| |
| |
|
Modelling, parameter estimation, optimisation and control of transport and reaction processes in bioreactors.
ŠTUMBAUER, Václav
With the significant potential of microalgae as a major biofuel source of the future, a considerable scientific attention is attracted towards the field of biotechnology and bioprocess engineering. Nevertheless the current photobioreactor (PBR) design methods are still too empirical. With this work I would like to promote the idea of designing a production system, such as a PBR, completely \emph{in silico}, thus allowing for the in silico optimization and optimal control determination. The thesis deals with the PBR modeling and simulation. It addresses two crucial issues in the current state-of-the-art PBR modeling. The first issue relevant to the deficiency of the currently available models - the incorrect or insufficient treatment of either the transport process modeling, the reaction modeling or the coupling between these two models. A correct treatment of both the transport and the reaction phenomena is proposed in the thesis - in the form of a unified modeling framework consisting of three interconnected parts - (i) the state system, (ii) the fluid-dynamic model and (iii) optimal control determination. The proposed model structure allows prediction of the PBR performance with respect to the modelled PBR size, geometry, operating conditions or a particular microalgae strain. The proposed unified modeling approach is applied to the case of the Couette-Taylor photobioreactor (CTBR) where it is used for the optimal control solution. The PBR represents a complex multiscale problem and especially in the case of the production scale systems, the associated computational costs are paramount. This is the second crucial issue addressed in the thesis. With respect to the computational complexity, the fluid dynamics simulation is the most costly part of the PBR simulation. To model the fluid flow with the classical CFD (Computational Fluid Dynamics) methods inside a production scale PBR leads to an enormous grid size. This usually requires a parallel implementation of the solver but in the parallelization of the classical methods lies another relevant issue - that of the amount of data the individual nodes must interchange with each other. The thesis addresses the performance relevant issues by proposing and evaluation alternative approaches to the fluid flow simulation. These approaches are more suitable to the parallel implementation than the classical methods because of their rather local character in comparison to the classical methods - namely the Lattice Boltzmann Method (LBM) for fluid flow, which is the primary focus of the thesis in this regard and alternatively also the discrete random walk based method (DRW). As the outcome of the thesis I have developed and validated a new Lagrangian general modeling approach to the transport and reaction processes in PBR - a framework based on the Lattice Boltzmann method (LBM) and the model of the Photosynthetic Factory (PSF) that models correctly the transport and reaction processes and their coupling. Further I have implemented a software prototype based on the proposed modeling approach and validated this prototype on the case of the Coutte-Taylor PBR. I have also demonstrated that the modeling approach has a significant potential from the computational costs point of view by implementing and validating the software prototype on the parallel architecture of CUDA (Compute Unified Device Architecture). The current parallel implementation is approximately 20 times faster than the unparallized one and decreases thus significantly the iteration cycle of the PBR design process.
|
|
E-learningová podpora celoživotního vzdělávání
Žažo, David ; Husa, Jiří (vedoucí práce) ; Marek, Marek (oponent)
Bakalářská práce se zabývá vytvořením elektronického vzdělávacího kurzu pro pracovníky obsluhující kamerový systém městské policie Chomutov. Tento kurz je tvořen na základě potřeby seznámení stávajících i nových zaměstnanců s řídícím softwarem IndigoVison Control Center, který slouží k ovládání kamerového systému. Při absolvování kurzu se účastníci seznamují s funkcemi, možnostmi a principy ovládání tohoto softwaru. V závěru kurzu jsou vědomosti, získané absolvováním kurzu ověřeny závěrečným testem. Celý kurz je následně zhodnocen na základě výsledků testů a rozhovoru s jeho účastníky. Teoretická část práce se zabývá e-learningem, zmiňuje jeho přednosti a zápory a také specifika spojená se vzděláváním dospělých. V praktické části práce je podrobně představen e-learningový kurz, který je plně realizován v prostředí MoodleCloud a který je praktickým výsledkem této práce.
|
|
DCTOOL-A3
Bakule, Lubomír ; Papík, Martin ; Rehák, Branislav
DCTOOL-A3 is a documentation of Matlab routines developed for the design of decentralized control of large scale complex systems. The current beta version covers three areas as follows:\nReport 4.1 deals with the event-triggered control design for unstructured uncertain systems. Both non-quantized and quantized feedback is analyzed. The results are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Logarithmic quantizer is used. Numerical example illustrates the effectiveness of the presented results.\nReport 4.2 presents a new decentralized overlapping wireless control design with a switched communication protocol. The method is applied by simulations on the 20-story building structure including the test of robustness of the methods against sensor failures and network node dropouts of a digital network.\nReport 4.3 presents the construction of a new decentralized wireless controller and a set of heuristic algorithms for evaluation of packet dropouts, sensor faults and actuator faults. The digital network operates at the standard frequency used in well-known widely-used industrial protocols. The results are tested at the Benchmark model decomposed into two disjoint substructures. The results are published. Thus, the details are omitted here.
|
|
Inteligence skupiny
Winklerová, Zdenka ; Šaloun, Petr (oponent) ; Škrinárová,, Jarmila (oponent) ; Zbořil, František (vedoucí práce)
Záměrem disertační práce je aplikovaný výzkum skupinové ( kolektivní ) inteligence . K prokázání použitelnosti inteligence skupiny je zkoumán algoritmus na bázi roje částic ( Particle Swarm Optimization PSO ), v němž je problém inteligence skupiny převeden na matematickou optimalizaci, kdy roj částic ( particle swarm ) hledá globální optimum ve vymezeném prostoru problému a prohledávání je řízeno podle předem nadefinované účelové funkce ( objective function ), která zastupuje řešený problém. Byla navržena a experimentálně ověřena strategie prohledávání, v níž částice průběžně přizpůsobují své chování charakteristikám prostoru řešeného problému, a bylo experimentálně zjištěno, jak se vliv řídící účelové funkce zastupující řešený problém projevuje v chování částic. Výsledky experimentování s navrženou strategií prohledávání byly porovnány s výsledky experimentů s referenční verzí algoritmu PSO . Experimenty ukázaly, že klasické prohledávání, kde jedinou podmínkou je stabilní trajektorie, po níž se částice pohybuje v prostoru řešeného problému, a kde je ve výsledku eliminován vliv řídící účelové funkce, může selhat a že dynamická stabilita trajektorií částic sama o sobě není ukazatelem prohledávacích schopností algoritmu ani konvergence algoritmu ke správnému, globálnímu řešení. Byl navržen způsob prohledávání prostoru řešeného problému, v němž algoritmus PSO reguluje stabilitu algoritmu průběžným přizpůsobováním chování částic charakteristikám prostoru problému. Navržený algoritmus usměrňoval vývoj prohledávání prostoru problému tak, že vzrostla pravděpodobnost úspěšnosti řešení.
|
| |
|
Řízení projektů ve vybraném podniku
POKORNÝ, Radek
Tato práce se zabývá projektovým řízením ve vybrané společnosti. Má dvě části. První část je teoretická, která je zaměřena na teoretické zpracování tématu. To vysvětluje, co je projekt, řízení projektů, organizace projektů, procesů projektového managementu, jaký je cíl projektu, komunikace, řízení, změny a rizika a další. V praktické části jsem se zaměřil na konkrétní společnost a jejich projektový management a následně jsem analyzoval konkrétní projekt. Název zmíněné společnosti je OHL ŽS, a.s. Je to Španělská, která působí po celém světě. V České republice má ředitelsví v Brně. Tato společnost má několik divizí a každý z nich je zaměřen na jiný typ stavebnictví. Vybral jsem si divizi pozemního stavitelství. Tato divize se zaměřuje na všechny druhy staveb. Mohla by to být výstavba nových budov nebo rekonstrukce. Při analýze vybraného projektu jsem použil různé obchodní dokumenty, smlouvy s investorem, nebo dodavateli, náklady na projekt, časový harmonogram. Také jsem využil své zkušenosti s tímto projektem, protože jsem se podílel na realizaci tohoto projektu po větší části jeho provádění. Název tohoto projektu je rekonstrukce obvodového pláště včetně výměny oken a zateplení. Při analýze projektu jsem našel pár zásadních nedostatků. Pokud by se nám podařilo vyhnout se těmto nedostatkům, mohli bychom zvýšit zisk. Tyto nedostatky jsou zejména chyby při řízení. Na začátku byli jmenováni dva dočasní stavbyvedoucí. Pracovníci na této pozici v podstatě nemají zájem na výsledku projektu, protože jejich vedoucí nemá žádné prostředky na ovlivnění výkonosti tohoto pracovníka. Chybí zde motivační systém. Nezáleží na výkonu, ale pracovník dostane vždy stejnou mzdu. Pro odstranění těchto nedostatků jsem navrhl několik návrhů na zlepšení. První návrh je modifikace a rozšíření motivačního systému. Nový motivační systém obsahuje osobní ohodnocení. Toto hodnocení je závislá na výkonu zaměstnance. Druhá část je odměna z nadzisku. Dalším návrhem je vytvoření nové pracovní pozice. Tato pozice se bude starat o kontrolu a projektové dokumentace. V průběhu stavebního projektu, a to zejména na konci je stavbyvedoucí velmi zaneprázdněn. To záleží na rozhodnutí stavbyvedoucího, jakým činnostem dá přednost. Zda se bude věnovat dokumentaci, nebo prováděným pracím a technologii. Navrhovaná pozice by se starala o faktury, skutečně provedené práce, projektovou dokumentaci a předávání skutečně odvedené práce. Třetím návrhem je nákup malého strojního zařízení, jako jsou bourací kladiva a vrtačky. V této době se pronajímají všechna zařízení. Nájemné je vyšší než kupní cena. Poslední návrh je použít leasing na obnovu vozového parku. V této době mají zastaralý vozový park, protože současný vozový park byl pořízen za hotovost. To není výhodné.
|
|
Systém řízení a konkurenceschopnost malého podniku služeb
PODLAHOVÁ, Žaneta
Bakalářská práce se zabývá zhodnocením současného systému řízení a konkurenceschopnosti vybrané malé firmy v Jihočeském kraji. Předmětem podnikání této společnosti je poskytování služeb v realitním odvětví, jejíchž cílem je uspokojit své zákazníky. Praktická část obsahuje podrobnější popis společnosti včetně historie se současností a znázorňuje svůj systém řízení. Používané metody jsou Porterův model pěti konkurenčních sil, PEST a SWOT analýza a analýza konkurence. Porterův model pěti konkurenčních sil analyzuje okolní prostředí a zkoumá konkurenceschopnost. PEST analýza je jednoduchý a široce používaný nástroj, který Vám pomůže analyzovat politické, ekonomické, socio-kulturní a technologické změny v podnikatelském prostředí. SWOT analýza se zabývá vnějším a vnitřním prostředím. Tato teorie popisuje silné a slabé stránky vybraného podniku a jeho příležitosti a ohrožení. Analýza konkurence popisuje hlavní konkurenty společnosti. Teoretická část se vztahuje na tyto metody. Na závěr jsem doporučila návrhy, které pomohou zvýšit konkurenceschopnost podniku.
|
|
CD46 and β1integrin interaction in mouse sperm head
Šebková, Nataša ; Frolíková, Michaela ; Dvořáková-Hortová, Kateřina
CD46 protein plays an important role during fertilization and its role is associated with acrosome stability. CD46 is probably involved in signalling pathways triggering the acrosome reaction. Integrins interact with many cytoskeletal proteins such as actin, therefore changes in the actin cytoskeleton before and after AR may lead to changes in the association and localization of CD46 and β1integrin. Our aim was to monitor mutual CD46 and β1integrin interaction detected by the proximity ligation assay. It generates a localized signal in a form of spots revealing the exact position of the recognition event. Proteins interaction was study in freshly released sperm and sperm during the acrosome reaction, during which there is a gradual relocation of these proteins towards the equatorial segment and the whole sperm head. Proteins α and β tubulin were used as a positive control, α tubulin and β1 integrin as a negative control. In situ PLA showed a distinct spotted signal indicating the mutual interaction of CD46 and β1integrin. A positive response was demonstrated not only in freshly released sperm but also in sperm during the acrosome reaction. Freshly released sperm were distinctively labelled in the acrosome region and the neck, similarly to the positive control. Sperm during the acrosome reaction showed the signal across the whole sperm head region. No signal or sporadic nonspecific staining was detected in the case of the negative control. In summary, our results deliver new information that proteins CD46 and β1 integrin interact with each other. These results suppose the theory that β1 integrin can mediate a connection between CD46 and sperm cytoskeleton thereby molecules of signalling pathways leading to activation of the acrosome reaction.
|
host ::
