Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (N2)
specjalność: Inżynieria bioprocesowa
Sylabus przedmiotu Optymalizacja procesowa:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Optymalizacja procesowa | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Barbara Zakrzewska <Barbara.Zakrzewska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Rachunek różniczkowy. Podstawy rachunku wektorowego i macierzowego. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z metodami optymalizacyjnymi. Zastosowanie ich do zagadnień optymalizacji w inżynierii chemicznej i procesowej. |
| C-2 | Przygotowanie studenta do wykonywania podstawowych obliczeń z wykorzystaniem metod optymalizacyjnych, w tym w inżynierii chemicznej i procesowej. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Metoda złotego podziału. | 2 |
| T-A-2 | Metoda stycznych Newtona-Raphsona. Metoda siatki. | 2 |
| T-A-3 | Metody gradientowe. Metoda relaksacyjna. | 4 |
| T-A-4 | Metoda monożników Lagrange'a. | 1 |
| T-A-5 | Metoda Newtona-optymalizacja funkcji przy ograniczeniach równościowych. | 2 |
| T-A-6 | Metoda Simplex wraz z metodą funkcji kary w szukaniu rozwiązania bazowego. | 4 |
| T-A-7 | Trzy jednogodzinne kolokwia: nr 1 - po 5 tygodniach nauki, nr 2 - po 10 tygodniach nauki, nr 3 - na koniec semestru. | 3 |
| 18 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe pojęcia. Formułowanie problemu. Kryterium optymalizacji. Kryteria techniczne i ekonomiczne. Przestrzeń decyzji. Model matematyczny optymalizacji . | 3 |
| T-W-2 | Podział i ogólna charakterystyka metod matematycznych. Problemy optymalizacyjne bez ograniczeń. Metody oparte na analizie klasycznej i metody bezpośrednie. | 2 |
| T-W-3 | Metoda złotego podziału. | 2 |
| T-W-4 | Metody iteracyjne poszukiwania optimum - zasady i ogólny podział. Szukanie maksimum wzdłuż kierunku. | 2 |
| T-W-5 | Metody gradientowe. | 2 |
| T-W-6 | Metody wykorzystujące kierunki sprzężone. | 2 |
| T-W-7 | Poszukiwanie optimum przy występowaniu ograniczeń równościowych i nierównościowych. Wyzanczanie ekstremum warunkowego metodą monożników Lagrange'a. | 2 |
| T-W-8 | Twierdzenie Kuhna-Tuckera. | 2 |
| T-W-9 | Metody iteracyjne oparte na sprowadzeniu zadania optymalizacji z ograniczeniami do zadania bez ograniczeń. Funkcje kary. | 2 |
| T-W-10 | Programowanie liniowe. Metoda Simplex. Metoda funkcji kary w szukaniu rozwiązania bazowego. | 4 |
| T-W-11 | Programowanie geometryczne. | 2 |
| T-W-12 | Wielostopniowe procesy decyzyjne. | 2 |
| 27 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-A-2 | Praca własna - przygotowanie do zaliczenia, studiowanie literatury przedmiotu. | 40 |
| A-A-3 | Konsultacje z nauczycielem. | 5 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | Praca własna - przygotowanie do zaliczenia. | 30 |
| A-W-3 | Konsultacje z nauczycielem. | 5 |
| A-W-4 | Studiowanie literatury przedmiotu. | 25 |
| 90 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające - wykład informacyjny. |
| M-2 | Metody praktyczne - ćwiczenia przedmiotowe. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin - forma pisemna, 90 min. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń: trzy jednogodzinne kolokwia: nr 1 - po 5 tygodniach nauki, nr 2 - po 10 tygodniach nauki, nr 3 - na koniec semestru. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_B03_W01 Student ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę dotyczącą metod optymalizacyjnych, w tym wykorzystywanych w inżynierii chemicznej i procesowej . | ICPN_2A_W02, ICPN_2A_W05 | T2A_W01, T2A_W03 | InzA2_W05 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_B03_U01 Student powinien umieć rozwiązywać zadania z zastosowaniem metod optymalizacyjnych oraz interpretować ich wyniki. | ICPN_2A_U09 | T2A_U09 | InzA2_U02 | C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_B03_K01 Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych oraz potrafi odpowiednio określić priorytety służące do realizacji zadania - projektu procesowego. | ICPN_2A_K04 | T2A_K04 | — | C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-6, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_B03_W01 Student ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę dotyczącą metod optymalizacyjnych, w tym wykorzystywanych w inżynierii chemicznej i procesowej . | 2,0 | Student nie opanował wiedzy podanej na wykładzie. |
| 3,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie w podstawowym stopniu. | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować. | |
| 4,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zastosować. | |
| 4,5 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie. | |
| 5,0 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi efektywnie analizować wyniki i przeprowadzić dyskusję. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_B03_U01 Student powinien umieć rozwiązywać zadania z zastosowaniem metod optymalizacyjnych oraz interpretować ich wyniki. | 2,0 | Student nie potrafi zastosować wiedzy teoretycznej do rozwiązywania zadań praktycznych. |
| 3,0 | Student potrafi zastosować wiedzę teoretyczną do rozwiązywania zadań praktycznych w ograniczonym zakresie. | |
| 3,5 | Student potrafi poprawnie wykorzystać wiedzę teoretyczną do rozwiązywania zadań praktycznych. | |
| 4,0 | Student potrafi zastosować całą zdobytą wiedzę teoretyczną do rozwiązywania zadań praktycznych. | |
| 4,5 | Student potrafi przeprowadzić dyskusję o wynikach uzyskanych w zadaniach praktycznych. | |
| 5,0 | Student potrafi przeprowadzić dyskusje wyników i uzasadnić dokonane wybory. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_B03_K01 Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych oraz potrafi odpowiednio określić priorytety służące do realizacji zadania - projektu procesowego. | 2,0 | |
| 3,0 | Student w podstawowym stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia się i doskonalenia zawodowego | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Stadnicki J., Teoria i praktyka rozwiązywania zadań optymalizacji., WNT, Warszawa, 2006
- Sieniutycz S., Optymalizacja w inżynierii procesowej., WNT, Warszawa, 1991
- Krupiczka R., Optymalizacja procesowa., Dział Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1998
- Haba A., Ekonomika i optymalizacja w procesach przemysłu chemicznego, Wydaw. Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1985
- Findeisen W., Szymanowski J., Wierzbicki A., Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji, PWN, Warszawa, 1980
- Zangwill W. I., Programowanie nieliniowe, WNT, Warszawa, 1974