Integrált energetikai rendszerek tervezése és irányítása

A tantárgy angol neve: Integrated Energetic Systems ...

Adatlap utolsó módosítása: 2006. november 16.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Műszaki Informatika Szak, Elosztott energetikai rendszerek információ technológiája szakirány

3.3

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIIIM409   4/0/0/v 5  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Vámos Gábor János,
4. A tantárgy előadója
Dr. Loványi IstvánDocensIrányítástechnika és Informatika Tanszék
Vámos GáborTanársegédIrányítástechnika és Informatika Tanszék
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( ahol a TárgyKód = "BMEVIIIM409", ahol a Típus = "JEGY", ahol a Ciklus = tetszőleges, ahol a KépzésKód = tetszőleges) >= 2 )

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy két fő részre oszlik.

Az első részben projekt- és rendszerszemléletű megközelítéssel tárgyalja a különböző villamos energetikai alrendszerek létrehozása, integrációja és működtetése során felmerülő tipikus „termelésközeli” és vállalatirányítási informatikai problémák megoldását, a CIM (Computer Integrated Manufacturing) rendszerek energetikai iparbeli használatát. Konkrét platformok, alkalmazások bemutatása illetve működő energetikai informatikai rendszerek helyszíni bemutatása szintén része ennek a résznek.A villamos energetikai rendszerek és alrendszerek tervezése, karbantartása és fejlesztése számos kényszerfeltétel kielégítésével történhet meg. E kényszerfeltételek gyakran nagymennyiségben felhalmozott, heterogén struktúrájú információ (adatbázisban tárolt és adatmintákban kódolódó tudás, humán szakértői tudás, teoretikus matematikai modellek) formájában állnak rendelkezésre. E tudásforrások ötvözésére hatékony eszköznek bizonyulnak a valószínűségi tudásábrázoláson alapuló döntéstámogató rendszerek, amelyekkel kapcsolatos elméleti és gyakorlati ismeretekkel foglalkozik a tárgy második része.
8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés

Informatikus mérnökök villamos energetikai alrendszerekben betöltött tipikus szerepei, kompetencia körei. Vállalat- és termelésinformatikai terminológiák. A CIM „kerék” megjelenési formái az energetikában.

Energetikai mechatronikai rendszerek modellezése és tervezése

Szinergiák mechatronikai rendszerekben. Összetett mechatronikai rendszerek leírása. Különböző fizikai rendszerek analógiáján alapuló egységes modell. Energetikai mechatronikai rendszerek és folyamatok analízise és szimulációja. Folytonos és diszkrét termelési folyamatok leírása. Bond gráfok. Petri hálók. CAD platformok. Virtuális / gyors prototípus készítés. NI LabVIEW grafikus fejlesztői környezet.

Energetikai rendszerek vállalati-termelési struktúrája, informatikája

Külső / belső anyag-, energia-, információáramok integrált rendszerekben. Korszerű vállalati / termelési struktúrák. Vállalati működés modellezése. Virtuális munkahelyek. E-gyártás, E-karbantartás. Termelési folyamat egyszerűsített matematikai modellje. Ütemezési technikák flexibilis rendszerekben. Termelési rendszerek tipológiája, modellezése, tervezése.

Információ menedzsment

Digitális-, elosztott-, multimédia vállalatok információs rendszerei. Internet, Intranet. Adatbázis kezelés. Adatok portabilitása, interoperabilitás. Dokumentumkezelés. Energetikai informatikai és kommunikációs (ICT) hálózatok rendszerfelügyelete. Ember-gép kapcsolat.

Informatikai biztonság elmélete és gyakorlata

Adatvédelem. Tűzfal rendszerek. Nyilvános kulcsú infrastruktúra (PKI) rendszerek. Betörésvédelmi rendszerek. Biometriai rendszerek.

Megbízhatóság, minőség

Terminológia, indikátorok. Megbízhatóság, rendelkezésre állás, biztonság. Karbantartás. Minőség definíciók. Minőség-tervezés / ellenőrzés / biztosítás. Vállalati konzekvenciák, lépések igazolása. Humán faktor. Minőségellenőrzéstől a TQM-ig. SPC (Statistical Process Control) Minőségbiztosítási rendszerek. Auditálás.

Energetikai informatika speciális elemei

Programozható ipari automaták, beágyazott rendszerek. Intelligens érzékelők, beavatkozók, szabályozók. Speciális ipari hálózatok hardver/szoftver elemei, normák és protokollok. Mobil- vezeték nélküli hálózatok. Távfelügyelet. Távérzékelés / adatgyűjtés / feldolgozás / beavatkozás eszközei. Terepi mérések vezeték nélküli szenzorhálózatokkal (Crossbow / Berkley Motes, TinyOS). Villamoshálózat alapú kommunikációs szabványok. Intelligens házak ICT platformjai.

Számítógéppel segített tesztelés 

Tesztelés elmélete és gyakorlata. Hibaanalízis. Roncsolásos-, roncsolásmentes diagnosztikai eljárások. Ipari radiográfiai, ultrahangos, videó, termokamerás vizsgálatok. 2D/3D ipari képfeldolgozó rendszerek felépítése és tipikus alkalmazásai.

Integrált vállalat- és termelésirányítási információs rendszerek

Elosztott termelésinformatikai rendszerek hierarchikus-moduláris modellje, felügyelete és monitorozása. Mono-, multikritérium alapú döntéstámogató rendszerek. Manufacturing Executive Systems (MES).

Integrált Vállalat Irányítási Rendszerek bemutatása (struktúra, koncepció, alkalmazások). IVIR általános funkcionális moduljai. IVIR rendszerek bevezetése nagyvállalati környezetben. Bevezetési módszertan. Energetikai esettanulmányok.

Energetikai informatikai projektek menedzsmentje

A technikai, gazdasági, humán, szervezési szempontok integrációja. IT Projekt menedzsment. Információs Rendszer állapotfelmérése. IR stratégiai tervezés. Rendszerintegráció. Projektütemezés Rendszerfejlesztési, projektvezetési módszertanok (SSADM, Prince, Summit, stb.)

Valószínűségi tudásmodellezés

Valósidejűség, rendszerkövetelmények alaptípusainak áttekintése. Időkövetelmények, időmodellek, ütemezési stratégiák. Matematikai alapok felelevenítése: klasszikus valószínűség, Bayes valószínűség, gráfelméleti, algoritmuselméleti kitekintés.

Módszertani áttekintés

Valószínűségi modell létrehozásának módszertani áttekintése, adatbázisban kódolt és szakértői tapasztalatokban rejlő tudás kinyerése, integrálhatósága. Ábrázolási lehetőségek, kvantitatív és kvalitatív modellkomponensek reprezentációs lehetőségeinek áttekintése, összehasonlítása.

Egzakt valószínűségi következtetés

Valószínűségi háló kiértékelésének klasszikus algoritmus-típusai, kiértékelési stratégiák, ezek any-time jellegű megvalósítása.

Nem determinisztikus  valószínűségi következtetés

Szimbolikus módszerek, numerikus módszerek: Pearl algoritmus illetve a PPTC részletes bemutatása (gráf-transzformációk áttekintése, az algoritmusok numerikus alapműveleteinek ismertetése, konzisztens másodlagos struktúra létrehozása). Következtetési algoritmusok any-time jellegű kialakítása.

Esettanulmányok:

1.      Felhasználói szokáskép elemzés, visszaélés-detektálás

2.      Röntgenkép elemzésen alapuló döntéstámogató rendszer

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

A tantárgy tananyagát előadásokon keresztül oktatjuk.

10. Követelmények

A szorgalmi időszakban: 1 nagy Zh, 1 házi feladat.

A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga

Elővizsga: Legalább 4-es Zh és házi feladat érdemjegyek esetén lehetséges a szorgalmi időszak utolsó hetében.

11. Pótlási lehetőségek

A nagy Zh szorgalmi időszakban egyszer és a vizsgaidőszak első két hetében mégegyszer pótolható.

A házi feladat a vizsgaidőszakban nem pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

A Zh és a vizsgák előtt konzultációs lehetőséget biztosítunk.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Az előadásokon kiosztott segédletek (ábrák, előadás kéziratlapok).

A házi feladat kidolgozásához: szakkönyv-részletek, szakcikkek

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra60
Félévközi készülés órákra-
Felkészülés zárthelyire25
Házi feladat elkészítése25
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása-
Vizsgafelkészülés40
Összesen150
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Dr. Loványi IstvánDocensIrányítástechnika és Informatika Tanszék
Vámos GáborTanársegédIrányítástechnika és Informatika Tanszék