čeština

3

doc. Ing. Radovan Šomplák, Ph.D.

Ústav procesního inženýrství

Student před zahájením studia předmětu dokáže:

• Načíst a základním způsobem zpracovat tabulková data v Pythonu a vytvořit jejich grafické znázornění.
• Vypočítat a interpretovat základní popisné statistické charakteristiky.
• Sestavit jednoduchou materiálovou nebo energetickou bilanci a pracovat s jednotkami veličin.
• Orientovat se v základní technické dokumentaci a strukturovat popis řešení technického úkolu.
• Spolupracovat při řešení dílčího úkolu v týmu a srozumitelně prezentovat výsledky své práce.

Předmět je ukončen klasifikovaným zápočtem. Podmínkou je:

• aktivní účast na výukových blocích za níže uvedených podmínek;
• pravidelný pokrok v řešení projektu doložený výstupy kontrolních milníků;
• odevzdání a obhajoba závěrečné zprávy a prezentace včetně výpočetního řešení a přehledu příspěvků jednotlivých členů týmu;
• získání alespoň 50 bodů ze 100 a současně alespoň 15 bodů ze 30 za individuální ústní obhajobu.

Docházka a náhrady

Účast na cvičeních s počítačovou podporou je povinná a vyučující ji eviduje při jednotlivých blocích. Tolerována je neúčast v rozsahu nejvýše dvou šestihodinových výukových bloků, tedy celkem 12 vyučovacích hodin. Tato tolerance nezbavuje studenta povinnosti splnit projektové výstupy a kontrolní milníky.

Při neúčasti na průběžné prezentaci student doloží svůj příspěvek k příslušnému milníku a projedná jej s vyučujícím v náhradním termínu. Účast každého studenta na závěrečné obhajobě je povinná; při přijaté omluvě je stanoven náhradní termín.

Splnění milníku vyučující posuzuje podle úplnosti požadovaných výstupů a doložení postupu řešení. Zjištěné nedostatky student nebo tým doplní ve stanoveném termínu. Každý student průběžně dokládá svůj příspěvek stručným záznamem provedených činností.

Hodnocení je dáno součtem bodů ze tří složek:

• Projektová zpráva (20 %)
• Technické řešení a kód (50 %)
• Ústní obhajoba (30 %)

Každý student při obhajobě vysvětlí vlastní příspěvek i základní principy společného řešení. Samotné získání bodů za týmové výstupy nenahrazuje splnění individuální obhajoby. Za jednotlivá kritéria se přidělují celé body.

Při nesplnění požadavků na závěrečné výstupy je umožněno jedno jejich dopracování; při neúspěšné individuální obhajobě je umožněna jedna opravná obhajoba. Vyučující sdělí konkrétní nedostatky a stanoví termín opravy tak, aby bylo možné předmět ukončit nejpozději do konce zkouškového období příslušného semestru. Případné prodloužení této lhůty se řídí čl. 12 SZŘ VUT. Při opravě se znovu hodnotí příslušná opravená složka, ostatní hodnocení zůstává zachováno.

Cílem předmětu je rozvíjet projektové, analytické a prezentační dovednosti při řešení komplexní inženýrské úlohy.

Po úspěšném absolvování předmětu student dokáže:

• Upřesnit rámcové zadání technického projektu ve spolupráci se zadavatelem a formulovat cíle, požadované výstupy a kritéria jejich splnění.
• Sestavit plán řešení projektu zahrnující etapy, harmonogram, rozdělení úkolů, odhad pracnosti a základních nákladů.
• Připravit projektová data, posoudit jejich kvalitu a zvolit a zdůvodnit vhodné statistické, analytické nebo optimalizační metody.
• Vytvořit výpočetní model řešené úlohy s využitím Pythonu nebo dalších vhodných nástrojů a ověřit správnost jeho výsledků.
• Porovnat varianty řešení a posoudit vliv zvolených předpokladů, omezení a nejistoty vstupních dat.
• Interpretovat výsledky v kontextu procesního inženýrství a formulovat doporučení pro jejich využití v praxi.
• Doložit vlastní příspěvek k týmovému řešení, koordinovat svěřené úkoly a vypořádat připomínky zadavatele a vyučujících.
• Zpracovat technickou zprávu, prezentovat výsledky projektu a obhájit zvolené postupy.

Program N-PRI-P: Procesní inženýrství, magisterský navazující, povinný

78 hod., povinná

Cvičení s počítačovou podporou – 78 hodin za semestr, organizovaných do 13 šestihodinových bloků. Výuka zahrnuje teorii, demonstrační ukázky, praktické úlohy, konzultace a řízenou týmovou práci.

Metody se procvičují na modelových úlohách; jejich použití ve vlastním projektu závisí na povaze zadání. Studenti zdůvodňují výběr metod a nemusí v jednom projektu použít všechny probírané postupy.

Týden 1 – Úvod a definice projektu
Studenti se seznámí s organizací předmětu, příklady projektů a základy práce s daty a Pythonem. Týmy zvolí projekt, provedou brainstorming a připraví návrh zadání a nabídky. Vymezí technický problém, cíle, očekávané výstupy a role členů týmu.

Týden 2 – Nabídka projektu a datová příprava
Týmy připraví projektovou nabídku a ověří ji se zadavatelem. Doplní kritéria splnění, harmonogram, rozdělení úkolů, odhad pracnosti a rozpočet. Procvičí čištění dat a posoudí jejich úplnost a kvalitu.

Týden 3 – Shluková analýza a stratifikace
Studenti si v Pythonu vyzkouší shlukování na modelové úloze a posoudí jeho vhodnost pro vlastní projekt. Zdůvodní výběr vstupních proměnných a interpretují vytvořené skupiny.

Týden 4 – Časové řady a prognózy
Studenti analyzují časové řady, identifikují trendy a odchylky a sestaví jednoduchou prognózu. Posoudí její přesnost a omezení a zváží využití ve vlastním projektu.

Týden 5 – Lokační a alokační úlohy
Studenti formulují rozhodovací proměnné, účelovou funkci a omezení optimalizačního modelu. Vyřeší transportní úlohu v Excelu a Pythonu a interpretují výsledky. Týmy rozpracují výpočetní model odpovídající zadání projektu.

Týden 6 – Vícekriteriální a scénářová optimalizace
Studenti porovnávají řešení podle více kritérií, hodnotí různé scénáře a identifikují zdroje nejistoty a rizik. Týmy podle potřeby projektu testují citlivost výsledků na změny vstupů.

Týden 7 – Opakování a prohloubení modelování
Studenti formulují úlohu síťové optimalizace s kapacitními omezeními a vysvětlí jejich vliv na řešení. Týmy ověřují a upravují své modely podle průběžné zpětné vazby.

Týden 8 – Plánování tras a rozvrhování
Studenti formulují a řeší modelové úlohy obchodního cestujícího (TSP) a rozvozu vozidly (VRP) pomocí OR-Tools. Procvičí rozvrhování činností a posoudí využití těchto metod ve vlastním projektu.

Týden 9 – První prezentace projektu
Týmy představí první verzi řešení a získají zpětnou vazbu. Doloží výsledky, použité metody, příspěvky členů a plnění harmonogramu a navrhnou další postup.

Týden 10 – Pokročilé téma dle výběru I
Téma se volí podle potřeb projektů po dohodě s vyučujícím. Studenti aplikují vybranou metodu na dílčí úlohu, zdůvodní její volbu a konzultují výsledky.

Týden 11 – Druhá prezentace projektu
Týmy představí rozpracované řešení zadavateli, doloží ověření výsledků, porovnají dosažený stav s cíli a vypořádají předchozí připomínky. Na základě zpětné vazby stanoví zbývající úkoly.

Týden 12 – Pokročilé téma dle výběru II
Podle potřeb projektů a po dohodě s vyučujícím se doplní další metody. Týmy dokončí analýzy, ověření modelů, technickou zprávu a dokumentaci kódu. Zhodnotí omezení řešení a připraví doporučení pro praxi.

Týden 13 – Závěrečná obhajoba projektu
Týmy představí finální řešení před komisí a odevzdají kompletní dokumentaci. Každý student obhájí svůj příspěvek, vysvětlí principy společného řešení a odpoví na dotazy. Hodnocení probíhá podle pravidel předmětu.