, c2010. ISBN 978-013-6062-127. (EN)
KUBÍČEK, Milan, Miroslava DUBCOVÁ a Drahoslava JANOVSKÁ. Numerické metody a algoritmy. 2. oprav. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2005. ISBN 978-807-0805-589. (CS)
RÁBOVÁ, Zdena. Modelování a simulace. 3., přeprac. vyd. Brno: VUT, 1992. ISBN 80-214-0480-9. (CS)
ZÍTEK, Pavel. Matematické a simulační modely. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2001. ISBN 80-010-2300-1. (CS)
ZÍTEK, Pavel. Simulace dynamických systémů. Praha: SNTL, 1990. ISBN 80-030-0330-X. (CS)

Doporučená literatura

NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a simulace mechatronických systémů pomocí programu MATLAB SIMULINK. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2013. ISBN 978-80-248-3231-9. (CS)
PELÁNEK, Radek. Modelování a simulace komplexních systémů: jak lépe porozumět světu. Brno: Masarykova univerzita, 2011. ISBN 978-80-210-5318-2. (CS)
ROSS, Sheldon M. Simulation. 3rd ed. San Diego: Academic Press, c2002. ISBN 01-259-8053-1. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-VSR-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Bradáč, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů. Základní pojmy z teorie systémů.
2. Matematické základy modelování a simulací.
3.-4. Klasifikace modelů. Základní metody modelování spojitých systémů.
5.-6. Klasifikace modelů. Základní metody modelování diskrétních systémů.
7. Způsob simulace řízené událostmi, sestavení a využití kalendáře událostí
8.-9. Modelování stochastických systémů, využití statistických metod, generování náhodných proměnných.
10. Návaznosti reálných technických soustav výrobních systémů v diskrétní simulaci.
11. Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů.
12. Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace.
13. Propojování reálných a simulovaných systémů, výměna dat, ověřování modelů.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Bradáč, Ph.D.

Osnova

1.-2. Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
3. Spojité modelování - vytváření modelu a práce s ním.
4.-6.Diskrétní modelování, událostně řízené modelování, příprava a vytváření modelů.
7.-8. Metody propojení spojitého a diskrétního modelování.
9. Metody modelování výrobních systémů při podmínce použití typických senzorických dat; způsoby propojení modelu s daty v off-line a on-line režimu v kontextu Průmyslu 4.0; Použití modelu pro projektování a plánování.
10.-13. Samostatná práce na projektu.