studijní program

Konstrukční a procesní inženýrství

Fakulta: FSIZkratka: D-KPI-PAk. rok: 2020/2021

Typ studijního programu: doktorský

Kód studijního programu: P0715D270017

Udělovaný akademický titul: Ph.D.

Jazyk výuky: čeština

Akreditace: 18.2.2020 - 18.2.2030

Forma studia

Prezenční studium

Standardní doba studia

4 roky

Garant programu

Oborová rada

Oblasti vzdělávání

Oblast Téma Podíl [%]
Strojírenství, technologie a materiály Bez tematického okruhu 100

Cíle studia

Hlavním cílem doktorského studia ve studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství je, v souladu se zákonem o vysokých školách, výchova vysoce kvalifikovaných a vzdělaných odborníků, kteří jsou schopni samostatné vědecké, výzkumné a tvůrčí činnosti v oblastech konstrukčního a procesního inženýrství. Studium poskytuje absolventům patřičné znalosti a dovednosti, které umožňují vykonávat tyto činnosti v akademických i aplikačních institucích na mezinárodně požadované a standardizované úrovni. Důraz je kladen na poskytnutí potřebných teoretických znalostí a praktických zkušeností z oblasti tématu doktorského studia. Intenzivně je podporováno rovněž získání zkušeností ze zahraničních výzkumných pracovišť. Studijní program je koncipován svým zaměřením a obsahem tak, aby v maximální míře uspokojoval nároky a požadavky průmyslu a společnosti na vysoce vzdělané a kvalifikované odborníky v oblastech konstrukčního a procesního inženýrství.

Doktorské studium je založeno především na vlastní výzkumné a tvůrčí činnosti studentů – doktorandů. Tyto aktivity jsou intenzivně podporovány participací studentů ve výzkumných projektech národního i mezinárodního charakteru. Výzkumné oblasti zahrnují konstrukční inženýrství (analýzu, koncepci, konstrukci a projekci strojních zařízení, dopravních prostředků, výrobních strojů a energetiky) a procesní inženýrství (analýza, návrh a projekce procesů strojírenského, dopravního, energetického a petrochemického průmyslu).

Profil absolventa

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství je vysoce kvalifikovaným odborníkem s hlubokými teoretickými znalostmi a praktickými dovednosti v oblasti tématu doktorského studia, které mu umožňují vykonávat tvůrčí a výzkumnou činnost jak samostatně, tak ve vědeckých týmech. Absolvent je vybaven znalostmi současného stavu poznání z oblasti konstrukčního a procesního inženýrství, které nachází uplatnění v dalších činnostech výzkumu a vývoje a umožňují absolventovi realizovat navazující výzkumné a tvůrčí aktivity. Absolvent je rovněž schopen připravit návrh výzkumného projektu a následně jej vést. Současně je vybaven dovednostmi pro aplikaci a transfer teoretických poznatků základního výzkumu do aplikační sféry. Absolvent je dále schopen se přizpůsobit a adaptovat i dalším příbuzným vědním oborům, spolupracovat na interdisciplinárních úlohách a zvyšovat svoji profesní kvalifikaci. Vysoká úroveň získaného vzdělání je podpořena zapojením studentů do národních a mezinárodních výzkumných projektů a spoluprací se zahraničními výzkumnými institucemi. Tyto zkušenosti umožňují absolventům nejen uskutečňovat vlastní vědeckou činnost, ale také profesionálně prezentovat své výsledky, diskutovat o nich a prosazovat své názory a myšlenky na mezinárodní úrovni.

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství disponuje znalostmi a dovednostmi ve třech hlavních oblastech, jejichž synergie umožňuje široké uplatnění.
1. Vysoce odborné teoretické znalosti i praktické dovednosti úzce související s tématem dizertační práce (viz níže).
2. Odborné znalosti a dovednosti nezbytné pro vykonávání vědecké práce, výzkumných a tvůrčích činností.
3. Osobnostní a interpersonální dovednosti (soft skills), které umožňují absolventovi na profesionální úrovni prosazovat své myšlenky a názory, prezentovat a obhajovat výsledky své práce a diskutovat o nich a také efektivně pracovat ve vědeckém týmu či být jeho vedoucím.
Podle tématu dizertační práce získá absolvent vysoce odborné znalosti a dovednosti strojního inženýrství v konstrukci, projekci, návrhu a provozu strojů, strojních zařízení, inženýrských procesů a pochodů či transportních a dopravních prostředcích. Tyto znalosti a schopnosti umožňují uplatnění absolventů jak ve výzkumných institucích v ČR i zahraničí, tak i v komerčních společnostech a aplikovaném výzkumu.

Charakteristika profesí

Absolvent doktorského studijního programu Konstrukční a procesní inženýrství je vybaven vysoce odbornými a specializovanými teoretickými znalostmi a praktickými dovednostmi strojního inženýrství v oblastech konstrukce a projekce strojů a strojních zařízení, procesů a pochodů, transportu a dopravních prostředků, které mu umožňují vykonávat samostatnou i týmovou vědecko-výzkumnou a vývojovou činnost jak v akademických či výzkumných institucích, tak ve firmách a aplikačně orientovaných institucích. Charakteristickou pracovní pozicí zastávanou absolventem je výzkumník, vědecký pracovník, vývojář, výpočtář, projektant či konstruktér. Absolvent je také vybaven schopnostmi pro vykonávání vedoucí či manažerské pozice.

Podmínky splnění

Studentům jsou doporučeny následující předměty:
9BSZ - Bezpečnost strojů a zařízení - systémový přístup
9DSM - Dynamika spalovacích motorů
9EHD - Elastohydrodynamika
9EXT - Experimentální metody v tribologii
9FLI - Fluidní inženýrství
9LDM - Logistika v dopravě a manipulaci
9LKK - Vybrané statě z pevnosti leteckých konstrukcí - kompozitní konstrukce
9MBO - Matematické modelování mechanismů strojů
9MLV - Metrologie legální a průmyslová
9MOP - Metody a organizace vědecké práce
9MRI - Management rizika
9PSL - Palubní soustavy letadel
9PTL - Přenos tepla a látky
9TDC - Termodynamika pracovních oběhů
9TSO - Teorie a stavba obráběcích strojů
9VMT - Výpočtové modelování turbulentního proudění
9VNP - Vibrace a hluk pohonných jednotek
9VPR - Vědecko-výzkumný projekt a jeho řízení
9ZLL - Zkoušení letadel
9ZVM - Základy vědecké metrologie a řízení kvality
a dále je v programu zařazena výuka angličtiny v předmětu
9AJ - Jazyk anglický pro doktorské studium

Studijní povinnosti
1. V souladu s čl. 35 SZŘ probíhá pravidelné hodnocení práce studentů doktorských studijních programů. Hodnocení doktorandů se provádí jednou ročně v následujících termínech:
● Do 31. 8. příslušného roku doktorand zkontroluje a odsouhlasí v IS Apollo formulář „Hodnocení studia“.
● Školitel zkontroluje, doplní slovní vyjádření a odsouhlasí hodnocení do 15. 9. příslušného roku.
● Na studijním oddělení bude provedena formální kontrola úplnosti do 30. 9. příslušného roku. Ředitelé ústavů po případném slovním vyjádření odsouhlasí hodnocení do 15. 10. příslušného roku.
● Hodnocení v oborových radách bude provedeno a vyznačeno v IS Apollo do 31. 10. příslušného roku. Následně studijní oddělení předá hodnocení k podpisu děkanovi (odpovídajícímu proděkanovi). O výsledku bude doktorand i školitel informován.
● Originál hodnocení se ukládá do spisu doktoranda, kopii na vyžádání obdrží školitel i doktorand.
2. Postupová kritéria do následujícího ročníku, platná pro studenty, kteří zahájili studium v akademickém roce 2016/2017 a později, jsou následující:
● postup do 2. ročníku – 2 zkoušky ze studijního předmětu,
● postup do 3. ročníku – všechny zkoušky ze studijních předmětů, včetně zkoušky z cizího jazyka,
● postup do 4. ročníku – podaná „Žádost o povolení státní doktorské zkoušky“, včetně všech požadovaných příloh (viz). Publikace evidovaná v databázích WoS nebo Scopus nebo článek v recenzovaném časopise nebo článek ve sborníku konference. Téma publikace se musí vztahovat k tématu disertační práce.
Postup do 5. ročníku u studentů kombinované formy studia je možný na základě doporučení školitele. U studentů v prezenční formě studia je nutná žádost o změnu formy studia doporučená školitelem a oborovou radou a publikace evidovaná v databázích WoS nebo Scopus, kde je doktorand uveden jako hlavní autor (stačí potvrzení o přijetí článku). Téma publikace se musí vztahovat k tématu disertační práce.
Postup do ročníku kombinované formy studia musí být řádně odůvodněn a doložen (např. dlouhodobé zdravotní problémy, péče o dítě, dlouhodobý studijní pobyt v zahraničí).
3. Neplnění výše uvedených kritérií, termínů nebo individuálního studijního plánu je důvodem k ukončení studia pro neplnění studijních povinností (§ 56, odst. 1, písm. b) zákona č. 111/1998 Sb.). O výjimkách rozhoduje s přihlédnutím ke stanovisku oborové rady a školitele děkan, a to na základě zdůvodněné žádosti doktoranda.
4. Doktorandi v prezenční i kombinované formě studia se zapisují do dalšího roku studia na studijním oddělení v prvním týdnu měsíce září.

Vytváření studijních plánů

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních programů určují:
ŘÁD STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STANDARDY STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT – Směrnice č. 69/2017,
STUDIJNÍ A ZKUŠEBNÍ ŘÁD VUT,
SMĚRNICE DĚKANA Č. 2/2020 Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně),
SMĚRNICE DĚKANA FSI Č. 3/2019 Jednací řád oborových rad doktorských studijních programů FSI VUT v Brně.
Studium v DSP se neuskutečňuje v kreditovém systému. Klasifikační stupně jsou „prospěl“, „neprospěl“, u obhajoby disertační práce je výsledek „obhájil“, „neobhájil“.

Dostupnost pro zdravotně postižené

Na VUT jsou zohledněny potřeby rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělávání. V přijímacím řízení ani ve studiu nedochází k přímé či nepřímé diskriminaci z žádných důvodů. Studujícím se specifickými vzdělávacími potřebami (poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronická somatická onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti, psychická onemocnění) je poskytováno poradenství v poradenském centru VUT, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT. Podrobně tuto problematiku řeší Směrnice rektora č. 11/2017 „Uchazeči a studenti se specifickými potřebami na VUT“. Rovněž je vytvořen funkční systém sociálních stipendií, který popisuje Směrnice rektora č. 71/2017 „Ubytovací a sociální stipendium“.

Návaznost na další typy studijních programů

Doktorský studijní program Konstrukční a procesní inženýrství je zaměřen na poskytnutí nejvyššího stupně terciárního vzdělání a je pokračováním navazujícího magisterského studijního programu Strojní inženýrství a bakalářského studijního programu Strojírenství, které jsou aktuálně akreditované a uskutečňované na FSI VUT v Brně. Absolventi jiných studijních programů se zájmem o studium v doktorském studijním programu Konstrukční a procesní inženýrství musí prokázat úroveň svých znalostí odpovídající výše uvedeným studijním programům.

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Efektivní návrh technologií pro zpracování průmyslových odpadních vod

    Práce se věnuje vysoce aktuální otázce nakládání s průmyslovými odpadními vodami. Tyto vody vznikají v průmyslových a zemědělských výrobách, kde jsou kontaminovány nejrůznějšími organickými či anorganickými látkami. Tlak na ekologickou udržitelnost průmyslových procesů staví podniky před výzvu upravovat odpadní vodu tak, aby nebyla významnou zátěží pro životní prostředí, tzn. plnila platné legislativní podmínky. Průmyslová odpadní voda se stále častěji předčišťuje přímo v podniku, což otevírá možnost rozšířit proces úpravy o zpětné využití vody, tepelné energie příp. druhotných surovin, které jsou v ní obsažené. Práce se zaměří primárně na modelování a simulaci technologií, které splňují současné požadavky na energetickou efektivitu a ohleduplnost k životnímu prostředí. Mezi tyto technologie lze zařadit např. zařízení využívající odpadní teplo z průmyslových procesů (odpařovací stanice, sušárny, tepelné výměníky), membránová a elektrochemická separační zařízení s nízkou spotřebou elektrické energie (mikro-, ultra- a nano-filtrace, reverzní osmóza, elektrodialýza, elektrodeionizace atd.) či jiné postupy umožňující účinné oddělování cenných látek z odpadních či procesních vod (např. stripování). Rozhodnutí o využitelnosti separační technologie nebo kombinace technologií ve zvoleném průmyslovém procesu předpokládá odbornou znalost konkrétní metody (fyzikální princip, hmotnostní a energetické toky, vlastnosti produktů) a zhodnocení záměru po stránce ekonomické (investiční a provozní náklady). Výsledkem dizertační práce by měla být metodika umožňující efektivní návrh a technicko-ekonomické hodnocení vybraných separačních technologií v průmyslových a zemědělských provozech, na jejímž základě bude vytvářen moderní výpočtový nástroj. Budou řešeny následující úlohy: - úvodní rešerše umožňující vhodný výběr separačních technologií včetně analýzy publikovaných experimentálních výsledků či provozních informací a dostupných softwarových systémů - vypracování výchozí metodiky a koncepce výpočtového nástroje - sběr dat z experimentálních měření v laboratořích a průmyslových provozech - tvorba výpočtových modelů vybraných separačních technologií - tvorba výpočtového nástroje pro technicko-ekonomické hodnocení technologií - uplatnění výpočtového nástroje v podmínkách konkrétního průmyslového provozu

    Školitel: Máša Vítězslav, doc. Ing., Ph.D.

  2. Snižování vibrací a hluku převodových ústrojí optimalizací záběru ozubených kol

    V rámci daného tématu bude řešena problematika mikrogeometrie záběru ozubených kol za rozdílných provozních podmínek a její vliv na vibrace a hluk. Řešení bude realizováno užitím numerických simulací, jež bude validováno pomocí navrženého technického experimentu, který bude situován do bezdozvukové místnosti. V rámci technického experimentu bude možné provádět jednotlivé úpravy za účelem vytvoření znalostní databáze a porovnávat dosažené výsledky s výpočtovým přístupem za shodných okrajových podmínek.

    Školitel: Štětina Josef, prof. Ing., Ph.D.

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
9BSZBezpečnost strojů a zařízení - systémový přístupcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9DMADesign-managementcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9EMMEmpirické modelycs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9LDMLogistika v dopravě a manipulacics, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9TSTTeorie a stavba tvářecích strojůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9VNPVibrace a hluk pohonných jednotekcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
9MORMatematické metody optimálního řízenícs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9KARSpeciální konstrukce a aplikace mobilních robotůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9VDETeorie vizuálního stylu v designucs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
9AJJazyk anglický pro doktorské studiumen0PovinnýdrzkCj - 60ano
9BEIBezpečnostní inženýrstvícs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9DDEDějiny designucs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9DSMDynamika spalovacích motorůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9EHDElastohydrodynamikacs (en)0DoporučenýdrzkP - 20ano
9EXTExperimentální metody v tribologiics (en)0DoporučenýdrzkP - 20ano
9FLIFluidní inženýrstvícs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9LKKLetecké kompozitní konstrukcecs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MRIManagement rizikacs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MBOMatematické modelování mechanismů strojůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MASMetody a algoritmy pro simulaci a optimalizaci systémůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MOPMetody a organizace vědecké prácecs (en)0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MLVMetrologie legální a průmyslovács, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MPDModerní přístupy v diagnostice a životnosti technických soustavcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9MDTMultiparametrická diagnostika technických systémůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9PSLPalubní soustavy letadelcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9PDTPokročilá diagnostika technických systémůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9PTLPřenos tepla a látkycs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9RIPŘízení pohybucs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9TSOTeorie a stavba obráběcích strojůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9TDCTermodynamika pracovních oběhůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9USZÚdržba strojů a zařízenícs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9VPRVědecko-výzkumný projekt a jeho řízenícs (en)0DoporučenýdrzkP - 20ano
9SESVybrané statě z elektrických strojůcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9VMTVýpočtové modelování turbulentního prouděnícs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9ZVMZáklady vědecké metrologie a řízení kvalitycs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano
9ZLLZkoušení letadelcs, en0DoporučenýdrzkP - 20ano