Počítačová podpora technologických procesů a technologie (FSI-WPP)

Akademický rok 1999/2000
Garant: RNDr. Pavel Popela, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚM všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je seznámit studenty s výsledky vědecko-výzkumné činnosti
vzniklými na základě dlouhodobé spolupráce mezi odborníky v materiálovém
inženýrství a aplikované matematice při řešení několika projektů GAČR.
Studenti získají představu o problémech, které se objevují při
mezioborové spolupráci na aplikacích a o možnostech jejich řešení.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají představu o možnostech počítačové podpory technologií.
Seznámí se s reálnou aplikací pro shromažďování expertních dat
v materiálovém inženýrství (databázový systém MExpert) a osvojí si
principy návrhu datových struktur.Získají představu o komplexnosti řešení
problému řízení tavby a osvojí si principy tvorby vsázkového modelu.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Kurz je určen pro studenty materiálového inženýrství. Obsahem jsou hlavně
matematické metody aplikované v metalurgii a zejména v řízení tavby.
Studenti se seznámí s výpočtovými postupy používanými v praxi. Tyto
postupy jsou dále uvedeny v kontextu metod lineární algebry pomocí
maticových transformací. Na základě motivace pomocí praktických dat
je diskutována možnost vytvoření matematického modelu řízení vsázky.
Jsou připomenuty nezbytné matematické teoretické základy a studenti
se seznámí se směšovacími úlohami lineárního programování.
Z doporučených písemných podkladů studenti samostatně zpracují přehled
některých potřebných poznatků z metalurgie a seznámí se s možnostmi
výpočetní techniky pro uložení dat do databázového informačního systému.
Postupně je vybudován základní dvoustupňový scénářový model řízení
tavby a pro výpočty jsou pak použita data z reálných taveb.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Pro obdržení klasifikovaného zápočtu studenti musí splnit následující
podmínky. Účast na stanovené výuce je kontrolovaná. Studenti se aktivně
podílejí na výpočtových cvičeních a na práci v počítačové laboratoři.
Studentům je zadána semestrální práce, která vyžaduje průběžnou přípravu
a výpočty mimo rámec povinné výuky. Tuto práci studenti zpracují a na
základě rozpravy k ní jsou hodnoceni známkou. Studenti, kteří nezvládnou
téma práce nebo je nemohli zvládnout z objektivních důvodů, napíší ve
vymezeném čase písemnou práci, ve které prokáží zvládnutí přednesené
látky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení na počítači  14 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Základy počítačové podpory TP a T. Operační systémy a nástroje.
2. Metody uchování dat, informační zdroje, využití Internetu.
3. Vyhledávání dat v databázích. Základní přístupové principy.
4. Základní data k tavbě, ukázky reálné analýzy pro slévárnu.
5. Základní výpočty vsázky (viz samostudium Koreň-Jelč, skripta).
6. Idea optimalizace, úvod do optimalizačních modelů.
7. Základy lineárního programování pro směšovací úlohy.Aplikace na tavbu.
8. Rozšíření základního modelu o složitější technologická omezení.
9. Diskuze poznatků duality a analýzy citlivosti pro směšovací úlohy.
10. Diskuze náhodnosti propalu a neurčitosti složení šrotu.
11. Stochastická optimalizace a vhodné deterministické ekvivalenty.
12. Scenářový přístup k řízení tavby.
13. Identifikace, ladění a redukce scénářů.
14. Shrnutí, diskuze obecných principů,možnosti vícestupňových zobecnění.
    Cvičení na počítači 1. Procvičování základní orientace s výpočetní technikou v PC laboratoři.
2. Ukázky uchování datových informací (MExpert), odborné www stránky.
3. Praktické ukázky vyhledávání materiálových dat v DB MExpert.
4. Rozbor tavebního listu a souvisejících dokumentů. Uložení dat v DB.
5. Procvičování vsázkových výpočtů, možnosti využití MS Excelu.
6. Modelovací systém GAMS pro podporu optimalizace (ukázky).
7. Osvojení základní syntaxe jazyka GAMS. procvičování na příkladech.
8. Prohloubení syntaxe jazyka GAMS na příkladech.
9. Samostatné sestavení modelu základní směšovací úlohy.
10. Doplňování složitějších technologických omezení, výpisy řešení.
11. Implementace EV-deterministického ekvivalentu.
12. Implementace SB-deterministického ekvivalentu.
13. Rozšíření implementace SB-ekvivalentu.
14. Vyhodnocení zápočtových prací. Rezerva.
Literatura - základní:
1. Popela, P.: Melt Control, , 0
2. Setnička, R.-Popela, P.: Analýza výroby oceli, , 0
3. Koreň,M.-Jelč,I.: Optimalizacia tavenia liatiny, , 0
Literatura - doporučená:
1. Klapka,J. a kol.: Metody operačního výzkumu, , 0
2. Charamza,P. a kol.: Modelovací systém GAMS, , 0
3. Münsterová, E. a kol.: Závěrečná zpráva projektu, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Materiálové inženýrství -- kl 3 Povinný 2 1 Z