Wydział Techniki Morskiej i Transportu - Oceanotechnika (S1)
specjalność: Budowa i eksploatacja siłowni okrętowych
Sylabus przedmiotu Projektowanie i optymalizacja konstrukcji:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Oceanotechnika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Projektowanie i optymalizacja konstrukcji | ||
| Specjalność | Budowa obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Konstrukcji, Mechaniki i Technologii Okrętów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Zbigniew Sekulski <Zbigniew.Sekulski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Zbigniew Sekulski <Zbigniew.Sekulski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Elementy matematyki, mechaniki ogólnej, rysunku technicznego, wytrzymałości materiałów, metaloznawstwa z poprzedzających semestrów. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Nabycie umiejętności czytania ze zrozumieniem dokumentacji konstrukcyjnej oraz projektowania konstrukcyjnego typowych węzłów konstrukcyjnych różnych typów obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Optymalizacja przykładowych funkcji analitycznych wybranymi metodami optymalizacji. | 5 |
| T-A-2 | Sformułowanie zadania i modelu optymalizacyjnego w projektowaniu konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 2 |
| T-A-3 | Rozwiązanie sformułowanego zadania optymalizacji wybraną metodą. Dyskusja wyników. | 7 |
| T-A-4 | Zaliczenie zajęć. | 1 |
| 15 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Zapoznanie się z aktami normatywnymi dotyczącymi projektowania konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 2 |
| T-P-2 | Zapoznanie się z projektową dokumentacją konstrukcyjną obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 4 |
| T-P-3 | Sformułowanie zadania projektowego konstrukcji obiektu offshore lub konstrukcji wielkowymiarowej. | 2 |
| T-P-4 | Opracowanie projektu konstrukcji obiektu offshore lub konstrukcji wielkowymiarowej na podstawie sformułowanego wcześniej zadania projektowego. | 20 |
| T-P-5 | Zaliczenie zajęć. | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe cechy konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 2 |
| T-W-2 | Normy i przepisy dotyczące projektowania konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 2 |
| T-W-3 | Materiały i wyroby do budowy konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 4 |
| T-W-4 | Rodzaje i charakterystyka elementów konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych: pręty, elementy powierzchniowe, cięgna. | 4 |
| T-W-5 | Ochrona konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych przed korozją i ogniem. | 2 |
| T-W-6 | Wybrane zagadnienia technologii, łączenie elementów konstrukcyjnych obiektów offshore i obiektów wielkowymiarowych. | 2 |
| T-W-7 | Podstawy wymiarowania konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych: metody wymiarowania, obciążenia, stan graniczny nośności, stan graniczny użytkowania. | 4 |
| T-W-8 | Klasyfikacja przekrojów elementów konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, elementy rozciągane osiowo, elementy zginane, elementy ściskane mimośrodowo (ściskanie i zginanie). Stateczność miejscowa elementów konstrukcyjnych. | 2 |
| T-W-9 | Podstawowe określenia dotyczące optymalizacji konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych (zadanie optymalizacji, rozwiązanie zadania optymalizacji, kryteria optymalizacji, przestrzeń rozwiązań, przestrzeń celów, rodzaje optimów i in.). | 2 |
| T-W-10 | Ogólne sformułowanie zadania optymalizacji. Systematyka i przegląd zadań optymalizacji w projektowaniu konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 2 |
| T-W-11 | Ogólne sformułowanie algorytmu optymalizacji. Systematyka i przegląd algorytmów optymalizacji pod względem zastosowań do rozwiązywania zadań optymalizacji konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych. | 2 |
| T-W-12 | Omówienie wybranych algorytmów optymalizacji: algorytmy poszukiwania (pośrednie, bezpośrednie), algorytmy przeszukiwania (systematycznego przeszukiwania, losowego przeszukiwania), algorytmy adaptacyjne (symulowanego wyżarzania, przeszukiwanie z tabu, ewolucyjne). | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestniczenie w zajęciach audytoryjnych. | 15 |
| A-A-2 | Praca własna nad zadanymi problemami. | 8 |
| A-A-3 | Przygotowanie się do zaliczenia ćwiczeń. | 2 |
| 25 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach audytoryjnych. | 30 |
| A-P-2 | Praca wlasna nad zadanymi problemami. | 15 |
| A-P-3 | Przygotowanie się do zaliczenia zajęć. | 5 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 30 |
| A-W-2 | Własne studia literaturowe. | 15 |
| A-W-3 | Przygotowanie się do egzaminu. | 5 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład problemowy, wykład informacyjny, objaśnianie i wyjaśnianie. |
| M-2 | Ćwiczenia przedmiotowe - ćwiczenia obliczeniowe ręczne i z wykorzystaniem komputerów. |
| M-3 | Ćwiczenia projektowe - opracowanie projektów na zadany temat. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena aktywności studenta na zajęciach. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena ćwiczeń zadanych do samodzielnego wykonania. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena prac projektowych zadanych do samodzielnego wykonania w domu. |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Ocena z egzaminu pisemnego. |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O_1A_D3-03_W01 Absolwent ma wiedzę w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. | O_1A_W18 | T1A_W04, T1A_W07 | InzA_W02 | 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, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-4 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O_1A_D3-03_U01 Absolwent potrafi dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji obiektów offshore oraz konstrukcji wielkowymiarowych zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. | O_1A_U07, O_1A_U13 | T1A_U13, T1A_U16 | InzA_U05, InzA_U08 | C-1 | T-P-1, T-P-2, T-P-3, T-P-5, T-P-4 | M-3 | S-3 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O_1A_D3-03_K01 Absolwent potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy oraz ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę. | O_1A_K04, O_1A_K05 | T1A_K03, T1A_K04, T1A_K06 | InzA_K01, InzA_K02 | C-1 | T-A-4, T-P-5, T-P-4 | M-2, M-3 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| O_1A_D3-03_W01 Absolwent ma wiedzę w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. | 2,0 | Absolwent nie posiada dostatecznej wiedzy w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. |
| 3,0 | Absolwent posiada minimalną zadowalającą wiedzę w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. | |
| 3,5 | Absolwent posiada zadowalającą wiedzę, ze znaczącymi brakami, w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. | |
| 4,0 | Absolwent posiada generalnie znaczną wiedzę, z szeregiem zauważalnych błędów, w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. | |
| 4,5 | Absolwent posiada wiedzę powyżej średniego standardu, z pewnymi błędami, w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. | |
| 5,0 | Absolwent posiada głęboką wiedzę, z niewielką liczbą drobnych błędów, w zakresie konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| O_1A_D3-03_U01 Absolwent potrafi dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji obiektów offshore i konstrukcji wielkowymiarowych oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji obiektów offshore oraz konstrukcji wielkowymiarowych zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. | 2,0 | Absolwent nie potrafi zadowalająco dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. |
| 3,0 | Absolwent potrafi, na minimalnym akceptowalnym poziomie, dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. | |
| 3,5 | Absolwent potrafi zadowalająco ale ze znaczącymi brakami, dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. | |
| 4,0 | Absolwent potrafi dobrze, z dopuszczeniem jedynie niewielkiej liczby zauważalnych błędów, dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. | |
| 4,5 | Absolwent potrafi dokonać powyżej średniego standardu, z pewnymi błędami, inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. | |
| 5,0 | Absolwent potrafi bardzo dobrze, z dopuszczeniem jedynie niewielkiej liczby drugorzędnych błędów, dokonać inwentaryzacji oraz krytycznej analizy funkcjonowania konstrukcji oraz zaprojektować wybrane węzły konstrukcji zgodnie z zadaną specyfikacją, z uwzględnieniem wymogów towarzystw klasyfikacyjnych, norm oraz przepisów i zasad praktyki inżynierskiej. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| O_1A_D3-03_K01 Absolwent potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy oraz ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę. | 2,0 | Absolwent nie potrafi zadowalająco myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy oraz nie posiada świadomości odpowiedzialności za własną pracę. |
| 3,0 | Absolwent przejawia niski poziom myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy oraz niską świadomość odpowiedzialności za własną pracę. | |
| 3,5 | Absolwent przejawia zadowalający poziom myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy oraz zadowalającą wysokość świadomości odpowiedzialności za własną pracę. | |
| 4,0 | Absolwent przejawia znaczny poziom myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy oraz nie posiada znaczną świadomość odpowiedzialności za własną pracę. | |
| 4,5 | Absolwent przejawia wysoki poziom myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy oraz posiada wysoką świadomość odpowiedzialności za własną pracę. | |
| 5,0 | Absolwent przejawia bardzo wysoki poziom myślenia i działania w sposób przedsiębiorczy oraz posiada bardzo wysoką świadomość odpowiedzialności za własną pracę. |
Literatura podstawowa
- Łubiński M., Filipowicz A., Żółtowski W., Konstrukcje metalowe. Część 1, Wydawnictwo „Arkady”, Warszawa, 1986
- Włodarczyk W., Konstrukcje stalowe. Cz. 1. Podstawy projektowania, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1997
- Chakrabarti S., Handbook of Offshore Engineering, Elsevier Ocean Engineering, 2005
- Faltinsen O.M., Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge Ocean Technology, 1993
- Gerwick B.C., Construction of Marine and Offshore Structures, 2007
- Amborski K., Podstawy metod optymalizacji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2009
- Kusiak J., Danielewska-Tułecka A., Oprocha P., Optymalizacja, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009
- Popov O.S., Metody numeryczne i optymalizacja, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1999
- Stadnicki J., Teoria i praktyka rozwiązywania zadań optymalizacji, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2006
Literatura dodatkowa
- Paik J.K., Thayamballi A.K., Ship-shaped Offshore Installations: Design, Building, and Operation, 2007
- Cydejko J., Puchalski J., Rutkowski G., Statki i technologie off-shore w zarysie, Trademar, Gdynia, 2011
- Osiński Z., Wróbel J., Teoria konstrukcji, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1985
- Szymczak Cz., Elementy teorii projektowania, PWN, Warszawa, 1998
- Tarnowski W., Optymalizacja i polioptymalizacja w technice, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin, 2011
- Sekulski Z., Wybrane problemy optymalizacji wielokryterialnej we wstępnym projektowaniu konstrukcji kadłuba statków morskich, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, Szczecin, 2012