Detail oboru

Konstrukční a procesní inženýrství

FSIZkratka: D-KPIAk. rok: 2018/2019Zaměření: Procesní inženýrství

Program: Stroje a zařízení

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 1.9.2001Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Tento obor připravuje studenty na samostanou tvůrčí práci v konstrukční praxi a klade důraz na komplexní znalosti, integrování poznatků vědy, techniky a také umění v procesu projektování. Studenti , kteří se soustředí na problémy oblasti procesního inženýrství, jsou vedeni k samostatnosti při řešení vývoje, optimálního vedení, efektivního navrhování a projekce procesů v různých průmyslových oblastech.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Modernizace a optimalizace energeticky náročných průmyslových procesů

    Práce je zaměřena na využití nejmodernějších technologií, návrhových postupů, výpočetních nástrojů a odborných metodik pro významné zlepšení udržitelnosti energeticky náročných procesních systémů. Použité moderní přístupy mohou zahrnovat prvky pokročilých laboratorních experimentů, intenzifikaci a integraci procesů, umělou inteligenci, molekulární návrh, průmyslový internet věcí (IIoT) apod. Práce naváže na předchozí výzkum doktoranda (v rámci jeho magisterského studia), jehož výsledkem byly analytické nástroje pro identifikaci a odstraňování klíčových nedostatků (tzv. „debottlenecking“) a pro optimalizaci průmyslových procesů. Během uvedeného výzkumu bylo mimo jiné zjištěno, že výrazného navýšení účinnosti s pozitivním dopadem na celkovou udržitelnost průmyslových procesů může být dosaženo modernizací vybraných jednotkových operací (jednotlivých zařízení). K podobnému závěru dospěli Vondra et al. (2018) z Laboratoře energeticky náročných procesů (LENP) NETME Centre při FSI VUT v Brně, když ukázali, že využití moderních separačních postupů může vést k výraznému snížení investičních i provozních nákladů, stejně jako požadavků na rozměry vybraných aparátů a zařízení. V návaznosti na tyto poznatky bude doktorská práce zaměřena jak na vývoj nových, tak na modernizaci stávajících procesních technologií v rámci zaběhlých průmyslových celků. Hlavním cílem práce bude zvyšování efektivity a dlouhodobé udržitelnosti průmyslových procesů, přičemž pozornost bude věnována především návrhu, optimalizaci a modernizaci petrochemických závodů. Doktorská práce bude úzce propojena s probíhajícím výzkumným projektem, jehož cílem je aplikovat pokročilé vědecké metody na teoretický popis procesních celků. Cílem je vytvořit matematický aparát, který umožní efektivně modelovat a optimalizovat vybrané procesní celky. Vzhledem k úzké spolupráci s průmyslovými partnery bude možné vzniknuvší teoretické postupy ověřit v reálných průmyslových podmínkách. Výzkumná činnost bude stavět na zkušenostech s pokročilými nástroji pro simulaci procesů (Touš et al., 2009), které již byly úspěšně ověřeny v několika průmyslových aplikacích (Máša et al., 2018). Využití progresivních teoretických aparátů se osvědčilo v mnoha výzkumných a vývojových projektech (Stehlík, 2016). Cíle doktorské práce: • Úvodní rešerše: studie současného stavu poznání a směrů výzkumu v petrochemickém průmyslu • Experimentální měření a sběr dat (v laboratoři i v průmyslových provozech) • Prvotní optimalizace procesu a identifikace klíčových nedostatků • Vývoj původního procesního zařízení, výpočetního nástroje nebo inženýrské metody pro účely modernizace stávajícího průmyslového provozu Reference: MÁŠA, V., STEHLÍK, P., TOUŠ, M., VONDRA, M. (2018). Key pillars of successful energy saving projects in small and medium industrial enterprises. Energy, no. 158, 293-304. ISSN: 0360-5442. STEHLÍK, P. (2016). Up-to-Date Waste-to-Energy Approach, From Idea to Industrial Application. 1. 1. Cham, Switzerland: Springer International Publishing, 115. ISBN: 978-3-319-15466- 4. TOUŠ, M., HOUDKOVÁ, L., BÉBAR, L., PAVLAS, M., STEHLÍK, P. (2009). Waste-to-Energy (W2E) software -a support tool for decision making process. Chemical Engineering Transactions. 18. 971-976. 10.3303/CET0918159. VONDRA, M., MÁŠA, V., BOBÁK, P. (2018). The energy performance of vacuum evaporators for liquid digestate treatment in biogas plants. Energy, 146, 141-155. • Analýza a hodnocení reálných dopadů modernizace

    Školitel: Máša Vítězslav, doc. Ing., Ph.D.

  2. Rozšíření a vývoj pokročilých nástrojů pro inteligentní údržbu pro management rizik pro redukci materiálových / energetických zdrojů a zlepšení environmentálních stop

    Výzkum je zaměřen na projekt SPIL Výzkumná aktivita č. 10: Rozšíření a vyvíjení pokročilých postupů a nástrojů vyvíjením a rozšířením nástrojů pro optimalizaci činností údržby zařízení, harmonogramu minimalizace rizik a nákladů vyplývajících z managementu výrobních zařízení. Zahrnuje to provozní a investiční náklady, dále jako minimalizaci pravděpodobnosti selhání, nehod, poruch, odstavení, které mohou vést k možným katastrofám, a také přispět k pracovním nemocem zaměstnanců. Tyto aktivity budou studovat a rozšiřovat metodologii integrace procesnů, simulace procesů, matematické modelování a další pokročilé výpočetní nástroje pro dosažení cílů projektu.

    Školitel: Varbanov Petar Sabev, doc. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Studijní plán oboru není zatím pro tento rok vygenerován.