Detail předmětu

Modelování a simulace výrobních systémů

FSI-GMVAk. rok: 2024/2025

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Jiří Kovář, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky (ÚVSSR)

Vstupní znalosti

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.)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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.

Účast na cvičeních je kontrolována, při neúčasti omluvené ze závažných důvodů je možnost náhrady samostatným řešením zadaných úloh ze zameškané látky.

Učební cíle

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.
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.

Základní literatura

BANKS, Jerry. Discrete-event system simulation. 5th ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, c2010. ISBN 978-013-6062-127. (EN)
ZÍTEK, Pavel. Simulace dynamických systémů. Praha: SNTL, 1990. ISBN 80-030-0330-X. (CS)
ZÍTEK, Pavel. Matematické a simulační modely. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2001. ISBN 80-010-2300-1. (CS)
KUBÍČEK, Milan, Miroslava DUBCOVÁ a Drahoslava JANOVSKÁ. Numerické metody a algoritmy. 2. oprav. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2005. ISBN 978-807-0805-589. (CS)
RÁBOVÁ, Zdena. Modelování a simulace. 3., přeprac. vyd. Brno: VUT, 1992. ISBN 80-214-0480-9. (CS)

Doporučená literatura

ROSS, Sheldon M. Simulation. 3rd ed. San Diego: Academic Press, c2002. ISBN 01-259-8053-1. (EN)
PELÁNEK, Radek. Modelování a simulace komplexních systémů: jak lépe porozumět světu. Brno: Masarykova univerzita, 2011. ISBN 978-80-210-5318-2. (CS)
NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a simulace mechatronických systémů pomocí programu MATLAB SIMULINK. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2013. ISBN 978-80-248-3231-9. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-VSR-P magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Kovář, Ph.D.

Osnova

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

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Kovář, Ph.D.

Osnova

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