OBSAH I. d íl 1
S Y S T É M O V Á M E T O D O L O G I E .................................................................................................................................................. 7
1.1
T e o rie s y s té m ů a s y s té m o v á m e to d o lo g ie ...............................................................................................................................7
1.2
D is k u s e к p o jm ů m sy s té m a s o u s ta v a ......................................................................................................................................9
1.2.1 1.2.2 1.3 1.3.1 1.3.2 1.4 1.4.1 1.4.2
V y m e z e n í p o jm ů systém a s o u s ta v a ....................................................................................................................................... 9 T y p y soustav a je jic h č le n č n í...................................................................................................................................................11 S y s té m o v ý p ř í s t u p ..........................................................................................................................................................................12 V y m e z e n í systém ové ho p řístu p u a je h o a tr ib u tů .............................................................................................................. 12 S ysté m o vý p řístu p v c ita c íc h ................................................................................................................................................... 16 S ysté m o vé m y š le n í..........................................................................................................................................................................17 V y m e z e n í systém ové ho m y š le n í.............................................................................................................................................17 S ystém o vé m y š le n í v c ita c íc h ................................................................................................................................................. 18
1.5 S ysté m p o d s ta tn ý c h v e lič in n a o b j e k t u ................................................................................................................................ 19 1.5.1 P ojed nán í o v e lič in á c h ............................................................................................................................................................... 19 1.5.1.1 Vymezení pojmu „veličina"............................................................................................................................................................ 19 1.5.1.2 Členční veličin podle různých kritérií.............................................................................................................................................. 19 1.5.2 V y tv á ře n í systém u po d sta tn ých v e l ič in ...............................................................................................................................21 1.5.3
S y s té m o v ý p řís tu p к systém u po d sta tn ých v e lič in ...........................................................................................................22
1.5.4
Ilu s tra tiv n í p řík la d v y tv á ře n í systém ů po d sta tn ých v e lič in ...........................................................................................24
1.5.5 1.6 1.6.1
C h y b y v m o d e lo v á n í spojené s v y tv á ře n ím systém u p o d sta tn ých v e lič in .............................................................. 26 P o je d n á n í o d a lš íc h p o d s ta tn ý c h p o jm e c h v t e o r ii s y s té m ů ........................................................................................27 P o jm y p rve k, vazba a in te ra k c e ............................................................................................................................................. 27
1.6.2 P o jm y s o u v is e jíc í s p ro ce sy na o b je k te c h (s o u s ta v á c h )................................................................................................. 29 1.6.2.1 Vymezení základních pojmů........................................................................................................................................................... 29 1.6.2.2 Poznámky к členění některých základních entit.............................................................................................................................. 30 1.7 S ysté m o vé p o je tí p r o b lé m o v ý c h s itu a c í ap r o b lé m ů ....................................................................................................... 32 1.7.1 V y m e z e n í p o jm ů „p ro b lé m o v á s itu a c e " a „p ro b lé m “ ..................................................................................................... 32 1.7.1.1 Členění „světů" problémů podle K. R. Poppera............................................................................................................................... 32 1.7.1.2 Vymezení pojmu „problém"............................................................................................................................................................ 33 1.7.1.3 Vymezení pojmu „úkol" a „úloha".................................................................................................................................................. 34 1.7.1.4 Členění problémů podle různých kritérií......................................................................................................................................... 35 1.7.1.5 Vymezení pojmu „proces řešení problému" a jeho hierarchické úrovně.......................................................................................... 35 1.7.1.6 Vymezení pojmu „proces řešení problémové situace"..................................................................................................................... 36 1.7.2 K o m p le x n í analýza p ro b lé m o v é situa ce a p r o b lé m u ...................................................................................................... 37 1.7.2.1 Analýza problémové situace............................................................................................................................................................ 37 1.7.2.2 Formulace problému........................................................................................................................................................................37 1.7.2.3 Formulace cílů při řešení problému................................................................................................................................................. 37 1.7.2.4 Soubor podmínek pro realizaci procesu řešení problému - nadřazené restrikce.............................................................................. 38 1.7.2.5 Analýza možností využití informačních zdrojů............................................................................................................................... 39 1.7.2.6 Analýza stupně ostrosti problému.................................................................................................................................................... 39 1.7.2.7 Vymezení hranic problému.............................................................................................................................................................. 39 1.7.2.8 Analýza stupně naléhavosti řešení problému...................................................................................................................................40 1.7.2.9 Analýza možností kooperací............................................................................................................................................................40 1.7.2.10 Analýza možností ověření správnosti výsledků řešení problému..................................................................................................... 40 1.7.3 R o z p o ry v řešení p ro b lé m ů ......................................................................................................................................................40 1.7.4 P ře ká žky a b a rié ry v řeše ní p ro b lé m ů .................................................................................................................................. 41 1.7.4.1 Překážky a bariéry v činnostech řešitele problému..........................................................................................................................41 1.7.4.2 Překážky a bariéry v informační databázi........................................................................................................................................42 1.7.4.3 Překážky a bariéry v experimentu................................................................................................................................................... 42 1.7.4.4 Překážky a bariéry ve výpočtovém modelování...............................................................................................................................42 1.7.4.5 Překážky v důsledku nadřazených restrikcí..................................................................................................................................... 42 1.7.4.6 Propojenost mezi bariérami v experimentu a ve výpočtovém modelování...................................................................................... 42 1.7.4.7 Ilustrace bariér při řešení problémů inženýrské mechaniky a biomechaniky................................................................................... 43 1.7.4.8 Bariéry z pohledu dalších atributů systémového přístupu................................................................................................................ 44 1.7.5 S ysté m o vý po stup p ři řeše ní p ro b lé m ů ................................................................................................................................45 1.7.5.1 Zobecněný systémový postup při řešení poznávacích problémů......................................................................................................45 1.7.5.2 Systémový postup při řešení problémů v technických soustavách...................................................................................................45 1.7.5.3 Systémový postup při řešení problémů ve společenských soustavách............................................................................................. 46 1.7.5.4 Problémy v socio-technických soustavách.......................................................................................................................................48 1.7.5.5 Problémy technicko-organizační.................................................................................................................................................... 48 1.8 S y s té m o v é p o je tí s y s té m o v ý c h m e t o d ...................................................................................................................................49 1.8.1 1.8.1.1 1.8.1.2 1.8.1.3 1.8.1.4 1.8.2
S ysté m o vá analýza a s y n té z a ..................................................................................................................................................49 Vymezení a charakteristiky systémové analýzy a syntézy...............................................................................................................49 Úlohy o strukturách soustav (strukturní úlohy systémové analýzy a syntézy)................................................................................. 50 Úlohy o vlastnostech a chování soustav...........................................................................................................................................51 Syntéza soustav a systémů...............................................................................................................................................................52 M o d e lo v á n í................................................................................................................................................................................... 52
1.8.3
M e to d y lo g ic k é ............................................................................................................................................................................53
1.8.4
M e to d y s ta tis tic k é ....................................................................................................................................................................... 53
2
S Y S T É M O V É P O J E T Í „ S V Ě T A T E C H N IK Y “ ........................................................................................................ 55
2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.2.1 2.2.2.2 2.2.2.3 2.2.2.4 2.2.2.5 2.2.2.6 22.2.1 2.2.2.S 2.2.3 2.2.4 2.3 2.3.1
„ S v ě t te c h n ik y “ ja k o so u č á s t „ Z e m ě li d í “ ............................................................................... .......................................55 K o m p le x n í p o je d n á n í o „S v ě tě t e c h n ik y “ ............................................................................... .......................................57 Svět te c h n ik y v c ita c íc h ................................................................................................................ .......................................57 Svět te c h n ik y ja k o s tru k tu ro v a n ý o b je k t................................................................................. .......................................58 Technická praxe................................................................................................................................. .......................................59 Technická včda................................................................................................................................... ....................................... 62 Technické školství............................................................................................................................. ....................................... 63 Technická politika................. .......................................63 Technická sociologie......................................................................................................................... .......................................63 Filozofie techniky............................................................................................................................... .......................................64 Zdroje kritické sebereflexe techniky................................................................................................... .......................................66 Globální odezvy na kritickou sebereflexi védy a techniky.................................................................. ....................................... 68 O k o lí světa t e c h n ik y ...................................................................................................................... .......................................69 Časové a p říč in n é o rien ta ce světa te c h n ik y ............................................................................ .......................................70 K o m p le x n í p o je d n á n í o te c h n ic k ý c h o b je k te c h .................................................................... .......................................71 V la s tn o s ti te ch n ické h o o b je k tu ................................................................................................... .......................................71 .......................................72
2.3.2
S p e c ific k é c h a ra k te ris tik y te c h n ic k ý c h o b je k tů ....
2.3.3 2.3.3.1 2.3.3.2 2 .3 .4 2.3.4.1 2.3.4.2 2.3.4.3 2.3.4.4 2.3.4.5 2.3.4.6 2.3.5
P o je d n á n í o stro jíre n s k ý c h te c h n ic k ý c h o b je k te c h .............................................................. .......................................73 Kritéria pro členění strojírenských výrobků........................................................................................ .......................................73 Technický život technického objektu................................................................................................. .......................................73 T y p y p ro b lé m ů v te c h n ic k é p r a x i............................................................................................. .......................................74 Konstruktivní problém........................................................................................................................ .......................................74 Poznávací problém............................................................................................................................. 76 Rekonstruktivní problém.................................................................................................................... Havarijní problém................... ........................................................................................................... .......................................76 Likvidační problém............................................................................................................................ .......................................76 Problém přípustnosti odchylek........................................................................................................... .......................................76 P řístu p y к řešení te c h n ic k ý c h p ro b lé m ů - te c h n ic k é č in n o s ti.......................................... .......................................77
2 .3 .6 2.3.6. і 2.3.6.2 2.4 2.4.1
Postup p ř i řešení společenské z a k á z k y .................................................................................... .......................................80 Technická praxe................................................................................................................................. .......................................80 Lékařská praxe.................................................................................................................................. .......................................81 S y s té m o v é p o je tí b io te c h n ic k ý c h in te r d is c ip lin á r n í c h o b o r ů ........................................ ..................................... 82 P rv n í sku p in a B IO -1 N G o b o rů —o d p říro d y к te c h n ic e ..................................................... .......................................82
2.4.2
D ru h á sku p in a B IO - IN G o b o rů - o d te c h n ik y к p říro d ě .................................................... .......................................83
2.4.3
T ř e tí sku p in a B IO -IN G o b o rů - к podstatě in ž e n ý rs tv í..................................................... .......................................85 S tru k tu ra současné b io m e c h a n ik y ............................................................................................. .......................................86
2 .4 .4 2.5
O k o n s ilie n c i ve v z ta h u к in ž e n ý rs tv í ....................................................................................... ..................................... 89
2.5.1 2.5.1.1 2.5.1.2 2.5.1.3 2.5.1.4 2.5.2
Ú v o d n í ú v a h y o k o n s ilie n c i a je jí m č le n ě n í........................................................................... .......................................89 89 Konsilience v citacích......................................................................................................................... Členční konsilience............................................................................................................................ .......................................90 Diskuse к problematice vztahu mezi různými úrovněmi struktur....................................................... .......................................90 Diskuse к problematice sjednocování teorií a zákonů v různých oborech.......................................... .......................................91 S ysté m o vý p řís tu p ke k o n s ilie n c i............................................................................................. .......................................91
2.5.3 2 .5 .4
In ž e n ý rs k ý p o h le d na k o n s ilie n c i....
2.5.5 2.6 2.6.1 2.6.1.1 2.6.1.2 2.6.2 2.6.2.1 2.6.2.2 2.6.2.3 2.6.2.4 2.6.2.5 2.6.2.6 2.6.2.7 2.6.3 2.6.3.1 2.6.3.2 2.6.3.3 2.6.3.4 2.6.3.5 2.6.4 2.6.4.1 2.6.4.2 2.6.4.3 2.6.4.4 2.6.4.5
.......................................93
K o n s ilie n c e versus b io m e c h a n ik a a b io m a te riá lo v é in ž e n ý rs tv í..................................... .......................................94 K o n s ilie n c e versus věda, te c h n ik a a v zd ě lá va cí p ro c e s ..................................................... .......................................95
T e c h n ic k é z n a le c tv í ........................................................................................................................... ..................................... 96 Z á k la d n í ú va h y o te c h n ic k é m z n a le c tv í.................................................................................. .......................................96 Vymezení technického znalectví........................................................................................................ .......................................96 Členění technického znalectví............................................................................................................ .......................................96 T e c h n ic k é z n a le c tv í ja k o s tru k tu ro v a n ý o b je k t.................................................................... .......................................97 Struktura technického znalectví......................................................................................................... .......................................97 Tok informací ve znalecké činnosti................................................................................................... .......................................98 Technický znalecký objekt............................................................................................................... 99 Znalecké problémy............................................................................................................................ Znalecká činnost................................................................................................................................. ..................................... 101 Znalecký posudek.............................................................................................................................. ..................................... 102 Znalec - jmenování a zánik funkce.................................................................................................... ..................................... 105 Z á k la d n í zn a lo sti, scho pn osti a vla s tn o s ti a z n a lc e .............................................................. .....................................106 Znalosti odborné a oborové................................................................................................................ ..................................... 106 Znalosti metodologické...................................................................................................................... Schopnosti systémové......................................................................................................................... ..................................... 108 Schopnosti tvůrčí................................................................................................................................ ..................................... 109 Vlastnosti morální.............................................................................................................................. ..................................... 110 E tik a z n a lc e ....................................................................................................................................... .................................... 110 Prvky struktury etiky znalce.............................................................................................................. ..................................... i 10 Obecné normy etiky znalce................................................................................................................ .....................................110 Etika osobnostní................................................................................................................................. Etika profesní..................................................................................................................................... .....................................I l l Etika v odborných a vědeckých činnostech........................................................................................ .....................................112
Etika projevu znalce.....................................................................................................................................................................112 Etika právní..................................................................................................................................................................................113 Poznámka - znalec jako součást soudního řízení.......................................................................................................................... 113 Úvahy nad Etickým kodexem znalce............................................................................................................................................ 114 E m p iric k é č in n o s ti v te c h n ic k é m z n a le c tv í a v k r im in a lis tic e ..................................................................................115 2.6.5 Členční empirických činností v technickém znalectví.......................................................................................... ......................115 2.6.5.1 Experiment v kriminalistice..........................................................................................................................................................116 2.6.5.2 R o z d íln o s ti m e z i te c h n ic k ý m zn a lce m a jin ý m i p ro fe s e m i........................................................................................ 117 2 .6.6 Technický znalec versus projektant (konstruktér)......................................................................................................................... 117 2.6.6.1 Technický znalec versus soudní lékař........................................................................................................................................... 117 2.6.Ć.2 Technické znalectví versus kriminalistika...................................................................................................................................117 2.6.6.3 N e d o sta tky a c h y b y ve zn a le cké m po sud ku a v procesu zna le cké č in n o s ti......................................................... 118 2.6 .7 2.6.7.1 Nedostatky ve znaleckém posudku............................................................................................................................................... 118 2.6.7.2 Nedostatky v procesu znalecké činnosti....................................................................................................................................... 118 E tic k é a s p e k ty n e je n v o b la s ti t e c h n ik y .............................................................................................................................119 2.7 2.Ó.4.6 2.Í.4.7 2.6.4.5 2.64.9
2 .7.1 2 .7 .2
2.7.2.1 2.1 2 .2
2 .7 .3 2 .7 .4
2.7.4.1 2.7.4.2 2.7.4.3 2.7.4.4 2.7.4.3 2 .7 .5
2.7.5.1 2.1.52 2.7.5.3 2.7.5.4 2.8
K rá tk ý p r o lo g .............................................................................................................................................................................119 M ra v n o s t, p o v in n o s t a o d p o vě d n o st v systém ové m p o je tí......................................................................................... 120 Vymezení základních pojmů etiky................................................................................................................................................ 120 Mravnost jako strukturovaný objekt............................................................................................................................................. 120 E tik a ja k o d y n a m ic k á k a te g o rie .......................................................................................................................................... 122 P o k ro k ja k o u rč u jíc í fen om én „p o v in n o s ti к o d p o v ě d n o s ti“ .................................................................................... 124 Systémové pojetí pokroku............................................................................................................................................................124 Technika a pokrok........................................................................................................................................................................125 Přírodní védy a pokrok.................................................................................................................................................................126 Etika a pokrok..............................................................................................................................................................................127 Odpovědnost za stav objektů a subjektů v budoucnosti................................................................................................................ 128 Ú v a h y o o d p o v ě d n o s ti........................................................................................................................................................... 129 Úvahy o povinnosti a odpovědnosti..............................................................................................................................................129 Struktura odpovědnosti.................................................................................................................................................................130 Struktura hodnocení......................................................................................................................................................................132 Struktura rozhodování.................................................................................................................................................................. 134 K o m p le x n ě o p o s u z o v á n í te c h n ik y ...................................................................................................................................... 135
2.8.2.3 2.8.3
V ý v o j po su zo vá n í te c h n ik y ...................................................................................................................................................135 Etapa technologického optimizmu................................................................................................................................................ 135 Etapa technologického racionalizmu............................................................................................................................................ 135 Etapa racionálního posuzování techniky....................................................................................................................................... '36 Etapa systémového posuzování techniky...................................................................................................................................... 138 V ý v o j h o d n o to v ý c h s tru k tu r p ři po su zo vá n í t e c h n ik y ................................................................................................ 138 Epocha předindustriální................................................................................................................................................................138 Epocha industrializace.................................................................................................................................................................. 139 Epocha přiměřené industrializace a přiměřeného pokroku........................................................................................................... 139 S ystém o vé h o d n o ce n í a po su zo vá n í te c h n ik y .................................................................................................................140
2.8.4 2.8.4.1 2.5.4.2 2.8.4.3 2.8.5
S ystém o vé p o su zo vá n í in te ra k c í te c h n ik y se s v ý m o k o lí m .......................................................................................142 I. skupina interakcí....................................................................................................................................................................... 142 II. skupina interakcí......................................................................................................................................................................143 Ш. skupina interakcí.....................................................................................................................................................................144 S tart te c h n ic k ý c h p ro je k tů v systém ové m p o je tí........................................................................................................... 145
2 . 8 .1 2 .8 . 1.1 2 .8 . 1 .2
2.8.1.3 2.8.1.4 2 . 8.2 2 .8 . 2.1 2 .8 . 2 .2
2.9
S ysté m o vé p o je tí te c h n ic k é h o v z d ě lá v á n í.........................................................................................................................147
2.9.5
V ý z n a m v z d ě lá n í..................................................................................................................................................................... 147 H le d is k a n á vrh u koncepce procesu v z d ě lá v á n í.............................................................................................................. 147 Účastníci procesu vzdělávání........................................................................................................................................................148 Požadavky na vzdčlání................................................................................................................................................................. 148 Atributy výchovně-vzdčlávacího procesu..................................................................................................................................... 149 S ku te čn o stí v y ž a d u jíc í z a m y š le n í nad v ý u k o u na s tro jn íc h fa k u ltá c h ................................................................... 150 Väeobecné charakteristiky současné doby ve vztahu ke Školství.................................................................................................. 150 Vývojové trendy současné doby................................................................................................................................................... 151 Současné p ro b lé m o v é situace na te c h n ic k ý c h u n iv e rz itá c h .......................................................................................153 Z obe cně ná s tru k tu ra vý c h o v n ě v zd ě lá va cíh o procesu a je h o o k o lí na te ch n ické f a k u lt ě ............................... 158
2 .9 .6 2.9.6.1 2.9.6.2 2.9.6.3 2 .9 .7 2.9.7.1 2.9.12 2.9.7.3 2 .9 .8
A s p e k ty v ý c h o v n č -v z d ě lá v a c íh o procesu p ro b líz k o u b u d o u cn o st......................................................................... 160 Aspekty podílející se na vytváření osobnosti................................................................................................................................ 160 Cíle a význam estetické výchovy..................................................................................................................................................161 Aspekty společenské....................................................................................................................................................................162 H ie ra rc h ic k é ú ro vn ě m o ž n ý c h zm ěn v e v ý u c e na s tro jn íc h fa k u ltá c h ...................................................................165 Úroveň 1 - komplexní přestavba výchovnč-vzdělávacího procesu............................................................................................... 165 Úroveň 2 - přidání nadoborových systémových předmětů........................................................................................................... 165 Úroveň 3 - přidání předmětu ..teorie tvorby technických objektů“ ............................................................................................... 168 P o je d n á n í o v y tv á ře n í s tru k tu ry je d n o tliv ý c h p ře d m ě tů .............................................................................................170
2 .9 .9
D isku se k e způsobu přednášení, ve d e n í c v ič e n í a z k o u š e n í..................................................................................... 174
2.9 .1 0
D isku se к osobnosti p e d a g o g a ............................................................................................................................................ 175 P ozn ám ka к fen om én u „a u to m a tiza ce pe d a g o g ické h o procesu“ .............................................................................176
2.9.1 2.9.2 2.9.2.1 2.9.2.2 2.9.2.3 2.9.3 2.9.3.1 2.9.3.2 2 .9 .4
2.9.11
2.9 .1 2 2 .1 0 3
O d p o vě d n o st je d in c ů a fa k u lt za v ě d e cko -p e d a g o g ický r ů s t ...................................................................................... 177 K r á č e jm e v e š lé p ě jíc h m y š le n e k L e o n a rd a d a V in c ih o .............................................................................................178
T E O R IE M O D E L O V Á N Í .......................................................................................................................................................... 179
3.1 3.1.1 3 .1 .2 3 .2
Ú v a h y o m o d e lo v á n í..................................................................................................................................................................179 O becně o m o d e le c h ...................................................................................................................................................................179 Z á k la d n í a trib u ty m o d e lo v á n í......................................................................................................
180
H is to r ie v z n ik u zo b e cn ě n é s t r u k t u r y m o d e lo v á n í........................................................................................................183
3.2.1 3 .2 .2
P re h is to ric k é m a te riá ln í m o d e lo v á n í...................................................................................................................................183 P od ob no stn í m o d e lo v á n í - v s tu p n í in fo rm a c e ................................................................................................................ 184
3.2 .3
A n a lo g o v é m o d e lo v á n í - v s tu p n í in fo r m a c e ...................................................................................................................188
3 .2 .4 A b s tra k tn í m o d e lo v á n í - ú v o d n í a n a lý z a .......................................................................................................................... 191 3.2.4.1 Základní úvahy o abstraktním modelování...................................................................................................................................191 3.2.4.2 Znalostní modelování.................................................................................................................................................................. 192 3.2.4.3 Teoretické modelování................................................................................................................................................................ 192 3.2.4.4 Výpočtové modelování - úvodní analýza.....................................................................................................................................194 3.2.4.5 Datové modelování......................................................................................................................................................................194 3.2.4.6 Formální modelování....................................................................................................................................................................194 3 .3 O b e c n á p o je d n á n í o m o d e le c h a m o d e lo v á n í..................................................................................................................195 3.3.1 Z á k la d n í c h a ra k te ris tik y m o d e lu ..........................................................................................................................................195 3 .3 .2 3.3.2.1 3.3.2.2 3.3.2.3 3.3.3 3.3.3.1 3.3.3.2 3.3.4 3.3.4.1 3.3.4.2 3.3.5
Zobecněná stru k tu ra , c h a ra k te ris tik a a v y m e z e n í m o d e lu .......................................................................................... 196 Zobecněná charakteristika modelu.................................................................... .................................................196 Zobecnéné vymezení modelu................................................................................................... .................................................196 Zobecněná struktura modelu..................................................................................................... .................................................196
3.3 .6
Z á k la d n í č in n o s ti v m o d e lo v á n í......................................................................................................................................... 204
K la s ifik a c e m o d e lů ............................................................................................................... ............................................... 198 Rozčlenění modelů podle různých kritérií..................................................................................................................... 198 Jiný způsob slovního vyjádření typů modelů......................................................... .................................... 198 Z á k la d n í ú v a h y o názvech rů z n ý c h ty p ů m o d e lo v á n í............................................... ................................... 200 Způsoby tvorby názvů typů modelování.............................................................. .................................................200 Ilustrace tvorby vágních pojmů v modelování.......................................................................... .................................................200 Zobecněná stru ktu ra m o d e lo v á n í..................................................................................... ............................................... 201
3.3 .7
S tru k tu ra ty p ů m o d e lo v á n í...................................................................................................................................................204
3 .4 3.4.1
P o je d n á n í o e x p e r im e n tá ln ím m o d e lo v á n í...................................................................................................................... 206 K la s ic k é e x p e rim e n tá ln í m o d e lo v á n í............................................................................................................................... 206
3 .4 .2 3 .5 3.5.1 3 5 2 3.5.3 3.5.3.1 3.5.3.2 3.5.3.3
E x p e rim e n tá ln í s im u la č n í m o d e lo v á n í.............................................................................................................................206 P o je d n á n í o h y b r id n í m m a te r iá ln ě - a b s tr a k tn ím m o d e lo v á n í................................................................................ 207 P od ob no stn í m o d e lo va n í - z o b e cn ě n i........................................................................... ................................................ 207 A n a lo g o v é m o d e lo v á n í —z o b e c n ě n í.............................................................................. ................................................ 208 Systém ové p o je d n á n í o id e n tifik a c i............................................................................... ................................................ 209 Identifikace objektů................................................................................................................ ..................................................209 Identifikace systémů................................................................................................................ ..................................................211 Klasifikační struktura identifikace systémů (inverzních úloh)................................................. ..................................................213
3.6.1 3.6.1.1 3.6.1.2 3 .6 .2
P o je d n á n í o v ý p o č to v é m m o d e lo v á n í ............................................................................ ............................................. 215 K la s ic k é v ý p o č to v é m o d e lo v á n í..................................................................................... ................................................ 215 Vstupní úvahy......................................................................................................................... ..................................................215 Struktura klasického výpočtového modelování............................................................................................................................ 216 C o je to m a te m a tic k ý m od el a m a te m a tické m o d e lo v á n í? ........................................................................................ 218
3.6 .3 3.6.3.1 3.6.3.2 3.6 .4 3.6.4.1 3.6.4.2
A n a lý z a časo vých z á v is lo s tí v e v ý p o č to v é m m o d e lo v á n í.........................................................................................219 Zavedení pojmu reálný a modelový čas.......................................................................................................................................219 Dynamické a statické modely z pohledu teorie systémů a mechaniky tčles.................................................................................. 220 A n a lý z a p říč in n ý c h s o u v is lo s tí ve v ý p o č to v é m m o d e lo v á n í..................................................................................... 221 Obecné pojednání o přímých a nepřímých problémech................................................................................................................221 Ilustrace přímých a nepřímých problémů v technické praxi a v lékařství....................................................................................223
3.6 .5 3.6.5.1 3.6.5.2 3.6 .6
V y tv á ře n í d ílč íc h m o d e lů ve v ý p o č to v é m m o d e lo v á n í...............................................................................................225 Základní úvahy o vytváření dílčích modelů..................................................................................................................................225 Množina dílčích modelů výpočtového modelu............................................................................................................................. 227 S im u la č n í m o d e lo v á n í........................................................................................................................................................... 232
3.6 .7
S im u lo v a n á id e n tifik a c e ........................................................................................................................................................ 233
3.6 .8
C itliv o s tn í a n a lý z a .................................................................................................................................................................. 233
3.6 .9 3 .6 .1 0 3.6.10. i 3.6.10.2 3.6.10.3 3.6.11
O p tim a liz a c e ............................................................................................................................................................................. 234 V s tu p n í údaje do v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í................................................................................................................... 234 Členční vstupních údajů...............................................................................................................................................................234 Požadované vlastnosti vstupních údajů......................................................................................................................................... 235 Způsoby získávání vstupních údajů..............................................................................................................................................235 A lg o r itm y v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í................................................................................................................................. 236
3 .6 .1 2
S lo ž ito s t v ý p o č to v é h o m o d e lu ............................................................................................................................................ 238
3.6 .1 3 3.6.13.1
C h o v á n í v ý p o č to v é h o m o d e lu ............................................................................................................................................ 239 Procesné hodnotové parametry chování výpočtového modelu..................................................................................................... 239
3.6
3.6.13.2 3.6.13.3 3.6.13.4 3.6.14
Problémové parametry chování výpočtového modelu.................................................................................................................. 239 Typy chování výpočtového modelu.............................................................................................................................................. 240 _ Poznámka o nadoborovosti pojmu „chování"..............................................................................................................................240 Ú lo h a e xp e rim e n tu v e v ý p o č to v é m m o d e lo v á n i...........................................................................................................241
3.6.15 3.6.15.1 3.6.15.2 3.6.15.3
V ě ro h o d n o s t v ý s le d k ů v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í........................................................................................................ 242 Vstupní úvahy o věrohodnosti...................................................................................................................................................... 243 Metodologie posuzování věrohodnosti poznatku ve výpočtovém modelování............................................................................. 243 Poznámka к posuzování věrohodnosti jednotlivých prvků struktury modelování......................................................................... 243
3.7
M a te m a tic k é te o rie p r o ře še n í p r o b lé m ů p r u ž n o s ti..................................................................................................246
3.7.1 3.7.1.1 3.7.1.2 3.7.1.3 3.7.2 3.7.3
O becné ro v n ic e p ru ž n o s ti......................................................................................................................................................2 4 6 Soustava obecných rovnic pružnosti............................................................................................................................................. 246 Okrajové podmínky......................................................................................................................................................................247 Přístupy к řešení problémů pružnosti............................................................................................................................................ 248 H is to rie v ý v o je m etod p ro řešení p ro b lé m ů p r u ž n o s ti............................................................................................... 249 A n a ly tic k ý p řís tu p к řeše ní p ro b lé m ů p r u ž n o s ti.......................................................................................................251
3.7.4 N u m e ric k ý p řístu p к řeše ní p ro b lé m ů p r u ž n o s ti........................................................................................................ 252 3.7.4.1 Základní filozofie metody konečných prvků................................................................................................................................ 252 3.7.4.2 Ilustrace metody konečných prvků na prutovém tělese..................................................................................................................253 3.7.4.3 Základní typy konečných prvků................................................................................................................................................... 256 3.7.4.4 Konvergence a přesnost řešení metod FEM a G EM ......................................................................................................................259 3.7.4.5 Poznámka к současným trendům v M K P ........................................................................................................................261 3.7.4.6 Poznámkaк měkkým systémům a výpočtům - abstraktní hybridní modelování.................................................................. 261 3.7.4.7 Poznámkaк metodě spektrálních prvků............................................................................................................................... 261 3.8 M e to d y u m ě lé in te lig e n c e ........................................................................................................................................................ 262 3.8.1 V y m e z e n í a č le n ě n í m etod um ělé in te lig e n c e .......................................................................................................... 262 3.8.2 3.8.2.1 3.8.2.2 3.8.2.3 3.8.2.4
E x p e rtn í s y s té m y ......................................................................................................................................................................262 Podstata, metodika a aplikace expertních systémů....................................................................................................................... 262 Struktura expertních systémů........................................................................................................................................................ 263 Poznámka к efektivnosti řešení problémů expertními systémy......................................................................................................267 Současné vymezení zobecněných expertních systémů.................................................................................................................. 267
3.8.3 N e u ro n o vé s ítě ........................................................................................................................................269 3.8.3.1 Umělé neuronové sítě jako model biologických neuronových sítí................................................................................................ 269 3.8.3.2 Neuronové sítě člověka................................................................................................................................................................ 269 3.8.3.3 Umělé neuronové sítě - Artificial Neural Network (A N N )...........................................................................................................272 3.8.3.4 Modely architektur neuronových sítí............................................................................................................................................ 274 3.8.3.5 Učení umělých neuronových s ítí.................................................................................................................................................. 275 3.8.3.6 Matematická teorie metody Back-propagation............................................................................................................................. 275 3.8.3.7 Aplikace neuronových sítí............................................................................................................................................................ 278 3 .8 .4 G e n e tické a lg o ritm y ................................................................................................................................... 279 3.8.4.1 Principy a vymezení genetických algoritmů................................................................................................................................. 279 3.8.4.2 Algoritmus genetických algoritmů............................................................................................................................. 280 3.8.4.3 Parametrymetody genetických algoritmů............................................................................................................................. 281 3.8 .5 S im u lo v a n é ž íh á n í.....................................................................................................................................283 3.8.5.1 Modelování procesu žíhání materiálů........................................................................................................................................... 283 3.8.5.2 Proces simulovaného žíhání......................................................................................................................................................... 283 3.8.5.3 Algoritmus simulovaného žíhání...............................................................................................................................284 3.8.5.4 Parametrymetody simulovaného žíhání................................................................................................................................284 3.8.5.5 Poznámkaк aplikaci simulovaného žíhání a genetických algoritmů.....................................................................................285 3.8.5.6 Metoda homogenizace v mechanice kontinua.............................................................................................................................. 286 3 .9 O d p o v ě d n o s t za p o z n a tk y z ís k a n é v ý p o č to v ý m m o d e lo v á n ím ....................................................................................... 287 3 .9 .1
V s tu p n í ú v a h y .......................................................................................................................................................................... 287
3.9 .2 3.9 .3
O d p o vě d n o st za v ý s le d e k v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í d o b ro v o ln ě k o n a n é h o ....................................................... 288 O d p o vě d n o st za v ý s le d k y v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í sm lu vn ě sje d n a n é h o ..........................................................288
3.9 .4
O d p o vě d n o st za v y u ž ití v ý s le d k ů v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í....................................................................................289
3.9 .5
4
O d p o vě d n o st za v ý s le d k y v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í ve znalecké č in n o s ti..........................................................290
S Y S T É M O V É P O J E T Í E X P E R IM E N T U ...................................................................................................................291
4.1 4.1.1
S y s té m o v ý p ř í s t u p к e x p e r im e n t u .......................................................................................................................................291 K la s ifik a c e a v y m e z e n í e x p e rim e n tu ................................................................................................................... 291
4 .1 .2 4.1.2.1 4.1.2.2 4.1 .3
Zobecněná s tru k tu ra e x p e rim e n tu ......................................................................................................................292 Základní úvahy o zobecněné struktuře experimentu..................................................................................................................... 292 Poznámkaк dekompozici zobecněné struktury experimentu.................................................................................................295 O k o lí te ch n ic k é h o e x p e rim e n tu ......................................................................................................................................... 297
4 . 1.4
A n a lý z a fu n k c í p rv k ů p ro c e s n í části s tru k tu ry e x p e rim e n tu .................................................................................... 298
4.1 .5 4.1.5.1 4.1.5.2 4 .1 .6
C h o v á n í e x p e rim e n tu .............................................................................................................................................................299 Základní úvahy o chování experimentu........................................................................................................................................ 299 Základní typy chování experimentu.............................................................................................................................................. 300 C h a ra k te ris tik y te ch n ické h o e xp e rim e n tu ja k o te c h n ic k é h o o b je k tu .................................................................... 301
4 .1 .7
V y m e z e n í v la s tn íc h p ro b lé m ů e x p e rim e n tu ................................................................................................................... 302
4 .1 .8 4.1.8.1 4.1.8.2
Ř ešení v la s tn íc h p ro b lé m ů e xp e rim e n tu ú lo h a m i systém ové a n a lý z y .................................................................. 303 Strukturní úlohy SAS aplikované na experiment.......................................................................................................................... 303 Úlohy systémové analýzy o chování experimentu........................................................................................................................ 305
4.1.8.3 4 .1 .9
Spolehlivost a životnost technického experimentu......................................................................................................................306 P řípravn á etapa te ch n ické h o e x p e r im e n tu ..................................................................................................................... 307
4 .1 .1 0 4 .1 .1 1
N á v rh o v á etapa te ch n ické h o e x p e rim e n tu ..................................................................................................................... 308 V y u ž ití o b o ru „p ro je k to v á n í systém ů“ p ři n á vrh u e x p e rim e n tu .............................................................................310
4 .1 .1 2
P očítačo vá p o dp ora e x p e rim e n tu ...................................................................................................................................... 311
4 .1 .1 3 4 .2 4.2.1
Ú lo h a e xp e rim e n tu v te c h n ic k é p r a x i..............................................................................................................................312 T e o r ie e x p e r im e n t u .................................................................................................................................................................. 313 T e o rie m ě řicích m e to d ..........................................................................................................................................................314
4 .2 .2 4.2.2.1 4.2.2.2 4.2.2.3 4.2.2.4 4.2.2.5 4.2.2.6 4.2.2.7 4 .2 .3 4.2.3.1 4.2.3.2 4.2.3.3 4.2.3.4 4.2.3.5 4.2.3.6
M č ř ic í m e to d y v m echanice těle s...................................................................................................................................... 316 Tenzometrické metody............................................................................................................................................................... 317 Odporová tenzomctric................................................................................................................................................................ 317 Křehké laky.................................................................................................................................................................................32! Interferenční metody.................................................................................................................................................................. 322 Fotoelasticimelrie....................................................................................................................................................................... 324 Metoda termální emise................................................................................................................................................................330 Rentgenová tenzometric (rentgenová difrakční analýza).............................................................................................................330 T e o rie m ě řicích s o u s ta v ....................................................................................................................................................... 331 Vlastnosti přístrojů a řetězců - základní pojmy...........................................................................................................................331 Dynamické vlastnosti přístrojů................................................................................................................................................. 333 Statické vlastnosti přístrojů......................................................................................................................................................... 335 Informační vlastnosti přístrojů a řetezců......................................................................................................................................336 Spolehlivostní vlastnosti přístrojů a řetězců................................................................................................................................337 Poznámka o charakteristikách spolehlivosti přístrojů..................................................................................................................338
4 .3 4.3.1
T e c h n ic k á d ia g n o s t ik a ............................................................................................................................................................340 V y m e z e n í z á kla d n ích p o jm ů a s tru k tu ry d ia g n o s tik y ................................................................................................ 340
4 .3 .2
Ú lo h y a c íle te c h n ic k é d ia g n o s tik y ...................................................................................................................................343
4 .3 .3
T e o rie d ia g n o s tik y ................................................................................................................................................................. 344
4 .3 .4 4.3.4.1 4.3.4.2 4.3.4.3 4.3.4.4 4.3.4.5 4.3.4.6 4.3.4.7
D ia g n o s tic k é m e to d y ............................................................................................................................................................ 344 Vibrodiagnostika.........................................................................................................................................................................344 Akustická diagnostika................................................................................................................................................................. 348 Ultrazvuková diagnostika........................................................................................................................................................... 348 Akustická emise......................................................................................................................................................................... 349 Tribotechnická diagnostika (tribodiagnostika).............................................................................................................................351 Subjektivní metody diagnostiky................................................................................................................................................. 352 Diagnostika technických zařízení............................................................................................................................................... 352
5 5.1 5.1.1 5.1 .2
S Y S T É M O V É P O J E T Í M E Z N ÍC H S T A V Ů T E C H N IC K Ý C H O B J E K T Ů ....................................................... 355 A n a lý z a p o jm ů s p o le h liv o s t, ž iv o tn o s t, b e z p e č n o s t a m e z n í s t a v .......................................................................... 355 P o je tí s p o le h liv o s ti a be zpe čno sti v e x is tu jíc íc h n o rm á c h ....................................................................................... 355 P o je tí s p o le h liv o s ti a be zpe čno sti v in ž e n ý rs k ý c h a n a lý z á c h ................................................................................. 356
5.1 .3 A n a lý z a význ a m u p o jm u „m e z n í stav“ v od b o rn é lite ra tu ře ....................................................................................357 5.1.3.1 Citace „mezních stavů" Z významných zdrojů............................................................................................................................ 357 5.1.3.2 Kritéria srovnávacích analýz významu pojmu „mezní stav"...................................................................................................... 358 5 . 1.4 S ta vy o b je k tů - v y m e z e n í a je jic h t y p y .......................................................................................................................... 358 5.1.4.1 Přechodové stavy objektů........................................................................................................................................................... 358 5.1.4.2 Mezní stavy objektů................................................................................................................................................................... 360 5 .2 F ilo z o fie p ř ís tu p u к m e z n ím s ta v ů m te c h n ic k ý c h o b je k t ů ..................................................................................... 361 5.2.1
Z a ve d e n í souboru „v š e c h m o žn ých m e zn ích stavů“ .................................................................................................. 361
5 .2 .2
A p lik a c e systém ové ho p řístu p u na m e zn í s t a v y .........................................................................................................361
5 .3 5.3.1
Č le n č n í m e z n íc h s t a v ů ............................................................................................................................................................ 363 Č le n ě n í m ezních stavů p o d le ty p u e n tity , na n íž n a stá va jí........................................................................................363
5 .3 .2
Č le n ě n í m e zn ích stavů p o d le je jic h v la s tn o s tí............................................................................................................. 363
5.3 .3 Č le n č n í m e zn ích stavů te c h n ic k ý c h o b je k tů p o d le d ů v o d ů v z n ik u ......................................................................... 364 5.3.3.1 Technické mezní stavy............................................................................................................................................................... 364 5.3.3.2 Environmentálnč-technické mezní stavy............................................................................................................................... 368 5 .4 D is k u s e к p o jm u „ M e z n í s ta v y m a te r iá lů “ ....................................................................................................................371 5 .5 K o m p le x n í p ř ís tu p к p r o b le m a tic e ja k o s t i te c h n ic k ý c h o b je k t ů ......................................................................... 372 5 .6
P ro c e s y p ř i p o s u z o v á n í s p o le h liv o s ti te c h n ic k ý c h o b je k t ů ..................................................................................... 374
5 .7
P ře d b ě ž n ě o p o s u z o v á n í m e z n íc h s ta v ů te c h n ic k ý c h o b je k t ů ............................................................................... 378
5.7.1 S ystém p o d sta tn ých v e lič in I ( Í Ž ) M p ro řešení m e zn ích sta v ů ................................................................................. 378 5.7 .2 S tru č n ý pře h le d sou do bých m o žn o stí po su zo vá n í m ezních s ta v ů .........................................................................378 5.7.2.1 Mezní stavy související s deformací tčlesa..................................................................................................................................378 5.7.2.2 Mezní stavy související s porušováním soudržnosti těles............................................................................................................ 379 5.7.2.3 Mezní stavy opotřebení související s poškozením povrchů tčles.................................................................................................380 5.7.2.4 Materiálové inženýrství, jako zdroj informací pro posuzování mezních stavů.............................................................................380 5 .8 I n t e r a k č n í p r o s to r y a c h a r a k t e r is tik y s p o le h liv o s t i...................................................................................................381 5.8.1 5.8 .2 5 .9 5.9.1
V y m e z e n í zá kla d n ích p o jm ů ............................................................................................................................................... 381 S tavy o b je k tů , zatě žovací a p ře tě žo va cí c e s t y ..............................................................................................................382 M e z n í p o d m ín k y p r o o k a m ž ité m e z n í s t a v y ................................................................................................................. 383 M e z n í stavy je d n o p a ra m e tric k ý c h soustav - d e te rm in is tic k é p o je tí..................................................................... 383
5.9.2
M e z n í stavy je d n o p a ra m e tric k ý c h soustav - p ra vd ě p o d o b n o stn í p o je tí...............................................................383
5.9.3
M e z n í stavy v íc e p a ra m e tric k ý c h soustav - d e te rm in is tic k é p o je tí.......................................................................... 384
5.9.4 5.10
M e z n í stavy v íc e p a ra m e tric k ý c h soustav - p ra vd ě p o d o b n o stn í p o je tí .................................................................. 386 K o n k r e tiz a c e m e z n íc h p o d m ín e k p r o o k a m ž ité m e z n í s t a v y ................................................................................. 387
5.10.1
M e z n í sta v y d e fo rm a ce tě le s a ...............................................................................................................................................387
5.10.2 5.10.2.1 5.10.2.2 5.10.2.3 5.10.2.4 5.10.2.5 5.10.2.6 5.10.2.7 5.10.2.8 5.10.3 5.10.3.1 5.10.3.2 5.10.3.3 5.10.3.4 5.10.3.5 5.10.3.6 5.10.3.7 5.10.3.8 5.10.3.9 5.10.4 5.10.4.1 5.10.4.2 5.10.4.3 5.10.4.4 5.10.5 5.10.5.1 5.10.5.2 5.10.5.3 5.10.5.4 5.10.5.5 5.10.5.6 5.10.5.7 5.10.5.8 5.1 0.6 5.10.6.1 5.10.6.2 5.10.7 5.10.7.1 5.10.7.2
M e z n í stav p ru žn o sti (p o d m ín k y p la s tic ity ) ..................................................................................................................... 387 Obecné pojednání o mezním stavu pružnosti................................................................................................................................ 387 Podmínka plasticity maximálního smykového napétí....................................................................................................................390 Podmínka plasticity HMH - Huber, Mises, Hcncky......................................................................................................................391 Zobccnéné podmínky plasticity (Ondráček, Bailey, Volkov)....................................................................................................... 392 Porovnání podmínek plasticity max x a H M H .............................................................................................................................. 393 Koeficienty prosté bezpečnosti kK vzhledem к meznímu stavu pružnosti......................................................................................394 Úvahy o mezním stavu pružnosti...................................................................................................................................................397 Následné podmínky plasticity....................................................................................................................................................... 398 M e z n í stav kře h ké h o lo m u ..................................................................................................................................................... 399 Vymezení, popis a charakteristiky mezního stavu křehkého lomu.................................................................................................399 Podmínka maximálního normálového napétí F max o (Galilei. Leibnitz, Rankine)......................................................................400 Mohrova podmínka křehkého lomu (Mohr).................................................................................................................................. 40! Mezní podmínka M OS................................................................................................................................................................. 402 Mezní podmínka Balandinova a Stassiho..................................................................................................................................... 402 Koeficienty prosté bezpečnosti kRк meznímu stavu křehkého lomu pružnosti.............................................................................402 Co to znamená, když hodnota prosté bezpečnosti vůči křehkému lomu je záporná?.....................................................................404 Faktory ovlivňující chování materiálu a možné mezní stavy....................................................................................................... 404 Důležité skutečnosti týkající se okamžitých mezních stavů...........................................................................................................405 M e z n í stavy s ta b ility tě le s ...................................................................................................................................................... 408 Mezní stav deformační stability tčles.............................................................................................................................................408 Poznámka к meznímu stavu vzpémé stability prutů......................................................................................................................409 Poznámka к meznímu stavu stability skořepin..............................................................................................................................410 Poznámka к meznímu stavu boulení stěn a skořepin.....................................................................................................................410 M e z n í stavy těles s p rim á rn ím i trh lin a m i.......................................................................................................................... 411 Základní pojmy u těles s trhlinami.................................................................................................................................................411 Energiová bilance télesa se Sířící se trhlinou................................................................................................................................. 412 Griffitovo kritérium.......................................................................................................................................................................416 Základní informace o lineární lomové mechanice.........................................................................................................................418 Mezní stavy stability trhliny při monotónně rostoucím zatěžování................................................................................................ 423 Mezní stavy stability trhliny v podmínkách rovinné deformace....................................................................................................423 Mezní stavy stability trhliny podmínkách rovinné napjatosti......................................................................................................... 424 Kritéria stability trhliny při smíšených modech.............................................................................................................................425 Z á k la d y n e lin e á rn í lo m o v é m e c h a n ik y .............................................................................................................................. 42 6 Koncepce У-integrálu.....................................................................................................................................................................426 Koncepce otevření trhliny (COD)..................................................................................................................................................429 Současné tre n d y v lo m o v é m e c h a n ic e ............................................................................................................................... 431 Dvouparametrová lineární lomová mechanika............................................................................................................................... 431 Lineární lomová mechanika trhlin s mikroskopicky křivolakým čelem......................................................................................... 432
5.11 5.1 2
K u m u la t iv n í m e z n í s ta v y - v y m e z e n í a s t r u k t u r a ........................................................................................................ 434 V s tu p n í ú v a h y o m e z n íc h s ta v e c h ú n a v o v é h o p o ru š o v á n í........................................................................................ 435
5 . 12.1
P řech od ové a m e zn í stavy ú n a vo vé h o p o ru š o v á n í......................................................................................................... 435
5.1 2.2
K la s ifik a c e časově p ro m ě n n ých u rč u jíc íc h p a ra m e trů .................................................................................................. 435
5 . 12.3 5 . 12 .4 5.12.4.1 5. i 2.4.2 5.12.4.3 5.12.4.4
Z á k la d n í p o z n a tk y o ú n a v o v é m p ro c e s u ............................................................................................................................437 F ilo z o fie p řístup ů к řeše ní p ro b lé m ů ú n a vo vé h o p o ru š o v á n í.................................................................................... 4 4 1 Přímý únavový problém................................................................................................................................................................ 441 Nepřímý únavový problém............................................................................................................................................................ 441 Soudobé přístupy к zajištění spolehlivosti technických objektů.................................................................................................... 442 Parametrizace mezních stavů souvisejících s únavovými procesy................................................................................................. 443
5.1 3 P r o b le m a tik a v z n ik u a r ů s t u ú n a v o v ý c h t r h l i n .............................................................................................................445 5.13.1 Z á k la d n í sku te čn o sti o růstu ú n a vo vých t r h l i n ............................................................................................................... 445 5 .1 3 .2 Š íře n í d lo u h ý c h t r h lin - k o n s ta n tn í a m p litu d a fa k to ru in te n z ity n a p ě tí.................................................................. 446 5.13.2.1 Základní úvahy o otevírání a uzavírám trhliny.............................................................................................................................. 446 5.13.2.2 Analýza závislosti da/dN-ДК v I. oblasti........................................................................................................................................447 5.13.2.3 Analýza závislosti da/dN-ДК v II. oblasti...................................................................................................................................... 448 5.13.2.4 Analýza závislosti da/dN-ДК v III. oblasti.................................................................................................................................... 449 5 . 13.3 Š íře n í d lo u h ý c h t r h lin - p ro m ě n n á a m p litu d a fa k to ru in te n z ity n a p ě tí................................................................... 449 5 .1 3 .4
Š íře n í k rá tk ý c h trh lin - k o n s ta n tn í a m p litu d a fa k to ru in te n z ity n a p ě tí................................................................... 451
5.1 3.5
U rč o v á n í prahové h o d n o ty a m p litu d y fa k to ru in te n z ity na pě tí - krá tké t r h li n y .................................................. 452
5.1 4 M e z n í p o d m ín k y ú n a v o v é p e v n o s ti.................................................................................................................................... 453 5.14.1 M e z n í p o d m ín k y ún avo vé p e vn o sti p ři je d n o o sé n a p ja to sti (d e fo rm a c i)................................................................453 5.14.1.1 Mezní podmínky únavové pevnosti při symetrickém cyklu napětí................................................................................................ 453 5.14.1.2 Mezní podmínky únavové pevnosti při symetrickém cyklu přetvoření.......................................................................................... 455 5.14.1.3 Mezní podmínky únavové pevnosti při nesymetrickém cyklu napětí.............................................................................................455 5.14 .1.4 Koncepce nominálních napětí.........................................................................................................................................................457 5.14.1.5 Neuberova koncepce..................................................................................................................................................................... 459 5.14.1.6 Zobecněná koncepce..................................................................................................................................................................... 459
5 .1 4 .2 M e z n í p o d m ín k y ún avo vé p e vn o sti p ř i ro v in n é n a p ja to s ti...................................................................................... 460 5.14.2.1 Stejné frekvence, soufázné symetrické km ity................................................................................................... 460 5.14.2.2 Stejné frekvence, soufázné nesymetrické km ity.......................................................................................................................... 463 5.14.2.3 Stejné frekvence, nesoufázné symetrické km ity.......................................................................................................................... 465 5.14.2.4 Stejné frekvence, nesoufázné nesymetrické kmity.......................................................................................................................466 5.14.2.5 Různé frekvence, nesoufázné symetrické km ity.......................................................................................................................... 466 5.1 4.3 M e z n í p o d m ín k y ún avo vé p e vn o sti p ři p ro s to ro v é n a p ja to s ti.................................................................................467 5.14.3.1 Obecné úvahy..............................................................................................................................................................................467 5.14.3.2 Mezní podmínky pro stejné frekvence, soufázné symetrické kmity.............................................................................................467 5 .1 4 .4 M e z n í p o d m ín k y ún avo vé p e vn o sti p ro ne kon sta ntní a m p litu d y n a p ě tí.............................................................. 468 5.14.4.1 Podmínky kumulace poškození vycházející z třídících metod......................................................................................................468 5.14.4.2 Podmínky kumulace poškození vycházející z teorienáhodných procesů......................................................................................471 5.1 5 M e z n í s ta v y s o u v is e jíc í s p o š k o z e n ím p o v r c h ů tě le s ...................................................................................................472 5.15.1 5.15.1.1 5.15.1.2 5.15.1.3 5 .1 5 .2 5.15.2.1 5.15.2.2 5.15.2.3 6
Z á k la d n í ú v a h y ....................................................................................................................................................................472 Systémové pojetí mezních stavů poškození povrchu těles........................................................................................................... 472 Systémový postup při popisu mezních stavů poškození povrchu těles.........................................................................................472 Zobecněné poznatky o mezních stavech poškození povrchu těles............................................................................................... 472 M e z n í stav a b ra z iv n íh o o p o tře b e n í tě le s a ...................................................................................................................... 474 Vymezení a aplikační oblasti mezního stavu abrazivního opotřebení.......................................................................................... 474 Vytvoření systému podstatných veličin........................................................................................................... 474 Experimentální metody pro určování abrazivního opotřebení materiálu...................................................................................... 477
T V O R B A T E C H N IC K Ý C H O B J E K T Ů ..............................................................................................................................479
6.1
K o n k u re n c e s c h o p n o s t te c h n ic k é h o v ý r o b k u ................................................................................................................ 479
6.1.1
P ro je k č n í cesta n á v rh u te c h n ic k é h o o b je k tu ..................................................................................................................480
6 .1 .2 6.1.2.1 6.1.2.2
P ozn ám ka ke kon ku re n ce sch o p n o sti v E vro p ské u n ii a České re p u b lic e ............................................................480 Hodnocení inovační činnosti v Evropské unii...............................................................................................................................481 Hodnocení inovační činnosti v České republice...........................................................................................................................481
6 .2 6.2.1
P ře h le d p ř í s t u p ů к ře š e n í k o n s t r u k t iv n í c h p r o b lé m ů ................................................................................................482 P řed po čítačo vá e ta p a .............................................................................................................................................................482
6 .2 .2
P očítačo vá etapa.......................................................................................................................................................................482
6 .3 6.3.1
Ř ešení k o n s t r u k t iv n í c h p ro b lé m ů v s é rio v é m in ž e n ý r s tv í....................................................................................... 484 V y m e z e n í s tru k tu ry a c h a ra k te ris tik sériové ho in ž e n ý rs tv í......................................................................................484
6.3 .2 6.3.2.1 6.3.2.2
D e ta iln í an a lýza n á vrh o vé eta py te c h n ic k é h o o b je k tu ................................................................................................485 Specifika a charakteristiky návrhové etapy technického objektu..................................................................................................485 Analýza fází návrhové etapy u sériového návrhu technického objektu........................................................................................487
6 .4 6.4.1
P o č íta č o v é p o d p o r y ...................................................................................................................................................................490 P roč p o číta čo vé p o d p o ry a p o číta čo vé a u to m a tiza ce ? ................................................................................................490
6 .4 .2
P očítačo vé a k tiv ity a lid s k é č in n o s ti.................................................................................................................................491
6.4 .3
P očítačo vá autom atizace a p o číta čo vá p o d p o ra ............................................................................................................ 4 9 i
6 .4 .4
V s tu p n í ú v a h y o p o č íta č o v ý c h p o d p o rá c h ......................................................................................................................493
6 .4 .5 6.4.5.1 6.4.5.2 6.4.5.3 6 .4 .6 6.4.6.1 6.4.6.2 6.4.6.3 Ó.4.6.4 6.4.6.5 6.4.6.6
S tru k tu ry p o č íta č o v ý c h p o d p o r...........................................................................................................................................494 Vlastní struktura počítačových podpor.........................................................................................................................................494 Struktura počítačových podpor v etapách vzniku technického objektu......................................................................................... 496 Integrace struktur počítačových podpor v oblasti tvorby technických objektů............................................................................. 498 C A D (C o m p u te r A id e d D e s ig n ) - p o číta čo vá po d p o ra n á v rh u ...............................................................................498 Vymezení a požadované vlastnosti CAD-u..................................................................................................................................498 Úrovně modelování geometrie objektu v CAD systémech........................................................................................................... 499 Poznámka o současných trendech v CAD-u................................................................................................................................. 500 Inteligentní prostředky v CAD systémech....................................................................................................................................501 Inženýrské analýzy....................................................................................................................................................................... 504 Problematika pojmové nejednotnosti v počítačových podporách................................................................................................. 504
6 .5
P o č íta č o v ě in te g r o v a n á v ý r o b a - С І М ..............................................................................................................................506
6.5.1 6 .5 .2
S tru k tu ra С І М ........................................................................................................................................................................... 506 P oznám ka o p ře d p o kla d e ch úspěšného zavádění С І М ............................................................................................... 508
6 .6 6.6.1
P a r a le ln í in ž e n ý r s t v í ................................................................................................................................................................. 509 P roč v z n ik lo p a ra le ln í in ž e n ý rs tv í? ....................................................................................................................................509
6 .6 .2
V y m e z e n í a s tru k tu ra p a ra le ln íh o in ž e n ý rs tv í................................................................................................................ 511
6.6 .3
T řic a te ro d o p o ru če n í p ro p a ra le ln í n á vrh v ý ro b k u ....................................................................................................... 512
6 .6 .4
M e to d y p a ra le ln íh o in ž e n ý r s tv í.......................................................................................................................................... 513
6.6 .5
P ozn ám ka o in fo rm a č n íc h te c h n o lo g iíc h v p a ra le ln ím in ž e n ý r s tv í....................................................................... 515
6 .7 6.7.1
R e e n g in e e rin g ...............................................................................................................................................................................516 V y m e z e n í p o jm u re e n g in e e rin g .......................................................................................................................................... 516
6 .7 .2
C o ne ní re e n g in e e rin g .............................................................................................................................................................517
6.7 .3
C o je re e n g in e e rin g ..................................................................................................................................................................517
6 .7 .4 6 .8
P erso ná lní z a jiš tě n í re e n g in e e rin g u .................................................................................................................................... 518 B e z p e č n o s tn í in ž e n ý r s t v í .........................................................................................................................................................519
6.8.1
P roč v z n ik lo be zpečnostní in ž e n ý rs tv í? ........................................................................................................................... 519
6 .8 .2
V y m e z e n í b e zpe čno stn íh o in ž e n ý rs tv í.............................................................................................................................. 519
6.8.3
M e to d o lo g ie z jiš ťo v á n í be zpe čno sti te c h n ic k ý c h o b je k tů ............................................................ ........................... 522
6.8.4 6.8.4.1 6.Б.4.2 6.8.5
K ate gorizace po ru ch , je jic h d ů sle dků a k o le k tiv n íc h v e lik o s tí r iz i k ........................................................................ 523 Kategorizace poruch...................................................................................................................................................................... 523 Kategorizace kolektivních velikostí rizik....................................................................................................................................... 523 M e to d y po užívan é p ř i bezpečnostních s tu d iíc h .............................................................................................................. 524
6.8.6
P oznám ka o m anagem entu v o b la s ti říz e n í riz ik a te c h n ic k ý c h o b je k tů ................................................................... 526
6.8.7 6.8.8
P oznám ka o le g is la tiv ě v o b la s ti be zpe čno sti s t r o jů ..................................................................................................... 526 D is k u s e o be zpečnostním a r iz ik o v é m in ž e n ý r s tv í........................................................................................................ 526
6.9 6.10
M e c h a tro n ic k ý p ř í s tu p ................................................................................................................................................... 527 S ystém ový p řís tu p к designu, ne je n te c h n ic k é m u ..................................................................................................529
6.10.1 6.10.1.1 6.10.1.2 6.10.2 6.10.3
V y m e z e n í a s tru ktu ro va n o st d e s ig n u ..................................................................................................................................52 9 Vymezení designu......................................................................................................................................................................... 529 Strukturovanost designu................................................................................................................................................................ 529 Ú k o l a c íle te ch n ické h o d e s ig n u ...........................................................................................................................................531 K o m p le x n o s t, h ie ra rc h ič n o s t, ote vře no st a d y n a m ič n o s t d e s ig n u ............................................................................. 531
6.10.4
6.11
E rg o n o m ie a te c h n ic k ý d e s ig n ...................................................................................................
L o g is tik a ...............................................................................................................................................................................534
6.11.1 6.11.2
P roč lo g is t ik a .............................................................................................................................................................................. 534 Z á k la d n í p o jm y v lo g is tic e ..................................................................................................................................................... 536
6.11.3
S ysté m o vý p řís tu p к lo g is tic e ............................................................................................................................................... 539
6.11.4
P o d n ik o v á lo g is tik a ................................................................................................................................................................... 5 4 1
6.12
H o d n o ce n í ú ro v n ě te c h n ic k ý c h o b je k tů .................................................................................................................... 543
6.12.1
Č le n ě n í m etod p ro h o d n o ce n í ú ro vn ě te c h n ic k ý c h o b je k tů ........................................................................................ 543
6.12.2 6.12.2.1 6.12.2.2 6.12.3 6.12.3.1 6.12.3.2 6.12.3.3
M e to d y h o d n o ce n í te c h n ic k é ú ro vn ě te c h n ic k ý c h o b je k tů ......................................................................................... 543 Metoda kriteriálních funkcí........................................................................................................................................................... 543 Metoda Pattern.............................................................................................................................................................................. 545 M e to d y h o d n o ce n í te c h n ic k o -e k o n o m ic k é ú ro vn ě te c h n ic k ý c h o b je k tů ............................................................... 545 Bazická bodovací metoda.............................................................................................................................................................. 545 Funkčně-nákladová analýza........................................................................................................................................................... 546 Metody stanovení kritických funkcí.............................................................................................................................................. 549
6.13 6.14
R e ve rzn í in ž e n ý rs tv í......................................................................................................................................................... 549 H o d n oce n í p řís tu p ů к řešení k o n s tru k tiv n íh o p r o b lé m u ..................................................................................... 550
6.14.1
S é rio vé in ž e n ý rs tv í bez v y u ž ití p o č íta č o v ý c h p o d p o r - „ k la s ik a “ ........................................................................... 550
6.14.2
S é rio vé in ž e n ý rs tv í s v y u ž itím p o č íta č o v ý c h p o d p o r.....................................................................................................551
6.14.3
P a ra le ln í in ž e n ý rs tv í..................................................................................................................................................................552
7 7.1
N A D O B O R O V É P O J E T Í C H Y B V M O D E L O V Á N Í..............................................................................................55 3 Obecně o ch yb á c h .............................................................................................................................................................553
7.1.1 7.1 .2
V y m e z e n í p o jm u „c h y b a “ .......................................................................................................................................................553 P říč in y c h y b s o u v is e jíc í s u vě d o m ě lo u č in n o s tí č lo v ě k a .............................................................................................5 5 4
7.1.3
D ů s le d k y c h y b ............................................................................................................................................................................554
7.1 .4 7.1.5
D esatero a trib u tů c h y b ............................................................................................................................................................. 555 P oznám ka к ne jča stě jším c h y b á m p ř i řešení p ro b lé m ů .................................................................................................555
7.2
C h y b y ve výp o čto vé m m o d e lo v á n í..............................................................................................................................556
7.2.1
S tru k tu ra c h y b ve v ý p o č to v é m m o d e lo v á n í..................................................................................................................... 5 5 6
7.2 .2 7.2.2.1 7.2.2.2 7.2.3 7.2.3.1 7.2.3.2
C h y b y ve vstu p n íc h ú d a jíc h d o v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í.......................................................................................... 556 Příčiny chyb ve vstupních údajích................................................................................................................................................. 556 Požadavky na maximálnč možnou bezchybnost vstupních údajů...................................................................................................558 C h y b y v systém ech číse ln ých v e l ič in ................................................................................................................................ 558 Chyby z nedostatečného pochopení vlastností oborových čísel..................................................................................................... 558 Poznámka o chybách z rozdílnosti mezi oborovými a počítačovými čísly.....................................................................................559
7 .2 .4 7 .2 .5
C h y b y v m a te m a tické m ře še n í.............................................................................................................................................. 5 6 0 O d stra ň o vá n í c h y b ve v ý p o č to v é m m o d e lo v á n í............................................................................................................. 561
7.3
C h y b y v e x p e rim e n tu ......................................................................................................................................................563
7.3.1 7.3.1.1 7.3.1.2 7.3.1.3 7.3.1.4
S p e cifika ce c h y b v e x p e rim e n tu ..................................................................................................................................... 563 Funkce modelového výpočtového a experimentálního hardwaru.................................................................................................563 Funkce modelového výpočtového a experimentálního softwaru..................................................................................................563 Funkce řešitele výpočtového a experimentálního modelování......................................................................................................563 Strategie odstraňování chyb v experimentálním modelování........................................................................................................ 564
7 .3 .2 7.3.2.1 13.2.2 7.3.2.3 7.3.3 7.3.3.1 13 3.2 1333
S tru k tu ra c h y b v e x p e rim e n tu ............................................................................................................................................... 564 Chyby ve formulaci experimentálního problému..........................................................................................................................565 Chyby v návrhu experimentu........................................................................................................................................................565 Chyby v realizaci experimentu.....................................................................................................................................................566 A n a lý z a c h y b v procesu m ě ře n í............................................................................................................................................566 Členční chyb podle teorie méření.................................................................................................................................................567 Členění chyb podle příčin jejich vzniku......................................................................................................................................... 568 Členční chyb u přístrojů pro záznam časové proměnných veličin................................................................................................ 570
7.4
C h y b y ve v ý ro b ě te ch n ické h o o b je k tu ........................................................................................................................ 573
7.4.1
S tru k tu ra c h y b ve v ý r o b ě ..................................................................................................................................................... 573
7 .4 .2
P řístu p y к o d stra ň o vá n í c h y b ve v ý r o b ě ..........................................................................................................................574
7 .4 .3
P ro g ra m n u lo v á n í c h y b .......................................................................................................................................................... 574
7 .5 7.5.1
P r á v n í o d p o v ě d n o s t za c h y b y ................................................................................................................................................575 A n a lý z a p rá v n í o d p o vě d n o sti za c h y b y v te ch n ické vě d ě ..........................................................................................575
7 .5 .2
A n a lý z a p rá v n í o d p o vě d n o sti za c h y b y v te c h n ic k é p r a x i........................................................................................ 575
7 .5 .3
P o ža d a vky na v ý p o č to v é m o d e lo v á n í.............................................................................................................................. 576
8
S Y S T É M O V Ě O S T A T IS T IC K É M Z P R A C O V Á N Í D A T .......................................................................................... 577
8.1 .1
Z á k la d n í ú v a h y a p o jm y ..........................................................................................................................................................577 P ojed nán í o p o jm e ch „d a ta “ a “ in fo rm a c e “ ...................................................................................................................577 Struktura procesu práce s daty.....................................................................................................................................................577 . 1 . 1.2 Poznámka o pojmech souvisejících s termínem „informace"......................................................................................................578 Poznámka o jakosti informace.....................................................................................................................................................579 .1.1.3 .1.2 P ojed nán í o p o jm u „s ta tis tik a “ ........................................................................................................................................... 580 .1.1 1.1.1
8 .1.3 .1.4 .1.4.1 .1.4.2 .1.4.3 . 1.5
.1.5.1 .1.5.2 .1.5.3 .1.6
P ojed nán í o popisné s ta tis tic e ............................................................................................................................................ 581 S tru k tu ra s ta tis tic k ý c h zna ků - k la s ifik a č n í a n a lý z a ...................................................................................................582 Analýza prvků ve struktuře statistických znaků............................................................................................................................582 Analýza vazeb ve struktuře statistických znaků............................................................................................................................583 Roztřídění statistických metod.....................................................................................................................................................583 ..................585 N á ho dné je v y , náhodná v e lič in a - p ra vdě pod ob no st ................... 585 Vymezení náhodného jevu a náhodné veličiny........................ ................... 585 Poznámka к vymezení různých typů pravděpodobností.......... ................... 586 Pravděpodobnostní vyjádření náhodné veličiny X ..................... ..................587 S ystém o vé p o je tí s ta tis tik y ................................................ S ta tis tic k é a n a lý z y je d n o r o z m ě r n ý c h d a t ....................
................ 589
Jednorozm ěrné sta tis tic k é s o u b o ry s ne ná ho dným z n a k e m ....................... Nenáhodný kvantitativní znak...................................................................................... Nenáhodný kvalitativní znak........................................................................................ Jednorozm ěrné sta tistické s o u b o ry s n á h o d n ým k v a n tita tiv n ím znakem Diskrétní a spojitá náhodná veličina............................................................................. Číselné charakteristiky náhodné veličiny...................................................................... Rozdělení pravděpodobnosti teoretická a výběrová...................................................... Náhodný výběr a jeho charakteristiky................................................... Bodové a intervalové odhady parametrů............................................... Testování statistických hypotéz - parametrické a neparametrické testy Metodologie statistických analýz jednorozměrných dat........................ S ta tis tic k é a n a lý z y v íc e ro z m ě rn ý c h d a t .....................................
..................589 ................... 589 ................... 589 ..................592 ................... 592 ................... 593 ................... 594 ................... 597 ................... 598 600 606
D v o u ro z m ě rn ý s ta tis tic k ý so u b o r s n e n á h o d n ým i z n a k y ..... Náhodný kvantitativní znak............................................................................................................... Náhodný kvalitativní znak................................................................................................................ D v o u ro z m ě rn ý s ta tis tic k ý so u b o r s n á h o d n ý m i zn a ky (n á h o d n ý v e k to r ) .................. Funkční charakteristiky statistického souboru................................................................................... Číselné charakteristiky statistického souboru.................................................................................... K o r e la č n í a n a lý z a .............................................................................................................................
..................607 ................... 607 ................... 607 608 608 ................... 609
1.4.1
Z á k la d n í ú v a h y ...............................................................................................................................
610
1.4.2
S tru k tu ra k o re la č n íc h k o e fic ie n tů ............................................................................................
611
R e g re s n í a n a lý z a o b e c n ě ...............................................................................................................
.................614 .................615
8 .2 .2.1 .2 .
1. 1
.2 .
1.2
.2.2 .2 .2.1 .2 . 2.2
.2.2.3 .2.2.4 .2.2.5 . 2 . 2.6
2.2.7
.3 .3.1 3.1.1 3.1.2 .3.2 3.2.1 3.2.2
8 .4
1.5 1.6 1. 6 . 1 .6 .
1. 1
. 6 . 1 .2
.6.1.3 .6.1.4 .6.1.5 1. 6.2 . 6 . 2.1 . 6 . 2.2
.6.2.3 .6.2.4 1.6.3 .6.3.1 .6.3.2 .6.3.3 1.6.4 .6.4.1 .6.4.2 .6.4.3 .6.4.4 .6.4.5 1.6.5
L in e á r n í re g re s n í a n a lý z a .............................................................................................................. O d h a d y pa ram e trů reg resn í fu n k c e .......................................................................................... Předpoklady lineární regresní analýzy............................................................................................... Odhady regresních parametrů........................................................................................................... Předpoklady metody nejmenších čtverců.......................................................................................... Geometrická interpretace metody nejmenších čtverců....................................................................... Důležité matice v regresní analýze.................................................................................................... S ta tis tic k é v la s tn o s ti s ta tis tic k ý c h c h a ra k te ris tik u reg resn í a n a lý z y ........................... Testování významnosti regresních koeficientů.................................................................................. Intervalový odhad regresních koeficientů.......................................................................................... Intervalový odhad střední hodnoty funkční hodnoty.......................................................................... Bodové odhady rozptylu predikce a rozptylu reziduí......................................................................... R egresní d ia g n o s tik a u lin e á rn í regresní a n a lý z y ................................................................ Posouzení kvality dat......................................................................................................................... Posouzení kvality navržené regresní závislosti.................................................................................. Posouzení splnění předpokladů metody nejmenších čtverců............................................................. R egresní an a lýza p ři ne splněn í p ře d p o k la d ů ne jm e n ších č tv e rc ů ................................ Multikolinearita................................................................................................................................. Heteroskedasticita.............................................................................................................................. Autokorelace..................................................................................................................................... Porušení normality chyb................................................................................................................... Omezení na regresní parametry......................................................................................................... R e gre sní an a lýza - všech ny pro m ěn né m a jí náhodné c h y b y .........................................
.................607
610
..................615 ................... 615 ................... 615 ................... 615 616 ................... 617 618 618 618 618 618 ..................619 ................... 619 ................... 623 ................... 625 625 625 ............... 627 628 ............... 629 ............... 631 632
8.7.1
N e lin e á r n í re g re s n í a n a lý z a ................................................................................................................................................... 633 Z á k la d n í in fo rm a c e o n e lin e á rn í reg resn í a n a lý z e ....................................................................................................... 633
8.7.2
O d h a d y regresních k o e fic ie n tů - k rité ria re g re s e .........................................................................................................634
8.7.3 8.7.3.1 8.7.3.2 8.7.4
G e o m e tric k á in te rp re ta ce n e lin e á rn í reg resn í a n a lý z y ................................................................................................ 635 Základní informace...................................................................................................................................................................... 635 Geomeirická interpretace nelineární metody nejmenších Čtverců.................................................................................................637 N u m e ric k é m e to d y p ro od h a d y reg resn ích p a ra m e trů ................................................................................................ 637
8.7.5 8.7.5.1 5.7.5.2 8.7.5.3 8.7.6 8.7.6.1 8.7.Ó.2 8.7.6.3
S ta tis tic k é v la s tn o s ti s ta tis tic k ý c h c h a ra k te ris tik ..........................................................................................................638 Nelinearita regresní závislosti.......................................................................................................................................................638 Kovarianční matice odhadů......................................................................................................................................................... 639 Intervalová odhady regresních koeficientů...................................................................................................................................639 R egresní d ia g n o s tik a u n e lin e á rn í reg resn í a n a lý z y .....................................................................................................640 Posouzení kvality dat................................................................................................................................................................... 640 Analýza vlivu vlivných bodů....................................................................................................................................................... 641 Posouzení kvality navržené regresní závislosti.............................................................................................................................641 P lá n o v á n í m ě ře n í v p o d m ín k á c h lin e á r n í re g re s n í a n a lý z y ................................................................................... 642
8.7
8.8 8 . 8.1
V s tu p n í ú v a h y ...........................................................................................................................................................................642
8 .8.2
P lá n y m čře n í u lin e á rn í regresní z á v is lo s ti....................................................................................................................643 Obecné pojednání o plánech mčření.............................................................................................................................................643 Optimální regresní plány měření................................................................................................................................................. 645 Algoritmus plánování mčření v podmínkách regresní analýzy.....................................................................................................647 Jednofaktoriální experiment........................................................................................................................................................ 648 Úplný faktoriální experiment 2N...................................................................................................................................................648 Porovnání jednofaktoriálního a úplného faktoriálního experimentu.............................................................................................649
8 .8 .2 .1 8 . 8 .2 .2
8.8.2.3 8.8.2.4 8.8.2.5 8 .8 . 2 .6
8.9.1
A n a lý z a r o z p t y l u ........................................................................................................................................................................ 650 Jednorozm ěrná je d n o fa k to ro v á analýza r o z p ty lu ..........................................................................................................651
8.9.2
Jednorozm ěrná d v o u fa k to ro v á an a lýza ro z p ty lu ........................................................................................................... 652
8.9.3
Jednorozm ěrná třífa k to ro v á a n a lýza r o z p ty lu ................................................................................................................ 653
8.9.4
Jednorozm ěrná č ty řfa k to ro v á analýza r o z p ty lu ............................................................................................................ 653
8.9
8.9.5
V íce ro zm ě rn á je d n o fa k to ro v á analýza r o z p ty lu ........................................................................................................... 654
8.10
K o v a r ia n ě n í a n a lý z a ................................................................................................................................................................. 655
8 . 10. 1 8 . 1 0 . 1.1 8 . 1 0 . 1.2
8 . 10.2 8 . 1 0 . 2.1 8 . 1 0 . 2 .2
8.10.2.3
Z á k la d n í ú v a h y .........................................................................................................................................................................655 Ilustrativní případy na aplikaci analýzy rozptylu a kovarianční analýzy.......................................................................................655 Předpoklady kovarianční analýzy................................................................................................................................................ 656 J e d n o fa k to ro v á je d n o ro z m ě rn á k o v a ria n č n í a n a lý z a .................................................................................................. 656 Matematická formulace jednofaktorové jednorozměrné kovarianční analýzy..............................................................................656 Odhady parametrů v matematické formulaci................................................................................................................................656 Statistické posouzení kovarianční analýzy....................................................................................................................................657
S t r u k t u r n í s ta tis tic k é m e to d y ................................................................................................................................................659 K la s ifik a č n í sta tis tic k é m e to d y ...........................................................................................................................................659 Diskriminační analýza................................................................................................................................................................. 659 8 . 1 1 . 1.1 Analýza shluků.............................................................................................................................................................................660 8 . 11 . 1.2 R e d u kčn í sta tis tic k é m e to d y ................................................................................................................................................ 662 8 . 11.2 Komponentmi analýza (analýza hlavních komponent).................................................................................................................662 8 . 1 1 .2 . 1 Faktorová analýza........................................................................................................................................................................ 663 8 . 1 1 .2 . 2 Kanonická korelační analýza....................................................................................................................................................... 663 8.11.2.3 P rů z k u m o v á a n a lý z a ................................................................................................................................................................. 664 8.12 V s tu p n í ú va h y - p o řá d ko vé s ta tis tik y ...............................................................................................................................664 8 . 12.1
8.11
8 . 11.1
8 . 12.2
G ra fy к o d h a le n í s ta tis tic k ý c h z v lá š tn o s tí d a t................................................................................................................ 665
8.12.3 8.12.3.1 8.12.3.2 8.12.3.3 8.L2.3.4 8.12.4
O v ě řo v á n í p ře d p o k la d ů o d a te c h ....................................................................................................................................... 669 Ověřování předpokladů o nezávislosti prvků výběru....................................................................................................................669 Ověřování předpokladů o homogenitě výběru............................................................................................................................. 669 Ověřování předpokladů o normalitě rozdělení souboru................................................................................................................669 Problematika velikosti výběru..................................................................................................................................................... 670 P ro b le m a tik a transfo rm a ce d a t............................................................................................................................................ 671
8.13
P r o b le m a tik a o d h a d u c h y b a n e jis to t m ě ř e n í................................................................................................................672
8.13.1 8.13.1.1 8.13.1.2 8.13.1.3 8.13.1.4 8.13.2 8.13.2.1 8.13.2.2 8.13.2.3
O d h a d y a šíře n í c h y b ............................................................................................................................................................. 672 Základní informace............... 672 Poznámka к momentovým odhadům chyb.................................................................................................................................. 672 Poznámka ke kvantilovým odhadům chyb.................................................................................................................................. 673 Šíření chyb.................................................................................................................................................................................. 674 N e jis to ty m ě ře n í.......................................................................................................................................................................6 7 6 Rozčlenění nejistot...................................................................................................................................................................... 676 Určování nejistot u statistického souboru s jednou proměnnou....................................................................................................676 Šíření nejistot............................................................................................................................................................................... 678 A n a lý z a časo vě p ro m ě n n ý c h p ro c e s ů ................................................................................................................................679
8.14 8.15
S ta tis tic k á v ý z n a m n o s t v e rs u s v ě c n á v ý z n a m n o s t....................................................................................................... 680
8.15.1
P ojed nán í o sta tis tic k é v ý z n a m n o s ti................................................................................................................................. 68 0
8.15.2
P ojed nán í o k o e fic ie n tu věcné v ý z n a m n o s ti a r ............................................................................................................ 681 D o p o ru č e n í к a p lik a c i sta tis tic k é a p ra k tic k é v ý z n a m n o s ti.....................................................................................682
8.15.3
11.d íl 9 S Y S T É M O V É P O J E T Í P S Y C H O L O G IE O S O B N O S T I........................................................................................... 683 9.1 Z á k la d n í ú v a h y a z á k la d n í p o jm y ............................................................................................................................683 9.1.1 9.1.1.1 9.1.1.2 9.1.1.3 9.1 .2
V y m e z e n í p sy c h o lo g ie a j e j í s tru k tu ry ........................................................................................................ 683 Teoretické psychologické védy................................................................................................................................ 684 Aplikované psychologické védy..................................................................................................................................................684 Hraniční psychologické védy......................................................................................................................................................б85 V y m e z e n í p o jm u „p s y c h ik a je d in c e “ .......................................................................................................................... 686
9.1 .3 9 .1 .4
V y m e z e n í p o jm u „o s o b n o s t“ ................................................................................................................................. 687 P roč b y se m ě l je d in e c za b ýva t p s y c h o lo g ií o so b n o sti? ......................................................................................... • •6 8 8 1
9.2 9.2.1
A p lik a c e systém ového p řís tu p u na p s y c h o lo g ii o so b n o sti..................................................................................690 A p lik o v a te ln é a trib u ty systém ové ho p řístu p u v p s y c h o lo g ii o s o b n o s ti.............................................................. 690
9 .2 .2
S p e c ifik a po zná vacích procesů v p s y c h o lo g ii o s o b n o s ti......................................................................................... 691
9.2 .3 9.2.3.1 9.2.3.2 9 .2 .4 9.2.4.1 9.2.4.2 9.2.4.3 9 .2 .5
S ystém o vé o systém u v e lič in I ( Í 2 ) P v p s y c h o lo g ii o s o b n o s ti.................................................................................... 692 Aspekty ovlivňující tvorbu systému veličin v psychologii osobnosti..........................................................................................692 Struktura systému podstatných veličin v psychologii osobnosti................................................................................................. 693 S ystém o vě o p ro b lé m e ch v p s y c h o lo g ii o s o b n o s ti...............................................................................................695 Poznámkao přímých a nepřímých problémech v psychologii............................................................................................. 695 Poznámkao typech konkrétních problémů v psychologii.................................................................................................... 695 Poznámkao metodologii a metodách řešení problémů v psychologii.................................................................................. 695 P o zo ro vá n í a e x p e rim e n t v p s y c h o lo g ii o s o b n o s ti.......................................................................................................697
9.2 .6 9.2.6.1 9.2.6.2
M o d e lo v á n í v p s y c h o lo g ii o s o b n o s ti................................................................................................................................698 Poznámkaк citacím o modelování v psychologii osobnosti................................................................................................ 698 Hypotetické typy modelování v psychologii osobnosti................................................................................................................. 699
9.3 9.4
Systém ové p o je tí psychologie o s o b n o s ti................................................................................................................700 ^ B io lo g ic k é a spekty o s o b n o s ti.......................................................................................................................... 701
9.4.1 K o n š titu č n í ty p y č lo v ě k a ..................................................................................................................................................... 701 9 .4 .2 S tru k tu ra a fu n k c e n e rvo vé s o u s ta v y ........................................................................................................................... 702 9.4.2.1 Základní informace o funkci a struktuře nervové soustavy....................................................................................................................702 9.4.2.2 Mozek........................................................................................................................................................................................... 703 9 .4 .3 H om eostáza lid s k é h o o rg a n iz m u ......................................................................................................................................705 9 .4 .4 9 .4 .5
9.5
B io c h e m ic k é aspekty č lo v ě k a ............................................................................................................................................ 706 B io ry tm y a o s o b n o s t.............................................................................................................................................................. 706
V a z b y je d in c e na p ro s tře d í......................................................................................................................................... 708
9.5.1
V y m e z e n í p ro stře d í č lo v ě k a .................................................................................................................................................708
9 .5 .2
S o c iá ln í uče ní je d in c e ........................................................................................................................................... 708
9 .5 .3 S o c iá ln í s k u p in y a p o sta ve n í oso bn osti v n ic h .....................................................................................................................710 9 .5 .4 9.5.4.1 9.5A2 9.5.4.3 9.5.4.4 9.5.4.5 9.5.4.6
9.6 9.6.1 9 .6 .2 9 .6 .3 9.6.3.1 9.6.3.2 9.6.3.3 9.6.3.4
9.7
P ro b le m a tik a m o tiv a c e z p ro s tře d í................................................................................................................................... 712 Situace - vymezení, význam, atributy......................................................................................................................................... 713 Podmínky ovlivňující řešení situace a členční situací...................................................................................................................713 Stresové situace.................................................................................................................................................... 714 Konfliktní situace........................................................................................................................................................................ 715 Frustrační situace......................................................................................................................................................................... 716 Problémové situace...................................................................................................................................................................... 71fi
M o tiv a c e (zam ěřenost) je d in c e ........................................................................................................................ 717 O becně o m o tiv e c h a m o tiv a c i................................................................................................................................... 717 O becné č le n ě n í m o t iv ů .......................................................................................................................................... 718 Č le n ě n í m o tiv ů p o d le p ř íč in ......................................................................................................................................719 Cíle jako motivy.......................................................................................................................................................................... 714 Potřeby jako m otivy.....................................................................................................................................................................7*" Zájmy jako m otivy...................................................................................................................................................................... 730 Hodnoty jako motivy....................................................................................................................................................................731
F a k to ry o v liv ň u jíc í je d in c e .......................................................................................................................................... 722
9 .7 .1
S tru k tu ra fa k to rů v y tv á ře jíc íc h o s o b n o s t....................................................................................................................... 722
9 .7 .2 9.7.2.1 9.7.2.2 9.7.2.3 9.7 .3 9.7.3.1 9.7.3.2 9 .7 .4 9.7.4.1 9.7.4.2 9.7.4.3
B io lo g ic k é f a k t o r y .................................................................................................................................................................723 Dčdičné dispozice.........................................................................................................................................................................733 Vrozené dispozice........................................................................................................................................................................733 Zdravotníkomplikace po porodu a v raném dčtství..............................................................................................................733 E n v iro n m e n tá ln í f a k t o r y ......................................................................................................................................................724 Přírodní prostředí.................................................................................................................................................... 734 Architektonické, urbanistické a technické prostředí.................................................................................................................... 734 S o c iá ln í fa k to r y .......................................................................................................................................................................,725 Rodinné prostředí....................................................................................................................................................733 Školní prostředí............................................................................................................................................................................ 736 Pracovní prostředí........................................................................................................................................................... 736
9.8 9.8.1 9.8.1.1 9.8.1.2
C h a ra k te ris tik y o s o b n o s ti............................................................................................................................................ 727 Z á k la d n í ú va h y o š tru k tú ro v a n o s ti o s o b n o s ti............................................................................................................... 727 Terminologická problematika charakteristik struktury osobnosti................................................................................................. 737 Hypotézao štruktúrovanosti charakteristik osobnosti........................................................................................................... 737
9.8.2 9.8.2.1 9.8.2.2 9.8.2.3 9.8.2.4 9.8.3 9.8.3.1 9.8.3.2 9.8.3.3 9.8.4 9.8.4.1 9.8.4.2 9.8.4.3 9.8.4.4
S cho pn osti je d in c e ................................................................................................................................................................... 728 Schopnosti....................................................................................................................................................................................728 Inteligence....................................................................................................................................................................................728 Nadání - talent.............................................................................................................................................................................. 731 Genialita.......................................................................................................................................................................................732 T e m p e ra m e n t o s o b n o s ti......................................................................................................................................................... 732 Tříkomponentová hypotéza E. Kretschmera................................................................................................................................. 733 Dvoudimcnzionální hypotéza H. J. Eysencka............................................................................................................................... 733 Temperamentové typy..................................................................................................................................................................735 C h a ra kte r č lo v ě k a .................................................................................................................................................................... 737 Charakter človčka k sobé samému................................................................................................................................................737 Charakterové vlastnosti jedince ve vztahu к práci........................................................................................................................744 Volní vlastnosti jedince ovlivňující jeho charakter....................................................................................................................... 745 Charakterové vlastnosti jedince ve vztahu к jiným lidem............................................................................................................. 746
9.9 P s y c h ic k é p ro c e s y ........................................................................................................................................................................747 9.9.1 P ozn áva cí p sy c h ic k é p ro c e s y ................................................................................................................................................747 9.9.1.1 Vnímání........................................................................................................................................................................................747 9.9.1.2 Myšlení.........................................................................................................................................................................................749 9.9.2
P am ěťové p ro c e s y .....................................................................................................................................................................752
9.9.3
S p e c ific k é p s y c h ic k é p r o c e s y .............................................................................................................................................. 753
9.9 .4
E m o č n í p ro c e s y ......................................................................................................................................................................... 753
9.9.5 V o ln í p ro ce sy - tendence........................................................................................................................................................ 755 9.9.5.1 Vitální tendence............................................................................................................................................................................755 9.9.5.2 Individuální tendence................................................................................................................................................................... 756 9.9.5.3 Kognitivní tendence...................................................................................................................................................................... 757 9.9.5.4 Sociální tendence.......................................................................................................................................................................... 757 9.9 .6 P rocesy v y tv á ře n í p o jm ů ........................................................................................................................................................ 7 5 8 9.9.6.1 Vytváření pojmů vnímáním.......................................................................................................................................................... 758 9.9.6.2 Vytváření pojmů abstrakcí............................................................................................................................................................ 758 9.9.6.3 Vytváření pojmů s využitím představivosti a obrazotvornosti.......................................................................................................758 9.9.6.4 Problémové situace s obsahovým vymezení pojmů...................................................................................................................... 759 9.9.Ó.5 Ujasňování pojmů - základ dorozumění se................................................................................................................................. 759 9.9.6.6 Vágnost pojmů versus psaní textu..................................................................................... 759 9.1 0 P r o je v y a c h o v á n í o s o b n o s ti................................................................................................................................................... 760 9 .1 0 .1 Z á k la d n í ú v a h y o p ro je v e c h , c h o v á n í a n o rm a litě o s o b n o s ti.....................................................................................76 0 9.1 0.2 K ate gorizace p ro je v ů o s o b n o s ti........................................................................................................................................... 76 0 9.10.2.1 Projevy výrazové (tělesné, fyziologické)...................................................................................................................................... 762 9.10.2.2 Projevy myšlenek................................................................................................................................................... 764 9.10.2.3 Projevy sociální............................................................................................................................................................................ 765 9.10.2.4 Projevy činnostní.......................................................................................................................................................................... 765 9.1 0.3 P o je d n á n í o c h o v á n í je d in c e ................................................................................................................................................. 765 9.10.3.1 Základní kategorie chování............................................................................................................................. 765 9.10.3.2 Normy chování...................... 766 9.10.3.3 Poznámka o typech chování versus infarkt myokardu.................................................................................................................. 766 9.10.3.4 Poznámka o chování a normalitě u technických objektů a jedinců............................................................................................... 767 9.10.3.5 Poznámka o druzích poruch osobnosti............................. 768 9.11 E m o c e a o s o b n o s t........................................................................................................................................................................ 769 9.11.1
V у m ezení p o j m u „e m o c e “ .....................................................................................................................................................76 9
9 .1 1 .2 9.11.2.1 9.11.2.2 9.11.2.3 9.11.2.4 9.11.2.5 9.1 1.3 9.11.3.1 9.11.3.2 9.11.3.3 9 .1 1 .4 9.11.4.1 9.11.4.2 9.11.4.3 9.1 1.5
Z á k la d n í e m o c e ..........................................................................................................................................................................769 Hněv............................................................................................................................................................................................. 769 Strach........................................................................................................................................................................................... 770 Smutek ................. 771 Radost........................................................................................................................................................................................... 771 Láska............................................................................................................................................................................................ 771 P sych ická ú n a v a ........................................................................................................................................................................ 771 Všeobecné pojednání o únavě.......................................................................................................... ........................................... 771 Pracovní návyky zabraňující starostem a únavě.............................................................................................................................773 Vyhoření jedince (bumout).................................................... 773 P o je d n á n í o depresi, neuróze a p s y c h ó z e .......................................................................................................................... 774 Deprese......................................................................................................................................................................................... 774 Neuróza........................................................................................................................................................................................ 774 v Psychóza...................................................................................................................................................................................... 776 Ž iv o tn í o p tim iz m u s a p e s im iz m u s ...................................................................................................................................... 777
9.1 2 P o je d n á n í o e m o č n í in te lig e n c i.............................................................................................................................................. 778 9.12.1 S tru k tu ra e m o č n í in te lig e n c e a v y m e z e n í je jíc h p r v k ů ................................................................................................ 778 9.12.1.1 Schopnosti vztahující se к vlastní osobě - osobní emoční kvality.................................................................................................778 9.12.1.2 Schopnosti a vlastnosti vztahující se к mezilidským vztahům.......................................................................................................779 9.1 2.2 S ystém o vé p o je tí e m o č n í in te lig e n c e ................................................................................................................................. 781 9.1 3 S y s té m o v é p o je tí p ra c o v n íc h t ý m ů ...................................................................................................................................... 78 2 9.13.1 P o jm y tý m a tý m o v á p r á c e - je jic h v y m e z e n í................................................................................................................ 78 2 9 .1 3 .2
P ra co vn í tý m ja k o sys té m o v ý o b je k t - ap lika ce systém ové ho p ř ís tu p u ................................................................ 782
9.1 3.3
Proč js o u v současnosti nutné in te rd is c ip lin á rn í p ra c o v n í t ý m y ? ..........................................................................783
9 .1 3 .4
T ý m o v á práce - p ro stře d e k к řešení in te rd is c ip lin á rn íc h p r o b lé m ů ...................................................................... 784
9.1 3.5 A tr ib u ty tý m o v é p rá c e ..........................................................................................................................................................785 9 .1 3 .6 V y tv á ře n í p o d m ín e k p ro s p o lu p rá c i v p ra c o v n ím tý m u ............................................................................................ 786 9.13.6.1 Kvalita interakcí mezi týmem a jeho okolím..............................................................................................................................786 9.13.6.2 Vytváření podmínek pro spolupráci a vzájemnou podporu v pracovním týmu........................................................................... 786 9.13.6.3 Důležité typy osobností v pracovních týmech............................................................................................................................787 9 .1 4 N ě k o lik v o ln ý c h té m a t s o u v is e jíc íc h s p s y c h o lo g ií.................................................................................................... 788 9.14.1 9.14.1.1 9.14.1.2 9 .1 4 .2 9.14.2.1 9.14.2.2 9.14.2.3 9 .1 4 .3 9 .1 4 .4
Práce a spánek - základ sp o kojené ho ž iv o ta .................................................................................................................788 Práce.......................................................................................................................................................................................... 788 Spánek....................................................................................................................................................................................... 789 P ro b le m a tik a k r it ik y .............................................................................................................................................................. 790 Je vhodné a účelné kritizovat?................................................................................................................................................... 790 Jak se vyrovnat s nespravedlivou kritikou?............................................................................................................................... 791 Jak vést dialog, když nesouhlasíme s tím. co nám druhý říká?...................................................................................................791 Jak vh o d n ě dá vat p řík a z y , klá s t o tá z k y a o d p o v íd a t na n ě ? .....................................................................................792 Ja k se stát o b líb e n ý m ? ......................................................................................................................................................... 793
9 .1 5 D e s a te ra a j i n á e n t e r a ............................................................................................................................................................. 794 9.15.1 D esatero o so bn ostních „v h o d n o s tí“ ................................................................................................................................. 794 9 .1 5 .2
D esatero p ro fe s io n á la ž iv o ta ...............................................................................................................................................794
9 .1 5 .3 9 .1 5 .4
D esatero času je d in c e ............................................................................................................................................................ 795 Patnáctero ž iv o tn íc h d o p o ru č e n í....................................................................................................................................... 795
9 .1 5.5
Patnáctero za m yšle n í nad p ro b lé m y ................................................................................................................................. 796
9 .1 5 .6
D va ca te ro p říz n a k ů w o r k o h o lik a ...................................................................................................................................... 796
10
S Y S T É M O V Ě O T V O Ř I V O S T I ........................................................................................................................................... 7 9 7
10.1
O b e c n é p o je d n á n í o t v o ř iv o s t i............................................................................................................................................ 797
10.1.1 10.1.2
V y m e z e n í tv o řiv o s ti a je jí s tru k tu ry ................................................................................................................................. 797 A n a lý z a e n tit s o u v is e jíc íc h s tv o ř iv o s tí...........................................................................................................................799
10.1.3 10.1.3.1 10.1.3.2 10.1.3.3 1 0 .1.4
F a k to ry tv o ř iv o s ti....................................................................................................................................................................800 Biologické faktory tvořivosti......................................................................................................................................................800 Osobnostnč-kognitivní faktory tvořivosti.................................................................................................................................. 800 Sociální faktory tvořivosti......................................................................................................................................................... 801 C h a ra k te ris tik y tv ů rč íc h o so b n o stí....................................................................................................................................802
10.1.5 10.2
A n a lý z a etap tv ů rč íh o p ro c e s u ...........................................................................................................................................803 M e to d y tv ů r č íh o m y š le n í....................................................................................................................................................... 805
10.2.1 I n tu itiv n í m e to d y tv ů rč íh o m y š le n í.................................................................................................................................. 805 10.2.1.1 Braistorming.............................................................................................................................................................................. 805 10.2.1.2 Metoda W. J. J. Gordona........................................................................................................................................................... 806 10.2.1.3 Brainwriting Pool......................................................................................................................................................................806 10.2.1.4 Metoda „635“ ............................................................................................................................................................................. 806 10.2.1.5 Metoda „Diskuse 66“ ................................................................................................................................................................. 806 10.2.1.6 Metoda „Think Tank"..................................................................................................................................................................806 10.2.1.7 Synektická metoda......................................................................................................................................................................807 10.2.1.8 Avocatus Dei et Avocatus Diabli................................................................................................................................................807 10.2.2 S yste m a tické m e to d y tv ů rč íh o m y š le n í..........................................................................................................................808 10.2.2.1 Delfská metoda........................................................................................................................................................................... 808 10.2.2.2 Metoda alternativních dotazů...................................................................................................................................................... 808 10.2.2.3 Metoda porovnávání funkcí........................................................................................................................................................ 809 10.2.2.4 Metoda kinematického obrácení................................................................................................................................................. 809 10.2.2.5 Metoda agregace a desagragace prvků, resp. funkcí....................................................................................................................809 10.2.2.6 Soubory otázek.......................................................................................................................................................................... 809 10.2.2.7 Metoda aplikace odložených nápadů..........................................................................................................................................809 10.2.2.8 Morfologická analýza.................................................................................................................................................................810 10.2.2.9 Metoda TR1Z............................................................................................................................................................................. 812 10.3 B a r ié r y t v o ř iv o s t i ......................................................................................................................................................................815 10.3.1 S tru k tu ra b a rié r t v o ř iv o s ti................................................................................................................................................... 815 10.3.1.1 Bariéry tvořivosti kognitivní....................................................................................................................................................... 815 10.3.1.2 Bariéry tvořivosti společensko-kultumí.......................................................................................................................................815 10.3.1.3 Bariéry tvořivosti emocionální................................................................................................................................................... 816 10.3.1.4 Bariéry tvořivosti intelektové......................................................................................................................................................817 10.3.1.5 Bariéry tvořivosti komunikativní................................................................................................................................................ 817 10.3.1.6 Bariéry tvořivosti prostředí..........................................................................................................................................................818 10.3.1.7 Bariéry tvořivosti technické........................................................................................................................................................ 818 10.3.2 O d stra ň o vá n í pře káže k a o d b o u rá v á n í b a rié r tv o ř iv o s ti............................................................................................ 818 10.3.3 C o vyža d u je v y tv o ře n í tv ů rč íh o p ra co vn íh o p ro s tře d í? ............................................................................................ 819 10.3.3.1 Problematika tvůrčího řízení.......................................................................................................................................................819 10.3.3.2 Problematika tvůrčí práce z pohledu jedince..............................................................................................................................820 10.4 M e to d o lo g ie v y tv á ř e n í d e fin ic p o jm ů ..............................................................................................................................822
11
S Y S T É M O V É P O J E T Í P O Z N Á V A C ÍC H P R O C E S Ů ................................................................................................. 8 2 3
11.1
P o z n á v a c í p ro c e s y , p o z n a tk y , z n a lo s ti a p o z n á n í.........................................................................................................823
11.2
S y s té m o v ý p o h le d n a p o z n á v a c í p ro c e s y .......................................................................................................................... 826
11.3
S t r u k t u r a p o z n á v a c íc h p r o c e s ů ........................................................................................................................................... 827
11.4 V la s tn o s ti p o z n a tk ů .................................................................................................................................................................... 828 11.4.1 S tru k tu ra z á kla d n ích v la s tn o s tí p o z n a tk ů ......................................................................................................................... 828 11.4.2 P ozn ám ka o ko n ce p ci stoch astickéh o p o je tí p ra v d iv o s ti p o z n a tk u ......................................................................... 832 11.5
Z á k la d n í a t r ib u t y z n a lo s tí .......................................................................................................................................................836
11.6
Z á k la d n í in fo r m a c e o m e ta a n a lý z e ..................................................................................................................................... 837
11.6.1 11.6.2
V s tu p n í a n a lý z y ........................................................................................................................................................................837 M e to d o lo g ie m e ta a n a lý z y ......................................................................................................................................................838
11.6.3 ! 1.6.3.1 11.6.3.2 11.6.3.3 11.6.3.4 11.6.3.5 11.6.3.6
R ealizace s ta tis tic k ý c h m etod v m e ta a n a lý z e ................................................................................................................ 841 Metoda agregace velikosti účinku využívající model pevných efektů..........................................................................................S41 Skupinové kontrasty pro nezávislé skupiny...................................................................................................................................842 Kontrasty v jedné skupině.............................................................................................................................................................842 Skupinové kontrasty pro relativní četnosti jevu.............................................................................................................................842 Analýza závislostí mezi proměnnými............................................................................................................................................842 Dopočítávání velikosti účinku.......................................................................................................................................................842
12
S Y S T É M O V É P O J E D N Á N Í O V Ě D E C K Ý C H P R A C ÍC H ........................................................................................ 8 4 3
12.1
Ú v a h y n a d p o jm y vě d a , h y p o té z a , te o rie , in fo r m a c e ....................................................................................................843
12.2
M e to d o lo g ie v ě d e c k é h o p o z n á v á n í ......................................................................................................................................846
12.3 T y p y a c h a r a k t e r is tik y v ě d e c k ý c h p r a c í .......................................................................................................................... 852 12.3.1 T y p y v ě d e ckých p r a c í............................................................................................................................................................. 852 12.3.2
C h a ra k te ris tik y věd e ckých p ra c í......................................................................................................................................... 853
12.3.3 12.3.3.1 12.3.3.2 12.3.4
Z ásady p ři psa ní vědecké p rá c e ...........................................................................................................................................854 Množina zásad při psaní vědecké práce.........................................................................................................................................854 Problematika citací ve vědeckých pracích.....................................................................................................................................855 E tik a ve vědeckém p o zn á vá n í a ve v ě d e ckých p ra c íc h ............................................................................................... 856
12.4
S ysté m o vé p o je d n á n í o s t r u k t u ř e a o b h a jo b ě d is e rta č n í p r á c i ............................................................................... 858
12.4.1
S tru k tu ra d is e rta č n í prá ce....................................................................................................................................................... 858
12.4.2
F o rm á ln í stránka d ise rta čn ích p r a c í....................................................................................................................................864
12.4.3
O b h a jo b y dise rta čn ích p ra c í.................................................................................................................................................. 865
13
Ú V O D D O D E T E R M IN IS T IC K É H O C H A O S U ..............................................................................................................8 6 6
13.1
Z á k la d n í ú v a h y o c h a o s u ......................................................................................................................................................... 866
13.1.1 13.1.1.1 13.1.1.2 13.1.1.3
C haos a řád v prů b ě h u staletí, od b o ha Z e rvá n a až po n o v o v ě k ...............................................................................867 Chaos a řád v různých mytologiích............................................................................................................................................... 867 Zobecnění plynoucí z mytologického pojetí chaosu...................................................................................................................... 867 Pojednání o názorech na chaos ve starověku, středověku a novověku........................................................................................... 868
13.1.2 13.1.2.1 13.1.2.2 13.1.2.3 13.1.2.4 13.1.2.5 13.1.2.6 13.1.2.7 13.1.2.8
C haos v současném p o je tí................................................................................................................................................ 869 Úroveň lidová................................................................................................................................................................ 869 Úroveň filozofická............................................................................................................................................................ 869 Úroveň přírodovědně-technická.................................................................................................................................................. 871 Edward Lorenz - průkopník deterministického chaosu................................................................................................................ 871 Poznámka o dalších velikánech z oblasti deterministického chaosu............................................................................................. 873 Poznámky к vymezení různých typů chaosu................................................................................................................................ 875 Poznámky к charakteristikám a souvislostem v deterministickém chaosu.................................................................................... 878 Typy problémů deterministického chaosu a přístupů к jejich řešení.............................................................................................. 880
13.2 Z á k la d n í ú v a h y o d y n a m ic k ý c h s o u s ta v á c h a s y s té m e c h ........................................................................................... 881 13.2.1 Ú v a h y nad p o jm y d y n a m ic k á soustava a d y n a m ic k ý s y s té m .................................................................................... 881 13.2.2 13.2.3 13.2.3.1 13.2.3.2 13.2.4
T y p y n e lin e á rn ích s y s té m ů ....................................................................................................................................................882 N e lin e á rn í p rv k y soustav a je jic h c h a ra k te ris tik y .......................................................................................................... 883 Obecné členění nelinearit.............................................................................................................................................................. 883 Důsledky existence nelinearit........................................................................................................................................................ 884 T y p y ch o vá n í s y s té m ů ............................................................................................................................................................ 885
13.2.5
D a lš í z á k la d n í p o jm y z o b la s ti d y n a m ic k ý c h systé m ů ................................................................................................. 885
13.2.6 13.2.6.1 13.2.6.2 13.2.7
U stálené s ta vy n e lin e á rn ích s y s té m ů ................................................................................................................................. 888 Autonomní nelineární systémy - explicitně nezávisí na čase........................................................................................................888 Neautonomní nelineární systémy - explicitně závisí na čase.........................................................................................................889 P ro b le m a tik a s ta b ility n e lin e á rn ích systé m ů .................................................................................................................... 890
13.2.8 13.2.8.1 13.2.8.2 13.2.8.3 13.2.8.4 13.2.8.5 13.2.8.6 13.2.8.7
S ta b ilita a b ifu rk a c e u stá le n ých ro v n o v á ž n ý c h stavů.................................................................................................... 891 Základní definice stabilit rovnovážného ustáleného stavu volného systému...................................................................................891 Ljapunova metoda linearizace - lokální stabilita nelineárních systémů..........................................................................................891 Určování stability u lineárních autonomních systémů - obecné pojednání....................................................................................892 Určování stability u lineárních autonomních systémů 2. řádu.......................................................................................................892 Teorie bifurkace............................................................................................................................................................................ 895 Teorém o invariantních varietách a teorém o centrální varietě.......................................................................................................896 Bifurkace rovnovážných stavů........................................................................................................................................................897
13.2.9 13.2.9.1 13.2.9.2 13.2.9.3 13.2.9.4 13.2.10 13.2.10.1 13.2.11
Řešení, s ta b ilita a b ifu rk a c e p e rio d ic k ý c h u stá len ých s ta v ů ..................................................................................... 899 Poznámka o metodách určování periodických řešení.................................................................................................................. 899 Vymezení Poincarého zobrazení..................................................................................................................................................899 Kritérium orbitální stability uzavřené trajektorie - bifurkace...................................................................................................... 900 Typy bifurkací uzavřených ustálených stavů............................................................................................................................... 900 P ro b le m a tik a k v a z ip e rio d ic k é h o c h o v á n í d y n a m ic k ý c h s y s té m ů .............................................................................903 Znázornění periodického a kvaziperiodického kmitání v Poincarého rovině................................................................................ 903 P ro b le m a tik a stříd avé ho chaosu - in te rm ite n c e ............................................................................................................ 904
13.2.12 T e o rie k a ta s tro f........................................................................................................................................................................ 905 13.2.12.1 Elementární teorie katastrof..........................................................................................................................................................905 13.2.12.2 Teorie katastrof u deterministického chaosu................................................................................................................................. 907 13.2.13 H o m o k lin ic k á a h e te ro k lin ic k á s tru k tu ra .........................................................................................................................908 13.2.14 C e sty к c h a o s u ..........................................................................................................................................................................909 13.2.14.1 I. cesta к chaosu - zdvojování period.......................................................................................................................................... 909 13.2.14.2 II. cesta к chaosu - kvaziperiodicita............................................................................................................................................ 909 13.2.14.3 111. cesta к chaosu - intermitence................................................................................................................................................ 909 13.2.14.4 IV. cesta к chaosu - cesta krizí.................................................................................................................................................... 910 13.2.14.5 V. cesta к chaosu z homoklinických a heteroklinických struktur................................................................................................. 911 13.3 C h a o s u d is k r é tn íc h d y n a m ic k ý c h n e lin e á rn íc h s y s té m ů ........................................................................................911 13.3.1 13.3.1. 1 13.3.1.2 13.3.2 13.3.2.1 13.3.2.2 13.3.2.3 13.3.2.4 13.3.2.5 13.3.2.6 13.3.3
O d v o z e n í vztah u p ro lo g is tic k o u f u n k c i.......................................................................................................................... 911 Vytvoření matematického vztahu pro vývoj populace...................................................................................................................911 Grafické znázornění logistické funkce.......................................................................................................................................... 912 K o m p le x n í a n a lýza prů b ě h u lo g is tic k é fu n k c e ............................................................................................................. 913 Stacionární oblast chování............................................................................................................................................................ 913 Periodická oblast chování.............................................................................................................................................................913 Chaotická oblast chování............................................................................................................................................................. 914 Bifurkaění diagram logistické funkce...........................................................................................................................................914 Grafická konstrukce trajektorií logistické funkce.........................................................................................................................915 Poznámka к problematice stability logistické funkce...................................................................................................................916 M a te m a tic k é v y já d ře n í „ m o tý líh o e fe k tu “ ......................................................................................................................917
13.3.4 13.3.4.1 13.3.4.2 13.3.5 13.3.5.1 13.3.5.2 13.3.5.3 13.3.6
U n iv e rz á ln í vla s tn o s ti d e te rm in is tic k é h o ch a o s u ......................................................................................................... 918 Feigenbaumovy konstanty........................................................................................................................................................... 918 Sobépodobnost............................................................................................................................................................................ 919 K v a n tifik a c e d e te rm in is tic k é h o c h a o s u ...........................................................................................................................920 Ljapunovovův exponent...............................................................................................................................................................920 Kapacitní a fraktální dimenze.......................................................................................................................................................922 Kolmogorova-Sinaiova entropie................................................................................................................................................... 924 G aussovo z o b ra z e n í............................................................................................................................................................... 925
13.3.7 D a lš í ty p y d is k ré tn íc h z o b ra z e n í.........................................................................................................................................926 13.3.7.1 Zobrazení po částech lieámí.........................................................................................................................................................926 13.3.7.2 Henonovo zobrazení.....................................................................................................................................................................926 13.4 C h a o s u s p o jitý c h d y n a m ic k ý c h n e lin e á rn íc h s y s té m ů ............................................................................................. 927 13.4.1
A n a lý z a L o re n z o v ý c h r o v n ic ...............................................................................................................................................927
13.4.2
R o sslerů v d y n a m ic k ý sy s té m ...............................................................................................................................................929
13.4.3
D u ffin g ů v o s c ilá to r ................................................................................................................................................................. 929
13.5
N e lin e a r ity v m e c h a n ic e t ě le s ................................................................................................................................................930
13.5.1
Z á k la d n í čle n ě n í n e lin e a rit v m echanice těle s................................................................................................................ 930
13.5.2 13.5.2.1 13.5.2.2 13.5.2.3 13.5.3 13.5.3.1 13.5.3.2 13.5.3.3 13.5.3.4 13.5.4 13.5.4.1 13.5.4.2 13.5.4.3 13.5.5
Creep a relaxace - zá kla d n í in fo rm a c e ................................................................................................... ....................... 931 Difuzní creep................................................................................................................................................................................ 932 Dislokační creep........................................................................................................................................................................... 933 Viskózni creep.............................................................................................................................................................................. 933 ■S o u h rn n ý pře h le d m o d e lů c h o v á n í lá te k s rů z n ý m i vla stn o stm i ...1........................................................................ 934 Vstupní úvahy.............................................................................................................................................................................. 934 Základní konstitutivní modely v mechanice................................................................................................................................. 936 Jednoduché konstitutivní modely v mechanice............................................................................................................................. 937 Kombinované konstitutivní modely v mechanice..........................................................................................................................942 P o zn á m ky o p o ly m e re c h ....................................................................................................................................................... 951 Tvorba, členění a struktura polymerů........................................................................................................................................... 951 Mechanické vlastnosti polymerů.................................................................................................................................................. 951 Výpočtové modelování deformačně-napěťového chování elastomerů...........................................................................................953 P o zn á m ky o k in e m a tic k o -d y n a m ic k ý c h n e lin e a ritá c h ................................................................................................ 954
13 .6 13.6.1 13.6.1. 1 13.6.1.2 13.6.2 13.6.3 13.6.3.1 13.6.3.2 13.6.3.3 13.6.3.4
C h o v á n í m e c h a n ic k ý c h n e lin e á rn íc h d y n a m ic k ý c h s o u s ta v ...................................................................................955 V a n d e r P o lů v d y n a m ic k ý sy s té m ...................................................................................................................................... 955 Odvození Van der Polovy rovnice.................................................................................................................................................955 Řešení Van der Polovy rovnice.....................................................................................................................................................956 R e y le ig h ů v d y n a m ic k ý s y s té m ........................................................................................................................................... 959 D y n a m ic k é systé m y s jin ý m i m o d e ly tř e n í ..................................................................................................................... 960 Model tření s exponenciálním průběhem.......................................................................................................................................960 Model s adhezí a konstantním třením............................................................................................................................................960 Model s nekonstantním třením......................................................................................................................................................961 Souhrnné zhodnocení chování dynamických soustav s různými modely tření............................................................................... 961
13.6.4 13.7
C h o v á n í k o n z o lo v é h o no sn íku a k tiv o v a n é h o h a rm o n ic k ý m b u z e n ím ...................................................................962 C h o v á n í e le k tr o n ic k ý c h n e lin e á rn íc h d y n a m ic k ý c h s o u s ta v .................................................................................. 963
13.7.1
Z á k la d n í ty p y n e lin e a rit v e le k tro n ic k ý c h so u sta vá ch ................................................................................................ 963
13.7.2
C h o v á n í R L o b v o d u s d io d o u .............................................................................................................................................. 964
13.7.3 13.7.4
C h o v á n í D C -m o to ru s P W M ř íz e n ím ............................................................................................................................... 965 C h o v á n í e le k tro n o v é h o generátoru K ija š k o -P ik o v s k ij-R a b in o v ič .......................................................................... 967
13.8 Ilu s tr a c e ch a o s u v n e te c h n ic k ý c h o b o r e c h ...................................................................................................................... 968 13.8.1 C haos v m lu v e n é m a písem ném p r o je v u ........................................................................................................................968 13.8.1.1 Obecné charakteristiky chaosu v projevech jedince......................................................................................................................968 13.8.1.2 Podstatné příčiny existence chaosu v projevech jedince............................................................................................................... 968 13.8.1.3 Poznámky к chaosu v mluveném projevu.....................................................................................................................................969 13.8.1.4 Poznámky к chaosu v psaných textech......................................................................................................................................... 970 13.8 .2 Chaos v m e te o ro lo g ic k ý c h a k lim a to lo g ic k ý c h p ře d p o vě d ích .................................................................................. 971 13.8.2.1 Vývoj přístupů к předpovědi počasí - dynamický systém chování atmosféry.............................................................................. 971 13.8.2.2 Poznámka o souboji Goliáše a Davida v meteorologii.................................................................................................................. 972 13.8.2.3 Meze prediktability počasí............................................................................................................................................................972 13.8.2.4 Poznámka o typech předpovědi počasí......................................................................................................................................... 973 13.8.2.5 Poznámka o odhadech klimatu..................................................................................................................................................... 973 13.8.2.6 Poznámka o destrukci ozonosféry, skleníkovém efektu a smogu................................................................................................. 975 13.8.2.7 Z úvah Prof. A. N. Dmitrijeva o reorganizačních procesech na Zemi........................................................................................... 976 13.8.3 C haos v slu n e čn í soustavě.................................................................................................................................................... 977 13.8.3.1 Laplaceův dokonalý nebeský stroj - doby nadějí i zklamání........................................................................................................ 977 13.8.3.2 Od řádu к nepořádku ve sluneční soustavě...................................................................................................................................977 13.8.3.3 Současný stav poznatků o chaosu ve sluneční soustavě................................................................................................................ 977 13.8.4 Chaos v p s y c h o lo g ii a v p s y c h o te ra p ii............................................................................................................................. 979 13.8.4.1 Poznámka o oborech psychologie souvisejících s chaosem.......................................................................................................... 979 13.8.4.2 Poznámka o člověku, jako o stochastické, nelineární, dynamické soustavě.................................................................................. 979 i 3.8.4.3 Psychologické a psychiatrické problémy v systémovém pojetí..................................................................................................... 980 13.8.4.4 Psychiatrické problémy a chaos.................................................................................................................................................... 981 13.9
F y z io lo g ie a c h a o s ...................................................................................................................................................................... 982
13.10 D e te r m in is tic k ý ch a o s v č in n o s ti s r d c e ............................................................................................................................ 983 13.10.1 Z á k la d n í in fo rm a c e o stru ktu ře a fu n k c i s rd c e ...............................................................................................................983 13.10.2 P o ru ch y srdečního ry tm u ( a r y t m ie ) ...................................................................................................................................986 13.10.2.1 Přehled srdečních arytmií............................................................................................................................................................. 986 13.10.2.2 Vedení depolarizační vlny a je jí bloky......................................................................................................................................... 988 13.10.3 Ú v a h y o d e te rm in is tic k é m chaosu v n o rm á ln ím srdečním r y tm u ........................................................................... 989 13.10.3.1 Vstupní úvahy.............................................................................................................................................................................. 989 13.10.3.2 Snímání a zpracování dat srdečního signálu................................................................................................................................. 990 13.10.3.3 Ilustrace empiricky zjištěných charakteristik srdečního signálu................................................................................................... 990 13.10.3.4 Poznámky o rekonstrukci atraktoru a korelační dimenzi u srdečního signálu................................................................................991 13.10.3.5 Ilustrace výsledků analýz signálu EKG ........................................................................................................................................ 992 13.10.3.6 Ilustrace výsledků analýz R-R intervalů........................................................................................................................................993 13.10.4 Ú v a h y o d e te rm in is tic k é m chaosu p ři v ý s k y tu srdečních a r y tm ií........................................................................... 994 13.10.4.1 Vstupní klinické informace........................................................................................................................................................... 994 13.10.4.2 Z historie modelování chování srdce............................................................................................................................................ 994 13.10.4.3 Přechod kvaziperiodických signálů v chaotické oblasti při fibrilacích...........................................................................................995 13.10.4.4 Poznámka o spirálních vlnách v myokardu a jejich výpočtovém modelování.............................................................................. 997 13.10.4.5 Poznámka o spirálních vlnách a jejich analýze na buněční úrovni.................................................................................................999 13.10.4.6 Poznámka o vlivu blokování iontových kanálů na restituční charakteristiky................................................................................1000 13.10.4.7 Poznámka o antiarytmikách.........................................................................................................................................................'001 13.10.4.8 Poznámka o vlivu bretylia na restituční charakteristiky............................................................................................................... 1002 13.10.5 K rá tk é s h rn u tí p r o b le m a tik y ...............................................................................................................................................1003 13.10.5.1 Srdeční arytmie a chaos............................................................................................................................................................. ' 003 13.10.5.2 Činnost zdravého srdce a chaos................................................................................................................................................. 1005 13.11 D e te r m in is tic k ý ch a o s v b io lo g ic k ý c h n e u ro n o v ý c h s í t í c h ..................................................................................... 1006 1 3 .1 1. 1
P o zn a tky n e u ro lo g ie o c h o v á n í b io lo g ic k ý c h n e u ro n o vých s ítí ............................................................................. 1006
13.11.2
Z á k la d n í in fo rm a c e o e ie k tro e n c e fa lo g ra fii.................................................................................................................. 1007
13.11.3
Č le n ě n í m o z k o v ý c h r y t m ů .................................................................................................................................................. 1007
13.11.4 13.11.4.1 13.11.4.2 13.11.4.3 13.11.5 13.11.5.1 13.11.5.2 13.11.5.3 13.11.6
P růb ěh y m o z k o v ý c h ry tm ů a je jic h z p ra c o v á n í........................................................................................................... 1008 Fyziologické rytmy...................................................................................................................................................................... '008 Patologické rytmy........................................................................................................................................................................'009 Analýza EEG signálů z pohledu nelineární dynamiky..................................................................................................................1010 M o d u lá rn í n e u ro d y n a m ic k ý p řís tu p к c h o v á n í m o z k u ...............................................................................................1011 Chování neuronu se zpětnovazební smyčkou.............................................................................................................................'011 Chování dvou vzájemně propojených neuronů............................................................................................................................ '013 Chování neuromodulů................................................................................................................................................................. '014 T e ra p ie ú p ra v y m o z k o v é č in n o s ti s v y u ž itím b io lo g ic k é zpětné v a z b y .................................................................1015
13.12 13.12.1 13.12.1.1 13.12.1.2 13.12.1.3
G e n e tik a a e xiste n ce c h a o s u ................................................................................................................................................1016 Z á k la d n í sku te čn o sti z g e n e tik y .........................................................................................................................................1016 Nukleové kyseliny....................................................................................................................................................................... '016 Genagenom................................................................................................................................................................................ 1017 Chromosomy............................................................................................................................................................................... '018
13.12.1.4 Přenos genetické informace............................................................................................................................. ........................ 1020 Příčinné relace „gen - znak” , „genotyp - fenotyp“ ........................................................................................ .........................1021 13.12.1.5 Homozygotní a heterozygotní genotyp........................................................................................................... .........................1021 13.12.1.6 Poznámka o mutacích a mutagenech........................................................................................................................................1022 13.12.1.7 13.12.1.8 Anomálie chromosomů................................................................................................................................... .........................1023 13.12.2 M e n d e lo v s k á g e n e tik a ............................................................................................................................... ....................... 1024 Monohybridní křížení..................................................................................................................................... ......................... 1024 13.12.2.1 Dyhibridní křížení.......................................................................................................................................... ......................... 1024 13.12.2.2 Mendelovy zákony......................................................................................................................................... .........................1025 13.12.2.3 Poznámka к vývoji po Mendelovi.................................................................................................................. ......................... 1025 13.12.2.4 13.12.3 G e n e tické c h o r o b y ...................................................................................................................................... ....................... 1026 13.12.3.1 Všeobecné pojednání...................................................................................................................................... ......................... 1026 13.12.3.2 Členéní genetických chorob........................................................................................................................... ......................... 1026 Poznámky o genetické prevenci, diagnostice a terapii.............................................................................................................. 1027 13.12.3.3 Poznámka o zménách v genetické struktuře populací..................................................................................... .........................1028 13.12.3.4 Poznámka o typech genetických znaků........................................................................................................... ......................... 1028 13.12.3.5 Poznámka o aminokyselinách, peptidech a bílkovinách................................................................................. ......................... 1029 13.12.3.6 E x is tu je chaos v g e n e tic k ý c h p ro c e s e c h ? ........................................................................................... .......................1030 13.12.4 Chaos, jako nepředvídatelnou projevů jedince způsobených genetickými procesy........................................ ......................... 1030 13.12.4.1 Existuje v genetice deterministický chaos?..................................................................................................... ......................... 1032 13.12.4.2 13 .13 Z á k la d n í p o z n a tk y o f r a k t á le c h ............................................................................................................... .......................1033 13.13.1 V ym e ze n í, č le n ě n í a v y tv á ře n í f r a k t á lů ............................................................................................... ....................... 1033 Vymezení a členění fraktálů.......................................................................................................................... ......................... 1033 13.13.1.1 Vytváření fraktálů afinní transformací - metodou IFS (Iteration Function System)....................................... ......................... 1034 13.13.1.2 Vytváření fraktálů algoritmem TEA (Time Escape Algorithms).................................................................... ......................... 1036 13.13.1.3 T y p y p ro b lé m ů ve fra k tá ln í g e o m e tr ii................................................................................................. ....................... 1040 13.13.2 13.13.3 13.13.4 13 13 5 13.13.5.1 13.13.5.2 13.13.5.3
A p lik a č n í sfé ry f r a k t á lů ............................................................................................................................. ....................... 1040 F ra k tá ly v b io lo g ic k ý c h so u sta vá ch ...................................................................................................... ....................... 1041 Ilu stra ce a p lik a č n íc h o b la s tí fra k tá ln í d im e n z e ................................................................................. ....................... 1043 Využití fraktální dimenze pro popis kvality lomových ploch......................................................................... ......................... 1043 Ilustrace využití fraktální geometrie v lomové mechanice............................................................................. ......................... 1044 Kontaktní problém mechaniky tčles při drsných kontaktních plochách.......................................................... ......................... 1045
1 4 V E Z K R A T C E O S Y N E R G E T IC E ............................................................................................................. ..................... 10 47 14.1 Z á k la d n í ú va h y o s y n e rg e tice .................................................................................................................... .......................1047 14.2 Z á k la d n í p o z n a tk y z te rm o d y n a m ik y ............................................................................................. .......................1049 14.2.2
V y m e z e n í te rm o d y n a m ik y a z á k la d n í te r m in o lo g ie ....................................................................... .......................1049 R o zčle n ě n í te rm o d y n a m ik y ..................................................................................................................... ....................... 1050
14.2.3 14.2.3.1 14.2.3.2 14.2.3.3 14.2.4
R o vn o vá žn á te rm o d y n a m ik a .................................................................................................................... ....................... 1050 Předpoklady termodynamiky kontinua a zákony bilance................................................................................ ..........................1050 Postuláty a zákony rovnovážné termodynamiky............................................................................................. ..........................1051 Poznámka o disipativních procesech, soustavách a strukturách i fluktuacích................................................. ..........................1053 Poznám ka o o te vře n ých soustavách z p o h le d u te r m o d y n a m ik y ................................................. ....................... 1054
14.2.5 14.2.5.1 14.2.5.2
N e ro vn o vá žn á te rm o d y n a m ik a ............................................................................................................... ....................... 1055 Lineární nerovnovážná termodynamika.......................................................................................................... ......................... 1055 Rozšířená nelineární termodynamika.............................................................................................................. ......................... 1056 E v o lu č n í systém y d y n a m ic k ý c h so u sta v ............................................................................................... ....................... 1057
14.2.1
14.3 14.3.1 14.3.2 14.3.3 14.3.3.1 14.3.3.2 14.3.3.3 14.3.3.4 14.3.3.5 14.3.3.6
14.4 14.4.1 14.4.1.1 14.4.1.2 14.4.1.3 14.4.2 14.4.2.1 14.4.2.2 14.4.2.3 14.4.3 14.4.3.1 14.4.3.2 14.4.4 14.4.4.1 14.4.4.2 14.4.4.3 14.4.4.4
F y z ik á ln í, ch e m ic k é a b io lo g ic k é sou stavy - vym e ze n í, procesy, p r o je v y ............................. ....................... 1057 P oznám ka o nej d ů le ž itě jš íc h e v o lu č n íc h ro v n ic íc h .......................................................................... ....................... 1059 E v o lu č n í systém y ty p u L o tk a - V o lte r ra ................................................................................................ ....................... 1061 Rovnice Lotky-Volterry pro nehomogenní kontinuum................................................................................... ......................... 1061 Rovnice Lotky-Volterry pro soustavy monotónně přímo regulované............................................................. ......................... 1062 Některá konstatování z hlediska stability biologických procesů..................................................................... ......................... 1063 Rovnice Lotky-Volterry pro soustavy periodicky přímo regulované.............................................................. ..........................1064 Rovnice Lotky-Volterry v procesech selekce................................................................................................. ..........................1064 Hypercykly.................................................................................................................................................... ..........................1066 O b o ro v é ilu s tra c e s y n e rg e tik y .................................................................................................................. ........................1068 S yn e rg e tika v h y d ro d y n a m ic e ................................................................................................................. ........................1068 Bénardova-Rayleighova nestabilita............................................................................................................... ..........................1068 Bénardova-Marangoniova nestabilita............................................................................................................ ..........................1069 Aplikace Bénardovy-Rayleighovy nestability na problematiku inverze počasí.............................................. ..........................1070 S yn e rg e tika v c h e m ii.................................................................................................................................. ........................ 1071 Bělousovova-Žabotinského reakce - chemické km ity.................................................................................... ..........................1071 Bělousovova-Žabotinského reakce - chemické vlny - rovinný případ........................................................... ..........................1073 Bělousovova-Žabotinského reakce - chemické vlny - prostorový případ...................................................... ..........................1074 V ln y v s y n e rg e tic e ...................................................................................................................................... Vymezení pojmu vlna. členění v ln ................................................................................................................. ..........................1075 Komplexní pojednání o vlnách v aktivních prostředích................................................................................. ..........................1076 S yn e rg e tika v b io lo g ii........................................................................................................................................................ 1079 Obecné atributy živých soustav...................................................................................................................... ..........................1079 Retrospektiva výzkumů vedoucích к odhalení vzniku života na bázi synergetiky.......................................... ......................... 1080 Vznik života z pohledu molekulární biologie................................................................................................. ......................... 1082 Prebiotická etapa - samoorganizace na úrovni neživých struktur................................................................... ..........................1083
14.4.4.5 Prebiotická eiapa - samoorganizace na úrovni rozvoje živých struktur..................................................................................... 1086 14.4.4.6 Evoluce živých soustav.............................................................................................................................................................1086 14.4.4.7 Samoorganizace v hierarchických soustavách...........................................................................................................................1087 14.4.4.8 Samoorganizace v hierarchických živých soustavách - buňky.................................................................................................. 1088 14.4.4.9 Organizmy nebuněčné (podbunččné) —viry. virusoidy, viroidy. priony.................................................................................... 1089 14.4.4.10 Organizmy prokaryotické - bakterie..........................................................................................................................................1091 14.4.4.11 Pohyb bakterií bičíky - protonové molekulární motory.............................................................................................................1093 14.4.4.12 Organizmy eukaryotní - jednobuněřné.....................................................................................................................................1094 14.4.4.13 Organizmy eukaryotní - vícebunččné - živočišné tkáné a orgány...............................................................................................1096 14.4.4.14 Pojednání o kostních tkáních.......................................................................................................................................................1100 14.4.4.15 Pojednání o tkáni kosterního svalu..............................................................................................................................................1104 14.4.4.16 Samoorganizace mikrotubulů v buňce......................................................................................................................................... 1108 14.4.4.17 Šíření nervového vzruchu excitabilním aktivním prostředím......................................................................................................1110 14.4.4.18 Pojednání o metabolických dráhách............................................................................................................................................1114 14.4.4.19 Cyklická glykolýza......................................................................................................................................................................1115 14.4.4.20 Citrátový cyklus (Krcbsův cyklus)..............................................................................................................................................1116 14.4.4.21 Samoorganizace nezmara (hydry)................................................................................................................................................1117 14.4.4.22 Samoorganizace slizké plísně (Dictyostelium discoideum).........................................................................................................1119 14.4.4.23 Samoorganizace pohybu myxobakterie Myxococcus xanthus.....................................................................................................1122 14.4.5 S am oorganizace v procesech s v e lk ý m i ry c h lo s tm i p ře tv o ře n í............................................................................. 1125 14.4.5.1 Samoorganizace adiabatických smykových pásů; válcová tělesa, zatížení výbuchem................................................................. 1125 14.4.5.2 Samoorganizace adiabatických smykových pásů; válcová tělesa, balistický ráz......................................................................... 1129 14.4.5.3 Samoorganizace adiabatických smykových pásů při plátování povrchů výbuchem.................................................................... 1129 14.5
S tru č n ě o c h r o n o b io lo g ii........................................................................................................................................................ 1130
14.5.1 14.5.1.1 14.5.1.2 14.5.2
V šeobecné o c h ro n o b io lo g ii................................................................................................................................................ 1130 Chronobiologie............................................................................................................................................................................H 30 Chronopatologie. chronoterapie...................................................................................................................................................1131 C h ro n o b io lo g ie p ř i lé čbě o n k o lo g ic k ý c h o n e m o cn ě n í k r v e tv o r b y ........................................................................1132
14.5.3 C irk a d iá n n í r y tm y a c irk a d iá n n í h o d in y - fu n k c e m e la to n in u ................................................................................ 1135 14.5.3.1 Stručně o cirkadiánních hodinách v lidském organizmu.............................................................................................................. 1135 14.5.3.2 Melatonin jako chronobiotikum................................................................................................................................................... 1136 14.5.3.3 Fototerapie...................................................................................................................................................................................1137 14.5.3.4 Cirkadiánní rytmy ve vztahu ke spánku....................................................................................................................................... 1137 14.5.3.5 Serotonin, neuromediátor ovlivňující depresi.............................................................................................................................. 1140 14.5.3.6 Rytmy ATP a ADP...................................................................................................................................................................... 1140 14.6 D o d a tk y к d e te r m in is tic k é m u ch a o s u a s a m o o rg a n iz a c i........................................................................................ 1141 14.6.1 14.6.1.1 14.6.1.2 14.6.1.3 14.6.1.4 14.6.1.5 14 .6 .2 14.6.2.1 14.6.2.2 14.6.2.3 14.6.2.4 14.6.2.5 14.6.3 14.6.3.1 14.6.3.2 14.6.4 14.6.4.1 14.6.4.2 14.6.4.3 14.6.4.4 14.6.4.5
P ozn ám ky ke zpětné v a z b ě ..................................................................................................................................................1141 Podstata a členění vazeb.............................................................................................................................................................. 1141 Pojednání o zpětné vazbě............................................................................................................................................................. 1141 Poznámka o hypotéze Gaia - zpětnovazební smyčky v soustavě Země....................................................................................... 1144 Zpětnovazební smyčky v ekologických soustavách a v lidské společnosti.................................................................................. 1144 Poznámka ke globálnímu ekologickému konfliktu...................................................................................................................... 1147 H a m ilto n o v s k é s y s té m y ........................................................................................................................................................ 1149 Hamiltonovský formalizmus....................................................................................................................................................... 1149 Aplikace hamiltonovského formalizmu na integrovatelné dynamické systémy..........................................................................1150 Aplikace hamiltonovského formalizmu na neintegrovatelné dynamické systémy........................................................................1151 Dynamické hamiltonovského ergodické systémy........................................................................................................................ 1152 Dynamické hamiltonovské ergodické systémy s míšením........................................................................................................... 1153 D is ip a tiv n í soustavy a d is ip a tiv n í s tr u k tu r y ................................................................................................................... 1155 Základní úvahy............................................................................................................................................................................ 1155 Charakteristiky disipativních soustav s disipativními strukturami............................................................................................... 1155 M a te m a tic k é k y v a d lo ............................................................................................................................................................. 1157 Odvození matematických vztahů pro kyvadlo............................................................................................................................. 1157 Rovinné matematické kyvadlo bez tlumení a buzení....................................................................................................................1158 Rovinné matematické kyvadlo s tlumením, bez buzení.............................................................................................................1158 Rovinné matematické kyvadlo s tlumením a buzením................................................................................................................1159 Rovinné matematické kyvadlo bez tlumení na pružném závěsu..................................................................................................1160
14.6.5 14.6.5.1 14.6.5.2 14.6.6 14.6.6.1 14.6.6.2 14.6.6.3 14.6 .7 14.6.7.1 14.6.7.2 14.6.8 14.6.8.1 14.6.8.2 14.6.8.3 14.6.9 14.6.9.1 14.6.9.2 14.6.10
S ta n d a rd n í z o b ra z e n í.............................................................................................................................................................. 1161 Standardní zobrazení u nedisipativních soustav........................................................................................................................... 1161 Standardní zobrazení u disipativních soustav.............................................................................................................................. 1162 P ro b le m a tik a v z n ik u d e te rm in is tic k é h o chaosu p o b líž s e p a ra tris y ........................................................................ 1164 Slabě integrovatelné hamiltonovské systémy, teorie KAM. vnitřní stochastiěnost.......................................................................1164 Analýza chování systémů v oblasti separatrisy s využitím standardního zobrazení......................................................................1165 Homoklinické struktury v oblasti separatrisy................................................................................................................................1166 Ř ešení n e p řím é h o p ro b lé m u d e te rm in is tic k é h o chaosu z časo vých ř a d ...............................................................1168 Metoda ěasových zpoždění.......................................................................................................................................................... 1168 Metoda derivační a metody integračně-derivační.........................................................................................................................1169 S p o jité a d is k ré tn í p o p is y systém ů - vzá je m n é p ře v o d y ............................................................................................ 1170 Převod diskrétního popisu chování nelineárních soustav na popis spojitý....................................................................................1170 Převod spojitého popisu chování nelineárních soustav na popis diskrétní....................................................................................1170 Posouzení stability evolučních rovnic přístupem malých deformací.............................................................................................1171 A p lik o v a te ln o s t L o re n z o v ý c h ro v n ic к p o p is u chaosu a s a m o o rg a n iza ce ...........................................................1172 Bénardova-Marangoniova nestabilita.......................................................................................................................................... 1172 Bénardova-Rayleighova nestabilita............................................................................................................................................. 1172 K o m p le x n ě o b ifu rk a c i a b ifu rk a č n íc h b o d e c h ............................................................................................................. 1173
14.6.10.1 Jak se určují bifurkační body?.....................................................................................................................................................1174 14.6.10.2 Bifurkační body v technickém managementu............................................................................................................................. 1175 14.7 C h a o s a s y n e rg e tik a v e k o n o m ic k ý c h s o u s ta v á c h .......................................................................................................1176 14.7.1 14.7.2
V y m e z e n í z á kla d n ích p o jm ů z o b la sti e k o n o m ik y ................................................................................................... 1176 P oznám ka - op ako van é ú va h y o po jm e ch „c h a o s “ a „s y n e rg e tik a “ ................................................................... 1177
14.7.3
Přím é a nepřím é p ro b lé m y chaosu v e k o n o m ic k ý c h s o u s ta v á c h .......................................................................... 1179
14.7.4 14.7.4.1 14.7.4.2 14.7.4.3 14.7.5
A n a lý z a p o te n c iá ln í existe nce d e te rm in is tic k é h o choasu v e k o n o m ic e ..............................................................1180 Základní úvahy - analýza chaosu v časových řadách..................................................................................................................1180 Analýza potenciálního výskytu deterministického chaosu ve smčnných kurzech........................................................................ 1183 Analýza existence výskytu deterministického chaosu na kapitálovém trhu................................................................................ 1186 S yn e rg e tika v e k o n o m ii - d lo u h o d o b é v ý k y v y e k o n o m ic k ý c h a k t iv i t ............................................................... 1188
14.7.6
V ý p o č to v é m o d e lo v á n í s tra te g ic k ý c h in v e s tic ............................................................................................................ 1191
14.7.7 T e o rie k a ta s tro f v e k o n o m ic e - o b ch o d o vá n í na b u rz e ............................................................................................ 1193 14.7.7.1 Poznámka o Velké hospodářské krizi v USA na akciovém trhu v roce 1992.............................................................................. 1193 14.7.7.2 Poznámka o katastrofě typu „záhyb", jako modelu procesů na burze........................................................................................ 1193 14.7.8 Závěrečné h o d n o ce n í chaosu a s y n e rg e tik y v e k o n o m ic e ........................................................................................1194 14.7.8.1 Chaos v ekonomice......................................................................................................................................................................1194 14.7.8.2 Synergetika v ekonomice.............................................................................................................................................................1194 14.8 M o d e lo v á n í (s y n e rg e tik a ) v s o c io lo g ii............................................................................................................................... 1195 14.8.1 14.8.1.1 14.8.1.2 14.8.1.3 14.8.2
V ym e ze n í, p ře dm ě t, ú k o ly a fu n kce s o c io lo g ie ......................................................................................................... 1195 Vymczcní sociologie.................................................................................................................................................................. 1195 Přcdmčt a úkoly sociologie..........................................................................................................................................................1195 Funkce sociologie........................................................................................................................................................................1195 Č le n ě n í s o c io lo g ie ..................................................................................................................................................................1196
14.8.3 14.8.3.1 14.8.3.2 14.8.3.3 14.8.4 14.8.4.1 14.8.4.2 14.8.5
S tru k tu ra so c iá ln íc h sesku pe ní.......................................................................................................................................... 1197 Nižší řád sociálních seskupení.....................................................................................................................................................1197 Střední řád sociálních seskupení..................................................................................................................................................1199 Vyšší řád sociálních seskupení.................................................................................................................................................... 1200 S ystém ové p o je tí s o c io lo g ie ................................................................................................................................................ 1202 Aplikace atributů systémového přístupu na sociologii a sociální seskupení................................................................................ 1202 Systém podstatných veličin v sociologii...................................................................................................................................... 1203 S o c iá ln í p o h yb - s o c iá ln í m o b ilita .....................................................................................................................................1204
14.8.6 14.8.7 14.8.7.1 14.8.7.2 14.8.8
T y p y p ro b lé m ů v s o c io lo g ii.................................................................................................................................................1205 M e to d y bá dání a řešení p ro b lé m ů v s o c io lo g ii............................................................................................................. 1205 Poznámka o bádáních v sociologii v knize K. R. Poppera Bída historicismu............................................................................. 1206 Modelování v sociologii..............................................................................................................................................................1206 E x p e rim e n tá ln í m o d e lo v á n í v s o c io lo g ii........................................................................................................................ 1207
14.8.9 V ý p o č to v é m o d e lo v á n í v s o c io lo g ii................................................................................................................................. 1209 14.8.9.1 Sociální soustavy z pohledu termodynamiky...............................................................................................................................1209 14.8.9.2 Hlavní trendy synergetiky v oblasti sociálních soustav............................................................................................................... 1210 14.8.10 Ilu stra ce v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í s o c iá ln íc h p o h y b ů .............................................................................................. 1213 14.8.10.1 Modelování sociálního pohybu na základě potřeb....................................................................................................................... 1213 14.8.10.2 Ilustrativní příklady samoorganizace spoleěenství při jedné a dvou potřebách........................................................................... 1214 14.8.10.3 Výpočtové modelování sociálního pohybu jedinců sjednou potřebou....................................................................................... 1215 14.8.10.4 Modelování sociálního pohybu s využitím Wcidlich-Haagovy rovnice....................................................................................... 1219 14.8.11 Ilu stra ce v ý p o č to v é h o m o d e lo v á n í org an izace s o c iá ln í s o u s ta v y ......................................................................... 1222 14.9 S y n e rg e tik a a cha os v p e d a g o g ic k ý c h s o u s ta v á c h ...................................................................................................... 1226 14.9.1 S yn e rg e tika v p e d a g o g ických so u sta vá ch .......................................................................................................................1226 14.9.2
15
C haos v p e d a g o g ic k ý c h so u sta vá ch ................................................................................................................................ 1229
S Y S T É M O V Ý P Ř ÍS T U P A S Y N E R G E T IK A ........................................................................................................1 2 3 0
R e js tř ík L it e r a t u r a
O bsah
