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
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Základní literatura
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
Vyučující / Lektor
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
Vyučující / Lektor
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.