Prezenční studium

4 roky

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.

Předseda :
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.
Člen interní :
doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D.
prof. Ing. Radomil Matoušek, Ph.D.
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
doc. Ing. Petr Blecha, Ph.D., FEng.
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.
Člen externí :
Ing. Jan Čermák, Ph.D., MBA

Hlavním cílem doktorského studia ve studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství je, v souladu se zákonem o vysokých školách, výchova vysoce kvalifikovaných a vzdělaných odborníků, kteří jsou schopni samostatné vědecké, výzkumné a tvůrčí činnosti v oblastech konstrukčního a procesního inženýrství. Studium poskytuje absolventům patřičné znalosti a dovednosti, které umožňují vykonávat tyto činnosti v akademických i aplikačních institucích na mezinárodně požadované a standardizované úrovni. Důraz je kladen na poskytnutí potřebných teoretických znalostí a praktických zkušeností z oblasti tématu doktorského studia. Intenzivně je podporováno rovněž získání zkušeností ze zahraničních výzkumných pracovišť. Studijní program je koncipován svým zaměřením a obsahem tak, aby v maximální míře uspokojoval nároky a požadavky průmyslu a společnosti na vysoce vzdělané a kvalifikované odborníky v oblastech konstrukčního a procesního inženýrství.

Doktorské studium je založeno především na vlastní výzkumné a tvůrčí činnosti studentů – doktorandů. Tyto aktivity jsou intenzivně podporovány participací studentů ve výzkumných projektech národního i mezinárodního charakteru. Výzkumné oblasti zahrnují konstrukční inženýrství (analýzu, koncepci, konstrukci a projekci strojních zařízení, dopravních prostředků, výrobních strojů a energetiky) a procesní inženýrství (analýza, návrh a projekce procesů strojírenského, dopravního, energetického a petrochemického průmyslu).

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství je vysoce kvalifikovaným odborníkem s hlubokými teoretickými znalostmi a praktickými dovednosti v oblasti tématu doktorského studia, které mu umožňují vykonávat tvůrčí a výzkumnou činnost jak samostatně, tak ve vědeckých týmech. Absolvent je vybaven znalostmi současného stavu poznání z oblasti konstrukčního a procesního inženýrství, které nachází uplatnění v dalších činnostech výzkumu a vývoje a umožňují absolventovi realizovat navazující výzkumné a tvůrčí aktivity. Absolvent je rovněž schopen připravit návrh výzkumného projektu a následně jej vést. Současně je vybaven dovednostmi pro aplikaci a transfer teoretických poznatků základního výzkumu do aplikační sféry. Absolvent je dále schopen se přizpůsobit a adaptovat i dalším příbuzným vědním oborům, spolupracovat na interdisciplinárních úlohách a zvyšovat svoji profesní kvalifikaci. Vysoká úroveň získaného vzdělání je podpořena zapojením studentů do národních a mezinárodních výzkumných projektů a spoluprací se zahraničními výzkumnými institucemi. Tyto zkušenosti umožňují absolventům nejen uskutečňovat vlastní vědeckou činnost, ale také profesionálně prezentovat své výsledky, diskutovat o nich a prosazovat své názory a myšlenky na mezinárodní úrovni.

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství disponuje znalostmi a dovednostmi ve třech hlavních oblastech, jejichž synergie umožňuje široké uplatnění.
1. Vysoce odborné teoretické znalosti i praktické dovednosti úzce související s tématem dizertační práce (viz níže).
2. Odborné znalosti a dovednosti nezbytné pro vykonávání vědecké práce, výzkumných a tvůrčích činností.
3. Osobnostní a interpersonální dovednosti (soft skills), které umožňují absolventovi na profesionální úrovni prosazovat své myšlenky a názory, prezentovat a obhajovat výsledky své práce a diskutovat o nich a také efektivně pracovat ve vědeckém týmu či být jeho vedoucím.
Podle tématu dizertační práce získá absolvent vysoce odborné znalosti a dovednosti strojního inženýrství v konstrukci, projekci, návrhu a provozu strojů, strojních zařízení, inženýrských procesů a pochodů či transportních a dopravních prostředcích. Tyto znalosti a schopnosti umožňují uplatnění absolventů jak ve výzkumných institucích v ČR i zahraničí, tak i v komerčních společnostech a aplikovaném výzkumu.

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství je vybaven vysoce odbornými a specializovanými teoretickými znalostmi a praktickými dovednostmi strojního inženýrství v oblastech konstrukce a projekce strojů a strojních zařízení, procesů a pochodů, transportu a dopravních prostředků, které mu umožňují vykonávat samostatnou i týmovou vědecko-výzkumnou a vývojovou činnost jak v akademických či výzkumných institucích, tak ve firmách a aplikačně orientovaných institucích. Charakteristickou pracovní pozicí zastávanou absolventem je výzkumník, vědecký pracovník, vývojář, výpočtář, projektant či konstruktér. Absolvent je také vybaven schopnostmi pro vykonávání vedoucí či manažerské pozice.

Viz platné předpisy, Směrnice děkana Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně).

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních programů určují:
ŘÁD STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STANDARDY STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STUDIJNÍ A ZKUŠEBNÍ ŘÁD VUT,
SMĚRNICE DĚKANA Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně),
SMĚRNICE DĚKANA FSI Jednací řád oborových rad doktorských studijních programů FSI VUT v Brně.
Studium v DSP se neuskutečňuje v kreditovém systému. Klasifikační stupně jsou „prospěl“, „neprospěl“, u obhajoby disertační práce je výsledek „obhájil“, „neobhájil“.

Na VUT jsou zohledněny potřeby rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělávání. V přijímacím řízení ani ve studiu nedochází k přímé či nepřímé diskriminaci z žádných důvodů. Studujícím se specifickými vzdělávacími potřebami (poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronická somatická onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti, psychická onemocnění) je poskytováno poradenství v poradenském centru VUT, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT. Podrobně tuto problematiku řeší Směrnice rektora č. 11/2017 „Uchazeči a studenti se specifickými potřebami na VUT“. Rovněž je vytvořen funkční systém sociálních stipendií, který popisuje Směrnice rektora č. 71/2017 „Ubytovací a sociální stipendium“.

Doktorský studijní program Konstrukční a procesní inženýrství je zaměřen na poskytnutí nejvyššího stupně terciárního vzdělání a je pokračováním navazujícího magisterského studijního programu Strojní inženýrství a bakalářského studijního programu Strojírenství, které jsou aktuálně akreditované a uskutečňované na FSI VUT v Brně. Absolventi jiných studijních programů se zájmem o studium v doktorském studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství musí prokázat úroveň svých znalostí odpovídající výše uvedeným studijním programům.

1. kolo (podání přihlášek od 14.04.2025 do 25.05.2025)

1. Elektromotory pro aerospace

   Cílem tématu je vývoj konstrukce elektromotoru za pomocí strukturovaného magnetického obvodu vyrobeného metodou 3D kovového tisku. Předpokládá se, že vhodná konstrukce strukturovaného magnetického obvodu by měla zvýšit účinnost elektromotoru, snížit jeho hmotnost a zároveň zlepšit chlazení. Konstrukce magnetického obvodu bude založena na patentované technologii odboru Technické Diagnostiky (EP3373311).

   Školitel: Kubík Michal, doc. Ing., Ph.D.

2. Online monitorování LPBF procesu

   Cílem práce je pomocí kontinuálního pozorování procesu laserové fúze práškového lože (LPBF) objasnit souvislosti mezi nastavením procesu (skenovací strategie, výkony rychlosti), defekty a specifickou mikrostrukturou vnikající ve zpracovaném materiálu.

   Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

3. Pokročilá diagnostika ložisek pro větrné elektrárny

   Větrné elektrárny (VE) jsou jedním z celosvětově rozšířených alternativních zdrojů elektrické energie. Snaha o maximalizaci účinnosti elektrárny vede k vysokým nárokům na konstrukci a zároveň je požadována vysoká spolehlivost všech konstrukčních částí. Mezi kritické součásti patří zejména ložiska hnacího ústrojí. Vzhledem k časově proměnlivému zatížení je obtížné stanovit spolehlivě jejich životnost a zároveň je třeba zabránit jejich havárii za provozu, neboť může dojít k poškození celé turbíny a vysokým škodám. Cílem práce je vývoj pokročilé prediktivní diagnostické metody pro sledování technického stavu ložiska VE s využitím metod nedestruktivního testování.

   Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

4. Pokročilé odpružení sjezdového kola

   Cílem práce bude vývoj systému inteligentního odpružení horských elektrokol. Současné komerčně nabízené elektricky řízené systémy odpružení na kolech nevyužívají potenciál rychlé semiaktivní regulace. Současné systémy tak pouze umožňují automatické ovládání ventilů, které se u starších modelů musely nastavovat ručně. Kvalitou jízdy ale tyto elektricky ovládané tlumiče nejsou schopny zajistit lepší jízdní vlastnosti. Rychlé semiaktivní tlumení s magnetoreologickými tlumiči umožňuje kvalitativní posun v dosažitelném pohodlí jízdy a přítlaku kola na vozovku. V současnosti probíhá vývoj demonstrátorů jednotlivých komponent. Tyto komponenty ale bude nutné integrovat do celého funkčního systému a experimentálně ověřit funkčnost. Těžiště práce bude zejména ve zjištění omezujících vlastností reálných prvků systému (tlumiče, senzory atd.) a následnému návrhu optimálního řízení systému.

   Školitel: Kubík Michal, doc. Ing., Ph.D.

5. Snížení opotřebení železničního podvozku za pomocí elektronického odpružení

   Cílem tématu je vývoj elektronicky řízeného systému odpružení železniční jednotky snižující opotřebení podvozku a infrastruktury. Součástí práce je experimentální ověření přínosu tohoto systému za pomocí měřícího dvojkolí na železniční jednotce InterPanter.

   Školitel: Kubík Michal, doc. Ing., Ph.D.

6. Tepelné výměníky s řízenou nerovnoměrností distribuce chladiva

   Téma je zaměřeno na vytvoření metodiky navrhování nové generace aditivně vyráběných tepelných výměníků, využívajících strukturované materiály, splňujících veškeré pevností požadavky při minimalizaci hmotnosti a zároveň umožňujících řídit distribuci chladícího média dle potřeb konkrétní aplikace. V rámci řešení tématu se předpokládá úprava stávajících algoritmů multiúrovňové topologické optimalizace pro účely výměny tepla. Algoritmus by měl nově umožňovat vedle změny tuhosti v rámci jedné komponenty také lokální řízení chladícího výkonu. Experimentální vzorky i funkční díly budou realizovány prostřednictvím kovové aditivní technologie SLM a informace o proudění a tepelných vlastnostech struktur budou získány ze spolupráce s Ústavem procesního inženýrství.

   Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

7. Vývoj magnetoreologického systému tlumení rázových dějů pro armádní aplikace

   V armádních aplikacích je důležitým požadavkem efektivní utlumení rázového zatížení. Může se jednat o tlumení zákluzů děl, tlumení sedaček při výbuchu či pádu stroje, a další. Publikované práce ukazují, že nasazení magnetoreologického (MR) systému odpružení spolu se semi-aktivním řízením může být významný posunem v této oblasti. Pro tyto aplikace je typické, že se pístové rychlosti pohybují v jednotkách m/s a dosahuje se vysokých tlumících sil. Jedná se tedy o poměrně extrémní pracovní podmínky pro tlumiče. Těžiště práce bude zejména v oblasti popisu chování MR kapaliny ve vysokých rychlostech a následná aplikace těchto poznatků do konstrukce magnetoreologického tlumiče. Důležitou oblastí bude i problematika návrhu senzorů a způsobu řízení. Cílem práce tedy bude vývoj a experimentální ověření MR systému odpružení pracujících za vysokých pístových rychlostí.

   Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

8. Vývoj měřicího systému pro monitoring a ochranu rostlin

   Trend efektivního využívání přírodních zdrojů ovlivňuje celou řadu odvětví, mezi které patří také zemědělství. Pro správný růst rostlin je nutné zvolit vhodně způsob zavlažování tak, aby nedocházelo k nedostatečnému zalití, či naopak přelití rostliny a případnému plýtvání vodou. K rozhodnutí, zda rostlina potřebuje zálivku je třeba znát její aktuální kondici. Jak ukázaly předchozí výzkum, kondici rostliny lze spolehlivě monitorovat s využitím metody akustické emise (AE), která vznikla jako citlivá metoda pro diagnostiku únavového poškození ložisek. Na základě dat získaných ze snímačů AE lze rozhodovat o zálivce a případně i dávkování dalších půdních živin apod. K rozhodnutí lze využít také řízení s pomocí AI. Automatizované řízení pak lze užít pro automatizované zavlažovací systémy skleníků či např. pro hydroponii apod. Cílem práce je pak vývoj vhodné měřicí metody, které dovolí spolehlivý monitoring a vývoj algoritmu pro hodnocení získaných dat.

   Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

9. 3D tisk magnetických obvodů

   Cílem tématu je výzkum a vývoj strukturovaných magnetických obvodů vyráběných metodou 3D tisku. Konstrukce magnetických obvodů bude založena na patentované technologii odboru Technické Diagnostiky (EP3373311). Tato technologie umožní vývoj vysoce efektivních magnetických obvodů. Vývoj lze směřovat do několika oblastí jako například elektromagnetické aktuátory, ventily či senzory.

   Školitel: Kubík Michal, doc. Ing., Ph.D.