TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

tr

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Úvodní slovo

Případová studie

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Vedení univerzity Prof. Ing. Vojtěch Konopa, CSc. Doc. RNDr. Jaroslav Vild

Technická univerzita v Liberci se od roku 1989 stala z řadové vysoké školy s ryze technickým zaměřením a dvěma fakultami uznávanou vysokou školou s respektem doma i v zahraničí, školou, která má dnes šest fakult a propojuje vzdělávání technické se vzděláváním humanitním. Technická univerzita v Liberci navazuje na první vysokou školu, která byla v Liberci založena v roce 1953 - na Vysokou školu strojní (VŠS). Ta se od počátku ve své činnosti vzdělávací a vědecké orientovala na pěstování oborů typických pro průmyslovou výrobu v severních Čechách: strojírenskou technologii, konstrukci strojů a zařízení se zaměřením na textilní, oděvní, sklářské, keramické a další stroje a na textilní technologii. Jedinečnost spojení vysokého školství a tradice textilního průmyslu v širokém okolí spolupůsobily v tom, že v roce 1960 byla škola rozdělena na fakultu strojní a fakultu textilní a původní název Vysoká škola strojní na Vysoká škola strojní a textilní v Liberci (VŠST). Po roce 1989 byly na naší univerzitě v letech 1990 až 1995 zřízeny a akreditovány postupně další čtyři fakulty. Tyto skutečnosti spolu s nabízenými studijními programy ve vysokoškolském bakalářském, magisterském a doktorském studiu a spolu s vědeckovýzkumnou činností a spoluprací se zahraničím přispěly k tomu, že od 1. ledna 1995 byl škole zákonným ustanovením změněn název na Technická univerzita v Liberci (TUL).

Prof. RNDr. Oldřich Jirsák, CSc. Doc. Dr. Ing. Zdeněk Kůs

Rozhovor s prof. RNDr. Oldřichem Jirsákem, CSc., prorektorem pro zahraniční styky, vědu a výzkum o současném a budoucím směru vědy a výzkumu na TU. Otázka: Kde získává univerzita prostředky na výzkum? Odpověď: Výzkum probíhá na univerzitě ve třech kategoriích. První kategorie jsou granty, druhá specifický výzkum a třetí je přímá spolupráce s firmami neboli „doplňková činnost“. V první skupině můžeme získávat granty na určité projekty. Poskytovatelem těchto grantů, které jsou zaměřeny převážně na základní výzkum, je především Grantová agentura České republiky. Dalším zdrojem mohou být granty nejrůznějších ministerstev, například z ministerstva školství, ale i z ministerstva průmyslu nebo zdravotnictví. Další skupinou, pro nás čím dále významnější, jsou granty z Evropské unie. Takové granty už máme a předpokládáme, že jejich podíl v budoucnosti výrazně poroste. Druhou skupinou je specifický výzkum, kde se pracuje na krátkodobých výzkumných projektech na základě momentálních potřeb a nápadů. A nakonec třetí skupina, která je tvořena přímou spoluprací s podniky.

Technická univerzita v Liberci má dnes šest fakult: • • • • • •

rektor prorektor pro studium a vzdělávání prorektor pro zahraniční styky, vědu a výzkum prorektor pro rozvoj a výstavbu

Fakultu strojní Fakultu textilní Fakultu pedagogickou Hospodářskou fakultu Fakultu architektury Fakultu mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Otázka: Jaké jsou výhody pro školu a jaké pro podnik? Odpověď: Výhody pro školu jsou zcela zřejmé, výstupem takového výzkumu mohou být licenční smlouvy (vlastní patenty) a ty nám zaručují další prostředky. Samozřejmostí je, že veškeré výstupy výzkumu a vývoje můžeme zařadit i do výuky. Na těchto projektech navíc spolupracují diplomanti i doktorandi. Některá témata jsou velmi zajímavá a v budoucnosti budou velmi vyhledávaná a lukrativní. V neposlední řadě to je celková propagace školy, která s tímto výzkumem úzce souvisí.

Založením nových fakult vyšla univerzita vstříc požadavkům širšího regionu města na výchovu učitelů základních škol 1. i 2. stupně (v několika aprobacích i 3. stupně), na výchovu odborníků pro ekonomiku, řídicí a podnikatelskou činnost a založením fakulty architektury navázala na bohaté architektonické tradice Liberce. Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií reflektuje spojení elektroniky, kybernetiky a strojních oborů při uplatnění nejnovějších poznatků z fyziky, chemie a biologie. Díky podpoře samosprávných orgánů města a okresu získala univerzita nové budovy a mohla tak rozšířit výukové a laboratorní prostory a zejména vybavit náležitým způsobem univerzitní knihovnu a změnit ji v moderní informační centrum. Technická univerzita - spolu s kolejemi - tvoří dnes celek pro vzdělávání asi 5000 studentů v denním studiu.

Otázka: Co byste doporučil podniku, který má zájem o užší spolupráci s vysokou školou? Odpověď: Víte, toto není dobře položená otázka. Vysoká škola má určité znalosti, dovednosti, kapacity a konkrétní podnik něco potřebuje. Jestliže se jejich zájmy potkají, potom je samozřejmě spolupráce výhodná pro obě strany. Je třeba, aby si podnik zjistil, co vysoká škola umí a aby vysoká škola to co umí nějakým způsobem inzerovala a propagovala. Jestliže je tato spolupráce navázána na seriózní úrovni, mají z toho pochopitelně užitek obě strany. Otázka: Jaké jsou překážky vzájemné spolupráce?

Kontaktní údaje

Odpověď: Nejspíše to je „české prostředí“, kde jsme se ještě úplně nenaučili vzájemně spolupracovat. Je pravda, že my se teprve učíme komunikovat člověk s člověkem, podnik s podnikem, člověk s firmou atd. Řekl bych, že v tomto směru je ve světě situace podstatně vyvinutější, lepší. Jak schopnost vzájemné dohody, tak stupeň serióznosti partnerů. V extrémech tyto podmínky mohou vyústit v situaci, kdy nikdo nikomu nevěří a to žádné spolupráci neprospívá. V první fázi se to projeví tím, že není zájem poskytovat informace a bez

Technická univerzita v Liberci Hálkova 6 461 17 Liberec 1 Tel.: +420 48 535 1111

www: http://www.vslib.cz e-mail: [email protected] Výroční zprávy TU: http://www.vslib.cz/cz/uredni_deska/vyrocni_zpravy/ 2 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Případová studie

s prezenční formou studia. Na základě schválení akreditační komise a následném rozhodnutí Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ze dne 15. ledna 2004, č. j. 33 942/2003-30, byl akreditován studijní obor 1802R022 Informatika a logistika s prezenční formou studia. Standardní doba studia obou oborů je 3 roky. Po úspěšném složení státní závěrečné zkoušky, jejíž součástí je obhajoba bakalářské práce, získává absolvent titul „bakalář" (Bc.) a může pokračovat ve studiu magisterských studijních programů vysokých škol v České republice i v zahraničí.

toho prostě spolupracovat nejde. U nás na univerzitě se tuto situaci snažíme řešit. V podstatě s každou firmou se kterou navazujeme spolupráci. První co podepisujeme je „confidentiality agreement“, neboli smlouva o utajení skutečnosti před třetími stranami. Tímto způsobem poskytneme firmě jistotu, že jestliže si nějaký výzkum nebo vývoj zaplatí, tak to bude pouze pro ni. Otázka: Jakým dalším způsobem může stát podporovat spolupráci firem a vysokých škol? Odpověď: Toto je velmi aktuální otázka. Vláda o tom stále uvažuje a v podstatě by měla udělat to, co je standartní v naprosté většině rozvinutého světa. To, co firma vydá na spolupráci s vysokou školou, by se jí mělo okamžitě (a to minimálně ve stoprocentní výši) odečíst z daní. Takové modely existují a velkou měrou motivují firmy ke spolupráci, protože je to samozřejmě pro firmu podstatně výhodnější. Toto je podle mého názoru směr, kterým by se vláda měla ve svých úvahách o formě podpory spolupráce ubírat. Bohužel tomu tak zatím není.

Navazující magisterské studium bylo akreditováno ve studijním programu N 2612 Elektrotechnika a informatika ve čtyřech studijních oborech 3902T005 Automatické řízení a inženýrská informatika, 3906T001 Mechatronika, 3901T025 Přírodovědné inženýrství a 1802T007 Informační technologie. Všechny obory jsou akreditovány s prezenční formou studia. Standardní doba studia všech čtyř uvedených studijních oborů je 2 roky pro absolventy bakalářského studijního programu Elektrotechnika a informatika a 3 roky pro absolventy ostatních bakalářských studijních programů. Úspěšným složením státní závěrečné zkoušky, jejíž součástí je obhajoba diplomové práce, získá absolvent titul „inženýr" (Ing.). V doktorském studijním programu P 2612 Elektrotechnika a informatika byly akreditovány studijní obory 2612V045 Technická kybernetika a 3901V025 Přírodovědné inženýrství. Oba obory jsou akreditovány s prezenční nebo kombinovanou formou studia. Standardní doba studia doktorského studijního programuje 3 roky. Úspěšným složením státní doktorské zkoušky a obhájením disertační práce získá absolvent titul „doktor" (Ph.D.). Akreditační komise ČR zároveň prodloužila akreditaci stávajících pětiletých magisterských studijních oborů na dobu 6 let studia v těchto oborech.

FAKULTA MECHATRONIKY A MEZIOBOROVÝCH INŽENÝRSKÝCH STUDIÍ Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií (FM) byla založena na základě souhlasného výroku akreditační komise vlády ČR na 18. zasedání v Přelouči ve dnech 13. a 14. června 1995 a zřízena rozhodnutím senátu Technické univerzity v Liberci (TUL) ke dni 15. června 1995. Původní nabídka tří oborů inženýrského studia byla o rok později doplněna o možnost doktorandského studia v oboru Technická kybernetika, a to na základě schválení akreditační komise a následném rozhodnutí Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ze dne 24. dubna 1996, č. j. 18186/96-30.

Za pozitivní stránky rozvoje fakulty lze pokládat kvalitní habilitační a jmenovací řízení, zlepšující se kvalifikační strukturu pracovníků fakulty, neklesající zájem o studium ve všech studijních programech, dobře založenou zahraniční spolupráci, řešení grantových projektů a výzkumných záměrů i spolupráci s průmyslem a Výzkumným centrem TEXTIL. Systematicky rovněž probíhá na všech katedrách rozvoj a modernizace odborných laboratoří a jejich počítačové podpory. Do tohoto rozvoje fakulta intenzivně investuje jak z prostředků získaných z Fondu rozvoje vysokých škol, tak z vlastních investičních zdrojů a prostředků výzkumných projektů.

Kontaktní údaje Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií Technická univerzita v Liberci Hálkova 6 461 17 Liberec 1 Tel.: +420 48 535 3240

www: http://www.fm.vslib.cz e-mail: [email protected]

Vedení fakulty

Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií v roce 2002 úspěšně akreditovala strukturované - bakalářský, navazující magisterský a doktorský - studijní programy 2612 Elektrotechnika a informatika a od akademického roku 2003/2004 přijímá studenty pouze do strukturovaných programů. V bakalářském studijním programu B 2612 Elektrotechnika a informatika byl v roce 2002 akreditován studijní obor 2612R011 Elektronické informační a řídicí systémy

Doc. Dr. Ing. Jiří Maryška, CSc. Ing. Libor Tůma, CSc. Prof. Ing. Jaroslav Nosek, CSc. Ing. Dagmar Militká Marianna Hokrová

3 / 30

děkan fakulty proděkan pro pedagogickou činnost proděkan pro vnější vztahy tajemnice fakulty asistentka děkana

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Katedra elektromechanických systémů (KMS)

Organizační členění fakulty V následujících odstavcích budou jednotlivé katedry fakulty mechatroniky.

stručně

Tato nově vytvořená katedra bude zajišťovat výuku nových předmětů, orientovaných na výzkum mechatronických systémů a podporujících technický charakter fakulty. Jejím úkolem bude i rozvoj oboru Mechatronika s cílem akreditovat stejnojmenný obor i v doktorském studijním programu a rozvoj spolupráce se Škoda Auto a.s. na dalším rozvoji oboru Mechatronika a navazující vědecko-výzkumné činnosti na základě rámcové smlouvy o spolupráci.

popsány

Katedra elektroniky a zpracování signálů (KES) Katedra zajišťuje výuku předmětů analogové, číslicové elektroniky a v oblasti zpracování signálů. Studenti se seznamují s moderními přístupy konstrukce elektronických zařízení, včetně návrhu plošných spojů a návrhu zákaznických integrovaných obvodů, řeší úlohy v oboru umělé inteligence, např. při automatickém rozpoznávání řeči a obrazu. Výzkumná činnost je orientována na návrh a diagnostiku integrovaných obvodů a zpracování řeči (SpeechLab). Tato skupina patří k několika málo pracovištím v České republice, které se intenzivně zabývají otázkami řečové komunikace s počítači.

Katedra aplikované informatiky (KAI) Katedra zajišťuje výuku předmětů z oblasti informačních technologií, především počítačových sítí, operačních systémů a programování. Garantuje aprobaci Informatika na Fakultě pedagogické TU v Liberci, v rámci Fakulty mechatroniky a mezioborových inženýrských studií se pedagogická činnost zaměřuje především na magisterský obor Informační technologie a nový bakalářský obor Informatika a logistika. Podílí se na výuce v anglickém jazyce pro Univerzitu Nisa. Výzkumná činnost směřuje především do oblasti počítačových sítí, jejich aplikací a distribuovaných výpočetních systémů.

Specializované laboratoře katedry • • •

Případová studie

Laboratoř pro vývoj a výrobu desek plošných spojů Laboratoř počítačového zpracování řeči Laboratoř elektroniky

Katedra softwarového inženýrství (KSI)

Katedra měření (KAM)

Katedra zajišťuje výuku řady předmětů v oblasti programového a technického vybavení počítačů a řídicích systémů. Učí studenty stavět databázové, grafické, síťové a internetové aplikace pro osobní počítače, a také vytvářet programové vybavení pro průmyslové mikropočítače a řídicí systémy, lokální i distribuované. Pro výuku informatiky vytváří kvalitní teoretický základ v předmětech o logice, algoritmech, automatech, umělé inteligenci, robotech atd.

Katedra zajišťuje výuku odborných předmětů v oblasti měření elektrických a neelektrických veličin, bezdotykových metod měření, laserové anemometrie, analýzy signálů a technické diagnostiky. Výzkumná činnost je zaměřena zejména na využití metod laserových anemometrií, měření vibrací a analýzu obrazu a na konstrukci snímačů a měřicích zařízení. Specializované laboratoře katedry

Specializované laboratoře katedry • • •

• • • •

Laboratoř mikropočítačových aplikací Laboratoř robotiky Laboratoř grafických aplikací

Katedra elektrotechniky (KEL)

•

Katedra zajišťuje výuku v oblasti elektrotechniky, elektrických obvodů, elektrických strojů a pohonů, výkonové elektrotechniky a senzorů. Výzkum se orientuje na spolupráci s EU: piezoelektrické látky a jejich aplikace, moderní zdroje světla, metody řízení elektrických pohonů, výkonová elektronika a speciální aplikace elektromagnetických polí.

Laboratoř měřicí techniky Laboratoř technické diagnostiky a analýzy signálů Laboratoř optických měřicích metod Laboratoř laserové anemometrie (společná laboratoř s KEZ FS TUL) Laboratoř počítačového zpracování obrazu

Specializované laboratoře katedry • • • •

Laboratoř rezonančních metod Laboratoř elektrických strojů a pohonů Laboratoř laserové interferometrie (ve spolupráci s katedrou fyziky, Fakulty pedagogiské) Pracoviště digitálních signálových procesorů (DSP)

Katedra modelování procesů (KMO) Katedra zajišťuje výuku předmětů matematickofyzikálního základu a odborných předmětů oboru Přírodovědné inženýrství. Spravuje laboratoř geofyzikálních měření a zpracování obrazu. Výzkum je zaměřen na vývoj a implementaci modelů přírodních a technických procesů, a jejich řízení (ekologie, biotechnologie, hydrogeologie, šíření povrchových vod, piezoelektrické prvky, spalovací motory a části strojů). Na konci roku 2004 katedra zahájila budování laboratoří chemických a geochemických měření.

Laboratoř laserové anemometre katedry měření FM.

Katedra řídicí techniky (KŘT) Katedra zajišťuje výuku odborných předmětů v oblasti spojitého, diskrétního a logického řízení, identifikace systémů a jejich simulace. Výzkumná činnost je orientována na návrh řídicích algoritmů a jejich implementaci do průmyslových regulátorů pro řízení technologických procesů.

Specializované laboratoře katedry • Laboratoř geofyzikálního měření a zpracování obrazu

4 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií Piezoceram s.r.o., Hradec piezoelektrických rezonátorů]

Specializované laboratoře katedry • • •

Laboratoř spojitého řízení Laboratoř řídicích systémů Laboratoř logického řízení

Případová studie Králové

[měření

PZT

CZ Sklopan Liberec a.s., Liberec [Měření tloušťky křemičitého gelu na skle. Identifikace a zpracování označených vad na skle. Realizace programového řízení s PLC. Realizace jednoúčelových řídicích automatů. Realizace programového řízení pro technologii (Sklopan, Rusko). Návrh, konstrukce a realizace modulů AD převodníků pro laboratorní přístroje (Rakousko). Řídící systém CNC stroje pro řezání skla (později doplněn o podavač skla) - spolupráce s firmou TG Drives Brno]

Výzkum a vývoj Vědecká a tvůrčí technická činnost na fakultě je zaměřena na následující oblastí: elektrotechnika, elektronika, řídicí technika, měřicí technika, výpočetní technika, umělá inteligence, mechatronika, matematické modelování procesů a přírodovědné inženýrství. Rozvoj oblasti vědeckovýzkumné a vývojové činnosti Fakulty mechatroniky a mezioborových inženýrských studií (FM) pro období 1999 až 2003 vycházel z dlouhodobého záměru FM, z obdobných záměrů Technické univerzity v Liberci a programů MŠMT ČR. Oba výzkumné záměry FM řešené ve výše uvedeném období byly na rok 2004 prodlouženy.

Piezokeramika s.r.o., Libřice, resp. American Piezo Ceramics, Ltd. Mackeyville [měření PZT piezoelektrických rezonátorů] VÚTS a.s., Liberec [spolupráce na vývoji moderních textilních strojů] EL - PRO s.r.o., Liberec [pro projekční a konstrukční práce v elektrotechnice se používá CAE systém EPLAN 21]

Výzkumné záměry a výzkumné centrum

HYTOS a.s., Vrchlabí [elektromagnetické převodníky]

V roce 2004 skončilo řešení výzkumných záměrů a výzkumného centra v oblastech:

DSP Analog Devices [aplikace signálových procesorů - Wien, USA, zapůjčení vývojových prostředků]

A1. Modelování, řízení a umělá inteligence A2. Mikroelektromechanické systémy A3. Optimalizace vlastností strojů a pracovních procesů A4. Výzkumné centrum TEXTIL.

TECO Kolín, s.r.o. [ověřování a implementaci algoritmů řízení] Peguform Bohemia, k.s., Liberec [Záznamník teplot ze dvou blízko od sebe umístěných čidel – slouží pro analýzu teplotních změn na výlisku (nárazníku) v kritické oblasti formy. Rozšíření řízení dopravníku, vybavení stroje Branson při zavádění nové řady výrobků pro SUZUKI, rozpoznávaní výrobků vstupujících do lakovny a dalších.]

Praktické výstupy z tohoto výzkumného záměru jsou zmíněny v dalším textu tohoto dokumentu. Bližší informace je také možno nalézt na stránkách fakulty mechatroniky.

Spolupráce s průmyslem

Česká geologická služba [záznamník naměřených dat (teplot a tlaků) ve zkušebním vrtu]

Na konkrétních úlohách průmyslu spolupracují katedry s firmami:

Lucra [internetový server pro sledování spotřeb energií v domácnostech]

Škoda Auto a.s., Mladá Boleslav [Analýza EEG signálu s cílem určení příznaků snižování koncentrace a projevu mikrospánku řidiče. Naměřená data byla poskytnuta zadavatelem. Návrh a realizace elektronických částí. Analýza signálů z encefalografu]

DIAMO s.p., Stráž pod Ralskem [vývoj a implementace algoritmů pro řízení sanace po chemické těžbě ve Strážském bloku] ČEZ, a.s. [Technická pomoc při specifikaci spolehlivostních požadavků. Systematické vyhodnocování poruchovosti. Školicí a expertní činnost]

Siemens, ČR [Dokumentační a technická podpora při řešení disertačních a diplomových prací, obhájena diplomová práce: Košelja P.: Analýza řízení otáček elektrických pohonů firmy Siemens ovládaných pomocí analogové veličiny]

Transgas, a.s. [technická a konzultační pomoc při zavádění managementu spolehlivosti] Magistrát města Liberec [projekt podpory malého a středního podnikání, automatický hlasový informační systém InfoCity] Jablotron s.r.o., Jablonec nad Nisou [školení návrhového systému PSPICE] Aquatest a.s., Praha [vývoj technologií a řízení sanačních procesů] ASICetrum s.r.o., Praha [spolupráce v oblasti diagnostiky obvodů] Egger, Rakousko [vývoj a realizace měřícího zařízení] ABB, Mannheim, Německo [podíl na výzkumných aktivitách firmy] AMTEK s.r.o., Brno [aplikace signálových procesorů, převodníky neelektrických veličin] SVED, Liberec [vývoj obvodu měkkého rozběhu pro transformátory, další principy omezování zapínacího proudu]

Laboratoř elektrických strojů a pohonů katedry elektrotechniky FM.

5 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

jsou geometrická specifika geologických vrstev zvrásněných tektonickou činností, řada požadavků na zavedení okrajových podmínek a v neposlední řadě i mnoho matematických problémů, které situace indukují a pro které je nutné vymyslet originální postupy řešení. Současné modely nezahrnují zdaleka všechny aspekty sanace, individuální charakter chemických reakcí apod. Například ekologický vliv úložiště tekutých odpadů je nutné simulovat samostatně s mnohem větším okolím jako heterogenní systém s prouděním v hrázi, tak i podložím a s přihlédnutím k puklinám v hornině.

CUTISIN s.r.o., Jilemnice [měřicí systém na základě analýzy obrazu] CUBE CZ s.r.o., Ferdinandov [konzultace v oblasti plošných spojů, vývoj jednoúčelových přípravků]

Případová studie

desek

CIT.CZ, s.r.o., ČR [vývoj programu pro rozpoznávání osob na základě hlasových charakteristik] Olympus C&S s.r.o., Praha [testování rozpoznávacího systému na datech pořízených digitálními záznamníky, adaptace rozpoznávače na konkrétního mluvčího] IET Warsaw, Polsko [společný vývoj a výroba Educhipu] Krajská nemocnice Liberec [měření EMC napájení RTG onkologie] Krystaly a.s., Hradec Králové [příprava a optimalizace piezoelektrických rezonátorů] TU v Liberci [měření EMC pro energetiku: Husova F - 1) problém s přímotopy, 2) hledání závady ve staré instalaci; měření EMC pro KEZ-FS - solární panely] Steels, ČR [realizace elektrotechnického vybavení výrobní linky Rotis2, spuštění ověřovacího provozu linky] SchottMeissner, SRN [příprava dodávky dvou kusů strojů typu Rotis1] Teneo 3000 s.r.o., Smržovka [webový portál firmy]

Aplikace modelu při zatápění hlubinného dolu Hamr.

Některé konkrétní výstupy výzkumu a vývoje na FM

Transport kontaminujících látek a chemických reakcí je nutno simulovat pomocí třírozměrných modelů pro velký počet chemických složek. Návrh efektivních sanačních strategií studované lokality zahrnuje řadu protichůdných hledisek, jako jsou hodnoty koncentrací látek obsažených ve zbytkových roztocích, míra potenciálního ohrožení zdrojů pitných vod, ekonomické náklady apod. Cílem tohoto výzkumného okruhu je vypracování několika variant matematického transportně-reakčního modelu, které budou obsahovat současně úlohu průsakového proudění podzemní vody, transport chemických látek, jejich reakce s horninovým prostředím a vzduchem v nenasycené zóně i vliv nehomogenity technologického roztoku. Jednotlivé fyzikálně chemické děje budou řešeny časovým rozkladem úplného operátoru transportu a následnou superpozicí. Další rozsáhlou třídu problémů tvoří i v tomto okruhu optimalizační úlohy. Optimalizační úloha spočívá v nalezení takových okrajových podmínek, které zajistí nejvhodnější postup sanace ve smyslu zvoleného účelového funkcionálu. Okrajové podmínky pro řízení sanace budou tvořeny umístěním čerpacích stanic a jejich výkonem v závislosti na pořizovací ceně, nákladům na čisticí technologie a konečně i době nutné k dosažení přípustných hodnot kontaminantů.

Modelování hydrogeologických a transportněreakčních procesů Řešení úloh podzemního proudění na TUL začalo v přímé spolupráci se státním podnikem DIAMO Stráž pod Ralskem. Tento podnik prováděl v minulosti chemickou těžbu uranu v oblasti Stráže pod Ralskem a v současné době je řešena sanace kontaminovaných podzemních vod. Model umožňuje předpověď vlivu umělých zásahů, tj. např. množství těžených látek při daném umístění vrtů a rozvržení čerpání, což je důležité pro optimální provoz technologií při těžbě i sanaci. Vytvářený matematický model uvažuje děj z obecného pohledu a při zadání příslušných dat umožňuje řešit úlohy z jiných lokalit, případně i úlohy jiného fyzikálního charakteru popsané obdobnými rovnicemi (např. puklinové proudění, filtrační proudění v textilním materiálu).

Modelování piezoelektrických a feroelektrických prvků Směr modelování piezoelektrických prvků se na katedře začal pěstovat v roce 2000. Navazuje na tradici, kterou zosobňoval prof. Ing. Jiří Zelenka, DrSc., který dlouhá desetiletí pracoval v oblasti vývoje piezoelektrických krystalových jednotek ve spolupráci s bývalou Teslou Hradec Králové, dnešními Krystaly Hradec Králové a.s. Cílem naší práce je právě nasazení modelu při vývoji a konstrukci piezoelektrických rezonátorů.

Detailní pohled na zájmovou oblast s vyznačením vyluhovacích polí pro těžbu. Pro řešení komplikovaných hydrogeologických úloh zahrnujících reakčně-transportní procesy v reál. geologickém prostředí nelze komerčně dostupný software využít. Důvodem

Tato problematika s sebou nenese jen problémy aplikačního charakteru, ale i velice zajímavé problémy z

6 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Případová studie

řešitelského kolektivu. Další část výzkumného záměru tohoto okruhu tvoří vyšetřování spolehlivosti a životnosti jednotlivých součástí systému na základě zkoumání a modelování vývoje trhlin při definovaném periodickém zatížení.

oblasti numerické matematiky. Souvisí se značnou rozsáhlostí algebraických systémů, které jsou generovány MKP modelem. Proto pracujeme i na vývoji metod a řešičů vhodných k řešení těchto problémů.

V okruhu modelování strojních součástí byl výzkum přesunut od výpočtů v oboru mechaniky a pružnosti, kde jsou numerické softwarové nástroje vyvíjeny v komerční sféře, k výpočtu procesů stlačitelného proudění a chemických reakcí ve válci spalovacím motoru, kde se ukázal větší prostor pro nové poznatky a uplatnění výsledků. Mimoto jsme dosáhli výsledků v oboru analýzy spolehlivosti výrobních zařízení, kde trvá velká poptávka ze strany velkých firem jako Transgas a ČEZ.

Hlasový diktát do počítače Na libereckém pracovišti byly postupně vytvořeny dva typy dekodérů pro rozsáhlou množinu slov: dekodér pro izolované promluvy a dekodér pro spojitou řeč. První nyní umí pracovat s izolovanými promluvami až do velikosti jednoho milionu slovníkových položek a je založen na optimalizovaném Viterbiho algoritmu pracujícím se stromovou strukturou slovníku. Druhý je určen pro spojitou řeč, jejíž dekódování je podpořeno jazykovým modelem ve formě vyhlazených bigramů. Vývoj obou systémů zahrnoval zejména řešení problémů automatické tvorby slovníků pro inflektivní jazyky, a to včetně výslovnostních variant, při jejichž odvozování byly použity evoluční algoritmy, dále vývoj metod pro tvorbu jazykového modelu, využití morfologických kategorií a relací při vyhlazování jazykového modelu a v neposlední řadě též experimentální práce s různými technikami parametrizace akustického signálu.

Na obrázku jsou vyznačené vybrané módy kmitů podélně kmitajícího rezonátoru. V poslední době se velice perspektivně jeví pole aplikací modelu v oblasti modelování tenkých vrstev feroelektrických materiálů. Jedná se zejména o elektrické pole v blízkosti styku doménových stěn feroelektrik. Aplikací technologií tenkých vrstev feroelektrik je vývoj záznamových datových médií. Model je založen na popisu kontinua pomocí pohybových rovnic a rovnic pro elektrické pole. Na obrázku jsou vidět vybrané módy kmitů podélně kmitajícího rezonátoru. Je zobrazen jak kmit hlavní-podélný, tak kmity parazitní. Podstatné je najít takovou geometrii rezonátoru, ve které budou parazitní kmity mít dostatečný odstup od kmitu hlavního.

Modelování a optimalizace návrhu strojních součástí Budeme vyšetřovat mechatronické výrobní systémy zahrnující pružné členy. Uvážíme-li nelineární vlivy vůlí v kinematických dvojicích mechanických systémů, které závisejí na charakteru vzájemných reakcí i kontaktním uspořádání, jsou výsledky dosažené obvyklým postupem numerické integrace matematického modelu v mnoha směrech ne zcela vyhovující. Je nutné hledat přesnější numerické metody integrace nelineárních rovnic s nelinearitami vyššího než druhého řádu. Souřadnice stavové matice jsou obvykle nelineární funkce zahrnující materiálové vlastnosti, pružné deformace součástí apod. identifikované buď měřením nebo numerickou simulací aplikací vhodného software MKP. Při numerické identifikaci budeme též užívat programové systémy ANSYS a ALGOR, které jsou na řešitelských pracovištích k dispozici, i vlastní programové produkty zaměřené především na vyhodnocení navržených kritérií a implementaci algoritmů optimalizačních strategií. Výsledky této části řešení projektu budou dále vyhodnoceny ve formě grafických výstupů průběhů jednotlivých souřadnic i ve formě výpočtu hodnot účelových funkcionálů, na základě kterých bude posuzována úspěšnost návrhu mechatronického systému. Navrhované algoritmy řízení budeme posuzovat kvalitou řízení, jeho robustností a citlivostí ke změně parametrů systému. Při řešení budeme vycházet jednak z algoritmů programového produktu MATLAB a jednak z algoritmů vypracovaných členy

Ukázka spojitého diktování (článek z MF Dnes 29.10.2004 Klaus : Smiřme se s minulostí). Systém pracoval se slovníkem o velikosti 73000 slov na PC Pentium 2,6 GHz (odezva 1 s). V roce 2003 jsme odborné veřejnosti představili prototyp prvního hlasového diktovacího systému pro češtinu. Jeho omezení spočívalo v tom, že bylo nutné text diktovat slovo po slovu, vždy s krátkou mezerou mezi slovy. Na druhé straně systém pracoval se slovníkem obsahujícím 400 tisíc nejčastějších slov a slovních tvarů, což už je téměř 99% celé slovní zásoby českého jazyka. Systém též umožňoval hlasem ovládané formátování textu a editaci chybně rozpoznaných slov. V roce 2004 byl tento systém dále rozšířen, zejména co se týče rozsahu slovníku (600 000 slov), rychlosti a úspěšnosti správného rozpoznávání, která nyní činí kolem 90-93%.

7 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií V roce 2004 byl také představen funkční prototyp systému, umožňující diktování textu plynulou řečí, tj. po celých větách. Protože rozpoznávání spojité řeči je mnohem obtížnější a výpočetně náročnější úloha, současná výpočetní technika zatím systému umožňuje pracovat se slovníkem pouze do 100 000 slov (na počítači s procesorem 2,5 GHz). Úspěšnost rozpoznávání se pohybuje kolem 80-90% správně rozpoznaných slov (v závislosti na typu textu). Rozpoznávání je podporováno složitým akustickým a jazykovým modelem, pro jejichž tvorbu bylo použito cca 40 hodin nahrávek řeči od cca 300 lidí a dále velké množství elektronických textů, na nichž se hledalo optimální složení slovníku a vztahy mezi jednotlivými slovy. Oba systémy mohou být okamžitě používány libovolnou osobou. Pro konkrétní osobu je též možné provést adaptaci (na základě několika desítek slov či vět), po níž se úspěšnost systému dále zlepší.

Případová studie

Rozpoznávání mluvčího a adaptace systému na mluvčího Potřeba řešení těchto úloh vznikla zejména při vývoji rozsáhlých systémů rozpoznávání řeči. Ty jsou sice navrženy tak, aby pracovaly nezávisle na konkrétním mluvčím, ale v určitých typech aplikací je vhodné, aby systém podle hlasu poznal mluvící osobu a případně se na její hlasové charakteristiky adaptoval. Výsledkem jsou algoritmy a funkční systémy pro identifikaci a verifikaci mluvčího, které pracují v reálném čase s cca 95%-ní úspěšností na testovací množině cca 100 osob. Na tyto výsledky navázaly práce týkající se adaptace akustického modelu pro konkrétní osobu (např. pro úlohu hlasového diktátu). Metody založené na kombinaci přístupů známých jako MAP a MLLR umožnily i pro velmi krátké adaptační záznamy (kolem jedné minuty) snížit relativní chybovost (tzv. Word Error Rate Reduction) o 20%. Tato metoda se ukázala jako velmi přínosná i v úloze automatického přepisu zpravodajských pořadů, kde výrazným způsobem snížila chybovost u často se opakujících řečníků.

Systémy pro lékařské aplikace Na základě požadavků lékařů byl v roce 2004 zahájen vývoj diktovacího systému určeného pro potřeby specifických lékařských profesí. Ve spolupráci s MUDr. Klimovičem z liberecké nemocnice byly řešeny zatím především otázky slovníku a výslovnostních pravidel pro oblast kardiologie.

LOTOS - grafický návrh hlasové dialogové aplikace V roce 2000 byl v Laboratoři počítačového zpracování řeči zahájen projekt LOTOS. Jeho cílem bylo vytvořit grafický systém pro návrh počítačem řízených dialogů. Zpočátku šlo především o vymezení a ověření možností grafické platformy. Výsledkem více než roční práce je nyní produkt, který dokázal nahradit původní, skriptem ovládaný systém UNDIS. Při vývoji systému LOTOS se podařilo splnit oba hlavní cíle: vytvořit snadno ovládané prostředí pro rychlou tvorbu a editaci dialogů a zároveň rozšířit možnosti návrhu skutečných dialogových aplikací, zejména těch, které pracují po telefonu. LOTOS je zároveň otevřeným prostředím, které zaručuje rozšiřitelnost pomocí externích modulů (PlugIn) a při praktickém nasazení vykazuje velmi dobrou stabilitu. V současné verzi lze o systému hovořit jako o kompletním vývojové prostředí (IDE) pro návrh, testování a ladění dialogů.

Multimodální analýza a syntéza řeči V rámci tohoto nového tématu byly řešeny dvě úlohy. První pro vývoj modelu automatické mluvící hlavy se schopností animovaného pohybu tváře a mluvících orgánů. Jako první byla vytvořena česká verze americké mluvící hlavy Baldi a po zkušenostech s ní i vlastní systém nazvaný Chatter. V letech (2003/2004) jsme zoptimalizovali jednotlivé parametry u tohoto modelu pro všechny české fonémy. Pro vylepšení přesnosti celého modelu plánujeme v budoucnu použít českou difónovou a později i trifónovou sadu. V budoucnu také chceme vytvořit test srozumitelnosti. V tomto testu srozumitelnosti chceme zjistit nakolik je tento model česky mluvící počítačové hlavy srozumitelný pro česky mluvícího člověka. Tento model mluvící hlavy bude použit i v našich dalších multimodálních projektech, kde je použita audio-vizuální syntéza řeči, rozpoznávání spojité řeči a dialogový systém. Takový projekt má využití v různých komunikačně-informačních systémech. Model mluvící hlavy může také pomoci sluchově postiženým při trénování výslovnosti.

Blokové schéma grafického systém pro návrh počítačem řízených dialogů LOTOS. Prostředí systému LOTOS bylo navrženo s ohledem na dvě potenciální skupiny uživatelů: příležitostné návrháře, u nichž se předpokládá občasná modifikace existujících systémů a profesionální návrháře, kteří potřebují nástroj pro vývoj, editaci a ladění rozsáhlých dialogových aplikací. Na první skupinu se pamatovalo snahou o maximální jednoduchost a intuitivnost ovládání. Dialog se tvoří pomocí myši tak, že po kliknutí na vybraný typ v nástrojové liště se tento prvek automaticky připojí za dosud aktivní prvek. Okamžitě či kdykoliv později lze nastavit či změnit vlastnosti tohoto prvku.

3D model umělé počítačové česky mluvící tváře „Chatter“. Zároveň začala být řešena i opačná, mnohem složitější úloha - rozpoznávání řeči s podporou kamery snímající obličej mluvící osoby. Zde bylo nutné vyřešit řadu problémů zejména s automatickým vyhledáváním úst v obraze, s měřením parametrů jejich dynamicky se měnícího tvaru a s určením příznaků vhodných pro rozpoznávání (tzv. vizémů). První pokusy s rozpoznáváním byly konány zatím na množině padesáti slov a výsledky okolo 40% v případě, že byla použita pouze obrazová informace. Je třeba ovšem říci, že výzkum v této oblasti je nejen u nás ale i ve světě zatím v počáteční fázi.

Lze říci, že systém LOTOS splňuje základní očekávání od

8 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Případová studie

příspěvky pak jsou předány do modulu rozpoznávání řeči, na jehož výstupu se postupně objevuje textový přepis. Současná verze pracuje se slovníkem 300 000 nejfrekventovanějších slov, a přepis 10 minut zpráv jí trvá přibližně 40 minut, tedy čtyřnásobek času.

grafické návrhové platformy a navíc je v mnohém překonává, a to díky mnohým originálním přístupům, které byly poprvé představeny odborné veřejnosti v rámci světové konference Eurospeech. Především však jde o systém použitelný pro praktické, zejména telefonní aplikace s rozsáhlými dialogy, u nichž se předpokládá dlouhodobý provoz a zároveň častá modifikace údajů i částí scénáře. Od 1. listopadu 2001 slouží k přípravě a provozování hlasové telefonní služby InfoCity v Liberci. Její rozsáhlý dialog nabízející informace převážně z oblasti kultury, sportu a dopravy byl vybudován v systému LOTOS s použitím 138 prvků. Obsahuje celkem 32 prvků typu dotaz, 14 prvků realizujících syntézu, 28 prvků pro vyhodnocování výrazu, 19 přístupů do databáze, 12 přepínačů a 30 skoků. Doba nutná k vytvoření aplikace tohoto rozsahu se počítá na hodiny, maximálně dny, ne však týdny či měsíce jako v případě skriptem řízených dialogů.

Systém pro automatiský přepis televizních zpráv.

MyVoice – hlasové ovládání počítače Program MyVoice byl vyvinut s cílem pomoci zejména handicapovaným lidem v přístupu k počítačové technice a k informačním technologiím. Umožňuje totiž ovládat počítač a na něm instalované programy výhradně pomocí hlasových povelů. Těmito povely lze uskutečnit tytéž akce, k jejichž provedení by jinak byla nutná klávesnice a myš. Program umožňuje hlasové ovládání počítače všem osobám, které jsou schopny dobře vyslovovat krátké české povely a zároveň očima sledovat dění na obrazovce počítače. Ovládat lze jakýkoliv program určený pro operační systém MS Windows (od verze 2000 výše). Bližší informace o programu MyVoice a videoukázky dokumentující jeho možnosti lze získat na internetových stránkách distributora programu, firmy FugaSoft (http://www.fugasoft.cz). Více o programu nám může říci i vybraný článek z médií uveřejněný na internetových stránkách Českého rozhlasu:

Grafická podoba systému LOTOS.

Systémy pro automatický přepis rozhlasových a televizních pořadů V této aplikační oblasti se podařilo spojit několik dílčích témat, počínaje analýzou audio signálu, přes jeho segmentaci podle mluvících osob, automatickou identifikaci těchto osob, případnou rychlou adaptaci na jejich hlas a až po závěrečné rozpoznávání úseků řeči. Výsledkem jsou nejen publikace na nejprestižnějších světových konferencích, ale je to i ukázkový systém, který je schopen automaticky zpracovat kompletní zpravodajský blok v době, která je asi pětkrát delší než jeho trvání, přičemž přesnost rozpoznávání se pohybuje kolem 80% správně rozpoznaných slov. Největší chybovost vzniká samozřejmě u příspěvků natáčených ve velmi rušném prostředí s lidmi, kteří navíc mluví spontánní řečí s mnoha hovorovými výrazy. V této oblasti je český systém porovnatelný co do přesnosti i času zpracování např. se systémem LIMSI navrženým pro němčinu (oba systémy nyní pracují se slovníkem o velikosti 300 000 slovních tvarů).

Program MyVoice pomůže handicapovaným lidem ovládat počítač hlasem [29-04-2005] Autor: Zdeňka Kuchyňová Program byl navržen tak, aby umožnil prakticky cokoliv, co dokážeme pomocí klávesnice nebo myši, udělat hlasem. Lze spouštět libovolný program, psát, malovat, telefonovat, spouštět radio a televizi, mailovat a používat internet, který pro handicapované lidi představuje často spojení se světem. Program pamatuje i na zábavu. A to vše se ovládá pomocí jednoduchých povelů. "Probuď se - spusť aplikaci - world - fráze - zpátky - fráze - dobrý den - čárka," předvedla program Dita Horokovská, která patří k prvním uživatelům. Ačkoli dívka nemůže kvůli postižení uchopit ani tužku, pomocí jednoduchých povelů může snadno surfovat po síti.

Systém provádí následující operace: nejprve rozčlení záznam celého zpravodajského pořadu na části, které obsahují řeč, a na zbytek (zejména hudbu, znělky, atd.) Následně rozčlení jednotlivé zpravodajské příspěvky podle charakteru akustického signálu, zejména na části mluvené různými osobami. U těchto osob lze provést jejich identifikaci, což přichází v úvahu především u moderátorů a často se vyskytujících reportérů či významných osob. Jednotlivé

"Můžu být víc samostatná, být na internetu, můžu psát dopisy, e-maily kamarádům, můžu poslouchat písničky, koukat na televizi, prostě skoro všechno co se dá."

9 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Případová studie

připravena i pro externí zájemce jako jsou vývojová pracoviště firem, soukromí vývojáři a školská zařízení.

Uživatelské rozhraní programy MyVoice. Prostory laboratoře PCB-LAB.

Velkou výhodou programu je, že "umí česky", uvedl Jan Nouza z Laboratoře počítačového zpracování řeči Technické univerzity v Liberci. Zatímco pro některé světové jazyky, jako jsou angličtina, francouzština, němčina či japonština, existují komerčně dostupné produkty pro hlasový diktát už několik let, čeština zůstávala pozadu.

Informace o technologických možnostech v kostce: • •

"Je to samozřejmě velice složité a důkazem je to, že vlastně žádná velká firma jako IBM s tím prostě pro češtinu nepřišla, protože je to ohebný jazyk, má více než milion slov a tvarů. To je obrovský problém."

• •

Pro srovnání například angličtina má slovních tvarů pouze 50.000. Pro slovo řidič vystačí se třemi tvary /řidič, řidiči, řidičův/. Čeština se všemi pády a skloňováním potřebuje tvarů 120. Dalším problémem je větný pořádek. V angličtině je poměrně pevně dán, v češtině se mohou slova ve větě přeskupovat a smysl se neztrácí.

•

• •

•

Otázkami řečové komunikace s počítačem se světový výzkum a vývoj začal zabývat v 60. letech. Profesor Nouza byl patrně v Česku prvním, který v roce 1981 vypracoval na toto téma diplomovou práci. "V roce 1993 jsem na Technické univerzitě v Liberci založil tým, který se tomu věnuje. V roce 1994 jsme představili první takový relativně jednoduchý kreslicí program ovládaný hlasem. A pak byly další etapy jako dialogový systém, kde můžete po telefonu mluvit s počítačem, prototyp diktovacího systému, systém pro přepis zpravodajských pořadů a tak dále." Jak si stojí Česká republika v porovnání se světem v této oblasti? "Myslím si, že stav výzkumu v ČR už je poměrně daleko. Pracujeme v několika evropských projektech a třeba v té oblasti automatického přepisu zpráv patříme k pracovištím, která dnes předávají zkušenosti některým dalším zahraničním pracovištím."

PCB-LAB, Laboratoř pro vývoj a výrobu desek plošných spojů Laboratoř byla vybudována se záměrem podpořit výuku specializovaných předmětů fakulty mechatroniky. Její technologie byly koncipovány tak, aby bylo možné levně realizovat především kusovou výrobu. Je tedy vhodná a

• •

desky můžeme vyrobit 1 nebo 2 vrstvé (resp. jednostranné a dvoustranné) maximální rozměr je 180 x 280mm (technologický panel 200 x 300) min. šířka (vodič/mezera) 250 um, tl. mědi st. 18um - standardní materiál FR4 skladem, (po dohodě i G200, IS410) standardní tloušťka 1.5mm, (po dohodě 0,5 až 2,5) prokovené otvory, nejmenší otvor 0,6mm (po prokovení 0,5) otvory prozatím v řadě 0.6, 0.8, 1, 1.3, 1.5, 2, 2.5, 3 mm (před prokovením) povrchová úprava suchá nepájivá maska (dry), pájitelný/snímatelný lak (tekutá nepájivá maska, snímatelná maska, HAL, servisní potisk zajišťujeme prozatím externě) obrysové frézování, drážkování, střihání na zákl. obrys dále provádíme návrh desek dle schématu, výrobu filmových předloh, gravírování atp...

Řídící algoritmy, robotika, elektrické pohony a světelná technika V roce 2004 byly dále rozpracovány algoritmy přepínaných regulátorů pro regulované soustavy s více vstupními a více výstupními veličinami. Byly vyvinuty dva typy algoritmů, jednak algoritmy které obsahují více paralelních modelů a dosahují připojení optimálního regulátoru až v jednom diskrétním regulačním kroku po zjištění rozvážení soustavy, nebo algoritmy, které obsahují méně paralelních modelů a připojují optimální regulátor ve větším počtu regulačních kroků, který se blíží shora k řádu regulované soustavy. V oblasti robotiky se práce soustředily na prohloubení využitelnosti Ljapunovovské stability a exponenciální stability pro konkrétní typy robotů a pro jednotlivé typy úloh (bez vazby, vazba 1D a 2D). Rozvoj stávajících metod PID regulace s ohledem na možnost numerického odhadu dosažení předepsané přesnosti regulace z hlediska časového vývoje je na světové úrovni. Bylo dosaženo dalšího urychlení výpočtů

10 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií optimálních trajektorií s horizontálním cílem výpočtu v reálném čase, včetně vybraných úloh s omezeními v pracovním prostoru. Současné parametry výpočtu jsou nejrychlejší v ČR a z 50% nejrychlejší ve světě. Byla provedena analýza algoritmů řízení robota z hlediska paměťových a časových nároků kladených na řídicí jednotku a stanovení kritérií pro výběr procesoru a dalších obvodů pro realizaci řídící jednotky konkrétního robota. Realizována byla dostavba mobilního robota (řízení stejnosměrných pohonů včetně připojení inkrementálních čidel, připojení základní desky počítače včetně procesoru, realizace dálkového řízení technologií Bluetooth a návrh a realizace obvodu pro měření vzdálenosti ultrazvukem).

Případová studie

přírůstkem magnetizace nastaveném podle typu transformátoru. Metoda řízení rozběhu transformátoru zcela eliminuje zapínací proud transformátoru, přičemž je zajištěna minimální doba rozběhu (od 0,06 s). Tento unikátní princip je chráněn patentovou přihláškou PV 2003-3264. Magnetovací impulsy jsou korigovány podle průběhu primárního napětí a tak je zajištěna bezchybná funkce s libovolnou zátěží sekundárního vinutí transformátoru.

Laboratoř robotiky. V části „Elektrické pohony“ byly nově navrženy způsoby řízení víceosých pohonů s využitím zejména při řízení stacionárního robota. Stacionární robot je navržen na bázi otevřeného systému, který umožní ověřovat nové algoritmy řízení a strategie polohování vyvinuté v rámci VZ 1464 a i jiných projektů. V části „Světelná technika“ byl dokončen vývoj a stavba elektronického předřadníku pro nízkotlaké výbojky s oddělenou regulací proudů do jednotlivých žhavících vláken trubice a výbojového kanálu. Dále výsledkem vývoje bylo objevení nového způsobu omezení zapínacího proudu jednofázových transformátorů, včetně podané‚ patentové‚ přihlášky a konstrukce prototypu. Výsledky části „Světelná technika“ jsou využívány na pracovišti CPAT UPS TOULOUSE, Výsledky budou dále použity pro optimalizaci návrhu nových typů předřadníků, které umožní snížit nepříznivé ovlivňování sítě z hlediska EMC. V oblasti technické diagnostické byly rozvíjeny metody pomocí wavelet transformace implementované na signálové procesory Analog Devices s uplatněním při analýze zvuku s návazností na automobilový průmysl. Byla vybudována laboratoř analýzy obrazu. Metody analýzy obrazu byly zaměřeny na diagnostiku vad textilních útvarů.

Obvod měkkého rozběhu pro transformátory TrafoSTART TrafoSTART je elektronické relé určené ke spínání jednofázových transformátorů. Principem je kontrola magnetizace jádra transformátoru během rozběhu. V jednotlivých půl-periodách napájecího napětí je jádro přemagnetováno na opačnou polaritu s přesně definovaným

Obvod měkkého rozběhu pro transformátory TrafoSTART byl oceněn čestným uznáním na veletrhu AMPER 2004. TrafoSTART je vhodný pro transformátory všech konstrukcí - EI, UI, C, toroidy a další. K jednomu obvodu je možno připojit skupinu paralelně spojených transformátorů různých typů. TrafoSTART je určen především pro často spínané transformátory a pro transformátory s vysokou pracovní indukcí a nízkými ztrátami. Obvod se snadno instaluje do přívodu primárního vinutí. Při zapojení ovládacího vstupu TrafoSTARTu může nahradit stykač transformátoru. Vestavěná funkce kontroly magnetizace během celé doby chodu transformátoru dovoluje bezproblémové provozování transformátorů s vyšší pracovní indukcí, které jsou menší, lehčí a levnější.

Ethernetová multifunkční jednotka EMU-2 V řadě měření prováděného výzkumu, bylo nutno měřit obvodové veličiny transformátoru na různých vinutích najednou. Navržený způsob zpracování dat vyžadoval synchronní záznam oscilogramů všech měřených kanálů. Z důvodů použití těchto oscilogramů také jako vstupních dat pro simulaci bylo třeba kontinuálně zaznamenávat poměrně dlouhé časové úseky. Navíc numerický výpočet magnetické indukce vyžaduje vysokou přesnost měření napětí. To byly důvody k návrhu a výrobě měřicího zařízení EMU-2. Koncepce zařízení od začátku počítá s měřením na třífázových transformátorech, proto systém disponuje

11 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie

značným počtem paralelních analogových kanálů. Každý z nich má oddělenou signálovou trasu a vlastní 16 bitový AD převodník Σ-∆. Jednotlivé převodníky všech kanálů jsou synchronizovány a dovolují záznam průběhů až do rychlosti 12,8 kS/s na každém kanále.

předvývoje a také jeho pracovníci spolupracují s libereckou univerzitou. Společně s kolegy z Fakulty strojní z katedry strojírenské technologie hledají například nové metody opracování plastových výlisků. Peguform také připravil komplexní zadání pro doktorskou práci orientovanou na analýzu stávajících a na návrhy nových přístupů řešení tepelné bilance forem, nezbytných pro výrobu velkoplošných vzhledových dílů, jako jsou dveře, blatníky apod. Oba partneři také budou prohlubovat spolupráci v oblasti robotiky a to především díky otevření nové laboratoře inteligentních robotů na katedře sofwarového inženýrství. Podle Tůmy je zcela reálné, že firma bude laboratoře využívat jako vývojové pracoviště při řešení automatizačních úloh při výrobě. Nevyloučil, že univerzita bude mít možnost spolupracovat i v připravovaném moderním závodě na unikátní výrobu polykarbonátových skel.

FAKULTA STROJNÍ

Ethernetová multifunkční jednotka EMU-2. Původní návrh předpokládal realizaci speciálních zpětnovazebních měření, například udržení sinusového průběhu intenzity magnetického pole. Jádro EMU-2 proto tvoří výkonný signálový procesor ADSP 21061 s aritmetikou v plovoucí řádové čárce a se špičkovým výkonem 120MFOPS. Dosud se nepodařilo realizovat potřebný výkonový budič, takže zpětnovazebná měření v prezentované verzi zařízení nelze provádět.

Peguform prohloubí spolupráci s TUL Spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci chce prohlubovat společnost Peguform Bohemia k.s., která ve třech závodech v Liberci, v Nymburce a v Libáni vyrábí plastové díly pro automobilový průmysl. Řekl to bývalý prorektor TUL a nynější technický ředitel společnosti Petr Tůma. „Je v zájmu obou subjektů spolupracovat. Existuje již rámcová dohoda o spolupráci a tu se snažíme prohloubit a konkretizovat,“ uvedl Tůma. Dodal, že firma iniciuje zadání diplomových projektů, témat doktorských prací a pravidelně připravuje nabídku míst pro absolventy. „Jsme schopni přijmout osm až deset absolventů ročně,“ upřesnil. Roční objem zakázek pro univerzitu se pohybuje kolem 700 000 korun ročně. Firma Peguform Bohemia například realizovala s Fakultou mechatroniky a mezioborových inženýrských studií společný projekt automatického kódování výrobků v lakovně, který již přináší úsporu pracovníků v tomto stěžejním provozu libereckého závodu. Dalším zajímavým projektem, který nedávno katedra softwarového inženýrství řešila pro firmu Peguform, bylo automatické kontrolování kompletnosti dveřních výplní vyráběných pro vozy Suzuki metodami počítačového zpracování obrazu nebo řízení toku exteriérových dílů Škoda mezi vstřikovnou a lakovnou. Připraveny k realizaci jsou i další projekty. Je to například projekt „Sběr a hodnocení dat“ o spotřebě surovin v dávkovacích zařízeních. Firma zatím spolupracuje s univerzitou na řešení jednorázových a aktuálních problémech, rýsuje se ale řada možností na spolupráci systematičtější, například v oblasti robotiky. Společnost Peguform se snaží nabízet automobilkám stále nové, cenově dostupné a technicky atraktivní výrobky. Aby liberecký závod dokázal rychle zavádět nové výrobní technologie, zřídil vloni 1. října útvar technologického

V roce 1953 byla v Liberci založena vysoká škola, která nesla název Vysoká škola strojní v Liberci. Výuka byla zahájena 1. října 1953 a do prvního ročníku tehdy nastoupilo 259 studentů, kteří prošli přijímacím řízením na Fakultě strojního inženýrství ČVUT v Praze. Strojní fakulta ČVUT v prvním období účinně podporovala libereckou vysokou školu poskytováním vlastních učitelů i další pomocí. Díky této spolupráci se podařilo položit dobré základy pro rozvoj pedagogické činnosti i vědeckovýzkumné práce. V roce 1960 byla škola rozdělena na Fakultu strojní (FS) a na Fakultu textilní a od tohoto roku nesla název Vysoká škola strojní a textilní v Liberci (VŠST). Fakulta strojní je nejstarší fakultou Technické univerzity v Liberci. V době svého založení byla zaměřena především na výchovu inženýrů pro obory textilního, sklářského a automobilového průmyslu. Postupem doby se její profil upravoval a rozšiřoval až do dnešní podoby, kdy je na fakultě strojní možno studovat: •

v bakalářském denním studiu obor strojírenství

•

v inženýrském denním studiu pět studijních oborů, a to strojírenskou technologii, konstrukci strojů a zařízení, výrobní systémy, aplikovanou mechaniku a automatizované systémy řízení ve strojírenství

•

v inženýrském dálkovém studiu tři studijní obory: strojírenskou technologii, konstrukci strojů a zařízení a výrobní systémy

V 50. akademickém roce je zapsáno ke studiu celkem 1484 studentů, z toho 244 studentů do bakalářského studijního programu, 1113 do magisterských studijních programů a 127 studentů do doktorských studijních programů. Cizinců studuje na fakultě celkem 38. Dominantním studijním programem je stále pětiletý magisterský studijní program co do počtu studentů, tak i zájmu fakulty. Fakulta má dostatečný počet kvalifikovaných akademických pracovníků k samostatnému zajišťování akreditovaných studijních programů. Kvalifikační struktura akademických pracovníků odpovídá stavu, který je obvyklý v ČR. Na konci roku 2001 fakulta měla celkem 134 pracovníků (přepočtených na 100% úvazek), z toho 8,7 profesorů, 33,7 docentů, 44,19 odborných asistentů, 3,15 asistentů a 6,56 vědeckých pracovníků. Z celkového počtu 89,69 pedagogů je 47,2% profesorů a docentů. Téměř 40%

12 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie

odborných asistentů má vědeckou hodnost CSc., Dr. nebo Ph.D.

•

Fakulta strojní TU v Liberci se zabývá základním a aplikovaným výzkumem ve strojírenství se zaměřením na vědní obory aplikovaná mechanika, konstrukce strojů a zařízení, strojírenská technologie a výrobní systémy. Mezi hlavní výzkumné a vývojové činnosti vykonavatele se řadí konstrukční a procesní optimalizace výrobních a energetických strojů. Ke specifickým a dlouhodobě tradičně rozvíjeným směrům v rámci ČR patří zaměření na stroje a zařízení pro sklářskou a textilní výrobu, výzkum a vývoj plynových vznětových motorů a široce rozvinutý výzkum orientovaný na oblast aktivně řízených soustav pro vibroizolace strojů a zařízení s aplikací hydropneumatických pružících jednotek. Důraz je kladen na teoretický, experimentální a aplikovaný výzkum a vývoj nových materiálů a technologií.

• • •

Kontaktní údaje Fakulta strojní Hálkova 6 461 17 Liberec 1 Tel.: +420 48 535 3108

www: http://www.fs.vslib.cz e-mail: [email protected]

Katedra aplikované kybernetiky (KKY) Katedra aplikované kybernetiky vychovává strojní inženýry v oboru Automatizované systémy řízení a to ve dvou zaměřeních - Automatizace inženýrských prací a Automatizace řízení technologických procesů. Tyto obory pokrývají rychle se rozvíjející oblast automatického řízení výrobních procesů a oblast informatiky. Oba obory prohlubují a aplikují teoretické znalosti z matematiky, fyziky, teorie automatického řízení a výpočetní techniky. V oboru Automatizované systémy řízení ve strojírenství získává student znalosti z technické kybernetiky, používání automatizačních prostředků a počítačů v oblasti technické přípravy výroby, při informačním zabezpečování strojírenské výroby a pro řízení technologických procesů. Pracovníci katedry se též věnují práci s alternativními zdroji energie, jako jsou solární fotoelektrické panely a jsou zapojeni i do práce Textilního výzkumně vývojového centra sdružujícího pracovníky TU v Liberci a Výzkumného ústavu textilního strojírenství v Liberci. Současná orientace: •

Vedení fakulty Doc. Ing. Petr Louda, CSc. Doc. Ing. Miroslav Malý, CSc. Doc. Ing. Jaroslav Beran, CSc. Pavla Kholová

děkan fakulty proděkan pro pedagogickou činnost proděkan pro vědeckovýzkumnou činnost a zahranič. styky sekretariát děkana

• • • • •

V následujících odstavcích stručně popíšeme jednotlivé katedry na FS a obory jejich vědecko-výzkumné činnosti.

Katedra energetických zařízení (KEZ) Výzkum proudových a teplotních polí je základním dlouhodobě sledovaným programem směřujícím zejména do oblasti zkoumání koherentních struktur, turbulence, mezních vrstev, aerodynamických a termických nestacionarit, kavitace a aeroakustických interakcí. Patří sem i výzkum spotřeby paliv a energie a navazujících technik ochrany a tvorby životního prostředí, obnovitelných energetických zdrojů, s využitím optických měřících metod, termoanemometrie, technické diagnostiky a laserových měřících technik.

Výzkum se na katedře realizuje v oboru aplikovaná mechanika a je orientován převážně do oblasti vibroizolace mechanických soustav. Jedná se o základní a aplikovaný výzkum materiálů, komponentů a strojů z hlediska potlačování škodlivých vibrací, zejména s ohledem na interakci s člověkem jako biomechanickým systémem, kompozity a jiné netradiční materiály, experimentální a analytický výzkum mechanických vlastností anizotropních nelineárních materiálů, jejich matematické modelování, vývoj robotizovaných podvozků pro autonomní mobilní roboty, biomechanika, mechanika kmitavých systémů a stavba řízených dynamických systémů.

Výzkum:

Výzkum: • • •

dynamika tekutin mechanika tekutin tlakové proudění obnovitelné zdroje energie kavitace stabilita mezních vrstev biomechanika konstrukce energetických zařízení

• • • •

Know-how: •

analýza a syntéza regulačních okruhů s číslicovými regulátory vývoj interaktivních grafických aplikací pro prostředí X windows možnosti solárních kolektorů a jejich řízení informační technologie průmyslové sítě identifikace a simulace technologických systémů

Katedra mechaniky, pružnosti a pevnosti (KMP)

Organizační a výzkumné členění fakulty

• • • • • • • •

měření rychlosti a proudění metodami PIV, LDA, CTA měření absolutní teploty měření absolutního tlaku vysokorychlostní fotografování

•

výpočty proudění s pomocí metody FVM a FEM

13 / 30

statické a dynamické pevnostní analýzy pomocí metody konečných prvků (FEM) hodnocení materiálových vlastností experimentální výzkum tahových a tlakových namáhání únavové zkoušky a analýzy spolehlivosti kinematické a dynamické analýzy, syntézy a optimalizace 2D a 3D mechanismů matematické modelování a počítačová simulace modální analýza strojních součástí a systémů pomocí modelování a experimentálních přístupů

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní • •

Případová studie Know-how:

výzkum, vývoj a konstrukce pasivních a aktivních vibroizolačních systémů vibroizolační experimenty prototypů

• • • • • • •

hodnocení technologických charakteristik a spolehlivosti řezných nástrojů hodnocení technolog. charakteristik řezných kapalin měření a hodnocení drsnosti povrchu u obrobených ploch určování řezných podmínek z různých hledisek a jejich optimalizace projektování montážních procesů a systémů analyzování a optimalizace pracovních procesů měření délek a úhlů

Katedra strojů průmyslové dopravy (KSD)

Vibroizolační systémy hydrodynamická laboratoř.

Katedra materiálu (KMT) Dynamicky se rozvíjejícím výzkumem je materiálové inženýrství v oblasti aplikace nových materiálů pro konstrukci strojů a zařízení a pro aktivní ochranu povrchů. Pracoviště se zabývá zejména studiem vlastností slitin na bázi aluminidu železa Fe3Al a hodnocením, způsoby vytváření a vlastnostmi tenkých vrstev. Dále jsou zkoumány speciální polymery, kompozity a keramika jako materiály konstrukční.

Výzkum spalovacích motorů je směřován do oblasti konverse vznětových motorů na zážehové, spalující směs propan-butanu nebo stlačený zemní plyn. Na předchozí výzkum plynových motorů navazuje základní výzkum spalování vodíku, který pokrývá významnou část výzkumné činnosti pracoviště. V oblasti stavby vozidel jsou sledovány pohony a systémy bezpečného provozu, zejména z hlediska zvyšování směrové stability vozidla prostřednictvím nezávislého řízení všech kol.

Výzkum: • • • • •

kovové materiály - intermetalický Fe3AI nekovové materiály - strukturovaná keramika, polymerický základ kompozitu NDT analýzy materiálové struktury povrchové vrstvy nanomateriály

Know-how: • • • • • • • • •

tvorba vrstev pomocí PVD a CVD technologií tepelné zpracování materiálů nanokompozity studie vlastností tenkých vrstev koroze a vyhodnocování chemické odolnosti destruktivní a nedestruktivní testy materiálů zkoumání příčin materiálových poruch identifikace technických materiálů světelná a elektronická mikroskopie

Zkoušení plynových motorů. Výzkum: • • • •

Katedra obrábění a montáže (KOM) Ve výzkumné činnosti se katedra zabývá teoretickými aspekty obrábění a jejich aplikací při optimalizaci řezného procesu z hlediska řezného nástroje, obráběného materiálu a řezných podmínek při soustružení, frézování a broušení. Dále pak řeznými nástroji, projektováním výroby, montáží, jakostí a strojírenskou metrologií.

Know-how: • •

Výzkum: • • • •

monitorizace obrábění vývoj inteligentních řezných nástrojů simulace procesu broušení monitorizace obrábění pomocí akustické emise

• •

14 / 30

ekologické parametry pístových motorů, alternativní paliva a vývoj plynových pohonů tvorba vznětových a spalovacích procesů v pístových motorech, výfukové emise pevnostní analýzy pohonů a vozidel, nové koncepce pohonů a vozidel převodové systémy k přenosu energie transportních strojů a energetických strojů (kolová vozidla, kolové nakladače, nákladní automobily) výzkum, vývoj a konstrukce spalovacích motorů, obzvláště plynových a jejich příslušenství speciální měření na spalovacích motorech - analýza spalovacího procesu a další komplikované úkony pohonů pomocí visiorekordéru - analýzy termodynamických dějů u spalovacích motorů testování činnosti spalovacích motorů - měření výkonových parametrů a měření emisí v akreditované zkušební laboratoři technická diagnostika, měření a analýza hluku a vibrací, analýza vibrací motorů - pilotní pracoviště

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie •

Katedra sklářských a keramických strojů (KSK) K nosným vědeckovýzkumným zaměřením v oblasti konstrukční optimalizace sklářských strojů patří formulace koncepčních směrů v oblasti počítačových simulací automatické sklářské výroby se zaměřením na procesy tvarování skloviny a robotizované manipulace s tvarově členitými výrobky a polotovary ze skla.

• • •

Výzkum: • • • •

konstrukce strojů pro sklářský průmysl počítačová simulace šíření teplotních polí a procesů během odlévání skla a během následné manipulace konstrukce manipulačních zařízení a průmyslových robotů použití fraktálové geometrie a statistických nástrojů pro zpracování naměřených dat

• • • • •

Know-how: • • • • • •

monitorizace procesu formování roztaveného skla optimalizace sklářských forem a konstrukce razníků optimalizace formovacího procesu optimalizace manipulačních toků konstrukce a optimalizace efektoru a periferních jednotek pro manipulaci se sklem vývoj software pro popis strojních časů, defektů a označování povrchů

Katedra částí a mechanismů strojů (KST)

Katedra strojírenské technologie (KSP) Výzkumné aktivity ve vědním oboru strojírenská technologie jsou zaměřeny do oblastí slévárenství, tváření kovů a plastů, svařování a obrábění. Sledovány jsou tepelné procesy mezi výstřiky a plastikářskými formami, resp. odlitky a slévárenskými formami a jejich vliv na utváření struktury a vlastnosti výrobků. Výzkum a vývoj nových technologických procesů orientovaný na nové materiály současnosti (plasty, kompozity, slitiny hliníku, vysokopevnostní plechy, apod.) probíhá v interakci s výzkumem napěťových stavů. Součástí výzkumu je zpřesňování hodnot tepelně-fyzikálních veličin nejen kovových kompaktních materiálů, odlitků a forem, ale především materiálů forem tvořících disperzní prostředí (kapilárně pórovitá tělesa). Významnou součástí je výzkum svařovacího procesu MAG a odporového bodového svařování. Technologický výzkum zahrnuje optimalizaci řezných podmínek při třískovém obrábění s inteligentními řeznými nástroji, sledování obrobitelnosti kompozitních a intermetalických materiálů, simulace dokončovacích procesů obrábění a monitorizace obráběcích procesů s užitím akustické emise. Výzkumné aktivity v oblasti nových výrobních metod zahrnují aplikační výzkum pro rychlé modelování (Rapid Prototyping) metodou FDM (Fused Deposition Modelling) se zaměřením na metodiku dělení 3D modelu při jeho rychlém prototypování a následném přesném spojování finálního prototypu. Výzkum, Know-how: • • • • • •

tavení a lití litin a hliníkových slitin měření teplotních polí ve formách, měření smršťování při tuhnutí hodnocení vlivu tepla a mechanických procesů na konečné vlastnosti svarů vyhodnocování parametrů svarů u nových konstrukčních materiálů analýza zdroje defektů svarového spoje monitorizace odolnosti svarových parametrů a vyhodnocování kvality

svařování litin, renovace opotřebených komponentů pomocí povrchových úprav monitorizace parametrů obloukového svařování, optimalizace parametrů GMAW, stabilizace procesu vliv teplotních a mechanických procesů na konečné vlastnosti a smršťování plastových dílů, speciální metody vstřikování tavení polymerů, experimentální měření teploty během výroby, teplotní analýza nástrojů, optimalizace technologických procesů (stabilita, pv-T diagram) simulace vstřikování, simulace lisování plechů vyhodnocování formovacích diagramů a vysokorychlostních diagramů, deformační analýza lisování testování tribologie pomocí různé specifikace teploty, tlaku a rychlosti vyhodnocování maziv vyhodnocování lepidel, zejména pro lepení kovů u automobilů

Výzkum vibroizolačních systémů je zaměřen na potlačování vibračních emisí působících na člověka jako obsluhu stroje a dopravního prostředku, na ochranu strojů a budov, snížení akustických emisí a zlepšení pracovního prostředí obsluhy strojů. Součástí výzkumu vibroizolačních prvků jsou zejména řízené a neřízené tlumiče, pneumatické pružiny a hydropneumatické prvky. V poslední době se soustřeďuje pozornost na nové kompozitní a pěnové materiály. Výzkumná činnost v oblasti výrobních systémů je zaměřena na adaptivní řízení strojů a vibroizolačních systémů s využitím moderních automatizačních prvků a robustního řízení. Výzkum: • • • • • •

řízené a neřízené mechanické systémy vibroizolace strojů především s použitím pneumatických pružin výzkum a vývoj pneumatických pružin únavové zkoušky ozubení, obzvláště nekruhová ozubená kola výpočty a optimalizace součástí a mechanismů

Know-how: • • • • •

kontrola konvenčních výpočtových metod součástí pomocí metody konečných prvků (FEM) parametrické modelování lineární a nelineární mechanické vazby měření mechanických vlastností řízení mechanických systémů

Katedra textilních strojů (KTS) Výzkum v oblasti textilních a oděvních strojů je cíleně orientován na optimalizaci extrémně namáhaných konstrukčních uzlů a mechanizmů tkacích, pletacích a šicích strojů a na spolehlivost a kvalitu navíjecích a odvíjecích procesů příze a soustavy nití. Stěžejní je výzkum nových principů a systémů strojů a zařízení pro textilní strojírenství. Výzkum: •

15 / 30

výzkum dynamického chování základních mechanismů tkalcovských, šicích a listových strojů, matematické modely a experimenty

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní • • •

Případová studie • • • •

optimalizace a inovace vybraných sestav textilních strojů a jejich vliv na zpracování textilu vývoj a testování zařízení pro analýzu dynamických charakteristik na rámech tkalcovských strojů a zařízení pro analýzu setřásání výzkum navíjení a odvíjení vláken (zařízení pro regulaci tažných sil u nenavinuté příze, optimalizace balení na spodním vřetenu šicích strojů, nestacionární modely odvíjení příze)

Spolupráce s průmyslem V doplňkové činnosti, převážně výzkumného charakteru, dosáhla fakulta v tomto roce velmi dobrých výsledků. Vedení fakulty má zájem na tom, aby se doplňková činnost soustředila na aplikovaný výzkum a vývojové práce. Servisní úkoly požadované průmyslovou praxí jsou svým rozsahem zanedbatelné.

Know-how: • • • •

• • •

výzkum nových principů textilní technologie konstrukce textilních a jednoúčelových strojů matematické modelování procesu navíjení a odvíjení komplexní konstrukce mechanismů a mechanických systémů (syntézy, kinematické a dynamické analýzy, simulace, optimalizace, měření, experimenty) počítačově podporované modelování a analýza strojů a mechanismů s elastickými spoji a tělesy teoretický a experimentální výzkum dynamického chování mechanismů a mechanických systémů pevnostní analýzy a optimalizace pomocí software FEM, aplikace CAD

Hlavním cílem doplňkové činnosti je využít tvůrčí potenciál akademických pracovníků ve výzkumné a vývojové činnosti mimo oblast grantových úloh, výzkumných center a výzkumných záměrů. Vedení fakulty doplňkovou činnost podporuje, protože je vhodnou průmyslovou praxí pro pedagogy podporující jejich odbornou kvalifikaci. Je zdrojem témat diplomových prací pro studenty a slouží k získání hmotných i finančních prostředků pro zabezpečení provozu laboratoří a kateder. Současně umožňuje alespoň částečně přiblížit příjmy pedagogů úrovni průmyslu a snižují se tak rizika jejich odchodu.

Katedra výrobních systémů (KVS) Ve výzkumu obráběcích strojů s vysokou dynamikou se pracoviště zabývá zvyšováním přesnosti dráhového řízení při součinnosti více pohonů, numerickou simulací a analýzou vlastností servopohonů. Jsou řešeny nestandardní úlohy např. dosažení žádané přesnosti broušení klikových hřídelí interpolací pohybů brusného kotouče a obrobku.

Přehled doplňkové činnosti za rok 2004 je shrnut v následující tabulce. Katedra

Výzkum: • • • • •

konstrukce obráběcích a montážních strojů a jejich automatizace hydraulické mechanismy elektrické a elektrohydraulické mechanismy informační a materiálové toky ve výrobních systémech Rapid Prototyping, Reverse Engineering

Know-how: •

měření 3D, optické scanování

Úlohy

Výnosy celkem /Kč/

Významní odběratelé

KMP

0

0

KSP

47

2 704 232

KMT

44

KEZ

7

KKY

0

0

KST

21

2 521 042

KOM

1

KSD

7

KSK

1

KTS

8

3 443 483 MUS Most, Kimberly Clark

KVS

7

664 291 Wilkinson SWORD, ZVVZ

DFS

1

387 750

144

12 593 000

Σ 3D CNC stroj - prototyp -Rapid Prototyping.

programování CNC strojů simulace v MATLAB-SIMULINK software AlphaCAM pro CAM CNC simulace ve WITNESS

Škoda Auto, Peguform, FUCHS, Zeller-Gmelin, NITTO Technocoat BRD, Škoda Auto, 1 374 827 Recticel 169 630 BVD Pece Grammer, Peguform Liberec, Škoda Auto, Prodeco

2 800 Novoplast 1 212 424 DAKO CZ, BEZ Motory 112 360 Festo

Některé konkrétní výstupy výzkumu a vývoje na FS Automatická vzorkovací stanice Článek převzat z „Důlní noviny“ dne 25. března 2004 Výrobce tuhých paliv musí prokázat zákazníkovi, že dodané palivo odpovídá kupní smlouvě (účtované ceně) a požadavkům veřejnoprávních předpisů. Nejde zdaleka o problém nový. Dnes jej nazýváme povinností prokázat shodu. Obtížnost prokazování roste s výkony technologie. Musí se připravit vzorek věrně reprezentující vlastnosti dodávky,

16 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie

protože sebelépe vybavená laboratoř nepodá důkaz o vlastnostech paliva, nedostane-li reprezentativní vzorek. Proto jsou postupy vzorkování přísně sledovány největšími odběrateli paliv a najatými kontrolními firmami a archivují se rozhodčí vzorky až po dobu 30 dnů. Mostecká uhelná společnost je dnes firmou nejlépe vybavenou vzorkovací technikou. V některých případech, třeba u automatické vzorkovací stanice Hrabák, jde o naprosto unikátní zařízení, které v ČR nemá obdoby. Díky tomu disponuje Mostecká uhelná společnost dokonale průkaznými argumenty o vlastnostech své produkce.

stranách správné lidi, kteří dokázali vždy vyhovět potřebám druhého. To platí pro libereckou univerzitu i pro Mosteckou uhelnou, která musela respektovat, že škola je v určitých směrech oproti běžným dodavatelům omezena. Tento přístup nám zajistil dostupnost originálních řešení. Jejich autoři, docent Jiří Mrázek, docent Jaroslav Beran a profesor Vladimír Prášil, se naopak nenechali odradit žádnými technickými a administrativními překážkami, kterých bylo, zejména zpočátku, dost. Vstřícně se stavěli ke všem našim kritickým připomínkám, které řešili s potřebným nadhledem a nepodléhali přitom žádným komerčním tlakům. Díky tomu můžeme po deseti letech intenzivní spolupráce konstatovat, že Mostecká uhelná se v ČR stala podnikem nejlépe vybaveným vzorkovací technikou." V současné době Mostecká dokončuje vybavení svých provozů technologií. „Rádi přiznáváme, Technickou univerzitou v Liberci úrovně nedosáhli," dodal Pelc.

uhelná společnost již automatickou vzorkovací že bez spolupráce s bychom dnešní vysoké

Technologie výroby tvarově složitých produktů užitkového skla

V rámci Technické univerzity v Liberci se zhotovují i přístroje využívané v průmyslu. Na snímku zámečník Zděněk Šrytr (zleva) a pedagog Jaroslav Kopal. Na území dnešní ČR se vývojem a výrobou vzorkovací techniky zabývalo několik podniků. Nikdo z nich však nedokázal plně vyhovět výkonnostním a prostorovým podmínkám hnědouhelných úpraven uhlí. „Po roce 1989 byl tehdejší DÚK, s.p. konkurenčním prostředím donucen nakonec sám řešit chronický problém celého hnědouhelného hornictví - automatizaci vzorkování vlastní produkce. Problém byl v našem případě ještě umocněn vysokými výkony technologie. Nápad Milana Samka zapojit do řešení Vysokou školu strojně textilní v Liberci byl přijímán zpočátku všeobecně skepticky a vnímám spíš jako projev určité bezmocnosti. Při ověřování prototypu automatického vzorkovacího zařízení VŠST Liberec jsme se proto zcela záměrně vyhnuli velmi náročným podmínkám a nasadili jej v roce 1993 do relativně mírných podmínek Pc prachu na PD N10 v ÚUK, kde mělo pár týdnů až měsíců předvádět své ctnosti i nectnosti. Ke všeobecné spokojenosti zařízení úspěšně absolvovalo atestaci a pár týdnů se nakonec protáhlo na deset let. Poctivě sloužilo i přes zvýšení rychlosti pásového dopravníku N10 nad původní projektovanou mez," vzpomíná Eduard Pelc, vedoucí oddělení jakosti a metrologie z ředitelství Mostecké uhelné společnosti, na začátek velmi plodné spolupráce s libereckými akademiky. Vysoká škola strojní a technická v Liberci se mezitím stala Technickou univerzitou v Liberci. Spolupráce pokračovala a výsledkem bylo čtrnáct automatických vzorkovacích stanic s celkem sedmnácti odběrovými zařízeními ve stále těžších podmínkách. „Došlo k zajímavému paradoxu, kdy významný podíl všech vzorkovacích stanic se vylíhl v oboru, ve kterém by to nikdo nečekal, a univerzita dosáhla postavení jednoho z největších výrobců vzorkovací techniky v ČR," vzpomíná Pelc a dodává: „Tajemství úspěchu bylo v tom, že šťastný nápad svedl dohromady na obou

Řešitelský tým má v oblasti počítačových simulací automatické sklářské výroby špičkovou evropskou a srovnatelnou světovou úroveň prověřenou positivními ohlasy a konfrontací na kongresech a konferencích. Problematika optimalizace konstrukce tvarovacích nástrojů a robotizované manipulace s tvarově členitými výrobky ze skla byla úspěšně řešena v letech 1999 – 2004 v rámci výzkumného záměru MSM 242100001, v rámci VZ MSM 242100002 byla řešena problematika efektivního hodnocení vlivu technologických parametrů na vývoj teplotních polí a v rámci řešení VZ MSM 245100303 došlo k rozpracování metodiky matematického modelování technologických procesů s akcentem na tvarování skla. Publikační výstupy řešitele jsou ceněným vkladem do poznání fyzikální podstaty a podmínek aplikačního užití termomechanických procesů automatické výroby skla.

Ssklářská forma vycházející z koncepce řízeného chlazení, která byla vyvinuta na našem pracovišti. V rámci průmyslového grantu MPO ČR č. FA – E2/086, jehož nositelem byla Sklo Bohemia, a. s. Světlá nad Sázavou a spoluřešitelem katedra sklářských a keramických strojů fakulty strojní TU v Liberci, byla v letech 1998 – 2001 vyvinuta a zavedena světově unikátní technologie výroby extrémně velkých a tvarově složitých výrobků užitkového skla

17 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie

z olovnatého křišťálu o hmotnosti 3000 až 5000 g a výšce až 16“, jejíž zvládnutí umožnilo výrazně se prosadit nabídkou výjimečného sortimentu na exportně náročných trzích, zejména v USA.

Mimo to, Katedra sklářských a keramických strojů aktivně spolupracuje s předními firmami sklářského a keramického průmyslu. Pro přiblížení uvádíme příklady spolupráce za roky 2002-2003. Šetrná manipulace s drobnými výlisky ze skla Objednatel: Preciosa a.s., Jablonec n. Nisou

Robotizovaná manipulace s výrobky (ze skla) Popis technologie Manipulační procesy ve sklářském průmyslu je třeba řešit s důrazem na mechanické vlastnosti manipulovaného objektu skla, kdy během manipulace může docházet k poškození povrchu, k tvarovým změnám žhavých výrobků ze skla, či dokonce k jejich destrukci. Tyto základní problémy lze komplexně řešit pomocí virtuálního matematického modelu a poté optimalizovat konstrukční řešení úchopných hlavic včetně nastavení kinematických parametrů manipulačních zařízení. Hlavní přednosti a inovační aspekty technologie Inovačním aspektem je využití počítačové simulace pro komplexní řešení manipulace s daným sortimentem výrobků ze skla včetně popisu kontaktních vazeb. Hlavní předností je efektivní využití výsledků k optimálnímu konstrukčnímu řešení úchopných hlavic, dále možnost predikce kolizních stavů, které mohou způsobit poškození manipulovaného objektu.

Kvantitativní popis rysatosti dírek a jakosti povrchu výlisků Objednatel: Preciosa a.s., Jablonec n. Nisou Spoluřešitelský grant: Uplatnění moderních metod numerické simulace v procesech výroby a zpracování plochého skla Objednatel: a. s. Glaverbel Czech, Teplice a Splintexem Czech, a. s. Chudeřice Studie nového způsobu tvarování lustrových ramen Objednatel: Sklárny Kavalier, a.s., Sázava Analýza vývoje teplotních polí v razníku TETRIS 14" Objednatel: Sklo Bohemia a. s., Světlá Sázavou(Rozpracováno)

n.

Vyhodnocování časových řad provozních veličin a posouzení jejich vzájemných vazeb pomocí metod fraktálové geometrie a statistické analýzy Objednatel: Glaverbel Czech, Teplice Studie řešení operace třídění a manipulace s výrobky na výstupu z chladicí pece Objednatel: Preciosa a.s., Jablonec n. Nisou Studie možností kvantitativního definování rysatosti povrchu výlisků a píchané dírk. Objednatel: Preciosa a.s. Pevnostní kontrola otočného komplexu OK 96-57 Objednatel: MZ Liberec, s.r.o., Liberec

Plynofikace MHD Výsledky výzkumu a vývoje byly uplatněné při přestavbách autobusů na propan-butan v dopravním podniku měst Mostu a Litvínova v rámci plynofikace MHD, ukončena v roce 2000 (89 autobusů). V roce 2002 byl ukončen vývoj motoru na zemní plyn pro slovenský plynárenský podnik, jehož emise splňují homologaci EU 3 s velkou rezervou. Rovněž byl ukončen ve spolupráci s ČVUT, SZU a UEP projekt GAČR „Pístový motor pro spalování vodíku – pohonná jednotka budoucnosti „ na který úspěšně navazují práce v jedné části výzkumného záměru MSM „Optimalizace vlastností strojů a pracovních procesů“.

Optimalizace robotizované manipulace s výrobky ze skla. Jakou spolupráci můžete nabídnout? • • • •

•

bezkontaktní měření deformací laserovými optickými snímači zpracování experimentálních dat včetně frekvenční analýzy zpracování virtuálního modelu pro danou soustavu či problematický konstrukční uzel optimalizaci kinematických parametrů (zrychlení, rychlost) manipulačních zařízení pro minimální zatěžování manipulovaného objektu s přihlédnutím ke konstrukčnímu provedení úchopné hlavice řešení kontaktní úlohy v procesech manipulace i průmyslových aplikacích obecně a to jak z hlediska statického tak dynamického namáhání

V současné době je k dispozici verifikovaný model manipulační úlohy s tabulemi skla s přihlédnutím k specifickým mechanickým vlastnostem skla. Motor pro experimentální výzkum alternativních paliv.

18 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie

Vývoj ultrazvukové defektoskopie neželezných trubkovitých odlitků Klasická defektoskopie tak jak ji prezentuje svými předpisy soustava norem EN-ČSN se může využít pro řešení daného problému jen v obecných rysech. – např. EN583-1 všeobecné zásady. V rámci technické pomoci při diagnostice kritických vad elektrod byla navržena ultrazvuková metoda a doplňující kapilární zkouška.

jednotlivé prvky vibroizolačních konstrukcí, na ozubené převody a moderní výpočtové metody užívané ve výzkumu a v konstrukční praxi. Část pracovníků katedry se podílela na řešení dílčích úkolů výzkumného záměru VZ 1453 „Interakce vibroizolačního objektu s člověkem a okolním prostředím".

Ultrazvukové zkoušení je nutné provádět ve třech směrech pro odhalení podélných, příčných a válcových vad. Zkoušky potvrdily dostatečnou citlivost navržených postupů. Navržena inverzní vazba jednoho typu sondy 10MHz. Sonda je polohována postupně ve třech pozicích prizmatických držácích zhotovených tak, aby respektovaly hlavní rozměry náčrtů v příloze. V místě dopadu UZ svazku na povrch elektrody musí být v prizmatu otvor nebo volná plocha asi o průměru 25mm. Pro kontrolu válcových vad je sonda umístěna na normále k povrchu s odstupem S nad 4,5mm (optimální hodnota je 10mm). Vlastní kontrola elektrody – buď ve šroubovici se stoupáním cca 25mm – nebo pohybem prizmatu po površce v celé délce elektrody, otočením o 1/16 obvodu a pokračováním v sousední površce. Kontrola elektrody by tak zahrnovala 3×16 linií po cca 20s intervalech. V prizmatu otvor nebo volná plocha asi o průměru 25mm. Pro kontrolu válcových vad je sonda umístěna na normále k povrchu s odstupem S nad 4,5mm (doporučuji alespoň10mm). S přípravou a manipulací tak nepřekročí kontrolní čas cca 40min. Paralelně je řešena metalografická analýza nálezů vad.

Hlavní prostory hydrodynamické laboratoře. Snížení nežádoucích účinků vibrací na člověka, ochrana zdraví obsluhy strojů z hlediska vibrací a akustických emisí jsou nejvýznamnějšími výsledky vědecko-výzkumné činnosti. Výsledky výzkumu a vývoje zaměřené zejména na ochranu zdraví obsluhy strojů byly úspěšně realizovány v mnoha státních i soukromých firmách, např.: PRVNÍ ELEKTRO a.s., [pneumatické odpružení kabiny řidiče kolesového rypadla dopravy (projekt včetně realizace)] UNEX a.s., [pneumatické odpružení kabiny řidiče kolesového rypadla dopravy (projekt včetně realizace)] ROTEXTILE, [pneumatické odpružení tkalcovských stavů (projekt včetně realizace)] GRAMMER, [výzkum odpružení sedačky motorových vozidel (včetně zkušebních vzorků)]

řidiče

ŠKODA a.s., Mladá Boleslav [pneumatické odpružení zkušební stolice pro automobily SUPERB (projekt včetně realizace), analýza interakce těla cestujícího a polštáře sedáku ve vertikálním směru při harmonickém a náhodném buzení] ABB ELEKTRO – PRAGA s.r.o., Jablonec nad Nisou [uložení upínací desky Schenck (projekt, realizace), vibroizolační a protihluková zařízení výrobních linek] C.I.E.B., Brandýs [výzkum řízené vibroizolace sedačky řidiče motorových vozidel (včetně zkušebních vzorků)] SEVEROČESKÉ DOLY, TUŠIMICE pneumatické vibroizolace dvou kabin vibrátoru]

[realizace

PRODECO a.s. Teplice [vývoj pneumatického odpružení kabiny řidiče a kabiny klapkáře pro nové kolesové velkorypadlo]

Schéma kontroly podélných vad AlSi elektrod. Aplikace a přínos 100% kontrola elektrod v laboratoři KMT FS pro zadavatele – výrobce pecí PVD, CVD firmu SHM Šumperk. Vyloučení ztrát z poškození vsázek a jména firmy v zahraničí.

FAPRO, [pneumatické odpružení nárazového štítu pásové dopravy (projekt včetně realizace)] PEGUFORM k.s., [funkční a životnostní zkoušky mechanismů interiéru motorových vozidel]

Vibroizolace strojů a pracovních zařízení, ozubené převody a moderní výpočtové metody

STIHL AG, Waiblingen [výpočet dynamického eliminátoru nerovnoměrnosti chodu řetězové pily a vibroizolace držadla]

Vědecko výzkumná činnost je dlouhodobě zaměřena na vibroizolaci strojů.a pracovních zařízení, na řízení soustav a

BENTELER, [ověřovací zkoušky vlivu výrobních vad dílů nápravy]

19 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta strojní

Případová studie

KOBIT s.r.o., [výpočet a optimalizace rámu podvozku pro cisternové návěsy] MODELÁRNA LIAZ s.r.o., [měření deformací víka formy pro PUR pěny] C.I.E.B s.r.o., [otěr potahu sedačky mobilního prostředku]

Experimenty s alternativními palivy a příslušenstvím pro jejich využití na zkušebním jednoválci i na plnorozměrových motorech Experimentální výzkumu motorů na zemní plyn, především chování plynových motorů s klasickým uspořádáním palivového systému (vnější tvoření směsi ve směšovači) v ustálených i přechodových režimech byl na TUL prováděn na funkčních vzorcích plynových zážehových motorů, které byly realizovány konverzí původního naftového motoru Škoda Liaz ML 637 do dvou variant plynových motorů:

hřídele motocyklového motoru a výsledky byly verifikovány s tenzometrickým měřením reálného hřídele z výroby podniku JAWA Divišov a.s. Píst (pracoviště TUL). Pevnostně a tepelně exponovaný díl má rovněž málo publikované oblasti týkající se jeho tepelných deformací a zejména sekundárních deformací vyvolaných ovalizací pístního čepu. V prostředí Pro-MECHANICA byl řešen vliv deformací pístního čepu způsobený zatížením od tlaku plynů na průběh deformace pláště pístu spalovacího motoru. Další práce modelovala teplotní pole pístu a jeho teplotní deformace ve spalovacím motoru. Průběh vypočtených teplot byl verifikován s dřívějším měřením provedeným podnikem JAMOT a.s. v Jablonci n. Nisou.

• nepřeplňovaného plynového motoru spalujícího stechiometrickou palivovou směs ML 637 NGS ( výkon 165kW/ 2000 min-1, spalování stechiometrické palivové směsi a třísložkový katalytický reaktor), • přeplňovaného plynového motoru spalujícího chudou palivovou směs ML 637 NG (zemní plyn, výkon 175kW/ 2000 min-1, spalování chudé palivové směsi, oxidační katalytický reaktor). Motory jsou variantně vybaveny podtlakovým nebo přetlakovým regulátorem tlaku plynu. Výsledky zkoušek těchto plynových motorů na zkušebním stanovišti s dynamometrem DYNAS 400 v ÚVMV TŰV prokázaly velmi nízké emise v testu ETC: u motoru ML 637 NGS - 0,26 g.kWh-1 CO, 0,08 g.kWh-1 NMHC, 0,09 g.kWh-1 HC , 0,17 g.kWh-1 NOx) a u motoru ML 637 NG 0,002 g.kWh-1 CO, 0,36 g.kWh-1 NMHC, 0,99 g.kWh-1 HC , 2,19 g.kWh-1 NOx. Experimentální výzkum uvedených motorů na zemní plyn byl prováděn při ustálených režimech chodu motoru v laboratoři katedry strojů průmyslové dopravy TUL, při přechodových režimech (sledovány byly hlavně škodlivé výfukové emise) na zkušebně s dynamometrem DYNAS 400 v ÚVMV TŰV.

Pohled do sacího kanálu a na vstřikovací trysku u zážehového motoru. Výsledky výzkumu na funkčních vzorcích motorů ML 637NGS ( 165 kW/ 2000 min-1, spalování stechiometrické palivové směsi a třísložkový katalyzátor) a ML 637NG (zemní plyn, výkon 175 kW/ 2000 min-1, spalování chudé palivové směsi, oxidační katalyzátor) byly využity při vývoji autobusových motorů na zemní plyn ML 637NGS a ML 637NG pro Slovenský plynárenský priemysel, a.s., provedený na TUL. Oba motory vyhověly při režimech ETC předpisu EHK 49 se značnou rezervou emisním limitům EURO 4. Koncem roku 2004 provozoval Dopravný podnik, a.s., Bratislava přibližně 120 autobusů poháněných uvedenými motory. Plynové autobusové motory, které jsou výsledkem řešení na TU v Liberci, jsou konkrétním výsledkem výzkumně-vývojové práce VCJB pro průmyslové využití. Ohlasy na publikace např. formou citací přicházely od výrobců motorových paliv (Česká rafinerská , a.s., a Slovnaft, a.s.). Výsledky výzkumu alternativních paliv a motorů na alternativní paliva byly využity v rámci doplňkové činnosti TUL ve studiích zpracovaných pro České dráhy, a.s., Transgas, a.s., a Ferox, a.s., dále při vývoji motorů pro vysokozdvižné vozíky (ČZ Strakonice, a.s.) a motorů na zemní plyn pro autobusy (Jamot, a.s.). Konzultace tématicky související s náplní prací v etapě E 1.7 byly poskytnuty mj. ČZ Strakonice, ČSAD BUS Ústí nad Labem, a.s., TEDOM motory, TEDOM Hořovice, ČSAD Liberec.

Tváření kovů a plastů, strojírenská metalurgie

Chlazený endoskop s kamerou připojený ke vznětovému motoru. Na TU v Liberci byla pomocí výpočtů MKP sledována koncentrace napětí v přechodových poloměrech klikového hřídele s určením tvarových součinitelů, které byly porovnávány se známými nomogramy dosud používaných při běžných výpočtech. Další aplikace MKP v prostředí ANSYS byla řešena v DP která se zabývala výpočtem rozdělením předpětí a únosností lisovaného spoje skládaného klikového

Z oblasti zpracování plastů byly řešeny úkoly s výstupem výzkumné zprávy pro průmysl, jako např. “Analýza chlazení vstřikovacích forem a měření teplotních polí na vstřikovacích formách a výstřicích z termoplastů”; “Vývoj systému hodnocení účinnosti chlazení vstřikovacích forem a jejich vliv na kvalitu velkoplošných dílů”; “Plastový přípravek pro magnetickou rezonanci”, apod. V oblasti slévárenství výsledky výzkumu uplatnila německá firma RWP Aachen, se kterou byl řešen i mezinárodní grantový úkol Copernicus, doplnila hodnoty tepelně - fyzikálních vlastností nejrůznějších formovacích materiálů. Výsledky byly dále uplatněny při simulačních

20 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta textilní

Případová studie

výpočtech tuhnutí a chladnutí odlitků pro Modelárnu Liberec “Vývoj technologie odlitku dvouválcového kompresoru simulací tuhnutí”. Výsledky výzkumu, které byly prováděny na kovových formách, včetně teplotních závislostí součinitelů přestupu tepla. Byly využity při simulačních výpočtech v Škoda Auto Mladá Boleslav. Byla vypracována zpráva “Stanovení koeficientu přestupu tepla (prostupu) tepla pro simulaci slévárenských procesů při výrobě odlitků hlav válců v kokilách”.

Optimalizované řešení x původní řešení temper. systému. V oblasti tváření dlouhodobě spolupracujeme v oblasti vývoje a testování maziv pro tažení plechů v automobilovém průmyslu. Jedná se především o zkoušky tribologie, pevnosti lepených spojů při aplikaci maziv. Mezi nejvýznamnější partnery patří renomované zahraniční firmy: Fuchs Europe GmbH&Co. KG, PFINDER GmbH&Co. KG, Wilhelm Dietz GmbH&Co. KG, Zeller Gmelin atd.. V posledních 5 letech pracoviště vypracovalo pro výše uvedené firmy na základě výsledků měření více jak 300 výzkumných zpráv a tyto výsledky byly uplatněny v praxi. Pracoviště dlouhodobě spolupracuje v oblasti materiálových zkoušek, analýzy přetvoření problémových částí výlisků, tribologie, zjišťování FLD křivek s Škoda Auto a.s. Mladá Boleslav. Za posledních 5 let bylo vypracováno cca 100 výzkumných zpráv. V oblasti svařování byla publikována a předána řada závěrečných zpráv, např. “Hodnocení kvality svarových spojů přírub”, “Analýza svarových spojů zkušebních dílů ŠKODA a OPEL”, “Kvalita svarových spojů u nádoby fritézy F2L”, “Kvalita svarových spojů tepelné clony”, “Ověřování svařitelnosti aluminidu železa”.

FAKULTA TEXTILNÍ Fakulta textilní je součástí Technické univerzity v Liberci již od roku 1960, kdy spolu s Fakultou strojní fungovala pod názvem Vysoká škola strojní a textilní v Liberci (VŠST). „Textilní fakulta Technické univerzity v Liberci v podstatě pokrývá požadavky moderního textilního průmyslu přesahující rámec České republiky. Fakulta má akreditovaný studijní obor, který je plně kompatibilní se studijním programem Evropské unie a naši studenti se do něj mohou zapojovat. Podporujeme také individuální aktivitu při absolvování zahraničních stáží. Navíc Fakulta textilní úzce spolupracuje s konkrétními průmyslovými podniky, což výrazně zvyšuje možnost uplatnění našich absolventů“ uvedl děkan Fakulty textilní Jiří Militký. Podle proděkanky Fakulty textilní Jany Drašarové dochází k restrukturalizaci textilního průmyslu směrem k

menším podnikům. Mnohé podniky se zaměřují na nové oblasti textilií, jako jsou technické textilie (sem lze zařadit například medicínské textilie, textilie pro automobilový a letecký průmysl, stavitelství a zemědělství, textilie pro vojenské aplikace, speciální aplikace, inteligentní „smart“ textilie), textilie s vysokou přidanou hodnotou. FT TU v Liberci podle Drašarové na situaci v textilním průmyslu reaguje rozšířením nabídky oborů. Nejnovější objev, který dosáhla katedra netkaných textilií v oblasti technologie při výrobě nanotextilií, výrazně rozšiřuje možnosti studia, vědy, výzkumu i praxe. Akreditované obory na fakultě v současnosti pokrývají moderní textilní průmysl od designu, přes tradiční i nové technologie po oděvnictví a marketing. V těchto oborech nabízí FT velmi kvalitní studium, které je díky rozsáhlým kontaktům v zahraničí na světové úrovni. Jako poměrně novou specializaci fakulta připravuje atraktivní kombinaci „Technologie a design,“ uvedla Drašarová. Dodala, že všechny magisterské obory jsou akreditovány v anglickém jazyce a probíhá výměna studentů se zahraničními evropskými univerzitami. Navíc Fakulta textilní úzce spolupracuje s konkrétními průmyslovými podniky. Například se díky dlouhodobé spolupráci podařilo zajistit dlouhodobé a zavést nové výrobní programy v Jutě Dvůr Králové. Fakulta textilní zajišťuje vysokoškolské vzdělání v magisterském studijním programu „Textilní inženýrství“, navazujícím magisterském studijním programu „Textilní inženýrství“, bakalářském studijním programu „Textil“ a doktorském studijním programu „Textilní inženýrství“. V magisterském M 3106 a navazujícím magisterském studijním programu N 3106 zajišťuje studijní obory Textilní technologie TTE, Oděvní technologie OTE se zaměřením na oděvní technologie ote a řízení technologických procesů rtp, Netkané textilie NT, Textilní a materiálové inženýrství (TMI) se zaměřením na textilní materiálové inženýrství tmi a řízení jakosti jak, Chemická technologie textilní (CHTT). V rámci kompatibility s EU byl v NMSP akreditován obor „Joint Master“ v anglickém jazyce. Tento obor je kompatibilní s programem EU „E-team“ a zajistí lepší mobilitu českých studentů v EU. V bakalářském studijním programu 3107R zajišťuje studijní obory Textilní a oděvní návrhářství TON se zaměřením textilní návrhářství, návrhářství interiérových a oděvních doplňků a technologie, Textiní marketing (TM), Technologie a řízení oděvní výroby (TŘOV) se zaměřením oděvní výroba (Liberec) a konfekční výroba (Prostějov), Chemická technologie a zušlechťování (CHTZ), Mechanická textilní technologie (MTT) se zaměřením předení + pletení, tkaní, netkané textilie. V doktorském studijním programu zajišťuje fakulta studium v oborech Textilní technika se zaměřením předení, tkaní, pletení, netkané textilie, zušlechťování textilií a oděvnictví, Textilní materiálové inženýrství se zaměřením kompozitní materiály s textilní složkou, struktura textilních útvarů a metrologie technických textilních útvarů. V současnosti umožňuje textilní fakulta v rámci celoživotního vzdělávání studium studijního programu Podnikání v textilu, který pro fakultu zajišťuje Centrum dalšího vzdělávání Technické univerzity v Liberci.

Kontaktní údaje Fakulta textilní Hálkova 6 461 17 Liberec 1

21 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta textilní

Případová studie •

Tel.: +420 48 535 3452

www: http://www.ft.vslib.cz e-mail: [email protected] •

Vedení fakulty Prof. Ing. Jiří Militký, CSc. RNDr. Aleš Linka, CSc. Ing. Jana Drašarová Ing. Michal Vik Ing. Jarmila Vaněčková

děkan fakulty proděkan pro vědu a interní záležitosti proděkan pro pedagogickou činnost proděkan pro vnější vztahy tajemnice fakulty

• • •

Strukturní mechanika vlákenných útvarů •

Organizační členění fakulty Katedra textilních materiálů (KMT) Katedra textilních materiálů se výzkumně zabývá a zajišťuje výuku předmětů souvisejících s: • • • • • • •

teoretické (matematické) modelování struktury kroucených přízí (vč. stochastického modelu distribuce komponent, teorie zákrutu, zaplnění příze aj.) teoretické (matematické) modelování struktury pletenin (modely očka, interakce nití v očku aj.) teoretické (matematické) modelování struktury tkanin (geometrie vazného bodu, radiální deformace nitě ve tkanině aj.) vývoj speciálních experimentálních metod výzkumu struktury textilních vlákenných útvarů (mikroskopické řezy, obrazová analýza)

textilními vlákny a jejich aplikacemi textilním zkušebnictvím netradičními textilními strukturami (kompozity, speciální nitě) zpracování experimentálních dat statistickým řízením jakosti textilním zbožíznalectvím měřením barevnosti a vzhledu

• •

stochastické modelování mechanického chování vlákenných sítí a svazků (mechanika multiaxiálních textilií, stochastické svazky vláken, pevnost a tažnost nití jako stochastický proces aj.) modely kontinua pro řešení mechaniky textilií (víceosé namáhání pletenin a tkanin, stlačování vlákenných soustav apod.) speciální mechanické projevy textilií (rheologie komprimačních punčochových výrobků aj.)

Katedra oděvnictví (KOD) Katedra textilní chemie (KTC)

Součástí katedry jsou i laboratoře pro textilní zkušebnictví a textilní materiály.

Katedra designu (KDE) Studium se zabývá tvůrčí činností, spojenou s vyhledáváním nových způsobů výtvarného zpracování materiálů a netradiční realizace. Student je od počátku výtvarné studie veden k vypracování návrhu pro určité textilní, oděvní nebo bižuterní technologie a technologie spojené s interiérovými doplňky.

Katedra textilního zušlechťování je především zaměřena na chemické technologie zušlechťování textilií. Pedagogická činnost vychází ze solidně pojatých teoretických základů chemie, fyziky a matematiky a při výuce technologických disciplín je kladen důraz na teoretické aspekty jednotlivých technologií a na podrobnou znalost textilních materiálů. Vědecko-výzkumná činnost katedry zušlechťování je zaměřena na teoreticko-aplikační studie z teorie barvení přírodních a syntetických vláken, z teorie textilního tisku, předúprav a finálních úprav textilií, na chemicko-textilní rozbory textilních materiálů, barviv a pomocných prostředků a dále na ekologické aspekty všech technologií textilního zušlechťování. Činnost vychází ze solidně pojatých teoretických základů chemie, fyziky a matematiky a při výuce technologických disciplín je kladen důraz na teoretické aspekty jednotlivých technologií a na podrobnou znalost textilních materiálů. Hospodářská činnost katedry vyplývá ze spolupráce s textilními i jinými firmami, např. Intexem a.s. Liberec, Frolen Náchod, Johnson-Controls a.s. Česká Lípa, Milerba a.s. Dvůr Králové n.L atd. Je zaměřena především na řešení krátkodobých úkolů.

Katedra technologie a řízení konfekční výroby (KKV)

Semestrální výstava katedry designu.

Katedra textilních technologií (KTT) Hlavní vědecké a výzkumné úsilí katedry se soustřeďuje na strukturu a strukturní mechaniku obecných vlákenných útvarů, přízí, tkanin a pletenin. Původní výsledky publikujeme v časopisech a na zahraničních konferencích (každoročně kolem 20 statí). Zabýváme se zejména následujícími tématy: Strukturní teorie vlákenných útvarů • teoretické (matematické) modelování struktury obecných vlákenných soustav

Studium je rozděleno do sedmi semestrů. Předností studia jsou úzké kontakty s celou řadou oděvních firem (OP a.s., Galeko, Koutný s.r.o., CLEANTEX a.s.) a firem s oděvní technikou (ZADAS, JUKI, BROTHER, PFAFF), kde se studenti formou praktických cvičení seznamují s moderní technikou, organizací a řízením konfekční výroby. Součástí studijního programu je týdenní v laboratořích textilní fakulty v Liberci a praxe studentů v různých firmách oděvního průmyslu. Studenti během výrobní praxe projdou z části

22 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta textilní

Případová studie • •

dělnické a z části asistentské profese předvýrobních i výrobních útvarů a prakticky si ověří poznatky studia.

V rámci mezinárodních projektů financovaných ze zdrojů EU byly na FT řešeny tyto projekty:

Katedra hodnocení textilií (KHT) Katedra zajišťuje výuku předmětů textilní zbožíznalství, zpracování odborných textů, sociologie. Nově otevírá také kurz podnikání v textilu. Studium je určeno pro pracovníky z praxe, kteří již pracují v textilním oboru a mají zájem si rozšířit znalosti. Je též určeno studentům, kteří se v rámci přijímacího řízení nedostali do povoleného směrného čísla pro prezenční - denní studium. Jedná se o studium v rámci celoživotního vzdělávání.

• • • • •

Katedra netkaných textilií (KNT) Katedra zajišťuje výuku předmětů výroba netkaných textilií, materiálové inženýrství NT, Mechanická technologie NT, polymerní pojiva, termická a chemická technologie NT, zpracování druhotných surovin a technické textilie.

• • •

Katedra má dlouholetou tradici v základním a aplikovaném výzkumu po řadu výrobců netkaných textilií. Bylo vyvinuto a realizováno mnoho speciálních výrobků. Katedra se zásadním způsobem podílí na rozvojových programech výrobců. Kromě domácích výrobců jsou v současné době na základě smluvních vztahů řešeny úkoly pro firmy v Belgii, Švédsku, Německu a USA. Společně s SRRC New Orleans je řešen grant financovaný federální vládou USA.Uvedené aktivity katedry jsou základem strategie dosažení cílů VZ. Na jejich základě byly získány výzkumné a realizační zkušenosti a možnosti výzkumné spolupráce. Významnou součástí a budoucí silou je využití diplomových prací studentů specializace a doktorandů, kteří tak pro své práce získávají aktuální témata s napojením na jiné významné výrobní instituce.

•

Vzduchová filtrace Obrazová analýza Mykací stroj Tenzometr Krüss K12 Testování mechanických vlastností Struto Through-air bonding oven Radiation and total heat flow through textiles Melt-blown pilot line

Byl řešen VZ s názvem „Speciální materiály pro použití ve zdravotnictví, pro tělesně postižené a pro extrémní klimatické podmínky“.

Transformační a rozvojové projekty Byly řešeny dva projekty: • rozvoj bakalářského studijního programu č.31078R – studijní obor Technologie a řízení oděvní výroby na odloučeném pracovišti TUL/FT/KKV v Prostějově (přiděleno 250 tis.INV a 118 tis.NIV) – řešitel. Kunz • podpora a inovace výuky textilního marketingu v kombinované formě (přiděleno 243 tis. INV a 634 tis. NIV) – řešitel Pařilová

Výzkumné centrum Textil (VCT)

Díky úzké spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci uvádí na trh firma ELMARCO s.r.o. unikátní zařízení na výrobu nanovlákenných netkaných textilií, které mají široké uplatnění v lékařských, biologických a mnoha dalších technických oborech.

Výzkum a vývoj V roce 2004 bylo na fakultě řešeno 22 grantových projektů s celkovou přidělenou částkou 16 335 tis. Kč.

Mezinárodní projekty V rámci mezinárodní spolupráce FT řešila tyto projekty: • • • •

Biosyntex (koordinace Rakousko) –řešitel Militký Fibronet (koordinace Belgie) –řešitel Bajzík FUNCTEX-IP (Innovative Functional Textiles for Technical Applications) AVANTEX-IP (Innovative Technologies & Organisation Solutions for a Sustainable European T/C Industry) EIMTEX-NoE (A European Institute for Multifuncional Materials) ULTRATEC (STREP) WP 5 – řešitel Lukáš KLITRA (Leonardo) - řešitel Kůs ITSAPT (Intelligent Textile Structures, Application, Production, Testing) – koordinátor Militký Fakulta se podílela na realizaci projektu EU COST Action 529 Efficient Lighting in the 21st Century, který je koordinován Paul Sabatier University v Toulouse – Prof. Zissis

Výzkumné záměry

Vybavení a možnosti katedry • • • • • • • • •

TAWBOFA (China) – řešitel Vik EUREKA-TULAT (s Polskem) – řešitel Militký

V České republice má textilní výzkum dlouholetou tradici. Vznikly zde světově proslulé patenty na bezvřetenové předení a tryskové tkaní, unikátní technologie a stroje jako rotační filmový tisk, netkané textilie typu Arachne, maloprůměrový pletací stroj s individuální volbou jehel a plně automatizovaná přádelna. V oblasti výroby PAD vláken úspěšně patentovala skupina, ve které působil akademik Wichterle. Pracovníci VÚP Brno navrhli a realizovali integrované textilie řadu let předtím, než analogický produkt COOLMAX začala produkovat špičková americká firma DuPont. Tento neúplný výčet svědčí o zvláštním postavení a prestiži naší republiky ve světové textilní komunitě. V roce 2004 byly úspěšně dokončeny a oponovány etapy Výzkumného centra Textil I (vynikající hodnocení projektu) – koordinátor Křemeláková. Byl připraven a získán projekt Výzkumného centra Textil II na období 2005-2009.

INGO-Autex (Evropa) - řešitel Militký INGO-FEANI (Evropa) - řešitel Militký DuPot Educational Grant (USA) - řešitel Militký Quick response systém (China) - řešitel Militký

V rámci VCT I byly na FT řešeny v sekci B tyto projekty: • •

23 / 30

dílčí projekt „Systém projektování textilních struktur“. dílčí projekt „Speciální přístroje pro fyziologii a omak“.

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta textilní • •

Případová studie Bližší informace je také možno nalézt na stránkách fakulty textilní http://www.ft.vslib.cz/.

dílčí projekt „Textilie pro speciální aplikace“. v sekci A byly řešeny dílčí úkoly v rámci dílčího projektu: „Optimalizace a inovace vybraných uzlů textilních strojů a dopad na textilní procesy“.

Spolupráce s průmyslem

VCT I mělo zásadní význam pro vytvoření týmů specialistů z různých oborů, kteří společně řešili úkoly ovlivňující jak základní poznání v textilním oboru, tak i konkrétní aplikace bezprostředně využitelné v praxi. Do řešení byly zapojeni mladí specialisté, studenti doktorského a magisterského studia. K činnosti VCT existuje samostatná dokumentace dostupná také na CD. http://centrum.vslib.cz/

Specifický výzkum V rámci specifického výzkumu byly řešeny tyto projekty: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Vizualizace struktury textilních materiálů pro potřeby výzkumu na KHT Výzkum mechanických vlastností textilií (KHT) SOLAR (KHT) Zařízení pro měření propustnosti vody (KOD) Zařízení pro měření teplotního pole ručních žehliček (KOD) Hodnocení prodyšnosti textilií a průchodu páry při tvarování oděvních materiálů (KOD) Optimalizace výrobní linky v oděvní výrobě (KOD) Přístroj pro hodnocení třecích vlastností plošných textilií (KOD) Zařízení pro měření emisivity textilií (KOD) Zařízení pro vývoj nových metod hodnocení prodyšnosti a tepelné propustnosti (KOD) Zařízení pro vývoj nových metod hodnocení prodyšnosti (KOD) Konstrukční příprava oděvní výroby (KOD) Digitální tisk (KDE) Konstrukce přístroje měřícího prášivost textilií (KZU) Laboratoř barvení reaktivních barviv -barvení tmavých odstínů (KZU) Dovybavení laboratoře doktorandů KZU Ověření dalších možností enzymatického zušlechtění vlny (KCH) Konstrukce a ověření prototypu linky na výrobu „Korugovaných netkaných textilií“ (KNT) Stabilizace PVA nanovláken proti rozpouštění ve vodě (KNT) Vlastnosti vrstev z nanovláken (KNT) Laboratoř transportních vlastností vlákenných vrstev (KNT) Vliv tkacího stroje a jeho částí na výslednou strukturu a vlastnosti tkaniny (KME) Nové postupy při vyhodnocování hmotné nestejnoměrnosti (KME) Možnosti vizualizace kompozitních materiálů v softwarovém prostředí Femlab (KMT) Vývoj měřícího zařízení pro textilní senzory na bázi fotochromních pigmentů (KMT) Obrazový atlas vláken pro výukové a forensní účely (KMT) Analýza vlastnosti spojů výrobků s ohledem na způsob zatěžování (KKV) Snímání obrazu (KKV)

Fakulta je aktivně zapojena do činnosti asociace textilních a oděvních podniků ATOK a podílí se na činnostech Evropského textilního regionu ETR (Německo, Polsko, Česká republika) včetně třístranného inovačního svazu. Má uzavřené smlouvy o spolupráci s některými textilními podniky a s řadou dalších spolupracuje na bázi konkrétních projektů. Na konkrétních úlohách průmyslu spolupracují katedry s firmami: Inotex s.r.o. Dvůr Králové nad Labem, Spolsin s.r.o. Česká Třebová, Výzkumný ústav bavlnářský a.s. Ústí nad Orlicí, PRECIOSA CRYTUR, s.r.o., TESCAN, s.r.o., a.s. VELVETA Varnsdorf, a.s. TONAK Nový Jičín, Intex a.s. Liberec, Frolen Náchod, Johnson-Controls a.s. Česká Lípa, Milerba a.s. Dvůr Králové n.L., Schöller Křešice, OP Prostějov a.s., Galeko a. s. , Koutný s.r.o., CLEANTEX a.s., ZADAS, JUKI, BROTHER, PFAFF, Elmarco s.r.o.

Některé konkrétní výstupy výzkumu a vývoje na FT Výsledky projektu programu rozvoje BSP MŠMT na katedře designu. Projekt „Zaměření oděvní a bytový doplněk oboru Textilní a oděvní návrhářství“ Na fakultě textilní je od r.1992 otevřen obor Textilní a oděvní návrhářství, který byl v r.2002 rozšířen o studijní zaměření „návrhářství oděvních a interiérových doplňků“. Koncepce studia vychází z propojení výtvarného zpracování návrhů desénu plošné textilie, oděvu, bižuterie, skla apod. se specifikami jednotlivých odborných technologií. Jako významnou složku vzdělávání s ohledem na podporu tvůrčí činnosti považujeme praktickou výuku. Ta studentům při návrhu designu poskytuje na jedné straně informace, které dávají podnět k výtvarnému zpracování, na druhé straně pak umožňuje ověření získaných teoretických poznatků, svobodné tvůrčí zázemí a individuální přístup ve výuce.

Ukázka semestrální práce studenta katedry designu. Nově otevřené studijní zaměření je situované v rekonstruovaných prostorách v Jablonci n.N. a od r.2002 je

24 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta textilní cíleně vybavované v ateliérových a odborných dílnách. V r.2003 byla pozornost zaměřena na doplnění sklářské technologie, bižuterní dílny, rytecké dílny a modelárny. Grantové prostředky byly využity zejména na nástrojové vybavení, strojní doplňky a doplnění výtvarných pracovišť. Ve významné míře pak na nákup běžného a specielního materiálu a surovin, které jsou v těchto dílnách nepostradatelné a nebylo možné je zajistit z jiných finančních zdrojů. Uvedené odborné dílny jsou již v provozu, jsou využívány studenty oboru Textilní a oděvní návrhářství jako součást ateliérové výuky předmětů ATELIÉR 1-7 (1. – 4.roč.). Předpokládaný celkový počet studentů zaměření ve všech ročnících je cca 40 studentů, významné využití bude při realizacích závěrečných bakalářských prací. V příloze je několik ukázek studentských semestrálních prací z výše uvedeného studijního zaměření.

Případová studie materiálu, který je využitelný v mnoha oblastech jako je extremní filtrace, tkáňové inženýrství, léčení popálenin a řada dalších medicinských aplikací, ochranné oděvy pro armádu a chirurgii, chemická katalýza a podobně. „Model umí prakticky všechno co má umět stroj, ale nedokáže pracovat v podmínkách průmyslového podniku. Škola nemá samozřejmě možnosti vyrábět stroje pro průmysl. Proto firmě poskytneme exkluzivně závěry našeho vývoje a výzkumu, aby mohla toto zařízení vyrobit. Ta pak bude mít výhradní právo k prodeji. TUL zůstane majetek patentů a pokud bude z této spolupráce zisk, rozdělí se mezi partnery,“ uvedl Jirsák. Dodal, že několik světových firem hledá možnosti výroby nanovláken, což nasvědčuje tomu, že se jedná o velmi perspektivní materiál.

Rozvoj uvedených laboratoří je v souladu s plánem rozvoje oboru na fakultě textilní. Ateliérová i praktická výuka je zajišťována kvalifikovanými pracovníky katedry. Jejich snahou je nabídnout studentům i diplomantům možnost realizace výsledků jejich tvůrčí práce a umožnit jim vlastní praktickou zkušenost.

V Liberci vznikl unikátní stroj na výrobu nanovláken Liberecká firma Elmarco spolupracuje s TU v Liberci na výrobě nanovláken. Licenční smlouvu o spolupráci na vývoji unikátní technologie na výrobu nanovláken podepsali zástupci Technické univerzity v Liberci s libereckou firmou Elmarco. Informoval o tom prorektor TU v Liberci Oldřich Jirsák.

Speciálně postavený stroj Nanospider s průhlednými stěnami. Firma Elmarco je podle svého ředitele ochotna investovat potřebnou částku do výroby technologie, do aplikací i do prezentace výsledků. „Budou to zřejmě řádově miliony, ale považujeme to za dobrou investici. Koncem září chceme uvést do zkušebního provozu prototyp zařízení, který budeme provozovat a prezentovat společně s TU v Liberci. Zkušební provoz bude probíhat ve firmě, protože TU nemá potřebné prostory. Počítáme ale s tím, že zde budou probíhat praktická cvičení pro studenty TU. Vyrobíme stroj a pak ho budeme prodávat. Firma se samozřejmě postará o vše, co je potřeba k uvedení na trh,“ prohlásil ředitel firmy Elmarco Ladislav Mareš. Stroj bude současně sloužit k vzorování a vývoji škály materiálů pro jednotlivé aplikace.

Funkční prototyp stroje na výrobu nanovláken Nanospider. Vývojový tým katedry netkaných textilií TU v Liberci se zaměřil na zvláknění polymerů a jejich další využití v průmyslu. V poměrně krátké době ca. dvaceti měsíců vyvinul funkční laboratorní model zvlákňovacího stroje, který má šanci uplatnit se v průmyslu. Je založen na principu zvlákňování v silném elektrickém poli. Tímto speciálním postupem zvaným elektrospinning vzniká vlákno tak malého průměru, že je není možno pozorovat sebesilnějším světelným mikroskopem. Vlákna lze zobrazit pouze elektronovým mikroskopem. Vlastnosti vrstev z nanovláken mají zcela zvláštní vlastnosti a představují nový typ

Dodal, že průmyslové zařízení, které je již před dokončením, přihlásí firma jako mezinárodní patent na výrobu nanovláken. Univerzita samozřejmě vítá možnost ochrany výsledků výzkumu i prostředky potřebné pro další vývoj. Ten byl doposud financován převážně z prostředků univerzity. „Existují stále firmy, které patenty nerespektují a univerzita by si nemohla dovolit jít finančně náročného soudního sporu", konstatoval prorektor Jirsák Nové strojní zařízení bude šancí i pro průmyslové podniky v regionu, protože jak TU v Liberci tak Elmarco chtějí dát přednost českým výrobcům a především firmám v regionu. Například firma Rasl a syn již nyní dostala objednávku na výrobu na výrobu tepelných síťovacích komor pro nový stroj. „Chceme vyrábět v České republice. Naší prioritou je podpořit české podniky. Nový stroj nebude

25 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta architektury závratně drahý, české podniky si ho budou moci dovolit. Je geniální svojí jednoduchostí. Může být proto levný a bude určitě dobře prodejný,“ tvrdí Mareš. Vývoj výroby a aplikace nanovláken provádí v současné době řada světových pracovišť, například americká NASA. Nanovlákenný materiál, se vyznačuje extremními geometrickými vlastnostmi, zejména extrémně malým průměrem vláken, který se měří v nanometrech a velkým měrným povrchem. Dalšími veličinami podstatnými pro jednotlivé aplikace jsou plošná hmotnost a objemnost vrstev. Pro většinu aplikací mají vrstvy nanovláken hmotnost několika desetin gramu na čtvereční metr. Technologie, kterou TUL vyvíjí ve spolupráci s firmou Elmarco, vede přímo k výrobě vrstev a musí být schopna hodnoty výše uvedených veličin ovládat. Nanovlákna mají šanci uplatnit se nejen v průmyslu jako třeba skvělý filtrační materiál, ale jsou také vhodným materiálem pro medicínské aplikace, například pro kultivaci lidských tkání a dají tak větší šanci při léčení popálenin Elmarco navázalo spolupráci s TU v Liberci letos v létě. Jak tvrdí ředitel Mareš, Elmarco má ambice stát se světovým hráčem na poli špičkových technologií. „Bez TUL by to nešlo. Spolupráce bude pokračovat. Průmyslový podnik a TUL mohou tlačit vývoj kupředu, musíme investovat, aby nás nikdo nepředběhl, být krok kupředu před ostatními“, uvedl Mareš. Zdůraznil zároveň, že firma bude spolupracovat s doktorandy i se studenty, mimo jiné také vypisováním témat diplomových prací. Spolupráce přitom nebude omezena jen na FT ale bude se rozšiřovat i směrem k ostatním fakultám.

Případová studie

FAKULTA ARCHITEKTURY V roce 1994 nově založená Fakulta architektury Technické univerzity v Liberci (FA TUL) chce zprostředkovat svým absolventům vnímání architektury ve všech jejích aspektech. Klade přitom důraz na tvořivé a koncepční zaměření práce architekta. Fakulta usiluje o vytvoření dynamického studia, odpovídajícího současnému stavu a vývoji názorů na výuku architektury ve světě a doprovázeného mobilitou studentů i vyučujících. Studium je chápáno jako příležitost pro diskusi mezi studenty a vyučujícími, umožňující společné hledání a nacházení. V tomto dialogu chce fakulta vychovávat všestranně vzdělané architekty s rozhledem v oborech architektury, stavby měst a souvisejících oborech, jako profilované partnery a protějšky stavebním inženýrům a odborníkům speciálních profesí, s nimiž architekt spolupracuje. Studium architektury na FA nabízí vysokoškolské vzdělání s vyvážeností výtvarné, humanitní a technické složky. Studijní program je sestaven tak, aby umožnil studentům dosažení kvalifikace, nutné k uplatnění v architektonických kancelářích a - po předepsané praxi získání autorizace pro výkon samostatného povolání. Během studia si studenti průběžně ověřují osvojené informace a teoretické znalosti na návrzích a projektech konkrétních objektů.

Podle Oldřicha Jirsáka je spolupráce s tuzemskou firmou střední velikosti pro univerzitu téměř ideální. „U větších nebo zahraničních firem jsme se už setkali s problémem, že informace tekly jen jedním směrem – od nás k nim. To je pro nás samozřejmě velmi nevýhodné. Elmarco i jiné tuzemské firmy jako je například Ekotextil Horňáky, kde zkoušíme aplikaci nanovláken na filtry, je založena na bázi rovnocenných partnerů. To nám samozřejmě vyhovuje,“ řekl Jirsák. Firma Elmarco s.r.o. je ryze českou firmou. Byla založena v roce 2000. Operuje na světových průmyslových trzích a zabývá se výrobou nejnovějších technologií. Hlavním programem je výroba technologických jednotek CDS (Chemical Distribution Systems) do polovodičového průmyslu. Ve svém výrobkovém portfoliu má dále manuelní a poloautomatické linky na úpravu křemíkových destiček a zařízení pro povrchovou úpravu desek plošných spojů, jako jsou galvanické linky, leptací linky a linky na „stripování“ fotorezistu. V současné době firma zaměstnává 90 zaměstnanců. Vloni investovala šest milionů korun do nové technologie a letošní investice do nových výrobních prostor se budou pohybovat kolem 35 milionů korun. Meziroční růst tržeb se od založení firmy pohybuje kolem 300 procent. Zatímco vloni činily 189 milionů korun při kladném hospodářském výsledku ve výši 17 milionů korun, letos bude firma realizovat zakázky za více než 500 milionů a předpokládá zisk ve výši 50 milionů korun.

V soutěži Fasáda roku 2000 získala třetí místo Menza Technické univerzity v Liberci Studium je uspořádáno jako dvoustupňové, kompatibilní se studii architektury na ostatních vysokých školách v ČR. Specifikou libereckého studia je: Malý objem školy (průměrně cca 25 studentů v ročníku), který umožňuje vysokou míru interakce mezi vyučujícími a studenty. Důraz na tvořivý přístup a ateliérovou práci jako základ výuky. Poskytnutí pracovního místa v ateliéru každému studentovi. Obměna vyučujících, zejména hostujících externistů a kontakt s obdobnými školami v tuzemsku i zahraničí, zaručující stálý příliv nových myšlenek. Spolupráce s ostatními fakultami liberecké Technické univerzity (informatika a kybernetika, strojní inženýrství, přírodní vědy, jazyky a další discipliny). Opření výuky o odborné zkušenosti z praktické činnosti vyučujících a z toho vyplývající orientace studia na výchovu praktikujících architektů.

26 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta pedagogická

Případová studie

Kontaktní údaje

Spolupráce studentů s praxí

Fakulta architektury Hálkova 6 461 17 Liberec 1 Tel.: +420 48 535 3593

V roce 2004 nebyl na fakultě pořádán žádný letní program. V rámci spolupráce se soukromými subjekty studenti FA pracovali mimo jiné na návrhu přestavby továrny SILKA ve Mšeně u Jablonce n.N. na zábavní centrum pro firmu G&B Bijoux a návrzích sedacího nábytku pro firmu PONTE v Sezimově Ústí. Spolupráce s městskými a obecními úřady se týkala mimo jiné města Desná (urbanismus centra, přestavba základní školy, přestavba továrního komína na rozhlednu a návrhy nízkoenergetických rodinných domů) a Benátek nad Jizerou (rozvoj území podél dálnice). Svými pracemi se studenti FA TUL zúčastnili v roce 2004 mezinárodních soutěží Leading Edge Competition v Palm Desert v USA, soutěže Architecture for Diplomacy v Londýně a soutěže na rozvoj arabské osady Ein Hud v Izraeli.

www: http://aa.vslib.cz/fakulta.architektury/ e-mail: [email protected]

Vedení fakulty Prof. Dr. Ing. arch. Bořek Šípek Prof. Ing. arch. Jiří Suchomel Doc. Stanislav Zippe

děkan fakulty proděkan proděkan

Organizační členění fakulty Katedra architektury (KAR) Katedra teorie a dějin výtvarného umění a architektury (KDA)

FAKULTA PEDAGOGICKÁ

Katedra nosných konstrukcí (KNT) Katedra pozemního stavitelství (KPS) Katedra výtvarných umění (KVU) FA má v současné době akreditovány následující studijní obory: • • • • •

magisterský 6letý studijní program Architektura a urbanismus s oborem Architektura bakalářský 4letý studijní program Architektura a urbanismus s oborem Architektura bakalářský 4letý studijní program Výtvarná umění s oborem Vizuální komunikace magisterský navazující 2letý studijní program Architektura a urbanismus s oborem Architektura magisterský navazující 2letý studijní program Architektura a urbanismus s oborem Architektonické inženýrství

Založení Fakulty pedagogické Technické univerzity v Liberci schválil v červenci 1990 akademický senát tehdejší VŠST a Akreditační komise vlády ČR udělila fakultě oprávnění vysokoškolsky připravovat učitele základní školy ve čtyřletém magisterském studijním programu. Založení fakulty pedagogické znamenalo návrat k dvousetleté tradici vzdělávání učitelů v Liberci, která byla násilně přerušena v roce 1966. Tím se v naší republice netradičně, ale velice účinně skloubily univerzitní formy a obsah vzdělávání s technickými studijními obory a vyučovacími postupy; mj. tím započala postupná humanizace technického studia. Z počáteční necelé stovky studentů bylo prvních 19 absolventů promováno v roce 1994. Dnešní počet studentů se pohybuje kolem 2 000. Vzdělávají se v sedmi studijních programech členěných do více než dvaceti studijních oborů.

Možnosti studia • • • • • • •

Tvůrčí činnost Většina interních vyučujících je aktivně činná tvůrčím způsobem mimo FA. To se týká jak architektů, výtvarných umělců, historiků a teoretiků architektury a výtvarného umění, kteří navrhují, realizují, vystavují a publikují práce ve svých oborech, tak stavebních inženýrů, kteří se kromě projektové, realizační a publikační činnosti podílejí na výzkumných úkolech Akademie věd ČR. Architektonická kancelář fakulty vedená prof. Suchomelem v průběhu roku 2004 pracovala jednak pro potřeby TUL, jednak na zakázkách pro jiné hospodářské subjekty. V rámci činnosti pro potřeby TUL zpracovala kromě jiného návrh stavby budovy L a rozpracovala návrh stavby budovy G. Pro soukromého investora zpracovala koncept střediska zimních sportů v oblasti Černé Studnice. Kancelář se svými pracemi zúčastnila mezinárodní soutěže na přestavbu území PARK HELLENIKON v Athénách a soutěže na novou budovu fakulty architektury ČVUT v Praze.

Učitelství pro základní školy Učitelství pro střední školy Aplikované vědy v inženýrství Pedagogika Speciální pedagogika Sociální práce Ekonomika a management

Kontaktní údaje Fakulta pedagogická Hálkova 6 461 17 Liberec 1 Tel.: +420 48 535 2515

www: http://www.fp.vslib.cz e-mail: [email protected]

Vedení fakulty PhDr. Ing. Miloš Raban, Th.D. RNDr. Alena Kopáčková, Ph.D. Doc. PaedDr. Josef Horák, CSc. PaedDr. Kamila Podrápská, Ph.D.

27 / 30

děkan fakulty proděkanka pro magisterská studia proděkan pro vědu proděkanka pro zahraniční styky

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta pedagogická

Případová studie tento obor. Tuto skutečnost lze dokumentovat velkým počtem prací publikovaných v renomovaných domácích i zahraničních odborných časopisech a zvyšující se poptávkou po aplikacích moderních metod diskrétní matematiky.

Organizační členění fakulty Katedra dějepisu Katedra anglického jazyka

Teoretická fyzikální chemie - termodynamika roztoků

Katedra aplikované matematiky Katedra chemie

Vývoj korelačních a predikčních modelů termodynamických veličin ve vodných roztocích neelektrolytů a elektrolytů. Modelování vlastností vodných roztoků v širokém rozmezí teplot a tlaků – chemické a fázové rovnováhy v technologických a přírodních vodných systémech, vlastnosti a úprava odpadních vod

Katedra českého jazyka a literatury Katedra francouzského jazyka Katedra filosofie

Příprava speciálních materiálů a modifikace povrchových vlastností vláken

Katedra fyziky Katedra geografie

Pracovníci katedry chemie mají zkušenosti z řady technických oborů a aktivně spolupracují na různých problémech z oblasti materiálového inženýrství řešených na FT popř. dalších fakultách TUL i v průmyslu.

Katedra matematiky a didaktiky matematiky Katedra německého jazyka Katedra primárního vzdělávání

Biotechnologicko-enzymatické zušlechťování vybraných vláken

Katedra pedagogiky a psychologie

Základem odbourávání živočišné srsti (např. ovčího rouna) je proteolytická enzymatická biodegradace kolagenu a keratinu podobných proteinů, které vytvářejí matrix jednotlivých vláken srsti či rouna. V tomto procesu hrají základní roli specifické proteázy, které jsou vylučovány mikroorganismy, které srst kolonizují.

Oddělení pedagogické praxe Katedra sociálních studií a speciální pedagogiky Katedra tělesné výchovy

Věda a výzkum Pokročilé metody analýzy spolehlivosti v procesu zvyšování efektivity údržby a kontrol složitých průmyslových soustav Projekt je zaměřen aplikovaný výzkum v oblasti dynamického modelování kritičnosti komponent a zařízení složitých průmyslových soustav. Výstupem projektu budou ověřené postupy použití pokročilých metod analýzy spolehlivosti pro optimalizaci procesu údržby a kontrol průmyslových technologií a soustav.

Dopravní infrastruktura jako kritický prvek národní infrastruktury z hlediska zabezpečení základních funkcí státu

Pilotní studie prováděná na vláknech ovčího rouna ukázala, že vhodnou volbou di a tripeptidů lze izolovat kmeny producentů bateriálních proteáz, které jsou vhodné pro odstranění balastních glykoproteinových substancí, např. šupin povrchu vlákna ovčí vlny. Limitovaná bakteriální proteolýza formou odstranění nežádoucích komponent a hydrolýzou rigidních aminokyselinových sekvencí by měla výrazně zlepšit zpracovatelské vlastnosti vlny. Teoreticky lze předpokládat, že takový biotechnologický proces, navíc proces vysoce ekonomicky efektivní, by mohl být alternativou chemických postupů, které se v současné době převážně užívají.

Speciální chemické a analytické postupy

V současné době není v ČR k dispozici žádný univerzální nástroj, který by dovolil hodnotit na různých úrovních státní správy jednotným způsobem odolnost dopravní infrastruktury a zjišťovat její kritické prvky s ohledem na vazby k národní infrastruktuře ČR. Navrhovaný projekt si klade za cíl takový nástroj vyvinout. Protože základní úlohou analýzy systémů je analýza chování soustavy a hledání takových prvků soustavy, kde změna vstupního parametru vyvolá největší odezvu v chování soustavy, je hodnocení kritičnosti dopravní infrastruktury založeno na hledání kritických prvků a analýze zranitelnosti dopravní infrastruktury.

Matematické modelování a optimalizace technologických procesů Diskrétní matematika a její aplikace Diskrétní matematika patří mezi moderní, rychle se rozvíjející matematické obory s celou řadou aplikací. V posledních letech lze zaznamenat vzrůstající prestiž i zájem o

Didaktika chemie a environmentální výchova Molekulární modelování a vizualizace Aplikace molekulárního modelování v textilním materiálovém inženýrství. Využití vizualizačního software ve výuce na všech typech škol. Konzultace při výběru vhodného typu SW. Využití OpenSource výukového software a systémů pro generování obsahu (CMS); LCMS (Learning CMS). Testování chemického software, konzultace v oblasti chemické informatiky.

Piezoelektřina a feroelektřina Studují se elektromechanické vlastnosti dielektrik (monokrystalů, keramik a kompozitů) různými metodami. Hlavní pozornost je zaměřena na piezoelektrické, pyroelektrické a feroelektrické látky a jejich chování v širokém rozmezí teplot (včetně okolí fázového přechodu). Byly také testovány technické parametry jednoduchých piezoelektrických struktur (piezoelektrické bimorfy a unimorfy). Jsou sledovány též nejrůznější možnosti využití

28 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Hospodářská fakulta

Případová studie

piezoelektricky aktivních látek. Technické aplikace mohou být simulovány metodou konečných prvků (software ANSYS®). Teoreticky jsou počítány rovnovážné struktury doménových stěn v tenké vrstvě dielektrika. Dále pak také konfigurace doménových stěn v mnohadoménových feroelektrických krystalech a orientace doménových stěn.

HOSPODÁŘSKÁ FAKULTA Hospodářská fakulta vznikla v roce 1992 a po dobu své existence rozvíjí bakalářské a magisterské studijní programy Hospodářská politika a správa , Ekonomika a management, Systémové inženýrství a informatika ve studijních oborech Pojišťovnictví, Podniková ekonomika a Podnikatelská informatika (jen bakalářský studijní program), doktorský studijní program Ekonomika a management ve studijním oboru Organizace a řízení podniků a doktorský studijní program Systémové inženýrství a informatika ve studijním oboru Podnikatelská informatika realizovaný ve spolupráci s FŘIT VŠP Hradec Králové a FES Univerzity Pardubice Svým postavením je nejen prioritní vysokou školou v regionu, ale postupem času si vydobyla významnou pozici v rámci celé republiky. Je nejlépe hodnocenou ekonomickou fakultou vzniklou po roce 1990, o čemž svědčí např. právo konat habilitační řízení a řízení ke jmenování profesorů. Základní cíle fakulty jsou zaměřeny na zkvalitňování vzdělávacího procesu, rozvoj vědeckovýzkumné a publikační činnosti a na zvyšování kvalifikace vědecko- pedagogických pracovníků. K tomu vytváří fakulta na národní (úspěšná evaluace fakulty Akreditační komisí) a mezinárodní úrovni (zapojení do mezinárodních programů a spolupráce v rámci Euroregionu Nisa) potřebné předpoklady. V současné době je připraveno zhruba deset nových volitelných předmětů, jejichž osnovy byly vypracovány mezinárodními pracovními skupinami v rámci programu TEMPUS za účasti pedagogů fakulty, což přispěje k úspěšnému propojení programu fakulty s programy vysokých škol zemí EU. Počet studentů fakulty se již několik let zvyšuje pouze nepatrně. I v budoucnosti se bude pohybovat kolem tisíce studentů. Podstatné problémy s umisťováním absolventů nejsou. Absolventi fakulty se na trhu práce dobře uplatňují, jak vyplývá z kontaktů s absolventy a podniky, kde pracují. V budoucnu bude třeba (s ohledem na možnosti uplatňování absolventů v drobných podnicích) jednak prohloubit specializace, jednak rozšířit univerzálnost vzdělávání. Rozšiřovat se budou předměty zaměřené na spolupráci s Evropskou unií. Tvorba nových bakalářských studijních programů se bude realizovat pro absolventy neekonomických vysokých škol v první etapě ve studijním programu Ekonomika a management, studijní obor Podniková ekonomika. Bude pokračovat spolupráce se Škoda Auto a.s. na projektu zřízení soukromé vysoké školy s akreditací profesního bakalářského studijního programu Ekonomika a management se studijním oborem Podniková ekonomika a management a dvěma zaměřeními: ekonomicko-provozním a ekonomickoobchodním

Kromě bakalářského studia pro absolventy neekonomických vysokých škol v oboru Podniková ekonomika, magisterského studia Podnikatelská informatika a doktorského studia Pojišťovnictví se neuvažuje o zřízení nových studijních oborů. Půjde o prohloubení specializací (zaměření) oboru Podniková ekonomika (odvětvové hlediskovýrobní podniky, finanční instituce a regionalistika, včetně mezinárodní spolupráce nebo průřezové hledisko management, finanční řízení, řízení podniků apod.) a Pojišťovnictví na specializaci Pojistné inženýrství (Pojistná matematika) a Ekonomika a řízení pojišťoven, event. na specializaci Životní pojištění a Neživotní pojištění a o jejich rozšíření v rámci kombinovaného studia. Další zaměření, event. specializace se mohou vytvářet v souladu se společenskou potřebou po analýze struktury nezaměstnaných absolventů všech typů vysokých škol.

Kontaktní údaje Hospodářská fakulta Hálkova 6 461 17 Liberec 1 Tel.: +420 48 535 2442

www: http://www.hf.vslib.cz e-mail: [email protected]

Vedení fakulty Prof. Ing. Jiří Kraft, CSc. Prof. Ing. Jan Ehleman, CSc. Doc. Ing. Jan Skrbek, Dr.

děkan fakulty proděkan pro vědu a výzkum proděkan pro vnější vztahy

Organizační členění fakulty Katedra podnikové ekonomiky Katedra pojišťovnictví Katedra informatiky Katedra ekonomie Katedra marketingu Katedra financí a účetnictví Katedra práva Katedra cizích jazyků

Výzkum a vývoj Důležitou složkou vědeckovýzkumné činnosti je vědeckovýzkumný záměr řešený v rámci institucionálního výzkumu pod názvem „Ekonomické problémy transformace České republiky s přihlédnutím ke specifikům Euroregionu NISA“, na jehož řešení se podílelo více než 40 pracovníků fakulty. Měřítkem úspěšnosti jednotlivých kateder je schopnost získání grantů v rámci grantových agentur. V roce 2004 byly řešeny 2 grantové projekty, u kterých byla zadavatelem Grantová agentura ČR. Jde o granty s názvem „Specifikace zdravého malého a středního podnikání a jeho příspěvek ke zvyšování evropské konkurenceschopnosti“ a „Lidský kapitál

29 / 30

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Hospodářská fakulta

Případová studie

a očekávaná návratnost investic do vysokoškolského vzdělání v ČR a v zemích EU“. Dále se řešil grant MMR ČR „Regenerace neprůmyslových „deprimujících“ zón jako součást strategie regionálního rozvoje“, grant Evropské komise „Jean Monet. European Module – The economics of the European Integration“. Dále projekty ve spolupráci s Univerzitami Regensburg, Wien a Linz a projekty Socrates – Lingua I, Leonardo da Vinci a Erasmus. Kromě toho se řešily tři interní granty.

30 / 30