English

Katalog předmětů

Identifikace

KódCJ057
NázevInženýrství technologických procesů
Course nameEngineering Technological Processes

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení2 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav technologie stavebních hmot a dílců
GarantStanislav Šťastník

Obsahové informace

Zaměření předmětu je orientováno na problematiku zobecněného principu technologických procesů při výrobě stavebních hmot jak na silikátové bázi, tak vypěňovaných plastů i minerálně-vláknitých izolantů, jež tvoří náplň specializovaných předmětů na oboru MI. Jde o princip strukturalizace technologických procesů, jejich praktickou aplikovatelnost pro dílčí výrobní procesy, ale i procesy vnitřních změn materiálových vlastností v souvislosti s jejich zabudováním do stavebního díla.
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.

Harmonogram přednášky

  • 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.

Harmonogram cvičení

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

Doporučená literatura ke studiu předmětu

Duda, W. H.: Cement-Data-Book, Bauverlag Wiesbaden, 1977
Janíček, P., Marek, J. a kol.: Expertní inženýrství v systémovém pojetí, Grada Praha, 2014
Novák, V.: Fuzzy množiny a jejich aplikace, SNTL Praha, 1986
Dudek, R., Peřinová, K., Kalousek, J. : Teorie technologických procesů, VŠB Ostrava , 2012