ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2024/2025 / Wydział Elektryczny / Automatyka i robotyka (S1) / Sylabus przedmiotu - Prototypowanie i symulacja procesów produkcyjnych

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)

Sylabus przedmiotu Prototypowanie i symulacja procesów produkcyjnych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Automatyka i robotyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	inżynier
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Prototypowanie i symulacja procesów produkcyjnych
Specjalność	przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca	Katedra Automatyki i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny	Krzysztof Pietrusewicz <Krzysztof.Pietrusewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
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
laboratoria	L	6	30	2,0	0,38	zaliczenie
wykłady	W	6	10	1,0	0,62	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Programowanie sterowników PLC, systemy automatyki, instalacje elektryczne, modele dynamiczne systemów automatyki

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem przedmiotu jest zapoznanie się z podstawami teoretycznymi, standardami oraz metodami analizy i syntezy systemów produkcyjnych, z wykorzystaniem narzędzi ich prototypowania, w tym symulacji komputerowej. W części praktycznej celem jest zapoznanie studentów z narzędziami programowymi stosowanymi w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Wprowadzenie do przedmiotu, podstawy symulacji procesu.	2
T-L-2	Implementacja symulacji z wykorzystaniem zmiennych losowych.	2
T-L-3	Wykorzystanie metod szybkiego prototypowania do symulacji procesów przemysłowych.	2
T-L-4	Symulacja Hardware-in-the-Loop.	6
T-L-5	Symulacja procesu przemysłowego z wykorzystaniem zewnętrznych silników fizyki.	6
T-L-6	Modelowanie wieloetapowego procesu przemysłowego.	6
T-L-7	Analiza danych statystycznych symulacji.	2
T-L-8	Optymalizacja procesu przemysłowego.	2
T-L-9	Zaliczenie zajęć.	2
		30
wykłady
T-W-1	Idea symulacji procesów przemysłowych, przykładowe narzędzia, podejście Model Based Design.	2
T-W-2	Opracowywanie wymagań, projektowanie i wdrażanie modeli, MIL, SIL.	2
T-W-3	Testowanie, weryfikacja i walidacja rozwiązań, PIL, HIL.	2
T-W-4	Symulacja złożonych procesów produkcyjnych i logistycznych.	2
T-W-5	Model Based Design - studium przypadku. Zaliczenie zajęć wykładowych.	2
		10

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
A-L-2	Przygotowanie sprawozdań/projektów	14
A-L-3	Studia literaturowe	4
A-L-4	Konsultacje	2
		50
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w wykładach	10
A-W-2	Przygotowanie do zaliczenia wykładów	5
A-W-3	Studia literaturowe	10
		25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny
M-2	wykład problemowy
M-3	wykład z użyciem komputera
M-4	metoda przypadków
M-5	ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładu oraz oceny ze sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
S-2	Ocena formująca: Ocena postępów pracy studenta na podstawie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
S-3	Ocena formująca: Ocena aktywności na zajęciach 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
AR_1A_C108_W01 Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych.	AR_1A_W06	—	—	C-1	T-W-5, T-W-3, T-W-4, T-W-2, T-W-1	M-4, M-1, M-2, M-3	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
AR_1A_C108_U01 Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.	AR_1A_U04, AR_1A_U08	—	—	C-1	T-L-1, T-L-8, T-L-7, T-L-5, T-L-9, T-L-4, T-L-3, T-L-6, T-L-2	M-5, M-4	S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
AR_1A_C108_W01 Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych.	2,0	Student nie posiada wiedzy nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych.
	3,0	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	3,5	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,0	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,5	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	5,0	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
AR_1A_C108_U01 Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.	2,0	Student nie potrafi stosować narzędzi sprzętowo-programowe oraz języków modelowania stosowanych w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.
	3,0	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [50-65)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	3,5	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [65-78)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,0	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [78-86)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,5	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [86-91)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	5,0	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał co najmniej 91% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.

Literatura podstawowa

Murat M. Gunal (ed.), Simulation for Industry 4.0 Past, Present, and Future, Springer Cham, 2019
Jon Holt, Tim Weilkiens, Systems Engineering Demystified, Packt Publishing, 2022

Literatura dodatkowa

Azad M. Madni, Norman Augustine, Michael Sievers (ed.), Handbook of Model-Based Systems Engineering, Springer, 2023
Philip J Thomas, Simulation of Industrial Processes for Control Engineers, Butterworth-Heinemann, 1999
William Navidi, Statistics for Engineers and Scientists, McGraw-Hill, 2019
Malcolm Beaverstock, Allen Greenwood, William Nordgren, Applied Simulation: Modeling and Analysis Using Flexsim, 2018
Priyanka Patankar, Swapnil Kulkarni, MATLAB and Simulink In-Depth: Model-based Design with Simulink and Stateflow, User Interface, Scripting, Simulation, Visualization and Debugging, BPB Publications, 2022
Wskazane informatory techniczne producentów oprogramowania lub sprzętu

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Wprowadzenie do przedmiotu, podstawy symulacji procesu.	2
T-L-2	Implementacja symulacji z wykorzystaniem zmiennych losowych.	2
T-L-3	Wykorzystanie metod szybkiego prototypowania do symulacji procesów przemysłowych.	2
T-L-4	Symulacja Hardware-in-the-Loop.	6
T-L-5	Symulacja procesu przemysłowego z wykorzystaniem zewnętrznych silników fizyki.	6
T-L-6	Modelowanie wieloetapowego procesu przemysłowego.	6
T-L-7	Analiza danych statystycznych symulacji.	2
T-L-8	Optymalizacja procesu przemysłowego.	2
T-L-9	Zaliczenie zajęć.	2
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Idea symulacji procesów przemysłowych, przykładowe narzędzia, podejście Model Based Design.	2
T-W-2	Opracowywanie wymagań, projektowanie i wdrażanie modeli, MIL, SIL.	2
T-W-3	Testowanie, weryfikacja i walidacja rozwiązań, PIL, HIL.	2
T-W-4	Symulacja złożonych procesów produkcyjnych i logistycznych.	2
T-W-5	Model Based Design - studium przypadku. Zaliczenie zajęć wykładowych.	2
		10

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
A-L-2	Przygotowanie sprawozdań/projektów	14
A-L-3	Studia literaturowe	4
A-L-4	Konsultacje	2
		50

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

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w wykładach	10
A-W-2	Przygotowanie do zaliczenia wykładów	5
A-W-3	Studia literaturowe	10
		25

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

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	AR_1A_C108_W01	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_1A_W06	Zna metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich w obszarze automatyki oraz robotyki.
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest zapoznanie się z podstawami teoretycznymi, standardami oraz metodami analizy i syntezy systemów produkcyjnych, z wykorzystaniem narzędzi ich prototypowania, w tym symulacji komputerowej. W części praktycznej celem jest zapoznanie studentów z narzędziami programowymi stosowanymi w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.
Treści programowe	T-W-5	Model Based Design - studium przypadku. Zaliczenie zajęć wykładowych.
	T-W-3	Testowanie, weryfikacja i walidacja rozwiązań, PIL, HIL.
	T-W-4	Symulacja złożonych procesów produkcyjnych i logistycznych.
	T-W-2	Opracowywanie wymagań, projektowanie i wdrażanie modeli, MIL, SIL.
	T-W-1	Idea symulacji procesów przemysłowych, przykładowe narzędzia, podejście Model Based Design.
Metody nauczania	M-4	metoda przypadków
	M-1	wykład informacyjny
	M-2	wykład problemowy
	M-3	wykład z użyciem komputera
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne wykładu oraz oceny ze sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie posiada wiedzy nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych.
	3,0	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	3,5	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,0	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,5	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	5,0	Student posiada wiedzę nt. standardów, metod i narzędzi prototypowania oraz symulacji komputerowej procesów produkcyjnych. Student uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	AR_1A_C108_U01	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_1A_U04	Potrafi identyfikować związki i zależności w procesach zachodzących w systemach rzeczywistych i na tej podstawie tworzyć modele komputerowe i przeprowadzać ich symulacje, w szczególności dotyczące zagadnień automatyki oraz robotyki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_1A_U08	Potrafi rozwiązywać zadania i problemy występujące w obszarze automatyzacji oraz robotyzacji z wykorzystaniem metod i narzędzi inżynierskich w szczególności stosując techniki analityczne lub symulacyjne.
Cel przedmiotu	C-1	Celem przedmiotu jest zapoznanie się z podstawami teoretycznymi, standardami oraz metodami analizy i syntezy systemów produkcyjnych, z wykorzystaniem narzędzi ich prototypowania, w tym symulacji komputerowej. W części praktycznej celem jest zapoznanie studentów z narzędziami programowymi stosowanymi w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.
Treści programowe	T-L-1	Wprowadzenie do przedmiotu, podstawy symulacji procesu.
	T-L-8	Optymalizacja procesu przemysłowego.
	T-L-7	Analiza danych statystycznych symulacji.
	T-L-5	Symulacja procesu przemysłowego z wykorzystaniem zewnętrznych silników fizyki.
	T-L-9	Zaliczenie zajęć.
	T-L-4	Symulacja Hardware-in-the-Loop.
	T-L-3	Wykorzystanie metod szybkiego prototypowania do symulacji procesów przemysłowych.
	T-L-6	Modelowanie wieloetapowego procesu przemysłowego.
	T-L-2	Implementacja symulacji z wykorzystaniem zmiennych losowych.
Metody nauczania	M-5	ćwiczenia laboratoryjne
Metody nauczania	M-4	metoda przypadków
Sposób oceny	S-2	Ocena formująca: Ocena postępów pracy studenta na podstawie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych
Sposób oceny	S-3	Ocena formująca: Ocena aktywności na zajęciach laboratoryjnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie potrafi stosować narzędzi sprzętowo-programowe oraz języków modelowania stosowanych w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych.
	3,0	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [50-65)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	3,5	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [65-78)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,0	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [78-86)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	4,5	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał [86-91)% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.
	5,0	Student potrafi stosować odpowiednie narzędzia sprzętowo-programowe oraz języki modelowania stosowane w prototypowaniu i symulacji procesów produkcyjnych. Student uzyskał co najmniej 91% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu.