Detail předmětu

Konstrukční projekt

FSI-ZIPAk. rok: 2026/2027

Předmět je zaměřen na týmovou realizaci konstrukční úlohy vycházející z vědeckovýzkumné činnosti odborů ústavu, popřípadě ze spolupráce s průmyslem. Konstrukční projekty obsahují náročnější konstrukční problémy, pro jejichž úspěšné vyřešení musí studenti zvládnout aplikovat dříve získané znalosti, metody a postupy. Každý tým má individuální zadání a řeší jeden zadaný projekt. Každý projekt je veden vyučujícím, který zajišťuje odborné vedení, kontroluje postup, analyzuje chyby a konzultuje možnosti řešení. Výstupem řešeného projektu je vždy koncept systému, který splňuje požadavky na funkčnost, použitelnost, vyrobitelnost a udržitelnost z pohledu metodiky environmentálního posuzování životního cyklu (LCA). Dle požadavků zadání může být volitelným výstupem fyzická realizace včetně experimentálního ověření. Důraz je kladen především na syntetické myšlení a vlastní přínos k řešení konstrukčního úkolu. Předmět integruje poznatky získané v teoretických předmětech bakalářského a magisterského studia strojního inženýrství, zejména v materiálových vědách, mechanice a CAD modelování.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Vstupní znalosti

- znalosti z oblasti konstruování strojů, mechaniky těles a materiálových věd, metody konečných prvků, 3D parametrického modelování.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky získání zápočtu:
- aktivní účast na cvičeních,
- odevzdání kompletně vypracovaného projektu (CAD data, technická zpráva, výkresová dokumentace, prezentace v pptx, poster).

Podmínky získání zkoušky:
- úspěšná obhajoba řešení projektu před komisí (probíhá v týmu a je nutnou prerekvizitou k postoupení k druhé části zkoušky),
- úspěšné absolvování individuální rozpravy před komisí (pro úspěch je klíčové sdílet znalosti o řešení projektu mezi všemi členy týmu), celková známka je sestavena na základě hodnocení v obou částech zkoušky (max. 60 b.), hodnocení garanta projektu (max. 20 b.) a oponenta (max 20 b.). Celkem je možno získat až 100 bodů, výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.

Cvičení a laboratoře: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím, povolují se maximálně dvě absence bez nutnosti náhrady. Neúčast na kontrolních schůzkách je nezbytné jasně zdůvodnit. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.

Učební cíle

Absolventi budou schopni navrhnout konstrukci mechanického nebo elektromechanického systému (stroj, zařízení, přístroj), který splňuje požadavky na funkčnost, použitelnost, vyrobitelnost a udržitelnost.
- Znalost metod a nástrojů CAD/CAE, pokročilých nástrojů inženýrských analýz s využitím MKP.
- Schopnost aplikace získaných znalostí při návrhu nových strojů a zařízení.
- Schopnost řešit komplexní problémy zahrnující použití pokročilých analytických, numerických nebo experimentálních nástrojů při návrhu mechanického systému.
- Schopnost vypracovat výkresovou dokumentaci s ohledem na funkčnost, použitelnost a vyrobitelnost systému s ohledem na výrobní náklady a udržitelnost.
- Schopnost pracovat v týmu na návrhu nových řešení v dané technické oblasti.

- Znalosti principu udržitelného rozvoje ve vztahu k materiálům a výrobkům a posuzování životního cyklu (LCA) a jeho fází.
- Schopnost provádět LCA – interpretovat výsledky a navrhovat zlepšení z hlediska udržitelnosti a kriticky hodnotit materiálová rozhodnutí z ekologického, ekonomického a funkčního hlediska.
- Schopnost integrovat hlediska udržitelnosti do návrhu výrobků s uplatněním systémového přístupu a porozumět ekonomickým a ekologickým dopadům inženýrských rozhodnutí.

Základní literatura

ASHBY, Krishna R.; CAMESELLE, Claudio a ADAMS, Jeffrey A., [2021]. Materials and the environment: eco-informed material choice. Third edition. Kidlington: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-12-821521-0. (EN)
ASHBY, Krishna R.; CAMESELLE, Claudio a ADAMS, Jeffrey A., 2023. Materials and sustainable development: drivers, metrics, tools, and applications. Second edition. Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-323-98361-7. (EN)
CHILDS, P. R. N. Mechanical design engineering handbook. Amsterdam: Butterworth-Heinemann, 2014. ISBN 978-0-08-097759-1. Dostupná z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpMDEH0002/mechanical-design-engineering/mechanical-design-engineering. (EN)
MATTHEWS, Clifford. Case studies in engineering design: a project-based introduction. 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1998. ISBN 03-406-9135-2. (EN)
P. Kosky, G. Wise, R. Balmer, W. Keat: Exploring Engineering: An Introduction for Freshman to Engineering and to the Design Process, Elsevier 2006, ISBN 978-0-12-369405-8 (EN)
S. Čmejrková, F. Daneš, J. Světlá: Jak napsat odborný text, Leda 1999, ISBN 80-85927-69-1 (CS)

Doporučená literatura

KUTZ, M. Mechanical engineers handbook: materials and mechanical design. Fourth edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley, 2014. ISBN 978-1-118-11282-3. (EN)
REDDY, Krishna R.; CAMESELLE, Claudio a ADAMS, Jeffrey A., 2019. Sustainable engineering: drivers, metrics, tools, and applications. Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-1-119-49393-8. (EN)
SANDHU, Kamalpreet; SINGH, Sunpreet; KUMAR, Ranvijay; DAVIM, J. Paulo a RAMAKRISHNA, Seeram, 2024. Sustainable Manufacturing. Online. Boca Raton: CRC Press. ISBN 9781003309123. Dostupné z: https://doi.org/10.1201/9781003309123.  (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-KSI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

36 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.

Osnova

Podle požadavků a cílů konstrukčních projektů vykonává student vývojovou nebo tvůrčí práci zpravidla v jedné z následujících laboratoří:
- Tribologie.
- Reverzního inženýrství a aditivních technologií.
- Technické diagnostiky.

Cvičení s počítačovou podporou

120 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.

Osnova

Cvičení s poč. podporou je realizováno blokovou formou s progresivním objemem výuky od začátku ke konci semestru.
- Prezentace zadání projektů, rozdělení kompetencí, mapa projektu, Ganttův diagram.
- Analýza problému, rešerše technického řešení.
- Návrh koncepčních variant řešení, rozbor variant řešení.
- První kontrolní schůzka s prezentací dosažených výsledků.
- Kalkulace nákladů projektu.
- Inženýrské analýzy a návrh materiálu.
- Zpracování výkresové dokumentace.
- Druhá kontrolní schůzka s prezentací dosažených výsledků.
- Návrh způsobu výroby.
- Realizace zvoleného řešení a experimentální ověření.

- Hodnocení životního cyklu výrobku (LCA – Life-Cycle Assessment).
- Volba materiálu pro udržitelný inženýrsky návrh (případová studie).
- Udržitelnost v oblasti aditivních technologií (případová studie).
- Optimalizace návrhu udržitelného produktu (případová studie).

Tento předmět vznikl za podpory projektu Akcelerace zelených dovedností a udržitelnosti na VUT v Brně s reg. č. NPO_VUT_MSMT-2143/2024-5.