Kombinované studium

4 roky

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.

Předseda :
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.
Člen interní :
doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D.
prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
doc. Ing. Petr Blecha, Ph.D., FEng.
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.
Člen externí :
Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA

Hlavním cílem doktorského studia ve studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství je, v souladu se zákonem o vysokých školách, výchova vysoce kvalifikovaných a vzdělaných odborníků, kteří jsou schopni samostatné vědecké, výzkumné a tvůrčí činnosti v oblastech konstrukčního a procesního inženýrství. Studium poskytuje absolventům patřičné znalosti a dovednosti, které umožňují vykonávat tyto činnosti v akademických i aplikačních institucích na mezinárodně požadované a standardizované úrovni. Důraz je kladen na poskytnutí potřebných teoretických znalostí a praktických zkušeností z oblasti tématu doktorského studia. Intenzivně je podporováno rovněž získání zkušeností ze zahraničních výzkumných pracovišť. Studijní program je koncipován svým zaměřením a obsahem tak, aby v maximální míře uspokojoval nároky a požadavky průmyslu a společnosti na vysoce vzdělané a kvalifikované odborníky v oblastech konstrukčního a procesního inženýrství.

Doktorské studium je založeno především na vlastní výzkumné a tvůrčí činnosti studentů – doktorandů. Tyto aktivity jsou intenzivně podporovány participací studentů ve výzkumných projektech národního i mezinárodního charakteru. Výzkumné oblasti zahrnují konstrukční inženýrství (analýzu, koncepci, konstrukci a projekci strojních zařízení, dopravních prostředků, výrobních strojů a energetiky) a procesní inženýrství (analýza, návrh a projekce procesů strojírenského, dopravního, energetického a petrochemického průmyslu).

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství je vysoce kvalifikovaným odborníkem s hlubokými teoretickými znalostmi a praktickými dovednosti v oblasti tématu doktorského studia, které mu umožňují vykonávat tvůrčí a výzkumnou činnost jak samostatně, tak ve vědeckých týmech. Absolvent je vybaven znalostmi současného stavu poznání z oblasti konstrukčního a procesního inženýrství, které nachází uplatnění v dalších činnostech výzkumu a vývoje a umožňují absolventovi realizovat navazující výzkumné a tvůrčí aktivity. Absolvent je rovněž schopen připravit návrh výzkumného projektu a následně jej vést. Současně je vybaven dovednostmi pro aplikaci a transfer teoretických poznatků základního výzkumu do aplikační sféry. Absolvent je dále schopen se přizpůsobit a adaptovat i dalším příbuzným vědním oborům, spolupracovat na interdisciplinárních úlohách a zvyšovat svoji profesní kvalifikaci. Vysoká úroveň získaného vzdělání je podpořena zapojením studentů do národních a mezinárodních výzkumných projektů a spoluprací se zahraničními výzkumnými institucemi. Tyto zkušenosti umožňují absolventům nejen uskutečňovat vlastní vědeckou činnost, ale také profesionálně prezentovat své výsledky, diskutovat o nich a prosazovat své názory a myšlenky na mezinárodní úrovni.

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství disponuje znalostmi a dovednostmi ve třech hlavních oblastech, jejichž synergie umožňuje široké uplatnění.
1. Vysoce odborné teoretické znalosti i praktické dovednosti úzce související s tématem dizertační práce (viz níže).
2. Odborné znalosti a dovednosti nezbytné pro vykonávání vědecké práce, výzkumných a tvůrčích činností.
3. Osobnostní a interpersonální dovednosti (soft skills), které umožňují absolventovi na profesionální úrovni prosazovat své myšlenky a názory, prezentovat a obhajovat výsledky své práce a diskutovat o nich a také efektivně pracovat ve vědeckém týmu či být jeho vedoucím.
Podle tématu dizertační práce získá absolvent vysoce odborné znalosti a dovednosti strojního inženýrství v konstrukci, projekci, návrhu a provozu strojů, strojních zařízení, inženýrských procesů a pochodů či transportních a dopravních prostředcích. Tyto znalosti a schopnosti umožňují uplatnění absolventů jak ve výzkumných institucích v ČR i zahraničí, tak i v komerčních společnostech a aplikovaném výzkumu.

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství je vybaven vysoce odbornými a specializovanými teoretickými znalostmi a praktickými dovednostmi strojního inženýrství v oblastech konstrukce a projekce strojů a strojních zařízení, procesů a pochodů, transportu a dopravních prostředků, které mu umožňují vykonávat samostatnou i týmovou vědecko-výzkumnou a vývojovou činnost jak v akademických či výzkumných institucích, tak ve firmách a aplikačně orientovaných institucích. Charakteristickou pracovní pozicí zastávanou absolventem je výzkumník, vědecký pracovník, vývojář, výpočtář, projektant či konstruktér. Absolvent je také vybaven schopnostmi pro vykonávání vedoucí či manažerské pozice.

Viz platné předpisy, Směrnice děkana Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně).

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních programů určují:
ŘÁD STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STANDARDY STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STUDIJNÍ A ZKUŠEBNÍ ŘÁD VUT,
SMĚRNICE DĚKANA Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně),
SMĚRNICE DĚKANA FSI Jednací řád oborových rad doktorských studijních programů FSI VUT v Brně.
Studium v DSP se neuskutečňuje v kreditovém systému. Klasifikační stupně jsou „prospěl“, „neprospěl“, u obhajoby disertační práce je výsledek „obhájil“, „neobhájil“.

Na VUT jsou zohledněny potřeby rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělávání. V přijímacím řízení ani ve studiu nedochází k přímé či nepřímé diskriminaci z žádných důvodů. Studujícím se specifickými vzdělávacími potřebami (poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronická somatická onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti, psychická onemocnění) je poskytováno poradenství v poradenském centru VUT, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT. Podrobně tuto problematiku řeší Směrnice rektora č. 11/2017 „Uchazeči a studenti se specifickými potřebami na VUT“. Rovněž je vytvořen funkční systém sociálních stipendií, který popisuje Směrnice rektora č. 71/2017 „Ubytovací a sociální stipendium“.

Doktorský studijní program Konstrukční a procesní inženýrství je zaměřen na poskytnutí nejvyššího stupně terciárního vzdělání a je pokračováním navazujícího magisterského studijního programu Strojní inženýrství a bakalářského studijního programu Strojírenství, které jsou aktuálně akreditované a uskutečňované na FSI VUT v Brně. Absolventi jiných studijních programů se zájmem o studium v doktorském studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství musí prokázat úroveň svých znalostí odpovídající výše uvedeným studijním programům.

1. Analýza a optimalizace obchodních dat s využitím metod umělé inteligence

   Aplikace metod umělé inteligence pro optimalizaci dat je vhodné u problémů, které jsou jen obtížně řešitelné klasickými deterministickými matematickými metodami, nebo tam, kde aplikace exaktních výpočetních metod vyžaduje nepřiměřené zjednodušení úlohy. Získání optimálních dat moderními metodami umělé inteligence je významnou úlohou při klasifikaci a predikci dat. Při řešení zmíněné úlohy použije doktorand následující přístupy: Analýza metod umělé inteligence, analýza algoritmů pro klasifikaci a predikci dat.

   Školitel: Šťastný Jiří, prof. RNDr. Ing., CSc.

2. Analýza a vyhledávání lokálních struktur DNA

   Zadaný projekt představuje vývoj softwarové platformy pro analýzu DNA sekvencí se zaměřením na velké objemy dat, která bude zahrnovat algoritmy pro vyhledávání lokálních struktur (např. kvadruplexy) a pro analýzu proteinových motivů s vizualizačními nástroji a jejich ukládání v daném databázovém systému. Navrhovaný software bude implementován jako webová služba a bude k dispozici online pro veřejné použití. Software bude použit pro charakterizaci a vyhodnocování lokálních DNA struktur v sekvencích DNA se zaměřením na možnost analýzy celých genomů a různých lokálních DNA struktur včetně triplexů a kvadruplexů.

   Školitel: Šťastný Jiří, prof. RNDr. Ing., CSc.

3. Návrh nástroje pro analýzu a predikci technologických dat

   K moderním metodám pro analýzu a predikci technologických dat patří metody umělé inteligence. Tyto metody je vhodné aplikovat na problémy, které jsou jen obtížně řešitelné klasickými deterministickými matematickými metodami, nebo tam, kde aplikace exaktních výpočetních metod vyžaduje nepřiměřené zjednodušení úlohy. Získání optimálních dat moderními metodami a algoritmy umělé inteligence je významnou úlohou při analýze a predikci dat. Při řešení zmíněné úlohy použije doktorand následující přístupy: Analýza metod umělé inteligence, analýza algoritmů pro predikci dat.

   Školitel: Šťastný Jiří, prof. RNDr. Ing., CSc.

4. Optimalizace a využití technologie kavitačních trysek: čištění povrchů, erozní zkoušky materiálů, čištění odpadních vod, medicínské aplikace

   Kavitační paprsek funguje na principu vzniku mraku kavitačních bublin na ústí kavitační trysky ponořené v kapalině. Kavitační bubliny poté kolabují na povrchu tělesa (např. znečištěný povrch) nebo uvnitř kapaliny (pro aplikace v oblasti čištění vody), což je doprovázeno značnými tlakovými impulzy a dalšími efekty. Cílem dizertační práce je popis chování kavitační trysky s využitím výpočtového modelování (vícefázový CFD model) a pokročilých experimentálních technik (především vysokorychlostní kamera) a optimalizace trysky pro vybranou aplikaci. Dizertační práce bude navazovat na předchozí rozsáhlý výzkum.

   Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

5. Pokročilá proaktivní multiparametrická on-line a off-line diagnostika elektrických pohonů strojních zařízení

   Téma dizertační práce je zaměřeno na řešení pokročilé proaktivní multiparametrické on-line a off-line diagnostiky elektrických pohonů strojních zařízení, směrodatné vyhodnocení získaných dat, uložení do internetu věcí a následné aktivní zpracování dat se zpětnovazebním vlivem na elektrický pohon a strojní zařízení. Získané výsledky budou verifikovány ve vybraných strojírenských firmách.

   Školitel: Hammer Miloš, doc. Ing., CSc.

6. Predikce trvanlivosti kuličkového šroubu CNC frézovacího obráběcího centra

   Během provozování CNC obráběcího centra, zejména pak obrábění zákazníkova obrobku, bývá často jeho posuvová osa značně namáhána. Toto namáhání není způsobenou pouze řeznými silami, ale též místem upnutí obrobku. Stává se totiž, že je pak namáhána pouze určitá část pracovní části kuličkového šroubu a je zde identifikováno nadměrné opotřebení, které výrazným způsobem ovlivňuje trvanlivost kuličkového šroubu. Cílem práce je stanovit pomocí systémového přístupu predikci zbytkové trvanlivosti kuličkového šroubu a tím předcházet výrobě neshodných dílů.

   Školitel: Holub Michal, doc. Ing., Dipl.-Ing, Ph.D.

2. kolo (podání přihlášek od 16.09.2024 do 27.10.2024)

1. Možnosti snížení otevíracího rázu záchranných padákovách systémů pro letouny

   Dizertační práce zaměřená na výzkum možností efektivního tlumení otevíracího rázu při aktivaci záchranného padákového systému letounu s využitím deformačních členů. Otevírací ráz padákového vrchlíku, který se běžně vyskytuje ve dvou maximech, působí velké konstrukční výzvy nejen na vrchlík samotný, ale především na konstrukci letounu, která musí být dimenzována odpovídajícím způsobem. Stávající předpis chrání vytržení závěsných bodů vysokým koeficientem bezpečnosti, což se přímo promítá do dimenzování letounu. Snížení či řízení těchto maximálních sil bez ovlivnění reálné rychlosti otevírání vrchlíku vede ke snížení nároků na konstrukční řešení letounu. To se pozitivně projeví v nižších nákladech na vývoj a výrobu, v celkové hmotnosti letounu, a tedy vyšším možném užitečné zatížení. Obdobný efekt bude vyvolán také na straně padákového vrchlíku, kdy maxima síly často poškozují funkční prvky vrchlíků ať už se jedná o protržení potahu, či poškození nosných šňůr. Práce se zaměří na teoretické modelování a simulace dynamických procesů probíhajících při otevírání vrchlíku s cílem analyzovat působící síly a jejich přerozdělení do jednotlivých závěsů. Experimentální část bude věnována testování různých materiálů a tvarů deformačních členů, které by mohly být implementovány do systému. Následně budou výsledky porovnány s existujícími konstrukčními přístupy a vyhodnocena jejich účinnost při snižování zatížení konstrukce. Závěrem bude navrženo optimální řešení pro integraci deformačních členů do záchranného padákového systému, které zajistí snížení otevíracího rázu dle předem definovaných požadavků.

   Školitel: Jebáček Ivo, doc. Ing., Ph.D.