Modelování a simulace výrobních systémů (FSI-GMV-K)

Akademický rok 2023/2024
Garant: Ing. Jiří Kovář, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je aby student získal dovednosti v oblasti počítačové simulace systémů, zejména výrobních. Student získá dovednosti v přípravě simulačních modelů a to jak spojitých, tak diskrétních. Dále se dozví o metodách propojení spojitého a diskrétního modelování.
Výstupy studia a kompetence:
Student získá znalosti potřebné k hlubšímu pochopení principů a metod využívaných při simulaci. Naučí se tyto znalosti aplikovat při vytváření simulačních modelů v oblasti technických, zejména pak výrobních systémů.
Studenti by měli být schopni připravit simulační model výroby, zpracovat
a ohodnotit různé alternativy.
Prerekvizity:
Student by měl ovládat:
- znalost základních principů výrobních systémů a strojů, požadavky na jejich funkčnost
- základní znalost matematiky v oblasti diferenciálních rovnic, maticových operací a statistiky
- základní práce s PC včetně různých druhů software pro zpracování dat (Excel, Matlab, apod.)
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje studenty s moderními metodami pro simulace a modelování výrobních systémů v kontextu Průmyslu 4.0. Zaměřuje se především na technologické procesy a výrobní systémy a aplikuje principy spojité a diskrétní simulace při jejich modelování. Jsou rozebírány aplikace simulačních modelů při projektování a řízení systémů a procesů, a to v oblasti strategického plánování, operačního řízení a ergonomie.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi souvisejícími s obsahem předmětu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
1. Účast na cvičeních (vyjma doložené omluvitelné absence)
2. Splnění podmínek průběžné kontroly (příprava na cvičení, aktivita
během cvičení); tyto požadavky budou upřesněny vždy na začátku semestru ve cvičení.
3. Vypracování a předvedení úloh na cvičení zadaných

Zkouška:
Zkouška ověřuje získané znalosti. Zkouška je kombinovaná. V písemné části
se ověřuje schopnost studenta aplikovat získané znalosti a metody v testu a v případné ústní části se ověřuje znalost teoretických základů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních je kontrolována, při neúčasti omluvené ze závažných důvodů je možnost náhrady samostatným řešením zadaných úloh ze zameškané látky.
Typ (způsob) výuky:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 17 hod. povinná                  
    Konzultace  1 × 35 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu 1. Úvod do modelování a simulace systémů. Analýza a klasifikace systémů.
2. Základní pojmy z teorie systémů. Klasifikace modelů. Základní metody modelování spojitých a diskrétních systémů. Softwarové možnosti modelování systémů.
3. Matematické základy modelování a simulací.
4. Metody modelování diskrétních systémů.
5. Metody modelování diskrétních systémů.
6. Metody modelování diskrétních systémů.
7. Způsob simulace řízené událostmi, sestavení a využití kalendáře událostí
8. Modelování stochastických systémů, využití statistických metod, generování náhodných proměnných.
9. Návaznosti reálných technických soustav výrobních systémů v diskrétní simulaci.
10. Návaznosti reálných technických soustav výrobních systémů v diskrétní simulaci.
11. Vyhodnocování a vizualizace výsledků simulace.
12. Propojování reálných a simulovaných systémů, výměna dat, ověřování modelů.
13. Aktuální trendy v modelování a simulaci systémů
    Konzultace 1. Simulační jazyky, přehled základních prostředků pro popis modelů a experimentů. Základní principy implementace simulačních systémů.
2. Spojité modelování - vytváření modelu a práce s ním.
3. Spojité modelování - vytváření modelu a práce s ním.
4. Diskrétní modelování, událostně řízené modelování, příprava a vytváření modelů.
5. Diskrétní modelování, událostně řízené modelování, příprava a vytváření modelů.
6. Diskrétní modelování, událostně řízené modelování, příprava a vytváření modelů.
7. Metody propojení spojitého a diskrétního modelování.
8. Metody propojení spojitého a diskrétního modelování.
9. Formální požadavky na model jako součásti dodavatelského řetězce
10. Formální požadavky na model jako podpory pro řízení výrobních systémů
11. Samostatná práce na projektu - zadání.
12. Metody modelování výrobních systémů při podmínce použití typických senzorických dat; způsoby propojení modelu s daty v off-line a on-line režimu v kontextu Průmyslu 4.0; Použití modelu pro projektování a plánování.
13. Obhajoba vytvořeného projektu - zápočet
Literatura - základní:
1. Averill M. Law, W. David Kelton: Simulation Modeling and Analysis
2. A. Alan B. Pritsker, Claude D. Pegden: Introduction to Simulation and SLAM II
3. AIM Manuals
4. Jerry Banks, Discrete-Event System Simulation
Literatura - doporučená:
1. Neuschl Štefan a kol.: Modelovanie a simulácia, ALFA, 1989
2. Kuneš Jozef a kol.: Základy modelování ,SNTL , 1989
3. Zítek Pavel: : Simulace dynamických systémů , SNTL, 1989
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-VSR-K kombinované studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinně volitelný 2 1 L