Interdisciplinární studium s důrazem na simulace mechanických procesů sypkých hmot
Proč v dnešní době dochází k akreditaci nového oboru?
Nejhlavnějším důvodem ke vzniku nového oboru je reálná technická praxe ve školství, ve které dochází k zásadním strukturálním změnám. Škola již nemůže vychovávat odborníky specializované čistě na skladování zařízení, dopravní stroje, zdvihací techniku, procesní zařízení, ale s plnou zodpovědností za uplatnitelnost absolventa mu musí dát ucelené interdisciplinární vzdělání. To znamená schopnost jeho adaptace do výrobního cyklu v kterémkoliv úseku.
Předpokládány jsou několikeré změny zaměstnání, kde je nutná velká adaptibilita a hluboké znalosti oboru. Schopnost integrace absolventa inovovat zařízení, vytvořit dokumentaci, a hlavně ověřit funkčnost současnými simulačními prostředky bez možností dlouholetých zkušeností. Digitalizace, simulace procesů a výpočetní technika mění charakter projekční, konstrukční i technické práce.
Co máte na mysli „současnými simulačními prostředky“?
Současnými simulačními prostředky jsou myšleny softwary pracující s metodou diskrétních prvků (DEM – discrete element method), které nám pomáhají odhalit a optimalizovat procesy probíhající právě při zpracovávání a výrobě surovin.
Tlak trhu nutí firmy vyvíjet čím dál dokonalejší produkty s ohledem na ekonomiku provozu, vliv na životní prostředí, úsporu materiálu i pracovní síly. I proto je v dnešní době veliká poptávka právě po zdokonalování každého kroku výrobního procesu na míru zpracovávané suroviny. Rychlý vývoj v oblasti výpočetní techniky umožňuje inženýrům provádět tyto optimalizace inovačními postupy virtuálně využitím numerických simulačních metod.
DEM je jednou z nich. Umožňující virtuálně testovat základní funkčnost zařízení a optimalizovat konkrétní prvky zařízení.
Čím se nový obor odlišuje od tradičních?
Především v tom, že přistupujeme k řešení zařízení pracujícími se sypkými hmotami z pohledu právě sypké suroviny. Základem celého takto pojatého procesního inženýrství jsou mechanické procesy zabývající se transformací a pohybem sypkých hmot, které jsou součástí všech průmyslových i zemědělských procesů.
V rámci studia oboru je student seznámen se základními procesy vzniku a transformace a charakterizace sypkých hmot zejména přírodního charakteru. Studijní program je sestaven postupně ze základních teoretických předmětů, na které pak navazují předměty odborné a v závěru studia pak předměty specializační, vše v úzkém propojení na technický základ v podobě základů projektování a nezbytnými znalostmi z oblasti elektrotechniky a strojírenství. Z praktických informací si osvojí práci v laboratořích při získávání základních poznatků z oblasti mechanicko-fyzikálních vlastností partikulárních hmot.
Za zmínku pak stojí neustálá integrace nejnovějších metod a znalostí do již osvědčeného studijního programu. To je umožněno využitím schopností našich lektorů, kteří spolupracují při vytváření obsahu studia s našimi zahraničními partnery v EU, v Austrálii, v Norsku nebo ve Velké Británii.
Uvědomujeme si, že digitalizace a virtualizace jsou v dnešním světě velmi důležitým nástrojem inženýrského prostředí. Naše studium tak absolventy připravuje na práci se softwary DEM. Předáváme studentům potřebné know-how a zkušenosti, které přinášíme z reálné praxe. Výpočetní softwary DEM se tak v rukou absolventa našeho oboru stává užitečným nástrojem predikce chování sypkých surovin.
Správné využití predikce chování sypké suroviny a technologického návrhu daného zařízení vede k nemalým ekonomickým, časovým, pracovním a materiálovým úsporám.
Jak se rozvíjejí obdobně zaměřená pracoviště v zahraničí?
Všechna významná pracoviště zabývající se sypkými surovinami v Evropě se snaží inovovat úpravárenské a výrobní technologie, které jsou procesně zaměřené.
Nejvýznamnějšími pracovišti v zahraničí jsou většinou pracoviště německá. Ta již hojně využívají právě DEM softwary s propojením na Průmysl 4.0. Z tohoto důvodu jsou často zaměřena na velmi úzkou část průmyslu, zejména díky vysokému propojení s průmyslovou sférou. To je cesta, kterou se snažíme kráčet i my.
Stojí o absolventy zmíněného studijního programu výrobní podniky?
Již během studia jsou naši studenti vedeni ke spolupráci s praxí. Technické praxe a stáže probíhají již při studiu ve spolupráci s našimi partnery právě z průmyslové sféry. Na ně pak navazují diplomové práce, které jsou řešením reálných průmyslových problémů.
Studenti tak po svém studiu mají vyzkoušená různá technická zaměření, jako například konstruktér, designér, technolog, projektant, procesní inženýr, laborant apod. Zjistí, kde jsou jejich silné a slabé stránky. I to jim umožní lepší výběr zaměstnání, které je bude bavit a naplňovat. Zároveň svojí praxí získávají určitou bonitu pro jejich budoucího zaměstnavatele.
V neposlední řadě jsou studenti také podporováni ve studijních programech Erasmus+. Mezinárodní mobilitě vycházíme vstříc a jsme ochotni našim studentům i doporučit naše partnerské univerzity.
Můžete pro konkrétnější představu uvést příklady oborů, kde absolvent najde uplatnění?
Uplatnění je celá škála. Je to způsobeno nejen z důvodu širokého záběru oboru procesního inženýrství, kdy se člověk po dostudování může uplatnit například jako konstruktér, designér, technolog a projektant.
Druhým důvodem je, že zpracování a výroba sypké hmoty v nejrůznějších podobách tvoří více než 70 % průmyslu. Procesy zpracování sypkých hmot, jako například sušení, chlazení, ohřev, drcení, mletí, třídění, rozdružování, mísení aj., lze nalézt napříč průmysly: energetickým, chemickým, potravinářským, stavebním, farmaceutickým, zemědělským a dalšími. Uplatnění pak v různých průmyslech na různých pozicích obnáší trochu jiná úskalí. I proto je v dnešní době výhodné dívat se na průmyslové problémy z pohledu zpracovávané hmoty.
Zajímají průmyslovou praxi výsledky vašeho výzkumu, spolupracují s vámi?
Spolupráce s podniky a průmyslovou praxí se samozřejmě týká i výzkumných a vývojových oblastí. Vzhledem k technickému zaměření se bavíme zejména o oblasti aplikovaného výzkumu, smluvního výzkumu a projektů.
Studenti během studia absolvují exkurze do těchto podniků a mají možnost nastoupit do těchto podniků na praxi, stáže nebo jsou jim nabízeny stipendijní programy. Dále s firmami pravidelně diskutujeme o problémech v oblasti vzdělávání a výzkumu a společně usilujeme o zlepšení struktury a kvality studia a začlenění moderních poznatků z praxe do výuky.
Prof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc., Katedra hornického inženýrství a bezpečnosti na VŠB-TUO
Nová technologie plnění lisovací formy při výrobě víceplášťových trubek
Inovace hýbou světem a jsou známkou pokroku a technické vyspělosti společnosti a pro vysoké školy jsou jedním z pilířů zajištění dalšího rozvoje. Aktuálně se při řešení jednoho z projektů týmu doc. Nečase a prof. Zegzulky podařilo například vyvinout novou technologii pro plnění lisovací formy při výrobě víceplášťových trubek s cílem uplatnit tuto technologii v praxi, a to se díky interní podpoře projektu GAMA Technologické agentury České republiky také povedlo.
Uplatnění inovačního řešení proběhlo za podpory Centra transferu technologií VŠB-TUO, které poskytlo cenné zkušenosti a podporu při hledání aplikační firmy a následně při uzavření licenční smlouvy. Tímto byla úspěšně ukončena dlouhá a nelehká cesta od prvotní myšlenky k uzavření licenční smlouvy a transferu technologie do průmyslové praxe. To nyní umožňuje soukromé společnosti využít inovační řešení, které rozšíří její portfolio nabízených produktů a poskytne potřebnou výhodu na trhu.
Autor textu: Oldřich Houška