ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2023/2024 / Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki / Mechatronika (S2) / Sylabus przedmiotu - Modelowanie w projektowaniu maszyn i procesów

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S2)

Sylabus przedmiotu Modelowanie w projektowaniu maszyn i procesów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Mechatronika
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Modelowanie w projektowaniu maszyn i procesów
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Mechatroniki
Nauczyciel odpowiedzialny	Piotr Pawełko <Piotr.Pawelko@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Michał Dolata <Michal.Dolata@zut.edu.pl>, Piotr Pawełko <Piotr.Pawelko@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	1	15	1,0	1,00	zaliczenie
laboratoria	L	2	30	2,0	1,00	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Znajomość podstawowych zagadnień z: - mechaniki technicznej, - podstawy konstrukcji maszyn, - modelowania CAD

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem kształcenia jest ukształtowanie umiejętności w zakresie tworzenia modeli obliczeniowych oraz obliczeń elementów maszyn w systemie MES
C-2	Nabycie wiedzy w zakresie modelowania układów mechanicznych z wykorzystaniem technik komputerowych CAD i CAE.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Modelowanie CAD - podstawy	4
T-L-2	Parametryzacja modeli w środowisku CAD	2
T-L-3	Analiza wytrzymałościowa modelu CAD z wykorzystaniem modułu MES w odniesieniu do metod analitycznych	2
T-L-4	Optymalizacja modelu CAD z wykorzytaniem MES na podstawie określonej funkcji celu	2
T-L-5	Modelowanie układu służącego do analiza przepływu cieczy przez rozpatrywany fragment instalacji.	2
T-L-6	Zaliczenie 1-szej części ćwiczeń laboratoryjnych	2
T-L-7	Modele matematyczne i fizyczne w środowsku AMESIM	4
T-L-8	Modelowanie układu hydraulicznego na podstawie schematu funkcjonalnego: Festo FluidSim, AMESIM	4
T-L-9	Modelowanie dynamiki układu w środowisku AMESIM	4
T-L-10	Analiza kinematyki zespołu roboczego z wykorzytaniem CAx	2
T-L-11	Zaliczenie 2-giej części ćwiczeń laboratoryjnych	2
		30
wykłady
T-W-1	Środowska aplikacyjne komputerowego wspomagania prac inżynierskich	2
T-W-2	Modelowanie geometryczne z wykorzystaniem śrdowiska CAD	2
T-W-3	Parametryzacja modeli geometrycznych w środowisku CAD	2
T-W-4	Aplikacjne wykorzystanie MES do optymalizacji modelu CAD	2
T-W-5	Solvery MES zaimplementowane do środowisk CAD - statyka, dynamika, termika, przepływy	3
T-W-6	Modele matematyczne i fizyczne w aplikacjach CAx	2
T-W-7	Integracja systemów modelowania i analiz CAx	2
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
A-L-2	Przygotowanie do zajęć	15
A-L-3	Przygotowanie do zaliczenia	5
		50
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Konsultacje	2
A-W-3	Przygotowanie do zajęć	8
		25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny / typowe środki audiowizualne ( tablica, rzutnik)
M-2	ćwiczenia laboratoryjne - symulacje zachowań modeli wirtualnych z wykorzytaniem oprogramowania CAD CAE

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie zaliczenia z prac kontrolnych
S-2	Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów składa się z części praktycznej i teoretycznej. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń laboratoryjnych.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
ME_2A_C08_W01 W wyniku przeprowadzonego procesu dydaktycznego student powinien być w stanie objaśnić zasady modelowania trójwymiarowego wykorzytywanego w modelerach CAD. Nazywa, rozpoznaje, potrafi scharakteryzować modele matematyczne, fizyczne i geometryczne. Stosuje narzędzia CAx do budowy i sumulacji działania modeli.	ME_2A_W03, ME_2A_W04, ME_2A_W06, ME_2A_W07	—	—	C-2	T-L-1, T-W-1, T-W-5, T-W-7, T-W-6	M-1, M-2	S-2, S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
ME_2A_C08_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie modelować i symulować działnie prostych urządzeń oraz powinien dokonać analizy ich właściwości. Posiada umiejętność prawidłowego doboru środowiska CAx do modelowania i symulacji właściwych cech projektowanych urządzeń	ME_2A_U16, ME_2A_U17, ME_2A_U20	—	—	C-2	T-L-2, T-L-7, T-L-3, T-L-5, T-L-8, T-L-9	M-2	S-1

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
ME_2A_C08_K01 Student posiada aktywną postawę w procesie modelowania części maszyn i urządzeń. Potrafi zaprojekować nowye jak i weryfikowaći działanie istniejących rozwiązań konstrukcyjnych.	ME_2A_K02, ME_2A_K03	—	—	C-2	T-L-2, T-W-1, T-W-5, T-W-6	M-2	S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
ME_2A_C08_W01 W wyniku przeprowadzonego procesu dydaktycznego student powinien być w stanie objaśnić zasady modelowania trójwymiarowego wykorzytywanego w modelerach CAD. Nazywa, rozpoznaje, potrafi scharakteryzować modele matematyczne, fizyczne i geometryczne. Stosuje narzędzia CAx do budowy i sumulacji działania modeli.	2,0	Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
	3,0	Student opanował wiedzę z przedmiotu. Nie potrafi wykorzystać jej w sposób kreatywny. Popełnia błędy.
	3,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Student opanował wiedzę z przedmiotu. Nie potrafi wykorzystać jej w sposób kreatywny. Jest w stanie dokonać analizy problemu i zaproponować typowe rozwiązanie. Popełnia nieliczne błędy.
	4,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student wykorzystuje przyswojoną wiedzę w sposób kreatywny. Analizuje problem i proponuje nieszablonowe rozwiązania. Nie popełnia błędów.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
ME_2A_C08_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie modelować i symulować działnie prostych urządzeń oraz powinien dokonać analizy ich właściwości. Posiada umiejętność prawidłowego doboru środowiska CAx do modelowania i symulacji właściwych cech projektowanych urządzeń	2,0	Nie jest w stanie prowidłowo zamodelować układu
	3,0	Student realizuje ćwiczenia praktyczne w sposób bierny. Wnioskowanie na podstawie uzyskanych danych realizuje poprawnie ale sprawia mu to trudności.
	3,5	Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Bierze czynny udział w ćwiczeniach laboratoryjnych. Wyciąga poprawne wnioski na podstawie przeprowadzonych symulacji.
	4,5	Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student realizuje ćwiaczenia w sposób aktywny. Ma umiejętność kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Potrafi ocenić wyniki analiz i wyciągnąć prawidłowe wnioski na ich podstawie. Jest w stanie zaproponować modyfikację modelu w celu osiągnięcia zamierzonego rezultatu.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
ME_2A_C08_K01 Student posiada aktywną postawę w procesie modelowania części maszyn i urządzeń. Potrafi zaprojekować nowye jak i weryfikowaći działanie istniejących rozwiązań konstrukcyjnych.	2,0	Student nie wykazuje kompetencji w żadnym z zakresów realizacji modeli maszyn i urządzeń.
	3,0	Student umiejętnie dobiera środowisko CAx do tworzenia modeli elementów maszyn i urządzeń.
	3,5	Student umiejętnie tworzy modele projektowanego układu. Potrafi opisać zasady dziłania układów.
	4,0	Student wykazuje zdolność poprawnego wyboru środowiska CAx w wykonywaniu zadania projektowego. Potrafi wykorzystać narzędzia inżynierskie przy prowadzeniu procesu projektowania.
	4,5	Student bez pomocy wykonuje zadania projektowe. Czynnie analizuje zdolność funkcjonalną projektowanego układu, świadmie podejmuje decyzje o jego modyfikacjiach.
	5,0	Student wykazuje pełen zakres umiejętności w wykonywaniu zadania projektowego. Czynnie analizuje zdolność funkcjonalną projektowanego układu, świadmie podejmuje decyzje o jego modyfikacjiach ze względu na parametry projektowe.

Literatura podstawowa

Z. Rusiński, J. Czmochowski, T. Smolnicki, Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych., Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2000
Lisowski E., Modelowanie geometrii elementów maszyn i urządzeń w systemach CAD 3D z przykładami w SolidWorks, Solid Edge i Pro/Engineer, PK, Kraków, 2003

Literatura dodatkowa

Chlebus E., Techniki komputerowe CAx w inżynierii produkcji, WNT, Warszawa, 2000

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Modelowanie CAD - podstawy	4
T-L-2	Parametryzacja modeli w środowisku CAD	2
T-L-3	Analiza wytrzymałościowa modelu CAD z wykorzystaniem modułu MES w odniesieniu do metod analitycznych	2
T-L-4	Optymalizacja modelu CAD z wykorzytaniem MES na podstawie określonej funkcji celu	2
T-L-5	Modelowanie układu służącego do analiza przepływu cieczy przez rozpatrywany fragment instalacji.	2
T-L-6	Zaliczenie 1-szej części ćwiczeń laboratoryjnych	2
T-L-7	Modele matematyczne i fizyczne w środowsku AMESIM	4
T-L-8	Modelowanie układu hydraulicznego na podstawie schematu funkcjonalnego: Festo FluidSim, AMESIM	4
T-L-9	Modelowanie dynamiki układu w środowisku AMESIM	4
T-L-10	Analiza kinematyki zespołu roboczego z wykorzytaniem CAx	2
T-L-11	Zaliczenie 2-giej części ćwiczeń laboratoryjnych	2
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Środowska aplikacyjne komputerowego wspomagania prac inżynierskich	2
T-W-2	Modelowanie geometryczne z wykorzystaniem śrdowiska CAD	2
T-W-3	Parametryzacja modeli geometrycznych w środowisku CAD	2
T-W-4	Aplikacjne wykorzystanie MES do optymalizacji modelu CAD	2
T-W-5	Solvery MES zaimplementowane do środowisk CAD - statyka, dynamika, termika, przepływy	3
T-W-6	Modele matematyczne i fizyczne w aplikacjach CAx	2
T-W-7	Integracja systemów modelowania i analiz CAx	2
		15

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
A-L-2	Przygotowanie do zajęć	15
A-L-3	Przygotowanie do zaliczenia	5
		50

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Konsultacje	2
A-W-3	Przygotowanie do zajęć	8
		25

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	ME_2A_C08_W01	W wyniku przeprowadzonego procesu dydaktycznego student powinien być w stanie objaśnić zasady modelowania trójwymiarowego wykorzytywanego w modelerach CAD. Nazywa, rozpoznaje, potrafi scharakteryzować modele matematyczne, fizyczne i geometryczne. Stosuje narzędzia CAx do budowy i sumulacji działania modeli.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	ME_2A_W03	zna zaawansowane metody, techniki, narzędzia i technologie stosowane w obszarze mechatroniki
	ME_2A_W04	ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zaawansowanego modelowania i symulacji układów mechatronicznych
	ME_2A_W06	ma wiedzę o aktualnych trendach rozwojowych i osiągnięciach z zakresu mechatroniki
	ME_2A_W07	zna podstawowe praktyczne metody, techniki, narzędzia stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich
Cel przedmiotu	C-2	Nabycie wiedzy w zakresie modelowania układów mechanicznych z wykorzystaniem technik komputerowych CAD i CAE.
Treści programowe	T-L-1	Modelowanie CAD - podstawy
	T-W-1	Środowska aplikacyjne komputerowego wspomagania prac inżynierskich
	T-W-5	Solvery MES zaimplementowane do środowisk CAD - statyka, dynamika, termika, przepływy
	T-W-7	Integracja systemów modelowania i analiz CAx
	T-W-6	Modele matematyczne i fizyczne w aplikacjach CAx
Metody nauczania	M-1	wykład informacyjny / typowe środki audiowizualne ( tablica, rzutnik)
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne - symulacje zachowań modeli wirtualnych z wykorzytaniem oprogramowania CAD CAE
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów składa się z części praktycznej i teoretycznej. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń laboratoryjnych.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie zaliczenia z prac kontrolnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
	3,0	Student opanował wiedzę z przedmiotu. Nie potrafi wykorzystać jej w sposób kreatywny. Popełnia błędy.
	3,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Student opanował wiedzę z przedmiotu. Nie potrafi wykorzystać jej w sposób kreatywny. Jest w stanie dokonać analizy problemu i zaproponować typowe rozwiązanie. Popełnia nieliczne błędy.
	4,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student wykorzystuje przyswojoną wiedzę w sposób kreatywny. Analizuje problem i proponuje nieszablonowe rozwiązania. Nie popełnia błędów.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	ME_2A_C08_U01	W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie modelować i symulować działnie prostych urządzeń oraz powinien dokonać analizy ich właściwości. Posiada umiejętność prawidłowego doboru środowiska CAx do modelowania i symulacji właściwych cech projektowanych urządzeń
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	ME_2A_U16	potrafi wykonać analizę i zaproponować innowacyjne ulepszenia istniejących rozwiązań technicznych lub technologicznych
	ME_2A_U17	posiada umiejętność doboru technik i narzędzi potrzebnych do wykonania zadania projektowego oraz samodzielnego wykonywania podstawowych projektów układów mechatronicznych
	ME_2A_U20	potrafi dokonywać doboru metod symulacji, prognozowania i optymalizacji w celu rozwiązania nietypowych problemów technicznych
Cel przedmiotu	C-2	Nabycie wiedzy w zakresie modelowania układów mechanicznych z wykorzystaniem technik komputerowych CAD i CAE.
Treści programowe	T-L-2	Parametryzacja modeli w środowisku CAD
	T-L-7	Modele matematyczne i fizyczne w środowsku AMESIM
	T-L-3	Analiza wytrzymałościowa modelu CAD z wykorzystaniem modułu MES w odniesieniu do metod analitycznych
	T-L-5	Modelowanie układu służącego do analiza przepływu cieczy przez rozpatrywany fragment instalacji.
	T-L-8	Modelowanie układu hydraulicznego na podstawie schematu funkcjonalnego: Festo FluidSim, AMESIM
	T-L-9	Modelowanie dynamiki układu w środowisku AMESIM
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne - symulacje zachowań modeli wirtualnych z wykorzytaniem oprogramowania CAD CAE
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie zaliczenia z prac kontrolnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Nie jest w stanie prowidłowo zamodelować układu
	3,0	Student realizuje ćwiczenia praktyczne w sposób bierny. Wnioskowanie na podstawie uzyskanych danych realizuje poprawnie ale sprawia mu to trudności.
	3,5	Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Bierze czynny udział w ćwiczeniach laboratoryjnych. Wyciąga poprawne wnioski na podstawie przeprowadzonych symulacji.
	4,5	Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student realizuje ćwiaczenia w sposób aktywny. Ma umiejętność kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Potrafi ocenić wyniki analiz i wyciągnąć prawidłowe wnioski na ich podstawie. Jest w stanie zaproponować modyfikację modelu w celu osiągnięcia zamierzonego rezultatu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	ME_2A_C08_K01	Student posiada aktywną postawę w procesie modelowania części maszyn i urządzeń. Potrafi zaprojekować nowye jak i weryfikowaći działanie istniejących rozwiązań konstrukcyjnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	ME_2A_K02	wykorzystuje wiedzę ekspertów w przypadku trudności z samodzielnym rozwiązaniem problemu
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	ME_2A_K03	potrafi krytycznie oceniać swoją wiedzę i pojawiające się nowe treści
Cel przedmiotu	C-2	Nabycie wiedzy w zakresie modelowania układów mechanicznych z wykorzystaniem technik komputerowych CAD i CAE.
Treści programowe	T-L-2	Parametryzacja modeli w środowisku CAD
	T-W-1	Środowska aplikacyjne komputerowego wspomagania prac inżynierskich
	T-W-5	Solvery MES zaimplementowane do środowisk CAD - statyka, dynamika, termika, przepływy
	T-W-6	Modele matematyczne i fizyczne w aplikacjach CAx
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne - symulacje zachowań modeli wirtualnych z wykorzytaniem oprogramowania CAD CAE
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie zaliczenia z prac kontrolnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie wykazuje kompetencji w żadnym z zakresów realizacji modeli maszyn i urządzeń.
	3,0	Student umiejętnie dobiera środowisko CAx do tworzenia modeli elementów maszyn i urządzeń.
	3,5	Student umiejętnie tworzy modele projektowanego układu. Potrafi opisać zasady dziłania układów.
	4,0	Student wykazuje zdolność poprawnego wyboru środowiska CAx w wykonywaniu zadania projektowego. Potrafi wykorzystać narzędzia inżynierskie przy prowadzeniu procesu projektowania.
	4,5	Student bez pomocy wykonuje zadania projektowe. Czynnie analizuje zdolność funkcjonalną projektowanego układu, świadmie podejmuje decyzje o jego modyfikacjiach.
	5,0	Student wykazuje pełen zakres umiejętności w wykonywaniu zadania projektowego. Czynnie analizuje zdolność funkcjonalną projektowanego układu, świadmie podejmuje decyzje o jego modyfikacjiach ze względu na parametry projektowe.