Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)

Sylabus przedmiotu Diagnostyka układów mechatronicznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechatronika
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Diagnostyka układów mechatronicznych
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Andrzej Bodnar <Andrzej.Bodnar@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Marcin Hoffmann <Marcin.Hoffmann@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 5 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA6 15 1,00,41zaliczenie
wykładyW6 15 1,00,59zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wymagana jest znajomość podstaw elektrotechniki i elektroniki, miernictwa, rachunku macierzowego i równań różniczkowych.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem poznawczym tego przedmiotu jest przekazanie studentom wiedzy na temat podstawowych metod diagnostyki układów mechanicznych i elektronicznych, oceny ich niezawodności oraz rozwiązań praktycznych układów nadzorowania oraz zasad wykonywania czynności obsługowych.
C-2W ramach przedmiotu student nabywa umiejętności budowy układów pomiarowych i algorytmów przetwarzania sygnałów i wnioskowania diagnostycznego oraz obliczania niezawodności prostych systemów.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Obliczanie niezawodności systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania. Wykorzystanie modeli obiektów. Analiza sygnałów diagnostycznych. Szacowanie wartości granicznych i niepewności. Analiza wybranych algorytmów diagnostycznych, systemów monitorowania i nadzoru.15
15
wykłady
T-W-1Pojęcie diagnostyki, jej rola i zadania. Podstawy metodologiczne i koncepcje diagnozowania. Modele diagnostyczne. Wykorzystanie modeli obiektów. Metody analizy sygnałów diagnostycznych; symptomy. Wartości graniczne, niepewność. Lokalizacja uszkodzeń. Wybrane przykłady algorytmów diagnostycznych (klasyfikacja, rozpoznawanie wzorców, systemy doradcze, systemy sztucznej inteligencji). Metody pozyskiwania wiedzy diagnostycznej. Monitorowanie i systemy nadzoru. Diagnostyka układów elektronicznych.9
T-W-2Pojęcia trwałości i niezawodności. Empiryczne miary niezawodności. Funkcja niezawodności; funkcja ryzyka. Zastosowanie różnych rozkładów prawdopodobieństwa w modelowaniu procesów życia obiektów. Układy szeregowe, równoległe i złożone. Modele uszkodzeń. Przykłady oceny niezawodności. Podnoszenie niezawodności i jej koszty; redundancja. Testowanie żywotności. Niezawodność systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania.6
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-A-2Analiza literatury.8
A-A-3Przygotowanie do zaliczenia.6
A-A-4Konsultacje.1
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-W-2Analiza treści wykładów i studiowanie literatury.9
A-W-3Przygotowanie do kolokwium.4
A-W-4Konsultacje.2
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych. Ćwiczenia audytoryjne o charakterze analityczno-obliczeniowym pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Kolokwium sprawdzające wiedzę przekazaną w czasie ćwiczeń audytoryjnych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C02-2_W01
Pozyskanie wiedzy na temat sposobów formułowania symptomów stanu, wnioskowania diagnostycznego oraz praktycznych rozwiązań systemów diagnostyki i nadzoru. Pozyskanie wiedzy w zakresie podstaw teorii niezawodności i sposobów oceny niezawodności prostych systemów.
ME_1A_W06T1A_W06InzA_W01C-2, C-1T-W-1, T-W-2, T-A-1M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C02-2_U01
Student nabywa umiejętności diagnozowania niektórych niesprawności w układach mechatronicznych. Potrafi projektować układy pomiarowe oraz przetwarzać sygnały dla celów diagnostyki i nadzoru. Potrafi rozwiązywać proste zadania z zakresu niezawodności układów mechatronicznych.
ME_1A_U06T1A_U03, T1A_U07, T1A_U08InzA_U01, InzA_U02C-2T-W-1, T-A-1M-1S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ME_1A_C02-2_W01
Pozyskanie wiedzy na temat sposobów formułowania symptomów stanu, wnioskowania diagnostycznego oraz praktycznych rozwiązań systemów diagnostyki i nadzoru. Pozyskanie wiedzy w zakresie podstaw teorii niezawodności i sposobów oceny niezawodności prostych systemów.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu - nie został osiągnięty zamierzony efekt kształcenia.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z akresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student w pełni opanował wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ME_1A_C02-2_U01
Student nabywa umiejętności diagnozowania niektórych niesprawności w układach mechatronicznych. Potrafi projektować układy pomiarowe oraz przetwarzać sygnały dla celów diagnostyki i nadzoru. Potrafi rozwiązywać proste zadania z zakresu niezawodności układów mechatronicznych.
2,0Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań diagnostycznych. Przy wykonywaniu obliczeń nie potrafi dostosować ich do warunków zadania i ma duże problemy z formułowaniem wniosków. Nie potrafi poprawnie projektować ikładów pomiarowych.
3,0Student rozwiązuje zadania metodami nieoptymalnymi. Popełnia pomyłki w obliczeniach. Ćwiczenia audytoryjne realizuje poprawnie, ale w sposób bierny.
3,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania najczęściej rozwiązuje metodami optymalnymi. Zadania rozwiązuje poprawnie, jest aktywny, potrafi interpretować wyniki analiz. W stopniu dobrym opanował terminologię z zakresu przedmiotu.
4,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania rozwiązuje metodami optymalnymi. Potrafi wykorzystywać właściwe techniki komputerowe. Ćwiczenia obliczeniowe realizuje wzorowo, w sposób aktywny, potrafi ocenić metodę i wyniki analizy. Opanował terminologię diagnostyki i teorii niezawodności.

Literatura podstawowa

  1. Cempel Cz., Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn, WNT, Warszawa, 1982
  2. Żółtowski B., Podstawy diagnostyki maszyn, Wydaw. Uczeln. ATR w Bydgoszczy, Bydgoszcz, 1996

Literatura dodatkowa

  1. Grosh D.L., A primer of reliability theory, Wiley, New York, 1989
  2. Natke H.G., Cempel C., Model-Aided diagnosis of mechanical systems. Fundamentals, detection, localization, assessment, Springer, Berlin, 1997
  3. Rutkowski J., Słownikowe metody diagnostyczne analogowych układów elektronicznych, WKŁ, Warszawa, 2003

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Obliczanie niezawodności systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania. Wykorzystanie modeli obiektów. Analiza sygnałów diagnostycznych. Szacowanie wartości granicznych i niepewności. Analiza wybranych algorytmów diagnostycznych, systemów monitorowania i nadzoru.15
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Pojęcie diagnostyki, jej rola i zadania. Podstawy metodologiczne i koncepcje diagnozowania. Modele diagnostyczne. Wykorzystanie modeli obiektów. Metody analizy sygnałów diagnostycznych; symptomy. Wartości graniczne, niepewność. Lokalizacja uszkodzeń. Wybrane przykłady algorytmów diagnostycznych (klasyfikacja, rozpoznawanie wzorców, systemy doradcze, systemy sztucznej inteligencji). Metody pozyskiwania wiedzy diagnostycznej. Monitorowanie i systemy nadzoru. Diagnostyka układów elektronicznych.9
T-W-2Pojęcia trwałości i niezawodności. Empiryczne miary niezawodności. Funkcja niezawodności; funkcja ryzyka. Zastosowanie różnych rozkładów prawdopodobieństwa w modelowaniu procesów życia obiektów. Układy szeregowe, równoległe i złożone. Modele uszkodzeń. Przykłady oceny niezawodności. Podnoszenie niezawodności i jej koszty; redundancja. Testowanie żywotności. Niezawodność systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania.6
15

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-A-2Analiza literatury.8
A-A-3Przygotowanie do zaliczenia.6
A-A-4Konsultacje.1
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-W-2Analiza treści wykładów i studiowanie literatury.9
A-W-3Przygotowanie do kolokwium.4
A-W-4Konsultacje.2
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C02-2_W01Pozyskanie wiedzy na temat sposobów formułowania symptomów stanu, wnioskowania diagnostycznego oraz praktycznych rozwiązań systemów diagnostyki i nadzoru. Pozyskanie wiedzy w zakresie podstaw teorii niezawodności i sposobów oceny niezawodności prostych systemów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_W06Ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń mechatronicznych, metodach diagnostyki ich awarii i stopnia zużycia oraz konserwacji.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W06ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W01ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych
Cel przedmiotuC-2W ramach przedmiotu student nabywa umiejętności budowy układów pomiarowych i algorytmów przetwarzania sygnałów i wnioskowania diagnostycznego oraz obliczania niezawodności prostych systemów.
C-1Celem poznawczym tego przedmiotu jest przekazanie studentom wiedzy na temat podstawowych metod diagnostyki układów mechanicznych i elektronicznych, oceny ich niezawodności oraz rozwiązań praktycznych układów nadzorowania oraz zasad wykonywania czynności obsługowych.
Treści programoweT-W-1Pojęcie diagnostyki, jej rola i zadania. Podstawy metodologiczne i koncepcje diagnozowania. Modele diagnostyczne. Wykorzystanie modeli obiektów. Metody analizy sygnałów diagnostycznych; symptomy. Wartości graniczne, niepewność. Lokalizacja uszkodzeń. Wybrane przykłady algorytmów diagnostycznych (klasyfikacja, rozpoznawanie wzorców, systemy doradcze, systemy sztucznej inteligencji). Metody pozyskiwania wiedzy diagnostycznej. Monitorowanie i systemy nadzoru. Diagnostyka układów elektronicznych.
T-W-2Pojęcia trwałości i niezawodności. Empiryczne miary niezawodności. Funkcja niezawodności; funkcja ryzyka. Zastosowanie różnych rozkładów prawdopodobieństwa w modelowaniu procesów życia obiektów. Układy szeregowe, równoległe i złożone. Modele uszkodzeń. Przykłady oceny niezawodności. Podnoszenie niezawodności i jej koszty; redundancja. Testowanie żywotności. Niezawodność systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania.
T-A-1Obliczanie niezawodności systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania. Wykorzystanie modeli obiektów. Analiza sygnałów diagnostycznych. Szacowanie wartości granicznych i niepewności. Analiza wybranych algorytmów diagnostycznych, systemów monitorowania i nadzoru.
Metody nauczaniaM-1Wykład ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych. Ćwiczenia audytoryjne o charakterze analityczno-obliczeniowym pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Kolokwium sprawdzające wiedzę przekazaną w czasie ćwiczeń audytoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu - nie został osiągnięty zamierzony efekt kształcenia.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z akresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student w pełni opanował wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C02-2_U01Student nabywa umiejętności diagnozowania niektórych niesprawności w układach mechatronicznych. Potrafi projektować układy pomiarowe oraz przetwarzać sygnały dla celów diagnostyki i nadzoru. Potrafi rozwiązywać proste zadania z zakresu niezawodności układów mechatronicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_U06Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym procesy projektowania, symulacji i badań układów mechanicznych, elektrycznych i mechatronicznych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U03potrafi przygotować w języku polskim i języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, dobrze udokumentowane opracowanie problemów z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
Cel przedmiotuC-2W ramach przedmiotu student nabywa umiejętności budowy układów pomiarowych i algorytmów przetwarzania sygnałów i wnioskowania diagnostycznego oraz obliczania niezawodności prostych systemów.
Treści programoweT-W-1Pojęcie diagnostyki, jej rola i zadania. Podstawy metodologiczne i koncepcje diagnozowania. Modele diagnostyczne. Wykorzystanie modeli obiektów. Metody analizy sygnałów diagnostycznych; symptomy. Wartości graniczne, niepewność. Lokalizacja uszkodzeń. Wybrane przykłady algorytmów diagnostycznych (klasyfikacja, rozpoznawanie wzorców, systemy doradcze, systemy sztucznej inteligencji). Metody pozyskiwania wiedzy diagnostycznej. Monitorowanie i systemy nadzoru. Diagnostyka układów elektronicznych.
T-A-1Obliczanie niezawodności systemów mechatronicznych oraz analiza bezpieczeństwa ich użytkowania. Wykorzystanie modeli obiektów. Analiza sygnałów diagnostycznych. Szacowanie wartości granicznych i niepewności. Analiza wybranych algorytmów diagnostycznych, systemów monitorowania i nadzoru.
Metody nauczaniaM-1Wykład ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych. Ćwiczenia audytoryjne o charakterze analityczno-obliczeniowym pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Kolokwium sprawdzające wiedzę przekazaną w czasie ćwiczeń audytoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań diagnostycznych. Przy wykonywaniu obliczeń nie potrafi dostosować ich do warunków zadania i ma duże problemy z formułowaniem wniosków. Nie potrafi poprawnie projektować ikładów pomiarowych.
3,0Student rozwiązuje zadania metodami nieoptymalnymi. Popełnia pomyłki w obliczeniach. Ćwiczenia audytoryjne realizuje poprawnie, ale w sposób bierny.
3,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania najczęściej rozwiązuje metodami optymalnymi. Zadania rozwiązuje poprawnie, jest aktywny, potrafi interpretować wyniki analiz. W stopniu dobrym opanował terminologię z zakresu przedmiotu.
4,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania rozwiązuje metodami optymalnymi. Potrafi wykorzystywać właściwe techniki komputerowe. Ćwiczenia obliczeniowe realizuje wzorowo, w sposób aktywny, potrafi ocenić metodę i wyniki analizy. Opanował terminologię diagnostyki i teorii niezawodności.