Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Komputerowe wspomaganie badań i projektowania
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-101-ME-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Maszyny górnicze
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Tytko Andrzej (tytko@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach przedmiotu poruszane są zagadnienia związane z analizą sygnałów cyfrowych w badaniach urządzeń. Poruszane są zagadnienia z modelowaniem i projektowaniem z zastosowaniem oprogramowania CAD.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Posiada umiejętności pracy zespołowej i kierowania takimi pracami MBM2A_K07 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Posiada umiejetności wykonania analizy statystycznej wyników badań i ich prezentacji graficznej MBM2A_W17 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
M_U002 Posiada umiejętność projektowania bryłowego oraz analizy MES wykonanych modeli dla dobranych materiałów MBM2A_W17, MBM2A_U09, MBM2A_U03 Activity during classes,
Project,
Execution of a project
M_U003 Posiada umiejętność projektowania modelowego w systemach CAD MBM2A_U25, MBM2A_U14, MBM2A_U10, MBM2A_U20 Activity during classes,
Execution of a project
M_U004 Potrafi przeprowadzać analizy obliczeniowe z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego MBM2A_U02, MBM2A_U05, MBM2A_U03 Activity during classes,
Execution of a project
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Ma wiedzę z zakresu modelowania układów mechanicznych i elektrycznych MBM2A_W05 Execution of exercises,
Activity during classes,
Test
M_W002 Ma wiedzę z zakresu możliwości obliczeniowych języka MATLAB MBM2A_W06, MBM2A_W02, MBM2A_W01, MBM2A_W12 Execution of exercises,
Activity during classes,
Test
M_W003 Ma podstawową wiedzę z zakresu analizy danych i sygnałów MBM2A_W06 Activity during classes,
Test
M_W004 Ma wiedzę w zakresie modelowania bryłowego układów elementów maszyn i złożonych układów mechanicznych MBM2A_W09, MBM2A_W12 Project,
Execution of a project,
Execution of exercises
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
65 26 0 39 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Posiada umiejętności pracy zespołowej i kierowania takimi pracami + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Posiada umiejetności wykonania analizy statystycznej wyników badań i ich prezentacji graficznej + - + - - - - - - - -
M_U002 Posiada umiejętność projektowania bryłowego oraz analizy MES wykonanych modeli dla dobranych materiałów - - + - - - - - - - -
M_U003 Posiada umiejętność projektowania modelowego w systemach CAD + - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi przeprowadzać analizy obliczeniowe z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma wiedzę z zakresu modelowania układów mechanicznych i elektrycznych + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma wiedzę z zakresu możliwości obliczeniowych języka MATLAB + - + - - - - - - - -
M_W003 Ma podstawową wiedzę z zakresu analizy danych i sygnałów + - + - - - - - - - -
M_W004 Ma wiedzę w zakresie modelowania bryłowego układów elementów maszyn i złożonych układów mechanicznych + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 119 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 65 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (26h):
  1. Wykłady: Analiza danych (Prof. Tytko) Analiza i przetwarzanie danych

    Rola informacji w gospodarce i zarządzaniu. Podstawowe definicje, pojęcia i miary. Źródła i zasoby informacyjne oraz sposoby korzystania z nich.
    Zarządzanie, porządkowanie i przepływ informacji. Zagadnienia nadmiarowości. Metody kompresji, szyfrowania i ich zastosowanie do przechowywania i przesyłaniu informacji.
    Metody ankietowe w uzyskiwaniu informacji ilościowych i jakościowych.
    Pomiary podstawowym źródłem informacji o charakterze ilościowym w inżynierii mechanicznej.
    Elementy teorii sygnałów, ich uzyskiwanie, przetwarzanie i interpretacja.
    Metody sygnałowe w opisie nieliniowości. Transformacje sygnałów w zastosowaniach inżynierskich.
    Statystyczne metody opracowywania wyników badań, wnioskowanie statystyczne i prezentacji wyników badań. Zasady estymacji, estymatory i algorytmy. Szacowanie niepewności.
    Zasoby i możliwości programów MATLAB, STATISTICA, EXCEL
    Szeregi czasowe i ich zastosowanie do uzyskiwania informacji o charakterze predykcyjnym. Graficzne metody wizualizacji i prezentacji danych. Procesy losowe generowane szumem białym., modele AR, MA, ARIMA. Nadzór nad zasobami i prawna ochrona informacji.

    Tematyka wykładów z części:

  2. Wykłady: Inżynierskie oprogramowanie komputerowe

    Wprowadzenie do systemów CAD/CAM wykorzystywanych w komputerowym wspomaganiu prac projektowych.
    Podstawy projektowania parametrycznego. Klasyfikacja modeli i ich zastosowanie w strukturze CAD.
    Projektowanie obiektowe w budowie maszyn.
    Modelowanie bryłowe z zastosowaniem elementów kształtujących. Szkic parametryczny. Więzy geometryczne i wymiarowe. Elementy szkicowe, wstawiane i konstrukcyjne. Dokumentacja techniczna i technologiczna elementów maszyn i urządzeń. Podstawy zasad tworzenia złożeń.
    Prezentacja programów SolidWorks, Inventor, Unigraphics i Pro/Engineer wraz z ich podstawowymi funkcjami.
    Zastosowanie MES i CFDw projektowaniu maszyn i urządzeń – możliwości obliczeniowe.
    Sposoby modelowania różnych układów technicznych. Sposoby upraszczania rzeczywistości w celu wykonania numerycznego modelu obiektu rzeczywistego.
    Metodyka prowadzenia symulacji numerycznej.

Laboratory classes (39h):
  1. Analiza i przetwarzania danych

    Formatowanie i eksport danych i wyników do różnych programów w formatach wektorowych i bitmapowych.
    Analiza przykładowego sygnału cyfrowego. Analiza widmowa, filtrowanie, analiza składników okresowych.
    Analiza przykładowych wyników i danych w celu określenie związków ilościowych metodami korelacyjnych, autoregresji oraz predykcja. Analiza wariancyjna i weryfikacja hipotez statystycznych, przedziały ufności, rozkłady zmiennych.
    Rysowanie przebiegów i opracowanie graficzne ostatecznych wyników wraz z analizą statystyczną.
    Samodzielne pisanie algorytmów opracowywania i prezentacji danych na przykładzie programu MATLAB

  2. Inżynierskie oprogramowanie komputerowe

    Podstawy projektowania parametrycznego w programach CAD. Podstawowe operacje i relacje konstrukcyjne. Zasady tworzenia poprawnej geometrii elementów. Elementy szkicownika
    Podstawy modelowania brył. Bryły wyciągane, obrotowe. Elementy tworzone przez przeciąganie przekroju wzdłuż trajektorii. Elementy tworzone na podstawie połączenia zmiennych przekrojów.
    Modelowanie złożeń. Tworzenie dokumentacji technicznej elementów maszyn i urządzeń
    Parametryzacja modelu i relacje wymiarowe. Modelowanie elementów o złożonej geometrii.
    Prace własne studentów oraz zaliczanie projektów.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie odbywa się na podstawie sprawozdań i projektów wykonywanych indywidualnie z każdej części przedmiotu.
Zaliczenia poprawkowe każdej części są ustalone z prowadzącym daną cześć przedmiotu.
Zaliczenie poprawkowe odbywa się trakcie zajęć semestralnych na tych samych zasadach

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Każda część przedmiotu jest zaliczana indywidualnie na podstawie warunków podanych na zajęciach przez prowadzącego oraz kolokwium. Ocena z laboratorium wystawiona jest jako 0.2xOcena z Badań obiektów rzeczywistych i statystyki+0.3xOcena z środowiska Matlab+0.5Ocena z części projektowej z oprogramowania CAD.
Ocena końcowa jest oceną zaliczenia laboratorium i wykładów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadkach losowych warunki wyrównania zaległości z danej części przedmiotu są ustalane z
prowadzącym.

Prerequisites and additional requirements:

Ocena końcowa może zostać podwyższona w przypadku wysokiej (ponad 80%) frekwencji na wykładach

Recommended literature and teaching resources:

1. Brandt S.: Analiza Danych. Metody statystyczne i obliczeniowe. Wydawnictwo PWN, Warszawa 1999.
2. Lisowski E.: „Modelowanie geometrii elementów złożeń oraz kinematyki maszyn w programie Pro/Engineer Wildfire”, Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2005
3. MATLAB: High-performance numeric computation and visualisation software. The Math Works Inc., Natick Mass., December 1995
4. Skarka W., Mazurek A.: CATIA. Podstawy modelowania i zapisu konstrukcji. Wydawnicto HELION, 2005
5. Stasiak F.: Autodesk Inventor 11. Zbiór ćwiczeń. Wydawnictwo ExpertBooks, 2006.
6. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2007
7. Świder J., Heruś K.: „Zastosowanie funkcyjnych obiektów elementarnych do wspomagania modelowania maszyn zorientowanego na analizę ruchu, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2006
8. Tickoo S.: Pro/Engineer Wildfire for Designer Release 2.0. CADCIM Technologies 2005
9. Tytko A.: Modelowanie zużycia zmęczeniowego i diagnostyka lin stalowych, Rozprawy i monografie 65 Wydawnictwo AGH,Kraków, 1998.
10. Zieliński T.: Cyfrowe przetwarzanie danych, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 2007.
11. Podręczniki z zakresu statystyki matematycznej w zastosowaniach inżynierskich oraz podręczniki COREL, MTLAB, STATISTICA, EXCEL, itp.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Tytko A., Kowalski J., Nowacki J.: Database method for supporting the condition assessment of modern wire ropes. Innovative ropes and rope applications : a celebration of 175 years of wire rope : proceedings of the OIPEEC conference Universität Stuttgart. Institut für Fördertechnik und Logistik. — Didcot : OIPEEC, cop. 2009. — ISBN: 978-0-9552500-2-6.
2. Tytko A..: Model of non-linear wire ropes fatigue process. Tezisy dokladov 2-oj meždunarodnoj naučnoj konferencii “Problemy sovremennoj mehaniki” : abstracts of papers and posters : 7–8 sentâbrâ, 2006 g., Almaty, Kazahstan
3. Cioch W. Dąbrowski D.: Analiza filtrów cyfrowych pod kątem sprzętowej i programowej implementacji na programowalnym urządzeniu diagnostycznym (PUD-2) XVIII Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej : Kraków–Zakopane, 28 marca–1 kwietnia ISBN: 978-83-61402-12-1.
4. Cioch W. i inni: Analiza sygnałów drgań silników turbinowych synchronizowana cyklem pracy Polish Cimac : explo – diesel & gas turbine ’14 : utrzymanie w ruchu silników tłokowych i turbinowych z uwzględnieniem ochrony środowiska naturalnego : VII międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna : Gdańsk – Gdynia – Karlskrona, Polska – Szwecja, 23–27 maja 2014.
5. Cioch W. Dąbrowski D.: Analysis of signals pre-processing algorithm in case of hardware and software implementation on diagnostic programmable device PUD-2. Acta Physica Polonica. A ; ISSN 0587-4246. — 2013 vol. 123 no. 6:

Additional information:

None