|
Teorie redistribuce a její aplikace
Mihalčinová, Hana ; Dlouhý, Martin (vedoucí práce) ; Valenčík, Radim (oponent) ; Peško, Štefan (oponent)
Teorie redistribučních systémů je praktickým rozšířením teorie her, která se zabývá redistribucí uvnitř sociálního systému, kde jsou více než dva hráči s různými výkonnostmi a možností tvorby koalic. Práce je rozdělena do tří kapitol. V první kapitole jsou popsány teoretické poznatky z teorie her. Druhá kapitola se zabývá teorií redistribučních systémů. Pomocí elementárního redistribučního systému a jeho zobecnění je popsáno skupinové chování při dělení výplaty získané společným výkonem. Je zde představeno rozšíření redistribučního systému na složený redistribuční systém s fraktální strukturou. Dále je ověřena teorie diskriminační a společně přijatelné rovnováhy na elementárním redistribučním systému a také pomocí teorie užitku. Ve třetí kapitole je popsáno využití teoretických poznatků na alokaci prostředků na financování fakulty vysoké školy. Byl použit přístup teorie her, kdy se pomocí tvorby koalic redukovala hra na nekooperativní hru dvou hráčů. Také byla použita teorie redistribučních systémů, kdy byla využita redukce na nekooperativní hru dvou hráčů. Tato redukovaná nekooperativní hra dvou hráčů byla převedena na kooperativní hru více než dvou hráčů pomocí změny pravidel hry a umožněním tvorby koalic. Oba tyto přístupy jsou v praktické části porovnány na konkrétních datech s aktuálním stavem.
|
|
Optimalizace toku materiálu ve výrobní firmě v automobilovém průmyslu
Kolář, Tomáš ; Jirsák, Petr (vedoucí práce) ; Vinš, Marek (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na optimalizaci materiálového toku v automobilovém průmyslu. První část práce uvádí teoretická východiska. Představuje odvětví automobilového průmyslu a aktuální tendence na světovém trhu. Následuje krátké představení společnosti, kde byla práce zpracována. Hlavní teoretická část pojednává o konceptu štíhlé výroby, kde na konkrétních příkladech popisuje jednotlivé nástroje lean managementu, ale zaměřuje se také na filozofickou rovinu, zejména tedy na přístup k práci a firemní strategii. Na teoretické poznatky již navazuje aplikační část. Celý projekt diplomové práce se zaměřuje na optimalizaci specifické oblasti PC store. Nejprve je tato oblast zasazena do kontextu s celkovým tokem materiálu, kde jsou ve zkratce představeny všechny procesy a oblasti na toku plných obalů. Poté se již přistupuje k hlubší analýze a samotné optimalizaci PC storu, kde jsou aplikovány tři různé způsoby redukce zásob a zrychlení materiálového toku. Závěrečná část uvádí porovnání výchozího a budoucího stavu, včetně přehledu provedených změn.
|
|
A Comparison of Preconditioning Methods for Saddle Point Problems with an Application to Porous Media Flow Problems
Axelsson, Owe ; Blaheta, Radim ; Hasal, Martin
The paper overviews and compares some block preconditioners for the solution of saddle point systems, especially systems arising from the Brinkman model of porous media flow. The considered preconditioners involve different Schur complements as inverse free Schur complement in HSS (Hermitian - Skew Hermitian Splitting preconditioner), Schur complement to the velocity matrix and finally Schur complement to a regularization block in the augmented matrix preconditioner. The inverses appearing in most of the considered Schur complements are approximated by simple sparse approximation techniques as element-by-element and Frobenius norm minimization approaches. A special interest is devoted to problems involving various Darcy, Stokes and Brinkman flow regions, the efficiency of preconditioners in this case is demonstrated by some numerical experiments.
|
|
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.
|
|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Manažerské dovednosti
Červinková, Barbora ; Kříž, Josef (vedoucí práce) ; Zdeněk, Zdeněk (oponent)
Teoretická východiska v této práci vysvětlují pojmy blízce související s managementem a manažerskými dovednostmi. Úvodní část se týká přiblížení samotného pojmu manažer a management, dále jsou rozepsány manažerské funkce, které jsou souvisle rozvity do popisu dalších schopností, jako jsou komunikace, stanovování cílů, kompetence i koučování. Stěžejním bodem je přiblížení pojmů soft a hard dovednosti, které by manažeři měli vlastnit, anebo kterým by se měli v průběhu své praxi naučit. Jen díky správnému ovládání obou těchto skupin dovedností lze docílit kvalitního vedení organizace. Pro zřetelnější vysvětlení je v části manažerských dovedností obsažen grafický náhled, který přibližuje rozdělení dovedností. V druhé části práce, tedy praktické části, je popsána situace s dosavadními dovednostmi manažerů ve zvolené společnosti. Díky dotazníku je možné změřit současnou úroveň získaných dovedností manažerů na třech úrovních a dále lze vyhodnotit, jaký je zájem o zvyšování jednotlivých dovedností, anebo zda se manažeři cítí dostatečně kvalifikování na výkon své pracovní pozice.
|
|
Navrhování experimentů pro nestacionární produkční procesy
Jadrná, Monika ; Macák, Tomáš (vedoucí práce)
Disertační práce se zaměřuje na oblast služeb a oblast hromadné výroby. Konkrétně se jedná o optimalizaci produktového portfolia cestovní kanceláře a optimalizaci výroby nábojů.
V literárních východiscích je vysvětlena terminologie z oblasti rozhodování a popsány metody, které jsou používány pro podporu rozhodování. Jedná se o aktuální přehled řešené problematiky a definování základních pojmů. Teoretická východiska výzkumu jsou v oblasti služeb zaměřena na volbu vhodných vstupních proměnných. V oblasti výroby pak na volbu konkrétního materiálu a vhodného vybavení pro danou výrobu. Literární východiska a teoretická východiska výzkumu současně tvoří základ pro praktickou část práce.
V praktické části disertační práce je zvolen konkrétní podnik působící v daném odvětví. V oblasti služeb je optimalizováno produktové portfolio pomocí Fuzzy logiky a Fuzzy množin, tak aby firma působící v dané oblasti byla schopna se uplatnit a fungovat na současném vysoce konkurenčním trhu. V oblasti výroby je nastaveno optimální složení produktu tak, aby bylo dosahováno jeho požadovaných vlastností.
Hlavním cílem disertační práce je návrh metodického přístupu pro řízení vybraných podnikových procesů při jejich nestacionárním časovém průběhu. V praktické realizaci je cílem verifikovat funkčnost navrženého metodického přístupu, jak v oblasti služeb, tak v oblasti hromadné výroby.
|
|
Automata in Infinite-state Formal Verification
Lengál, Ondřej ; Jančar, Petr (oponent) ; Veith, Helmut (oponent) ; Esparza, Javier (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
The work presented in this thesis focuses on finite state automata over finite words and finite trees, and the use of such automata in formal verification of infinite-state systems. First, we focus on extensions of a previously introduced framework for verifi cation of heap-manipulating programs-in particular programs with complex dynamic data structures-based on tree automata. We propose several extensions to the framework, such as making it fully automated or extending it to consider ordering over data values. Further, we also propose novel decision procedures for two logics that are often used in formal verification: separation logic and weak monadic second order logic of one successor. These decision procedures are based on a translation of the problem into the domain of automata and subsequent manipulation in the target domain. Finally, we have also developed new approaches for efficient manipulation with tree automata, mainly for testing language inclusion and for handling automata with large alphabets, and implemented them in a library for general use. The developed algorithms are used as the key technology to make the above mentioned techniques feasible in practice.
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (oponent) ; Steininger, Andreas (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
In the development of current hardware systems, e.g. embedded systems or computer hardware, new ways how to increase their reliability are highly investigated. One way how to tackle the issue of reliability is to increase the efficiency and the speed of verification processes that are performed in the early phases of the design cycle. In this Ph.D. thesis, the attention is focused on the verification approach called functional verification. Several challenges and problems connected with the efficiency and the speed of functional verification are identified and reflected in the goals of the Ph.D. thesis. The first goal focuses on the reduction of the simulation runtime when verifying complex hardware systems. The reason is that the simulation of inherently parallel hardware systems is very slow in comparison to the speed of real hardware. The optimization technique is proposed that moves the verified system into the FPGA acceleration board while the rest of the verification environment runs in simulation. By this single move, the simulation overhead can be significantly reduced. The second goal deals with manually written verification environments which represent a huge bottleneck in the verification productivity. However, it is not reasonable, because almost all verification environments have the same structure as they utilize libraries of basic components from the standard verification methodologies. They are only adjusted to the system that is verified. Therefore, the second optimization technique takes the high-level specification of the system and then automatically generates a comprehensive verification environment for this system. The third goal elaborates how the completeness of the verification process can be achieved using the intelligent automation. The completeness is measured by different coverage metrics and the verification is usually ended when a satisfying level of coverage is achieved. Therefore, the third optimization technique drives generation of input stimuli in order to activate multiple coverage points in the veri\-fied system and to enhance the overall coverage rate. As the main optimization tool the genetic algorithm is used, which is adopted for the functional verification purposes and its parameters are well-tuned for this domain. It is running in the background of the verification process, it analyses the coverage and it dynamically changes constraints of the stimuli generator. Constraints are represented by the probabilities using which particular values from the input domain are selected. The fourth goal discusses the re-usability of verification stimuli for regression testing and how these stimuli can be further optimized in order to speed-up the testing. It is quite common in verification that until a satisfying level of coverage is achieved, many redundant stimuli are evaluated as they are produced by pseudo-random generators. However, when creating optimal regression suites, redundancy is not needed anymore and can be removed. At the same time, it is important to retain the same level of coverage in order to check all the key properties of the system. The fourth optimization technique is also based on the genetic algorithm, but it is not integrated into the verification process but works offline after the verification is ended. It removes the redundancy from the original suite of stimuli very fast and effectively so the resulting verification runtime of the regression suite is significantly improved.
|
|
Retargetable Analysis of Machine Code
Křoustek, Jakub ; Janoušek, Jan (oponent) ; Návrat,, Pavol (oponent) ; Kolář, Dušan (vedoucí práce)
Program analysis is a computer-science methodology whose task is to analyse the behavior of a given program. The methods of program analysis can also be used in other methodologies such as reverse engineering, re-engineering, code migration, etc. In this thesis, we focus on program analysis of a machine-code and we address the limitations of a nowadays approaches by proposing novel methods of a fast and accurate retargetable analysis (i.e. they are designed to be independent of a particular target platform). We focus on two types of analysis - dynamic analysis (i.e. run-time analysis) and static analysis (i.e. analysing application without its execution). The contribution of this thesis within the dynamic analysis lays in the extension and enhancement of existing methods and their implementation as a retargetable debugger and two types of a retargetable translated simulator. Within the static analysis, we present a concept and implementation of a retargetable decompiler that performs a program transformation from a machine code into a human-readable form of representation. All of these tools are based on several novel methods defined by the author. According to our experimental results and users feed-back, all of the proposed tools are at least fully competitive to existing solutions, while outperforming these solutions in several ways.
|
host ::
