Partneri:

• Ústav automatizácie, merania a aplikovanej informatiky, SjF STU, Bratislava, doc. Belavý (koordinátor)
• Oddelenie informatizácie a riadenia procesov, UIAM FChPT STU, doc. Fikar
• Ústav riadenia a priemyselnej informatiky, FEI STU, Bratislava, doc. Huba

Čas riešenia

2007-2008

Ciele projektu

Celkovým cieľom projektu je zlepšiť kvalitu zamestnania a konkurencie-schopnosť Bratislavského regiónu prostredníctvom rozvoja vzdelávania a podpory doktorandov a mladých vedeckých pracovníkov pripravovaných pre potreby rozvoja automatizácie v priemysle, pre súčasné i perspektívne, na automobilovú výrobu a vývoj nadväzujúce priemyselné parky a inštitúcie, rýchlo sa rozvíjajúce nielen v rôznych oblastiach cieľového regiónu ale i na celom Slovensku.

S globálnym cieľom programového dokumentu, zameraným na zvyšovanie konkurencieschopnosti bratislavského regiónu prostredníctvom rozvoja ľudských zdrojov v oblasti výskumu a vývoja, celkový cieľ navrhovaného projektu súvisí v tom zmysle, že stimuluje a motivuje prípravu postgraduálnych študentov – doktorandov – najmä pre modernú oblasť automatizácie automobilového, procesného, biotechnologického, energetického priemyslu poskytnutím špičkových poznatkov a vedomostí získaných na študijných pobytoch v popredných zahraničných priemyselných i univerzitných pracoviskách.

Slovenská technická univerzita v Bratislave je najväčším hráčom na Slovensku v doktorandskom štúdiu v odboroch súvisiacich s automatizáciou a informatizáciou. Realizuje doktorandské programy v strojárskych, elektrotechnických, komunikačných, energetických, biotechnologických chemických a potravinárskych odvetviach. Podpora ďalšieho rastu doktorandov v tomto odbore je jednou z kľúčových v smerovaní SR k znalostnej a informačnej ekonomike.

Konkrétne aktivity v rámci projektu

Zlepšiť vzdelávanie a podporu špecificky orientovaných postgraduálnych študentov (doktorandov) a mladých výskumných pracovníkov pripravovaných pre potreby rozvoja automatizácie a telematiky v priemysle SR a relevantne nadväzujúcich odvetví, umožnením študijných pobytov v špičkových európskych priemyselných podnikoch resp. na univerzitných pracoviskách poskytujúcich nové poznatky a špičkovú odbornosť, ktorú nie je možné získať na Slovensku s cieľom zabezpečiť konkurencieschopnosť podnikov bratislavského regiónu a kvalitu zamestnania,

On-line sprístupniť získané poznatky prostredníctvom Internetu i do ďalších regiónov Slovenska, vybudovať vzdelávací portál z oblasti automatizácie a informačných technológií pre automatizáciu,

Poznatky získané na špičkových zahraničných pracoviskách využiť na univerzite na prípravu a realizáciu nových kurzov v inžinierskych študijných programoch: Autotronika, Mechatronika, Dopravná technika, Robotika, Automatizácia a informatizácia v chémii a potravinárstve, zameraných na teoretickú a praktickú prípravu špecializovaných inžinierskych pracovníkov pre nové oblasti automobilového priemyslu rozvíjajúce sa v SR, na automatizáciu a prienik informačných technológií do procesného (chemického, potravinárskeho, biotechnologického) priemyslu,

Pripraviť mladých vedeckých pracovníkov v špecifických oblastiach výskumu a vývoja ako tvorivých expertov pre oblasti rozvoja automatizácie a telematiky v priemysle v Bratislavskom regióne a na Slovensku so schopnosťou zapájať sa do nadnárodných riešiteľských kolektívov a medzinárodných výskumných a vývojových sietí a komunít,

Podporiť transfer nových vedomostí a informačných technológii zo zahraničia z oblasti automobilového priemyslu, automatizácie a telematiky na konkrétne pracoviská fakulty pripravujúcich postgraduálnych študentov v tomto smere, a tak vytvoriť predpoklady pre cielené teoretické a praktické vzdelávania zamerané na prípravu špecializovaných a tvorivých expertov výskumu a vývoja.

Z výsledkov projektu

Ing. Dalibor Puna, Toulouse (Fr), 1.8.2007 - 29.9.2007

Počas doktorandského štúdia na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave som sa zúčastnil študijného pobytu v rámci projektu ESF. Uvedený študijný pobyt som absolvoval vo výskumnom ústave LAAS (Laboratoire d'Analyse et d' Architecture de Systémes), Toulouse, Francúzsko, pod vedením Prof. Didiera Henriona.

Študijný pobyt pozostával najmä zo získavania teoretických vedomostí z oblasti robustných prístupov a z aplikácií nadobudnutých znalostí na vybrané príklady. Hlavnou výhodou bol predovšetkým neobmedzený prístup ku knižným prameňom LAASu a tiež voľný prístup k internetovým databázam vedeckých článkov. K podobnému rozsahu informácií som doposiaľ počas doktorandského štúdia nemal prístup.

Získané vedomosti mi umožnili ďalej rozvíjať moje schopnosti a znalosti nielen z vedeckého, ale aj z kultúrneho, jazykového a medziľudského hľadiska. Verím, že na študijný pobyt nadviažem úspešnou spoluprácou s ústavom LAAS, a to predovšetkým pri práci na nasledujúcich publikovaných článkoch. Ďalšou nepochybnou výhodou môjho pobytu vo Francúzsku bolo moje zaradenie do pracovnej skupiny, ktorej členovia pochádzali z rozličných kultúrnych a jazykových prostredí, čo mi umožnilo zlepšenie mojich jazykových schopnosti, či už v anglickom a neskôr aj francúzskom jazyku.

Ing. Tomáš Hirmajer, PhD., Vigo (E), 16.8-15.10.2007

Ing. Tomáš Hirmajer, PhD. sa zúčastnil na študijnom pobyte v rámci projektu v španielskom meste Vigo. Pobyt bol vykonaný vo výskumnom inštitúte CSIC (Instituto de Investigaciones Marinas, Spanish Council for Scientific Research, C/Eduardo Cabello 6, 36208 Vigo, Spain) v termíne 16.8.2007 až 15.10.2007. Zámerom študijného pobytu bolo získavanie a prehĺbenie si vedomostí z oblasti dynamickej optimalizácie aplikovanej na veľkorozmerné nelineárne systémy. Aplikácia dynamickej optimalizácie na tento typ problémov je v súčasnosti veľmi aktuálny problém, kedy pomocou najmodernejších techník a dostupných technických prostriedkov sme schopní určiť optimálne pracovné podmienky a navrhnúť optimálne riadenie daného zariadenia. Oboznámil a osvojil som si techniky pomocou ktorých sme schopní rýchlo a efektívne riešiť takýto typ problémov. Simulácie boli vykonané v najmodernejších laboratóriách daného inštitútu. Študijný pobyt na danom inštitúte prebiehal pod vedením Dr. E. Balsa-Canto a Dr. J. R. Banga, ktorí v súčasnosti patria medzi popredných výskumníkov v oblasti dynamickej a globálnej optimalizácie, o čom svedčia aj desiatky karentovaných publikácii za posledné roky. Z daného pobytu vznikla jedna konferenčná publikácia a dohodla sa spolupráca na ďalšie obdobie.

Ing. Jana Závacká, Ing. Katarína Vaneková, Paríž (Fr), 23.2.2008 - 2.3.2008

V termíne 23.2. - 2.3.2008 sme sa zúčastnili študijného pobytu v rámci projektu ESF 13120200115, ktorý sa uskutočnil v Paríži, Francúzsko.

Hlavnou náplňou tohto pobytu bolo absolvovanie kurzu: LMIs in Control, ktorý sa konal v ústave EECI (European Embedded Control Institute), Supelec, pod vedením prednášajúcich Prof. Carsten Scherer & Prof. Siep Weiland.

Kurz bol venovaný využitiu LMI v riadení. Postupne sme boli oboznámené s jeho všeobecným prehľadom a samotnou syntézou regulátora s využitím LMI. Venovali sme sa taktiež teórii lineárneho a kvadratického programovania v LMI. Kurz bol v ďalšej časti zameraný na robustnú stabilitu v LMI systémov s neurčitosťami, robustnej optimalizácií a robustnému problému LMI. Poslednou časťou tohto kurzu bola polynomická optimalizácia.

Absolvovaním uvedeného kurzu sme získali nové pohľady na spôsoby riadenia systémov s neurčitosťami. Taktiež sme získali inšpiráciu k ďalšiemu štúdiu v rámci doktorandského štúdia.

Ing. Marián Podmajerský, Ing. Lenka Blahová, Paríž (Fr), 29.3. - 6.4.2008

V termíne 29.3. - 6.4.2008 sme sa zúčastnili študijného pobytu v rámci projektu ESF 13120200115, ktorý sa uskutočnil v Paríži, Francúzsko.

Hlavnou náplňou tohto pobytu bolo absolvovanie kurzu: An Introduction to Local and Global Optimization, ktorý sa konal v ústave EECI (European Embedded Control Institute), Supelec pod vedením prednášajúceho Prof. Fabio Schoen.

Kurz bol venovaný hlavným problémom optimalizácie. Postupne sme boli oboznámení s modelmi nelineárneho programovania, podmienkami optimalizácie. Veľkou mierou sme sa zaoberali metódami riešenia lokálnej optimalizácie bez obmedzení a s obmedzeniami. A nakoniec sme boli oboznámení so základmi globálnej optimalizácie, so zaručením a bez zaručenia ℇ-optima.

Absolvovaním uvedeného kurzu sme získali nové pohľady na riešenie problémov optimalizácie a taktiež sme získali nové možnosti ďalšieho smerovania nášho vzdelávania v rámci doktorandského štúdia.

Ing. Michal Kvasnica, Linkoping (S), 16.6. - 29.6.2008

V rámci tohto projektu sa Michal Kvasnica zúčastnil na študijnom pobyte na univerzite v Linkopingu vo Švédsku. Zámerom bola návšteva Automatic Control Laboratory za účelom výmeny skúseností v oblasti konvexnej optimalizácie, stochastického prediktívneho riadenia a modelovania a riadenia hybridných systémov.

Špecifický dôraz bol kladený na koordináciu vývoja softwarových balíkov YALMIP (vyvíjaný Johanom Loefbergom v Linkopingu)a Multi-Parametric Toolbox (vyvíjaný Michalom Kvasnicom v Bratislave). Počas pobytu bola rozpracovaná definícia objektových formátov spoločných pre oba tieto balíky a bol dohodnutý harmonogram ďalšej spolupráce.

Druhým dôležitým zámerom návštevy bola výmena skúseností v oblasti modelovania hybridných systémov pomocou balíka YALMIP. Počas pobytu boli rozpracované základné postupy vedúce k získaniu symbolických modelov hybridných systémov, čo pomôže pri ďalšom vývoji softwarového balíka HYSDEL, vyvíjaného v spolupráci medzi OIRP UIAM STU v Bratislave a ETH Zürich.

Ing. Marián Podmajerský, Lausanne (Ch), 26.5. - 29.8.2008

V termíne 26.5.2008 - 29.8.2008 sa Ing. Marian Podmejerský zúčastnil študijného pobytu v rámci projektu ESF 13120200115 na EPFL Lausanne, Švajčiarsko.

Študijný pobyt absolvoval za účelom rozšírenia poznatkov o sledovaní nevyhnutných podmienok optimality dynamických systémov (NCO-tracking) a aplikácia postupu Neighbouring extremals pri návrhu optimálneho riadenia procesov. Pobyt bol vykonaný na EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) pod vedením Benoita Chachuata.

Na príkladoch bola aplikovaná konverziu problému riadenia na problém sledovania nevyhnutných podmienok optimality, rozdelenie na úseky. Pre každý úsek boli jednotlivo navrhnuté regulátory pomocou Neighbouring extremals. Aplikácia zahŕňa problémy s jednou alebo viacerými vstupnými veličinami a problémy s hraničnými, nesingulárnymi a singulárnymi úsekmi riadenia. Návrh regulátora môže byť realizovaný riešením Riccatiho rovnice, alebo riešením problému hraničnej podmienky (TPBVP). V prípade singulárnych úsekov boli parametre aproximácie určené ich optimalizáciou vzhľadom na rozsah predpokladaných porúch. Kvalita regulácie bola overená simuláciami oboch prístupov návrhu regulátora, poruchami, usporiadaním úsekov a optimalizovaním alebo neoptimalizovaním parametrov aproximácie. Výpočty boli realizované v modelovacom programe MATLAB s využívaním externých doplnkov SundialsTB, SNOPT a SSm. Derivácie a symbolické výpočty boli realizované interným doplnkom MATLABu, symbolickým toolboxom.

Absolvovaním uvedeného kurzu boli získané nové pohľady na riešenie riadenia problémov dynamickej optimalizácie a taktiež nové možnosti ďalšieho smerovania v rámci doktorandského štúdia.

Ing. Michal Kvasnica a Ing. Martin Herceg, Pavia (I), 1.9. - 14.9.2008

V termíne 1.9. - 14.9.2008 sa Michal Kvasnica a Martin Herceg zúčastnili na študijnom pobyte na univerzite v Pavii v Taliansku. Zámerom bola výmena skúseností v oblastiach formulácie, analýzy a riešenia problémov nelineárneho prediktívneho riadenia, riadenia hybridných systémov a implementácie a rozvoja softwarových balíkov na riešenie problémov optimálneho riadenia hybridných a nelineárnych problémov.

V rámci pobytu sme sa obaja zúčastnili na workshope „INTERNATIONAL WORKSHOP ON ASSESSMENT AND FUTURE DIRECTIONS OF NONLINEAR MODEL PREDICTIVE CONTROL“, kde sme vystúpili s prednáškami na tému adaptívneho riadenia hybridných systémov, hľadania globálne optimálneho riešenia problémov nelineárneho prediktívneho riadenia a parametrického prístupu k nelineárnemu prediktívnemu riadeniu.

Ing. Jana Závacká a Ing. Ľuboš Čirka, PhD., Zlín, 3.9. - 26.9.2008

V termíne 3.9. - 26.9.2008 sa Jana Závacká a Ľuboš Čirka zúčastnili na študijnom pobyte na Univerzite Tomáša Baťu v Zlíne (Česká republika). Zámerom bola výmena skúseností v oblasti robustného riadenia chemickotechnologických procesov a implementácie a rozvoja webových aplikácií založených na skriptovacom jazyku PHP a databáze MySQL.

Na laboratórnom chemickom reaktore (CSTR) boli uskutočnené merania s využitím robustného riadenia. Meranie bolo zamerané na riadenie vodivosti pri zmiešavaní roztoku NaCl pri rôznych prietokoch vody. Poznatky získané na tomto zariadení, budú taktiež využité pri procese výučby na zakúpenom CSTR na našom oddelení.

Počas pobytu sa zúčastnili aj na prednáškach o databázových systémoch doc. Zdenky Prokopovej.

Ing. Radoslav Paulen, Nancy(F), 8.9. - 27.11.2008

Ing. Radoslav Paulen absolvoval študijný pobyt na škole chemického inžinierstva(ENSIC), ktorá je súčasťou Institut National Polytechnique de Lorraine vo francúzskom meste Nancy.

Náplňou tohto pobytu bolo štúdium metód dynamickej a globálnej optimalizácie procesov s hybridnou dynamikou.

Hlavným prínosom študijného pobytu je aplikácia metód globálnej dynamickej optimalizácie na komplexnejšie reálne procesy. Konkrétne bol študovaný emulzný kopolymerizačný reaktor na výrobu polystyrénu. Tento proces je opísaný systémom diferenciálno-algebraických rovníc, ktoré v istých časových okamihoch menia svoj tvar(hybridná dynamika).

Zároveň sa týmto študijným pobytom prehĺbila dlhoročná spolupráca ÚIAM s Institut national polytechnique de Lorraine.