Detail předmětu

Inženýrství technologických procesů

FAST-NJB036Ak. rok: 2025/2026

Předpokladem řízení technologického probíhajícího procesu je představa o jeho reálných dynamických i stacionárních vlastnostech, což je důležité při inženýrském výzkumu technologických procesů. Představu o vlastnostech procesu zahrnují charakteristiky o jeho fyzikálních veličinách, riziku znehodnocení produkce či havárie. Ze třídy abstraktních modelů má rozhodující význam matematický model reálného objektu a jeho odpovídající matematické struktuře, tedy soubor veličin, odpovídajících reálným fyzikálním veličinám modelovaného reálného systému. Proces tvorby modelů souvisí s modelováním. Experiment na matematickém modelu reálného objektu nazýváme simulací s podporou číslicové počítače.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Stanislav Šťastník, CSc. Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Vstupní znalosti

Znalosti z předcházejících odborných předmětů, fyziky stavebních látek, konstrukce staveb a technologických procesů ve stavebnictví.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

DUDA, Walter H., Cement-Data-Book, Bauverlag Wiesbaden 1997 (EN)
DUDEK, Rostislav, PEŘINOVÁ, Kristina a Jaroslav KALOUSEK, Teorie technologických procesů, VŠB Ostrava 2012 (CS)
JANÍČEK, Přemysl a Jiří MAREK, Expertní inženýrství v systémovém pojetí, Grada Praha 2014 (CS)
NOVÁK, Vilém, Fuzzy množiny a jejich aplikace, SNTL Praha 1986 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIM magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Stanislav Šťastník, CSc. Ph.D.

Osnova

  • 1. Obecné vlastnosti technologických procesů, systémové uspořádání a struktura systému, uspořádání technologických systémů výroby stavebních hmot.
  • 2. Znaky hromadné průmyslové výroby, využití statistických metod při hodnocení užitných vlastností polotovarů a produktů, využití metody testování / statistické hypotézy při přejímce surovin a výstupních produktů, hodnocení parametrů na straně předávajícího a přejímajícího.
  • 3. Identifikace technologických procesů v rámci výroby staviv, možnosti modelování technologických objektů, adekvátnost popisu.
  • 4. Postup transformace surovin do produktu, způsob formálního popisu výroby, transformační matice vztahu chemických vlastností surovin při výrobě cementářského slínku.
  • 5. Využití prostředků optimalizačních metod v průmyslu i technice – algebraický základ konvexních množin.
  • 6. Prostor lineárních funkcí, metody formulace globálního extrému účelové funkce, antagonistické.
  • 7. Formulace extrémalizační úlohy v technické praxi, výpočtový mechanismus simplexové metody.
  • 8. Klasické úlohy na řešení extrému – míšení surovinových směsí, distribuční problém, problém skladových zásob (tzv. strategie hostinského).
  • 9. Úloha kvadratické optimalizace – optimalizační úloha kompozice surovinové směsi výroby cementu, optimalizace v oblasti míšení surovin (křivka zrnitosti, distribuce pórovitosti vypěněných plastů aj.).
  • 10. Nedeterministické optimalizační modely – celočíselná optimalizace (řezací plán, problém při dělení panelů při výrobě na dlouhých tratích), optimalizační princip při návrhu vytápěcí soustavy (optimalizace distribuce otopného média v síti).
  • 11. Formulace abstraktního automatu, klasifikace automatů, gramatiky automatů.
  • 12. Konečný automat, stavy automatu, jazyk akceptovaný konečným automatem, návrh jednoduchého konečného automatu a jeho redukované uspořádání na příkladu automatu pro míšení surovinové směsi.
  • 13. Zásobníkový automat, jazyk akceptovaný zásobníkovým automatem, porovnání automatů, závěrem nástin teorie rozhodnutelnosti podle Turingova teorému.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Ing. Stanislav Šťastník, CSc. Ph.D.

Osnova

  • 1. Statistické znaky hromadné průmyslové výroby, statistiky výběrového souboru, normální rozdělení, výpočtová podpora v prostředí tabulkového kalkulátoru Excel.
  • 2. Charakteristiky statistického souboru, vztah prvku a statistického výběrového souboru.
  • 3. Testování hypotézy příslušnosti, resp. odlehlosti prvku výběrového souboru, vymezení rizika podílu vadných výrobků při přejímce produktů.
  • 4. Korelační analýza nad soubory dat, míra těsnosti korelace. Vymezení významu parametrů, časová parametrická závislost spotřeby složek při tuhnutí cementové pasty,
  • 5. Problematika řešení kontinuálních procesů, prakticky statistické zákonitosti třídění suroviny na sítech, řešení tzv. ostrosti třídění suroviny na sítech.
  • 6. Vymezení míry rizika, Gaussova zákonitost o šíření nejistoty fyzikálních měření.
  • 7. Sestavení regulačního diagramu výroby, mísící problém – míra citlivosti použitých dílčích surovin na výslednou křivku zrnitosti kameniva.
  • 8. Formulace optimalizační úlohy v prostředí tabulkového kalkulátoru Excel, sestavení účelové funkce a omezujících podmínek.
  • 9. Výpočet nejnižších nákladů dopravního problému distribuce surovin.
  • 10. Návrh skladby surovinové směsi, tzv. nutriční problém, určení strategie hostinského (tzv. skladovací problém).
  • 11. Využití optimalizačního principu při návrhu skladby surovinové směsi, úloha míšení kameniva, úloha stanovení poměru při míšení surovinové směsi.
  • 12. Přípustné a nepřípustné řešení optimalizačních úloh, sestavení konkrétního řezacího plánu při dělení panelů na dlouhých tratí.
  • 13. Kompletace dílčích výpočtových zpráv, zápočet.