Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
diplomová práce
Autor práce: Ing. Lukáš Kaprál
Ak. rok: 2025/2026
Vedoucí: Ing. Radek Hranický, Ph.D.
Oponent: Ing. Ivana Burgetová, Ph.D.
Zdroj tekutých kovových iontů (LMIS) je klíčovou součástí systémů se zaměřeným iontovým paprskem (FIB) používaných v duálních elektronových mikroskopech. Životnost LMIS se však značně liší v důsledku složitých interakcí mezi mechanickým opotřebením, elektronickou stabilitou a provozními faktory. Tato práce představuje komplexní studii předpovědi životnosti LMIS prostřednictvím modelování založeného na datech. Projekt čerpá z provozních dat z reálných diagnostických údajů, údajů o údržbě a diagnostického softwaru a integruje teoretické poznatky především z oborově specifických technických popisů, doplněné empirickými údaji o životnosti. Teoretické pozadí zahrnuje fyziku LMIS, emisní mechanismy a poruchové režimy, jako jsou emisní oscilace a nadproud. Explorativní analýza dat identifikuje klíčové prediktory ovlivňující degradaci zdroje, včetně provozní doby, napětí extraktoru a topných cyklů. Prediktivní model založený na regresních a strojových učení technikách je vyvinut a ověřen pomocí reálných dat, čímž je dosaženo spolehlivého odhadu životnosti v rámci definovaných mezí spolehlivosti.
Elektronový mikroskop, LMIS, Datová věda, Strojové učení
Termín obhajoby
22.06.2026
Výsledek obhajoby
obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)
Klasifikace
A
Průběh obhajoby
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.
Otázky k obhajobě
Jazyk práce
angličtina
Fakulta
Fakulta informačních technologií
Ústav
Ústav informačních systémů
Studijní program
Informační technologie a umělá inteligence (MITAI)
Specializace
Kybernetická bezpečnost (NSEC)
Složení komise
doc. Mgr. Kamil Malinka, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Ondřej Ryšavý, Ph.D. (místopředseda) Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D. (člen) doc. Ing. Ivan Homoliak, Ph.D. (člen) Ing. Libor Polčák, Ph.D. (člen) Ing. Radek Hranický, Ph.D. (člen)
Posudek vedoucíhoIng. Radek Hranický, Ph.D.
Student řešil netriviální firemní zadání s vysokou praktickou relevancí, které vyžadovalo i porozumění řadě technikálií mimo obor IT. Oceňuji především aktivní přístup studenta, systematický postup, iterativní experimentování a vhodně zvolené metriky. Dosažené výsledky považuji za velmi dobrý základ pro další rozvoj a praktické využití.
Pozitivně hodnotím také skutečnost, že nad rámec zadání student vytvořil také praktickou aplikaci pro vizualizaci výsledných predikcí společně s původními průběhy signálů.
Celkově práci hodnotím jako velmi kvalitní a prakticky přínosnou.
Navrhuji tedy hodnocení stupněm "A".
Jedná se o firemní zadání pro společnost Thermo Fisher Scientific, které si student sám navrhl na základě praktického problému, kterému firma čelí. Pan Kaprál hledal způsoby jak u elektronových mikroskopů na základě provozních a diagnostických logů predikovat okamžik selhání komponenty LMIS.
Zadání považuji za obtížnější, neboť vyžadovalo poměrně detailní porozumění specifické technické doméně, práci s nečistými průmyslovými daty a návrh prediktivního systému, pro který dosud neexistovalo jiné řešení.
Práce byla dokončena v rozumném předstihu před termínem odevzdání. Její obsah jsem připomíkoval a mé připomínky student následně zapracoval.
Student využil doporučené literatury a další relevantní zdroje si samostatně dohledal. Výběr vhodných pramenů zde byl náročnější, neboť elektronové mikroskopy jsou převážně proprietární systémy a ne vždy je pro dílčí komponenty volně dostupná relevantní dokumentace.
Student byl během řešení aktivní a velmi samostatný. Práci průběžně konzultoval jak se mnou, tak se zástupci firmy. Dohodnuté termíny plnil a na konzultace docházel vždy dobře připraven.
Známka navržená vedoucím: A
Posudek oponentaIng. Ivana Burgetová, Ph.D.
V rámci diplomové práce student řešil problém predikce životnosti LMIS součástek, pro který zatím žádný použitelný přístup neexistuje. Student navrhl a implementoval celý proces potřebný pro realizaci predikce - od přípravy datasetu, přes extrakci rysů, trénování modelů až po rozhodovací nadstavbu, která vyhodnocuje jednotlivé pravděpodobnosti poruchy a řeší spuštění alarmů. Vytvořený postup je plně funkční a dosahuje rozumné přesnosti. Vzhledem ke komplexnosti celého řešení navrhuji hodnocení stupněm A.
Stupeň hodnocení: zadání splněno
Stupeň hodnocení: je v obvyklém rozmezí
Logická struktura technické zprávy je dobrá a jednotlivé kapitoly na sebe dobře navazují. Lepšímu pochopení textu ale brání to, že text se občas vyhýbá konkrétním informacím - např. nejsou uvedeny přesné počty trénovacích a testovacích vzorků, vytvořené atributy jsou popsány poněkud mlhavě, stejně jako algoritmus použitý pro ohlášení alertů. Tyto informace v textu práce chybí, pravděpodobně z důvodu ochrany vlastního know-how.
Po jazykové stránce se jedná o kvalitní práci s několika drobnými prohřešky (zdvojené členy apod). Z typografického hlediska se jedná o standardní práci.
Výběr studijních pramenů je dobrý a vybrané zdroje dobře pokrývají řešenou problematiku. Převzaté prvky jsou řádně odlišeny od vlastních výsledků a úvah.
V rámci realizačního výstupu student vytvořil sadu skriptů, která umožňuje predikci životnosti LMIS součástek. Skripty řeší získání potřebných informací z dostupných logů o využití těchto součástek a jejich zpracování do použitelného tvaru. Dále řeší extrakci vhodných atributů - systém využívá jak numerické atributy, tak i textové zprávy z logů, které kóduje dvěma různými způsoby. Dále řeší trénování dvou různých typů klasifikačních modelů a dále pak ještě rozhodovací logiku, která pracuje nad výstupy získanými klasifikátory pro jednotlivé pracovní cykly. Pro snadnější využití dosažených výsledků byla také vytvořena aplikace, která pro vstupní logy zobrazí predikce natrénovaného modelu a rozhodovací logiky. Realizační výstup je plně funkční.
Práce přináší použitelné řešení predikce životnosti součástek LMIS. Vzhledem k tomu, že jiné řešení v této oblasti neexistuje, tak navržený způsob s přesností predikce 0,78 může být využitelný v praxi. Za důležitý přínos považuji také vytvoření vstupní datové sady z dostupných logů. Informace z těchto logů totiž nejsou snadno a přímočaře použitelné.
Stupeň hodnocení: obtížnější zadání
V rámci řešení diplomové práce se student věnoval predikci životnosti LMIS součástek. Práce vyžadovala poměrně detailní studium problematiky těchto součástek, aby student mohl navrhnout vhodné prediktory jejich životnosti. Proto považuji toto zadání za mírně obtížnější.
Známka navržená oponentem: A
Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová