Wybrane metody numeryczne z przykładami zastosowań w zadaniach inżynierskich

Stanisław Rosłoniec

W opracowaniu przedstawiono wybrane metody numeryczne wykorzystywane do rozwiązywania układów równań liniowych i nieliniowych, interpolowania i aproksymowania funkcji jednej zmiennej, całkowania funkcji jednej i wielu zmiennych, różniczkowania funkcji jednej i wielu zmiennych oraz całkowania układów równań różniczkowych zwyczajnych. Wszystkie przedstawione metody zilustrowano przykładami wynikającymi z konkretnych zadań inżynierskich. Skrypt ten może być wykorzystywany w szkołach wyższych o profilu technicznym. Prezentowane, już trzecie, wydanie podręcznika zostało znacznie zmienione. Całkowicie nowym rozdziałem jest rozdział 2, traktujący o numerycznych metodach rozwiązywania zagadnień własnych macierzy algebraicznych. W pierwszym z jego podrozdziałów przedstawiono standardowe metody wyznaczania wartości i wektorów własnych macierzy trójdiagonalnych. Następnie przedstawiono kolejno wersje metody potęgowej i przykłady metod transformacyjnych jakimi są metody Jacobiego, Givensa i przekształcenia QR. W końcowej części rozdziału podano przykład ilustrujący procedurę ortogonalizacji Grama-Schmidta. Do najistotniejszych uzupełnień wprowadzonych do rozdziału 3, poświęconego metodom rozwiązywania pojedynczych równań nieliniowych, należy zaliczyć: rozszerzenie opisu metody Laguerre'a, prezentację metod Pegaza i Illinois będących ulepszonymi wersjami metody cięciw oraz omówienie metody macierzy towarzyszącej i metody Mullera. Rozdział 4, poświecony numerycznym metodom rozwiązywania układów równań nieliniowych, rozszerzono o opis metody Broydena, która jest wielowymiarowym odpowiednikiem metody siecznej opisanej w podrozdziale 3.2.3. Rozdział 5 traktujący o metodach interpolacji i aproksymacji funkcji jednej zmiennej rozszerzono o bardziej szczegółowy opis wymagań nakładanych na sześcienną funkcję sklejaną i wprowadzenie uzupełniającej formy zapisu tej funkcji. Ponadto opisano sposób interpolacji za pomocą liniowej kombinacji B-funkcji sklejanych trzeciego stopnia. Drugim, nowo opracowanym rozdziałem jest rozdział 6 poświęcony metodom interpolacji i aproksymacji funkcji dwóch zmiennych. Rozdział ten obejmuje: metodę kolejnych, jednowymiarowych interpolacji, metodę bezpośredniej, dwuwymiarowej interpolacji za pomocą wielomianu drugiego stopnia i dwuwymiarowej B-funkcji sklejanej. Istotę dwuwymiarowej, średniokwadratowej aproksymacji omówiono wykorzystując jako funkcję aproksymującą uogólniony wielomian dwóch zmiennych określony przez 9 niezależnych współczynników. Rozdział 7 został rozszerzony przez wprowadzenie przykładu obliczeniowego ilustrującego 7-węzłową kwadraturę Gaussa-Legendre'a i algorytmu 15-węzłowej kwadratury Gaussa-Kronroda G7-K15. Podwyższoną dokładność obliczeń wykonanych według tej kwadratury potwierdzają wyniki prezentowane przykładzie 7.8. Kolejnym, rozszerzonym rozdziałem jest rozdział 9 poświęcony metodom numerycznego całkowania równań różniczkowych zwyczajnych. Rozważane w tym rozdziale zadanie rozwiązywania zagadnienia granicznego, patrz podrozdział 9.6, zostało wzbogacone w wyniku omówienia podstaw metod kollokacji i Galerkina wraz z ilustrującymi je przykładami. Jako funkcje aproksymujące wyznaczane numerycznie rozwiązanie zastosowano standardowe, sześcienne funkcje sklejane i B-funkcje sklejane trzeciego stopnia. Kończąc, pragnę wyrazić przekonanie, że przedkładana książka okaże się być interesująca i użyteczna dla wielu czytelników.

Mechanika materiałów i konstrukcji. Tom 1

Andrzej Jaworski, Grzegorz Krzesiński, Marek Bijak-Żochowski (red.), Tomasz Zagrajek

Podstawą tej publikacji są wydane przez Oficynę Wydawniczą PW książki tychże autorów: "Podstawy mechaniki ciała stałego" (praca zb. pod red. Andrzeja Jaworskiego, Warszawa 1999) oraz "Wytrzymałość konstrukcji" (praca zb. pod red. Marka Bijak-Żochowskiego, Warszawa 2004) Podręcznik powstał w wyniku połączenia "Wytrzymałości konstrukcji" (Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2004) i wydanych w 1999 roku w tejże Oficynie "Podstaw mechaniki ciała stałego". Wprowadzono w nim wiele poprawek, zmian i uzupełnień, usuwając jednocześnie występujące powtórzenia. Wydaje się, że bezpośrednie włączenie do podręcznika wytrzymałości podstaw nauki, na której wytrzymałość się opiera, pozwoli na łatwiejsze zrozumienie omawianych zagadnień. Książka jest adresowana do studentów wyższych uczelni technicznych i inżynierów zajmujących się problemami statyki i wytrzymałości. Podstawowy zakres wykładu został wzbogacony o problemy nieliniowe (geometrycznie i materiałowo) i dynamiczne (drgania, uderzenie, fale sprężyste). Omówiono także materiały kompozytowe. Autorzy postanowili podstawowy tok wykładu przedstawić w ujęciu analitycznym, nie rezygnując z pokazania rozwiązań numerycznych trudniejszych przykładów. Metodom numerycznym poświęcono obszerną część podręcznika, w której omówiono sposoby rozwiązywania, głównie przy użyciu MES, wszystkich rodzajów ustrojów i struktur, które były omawiane w ramach części poprzednich. Podobieństwo, a czasami identyczność podejścia numerycznego do różnych zagadnień uzasadnia ich wspólną prezentację.

Metody opisu i symulacji układów elektronicznych

Jan Ogrodzki

Niniejsza monografia poświęcona jest metodom formalnego opisu układów elektronicznych i opartej na tym opisie komputerowej symulacji. W procesie projektowania i fabrykacji współczesnych układów scalonych symulacja komputerowa jest nieodzownym narzędziem wspomagającym. Przytoczono podstawowe, najbardziej rozpowszechnione modele elementów półprzewodnikowych, by na ich podstawie wprowadzić Czytelników w dziedzinę opisów matematycznych układów fizycznych. Opisy te mogą mieć postać równań algebraicznych, różniczkowych zwyczajnych lub cząstkowych, lub, co jest równoważne, sieci elektrycznej, czyli połączenia wyidealizowanych elementów elektronicznych. Monografia zajmuje się tylko układami o stałych skupionych, a więc takimi, w których długość fali sygnału zmiennego jest dużo większa od rozmiarów geometrycznych układu.

Modelowanie i analiza problemów decyzyjnych przydziału pojazdów do zadań w zagadnieniach transportowych

Mariusz Izdebski

Praca dotyczy metodologii modelowania przydziału pojazdów do zadań w zagadnieniach transportowych z uwzględnieniem wyznaczania tras jazdy pojazdów, przy jednoczesnej minimalizacji liczby tych pojazdów oraz wskazaniu typów pojazdów realizujących zadania transportowe. Przedstawiona metodologia modelowania przydziału pojazdów do zadań wraz z implementacją komputerową może stanowić narzędzie wspomagania decyzji w zakresie planowania tras jazdy pojazdów czy opracowywania harmonogramów pracy kierowców w przedsiębiorstwach transportowych.   Wymiernym efektem pracy jest aplikacja komputerowa umożliwiająca optymalizację przydziału pojazdów do zadań dla różnych systemów transportowych. Przedstawiona w pracy metodologia pozwala na dopasowanie zasobów technicznych do potrzeb obsługi transportowej podmiotów gospodarczych w zależności od sytuacji decyzyjnej.   Przedstawione w pracy modele matematyczne różnią się między sobą przede wszystkim celem wyrażonym funkcją kryterium oraz rodzajem realizowanych zadań. Zagadnienia przydziału w monografii zostały ukazane w ujęciu wielokryterialnym.   Opracowanie obejmuje osiem rozdziałów, z których trzy pierwsze stanowią krytyczną analizę stanu zagadnienia, kolejne dwa zawierają matematyczne sformułowanie problemu, następny rozdział przedstawia procedurę konstruowania algorytmu genetycznego wyznaczającego przydział pojazdów do zadań oraz opis aplikacji, a weryfikacja algorytmu oraz wnioski są ostatnimi rozdziałami niniejszej monografii.

Wybrane zagadnienia prognozowania produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnych nośników energii

Dariusz Baczyński, Mirosław Parol, Paweł Piotrowski

Prezentowana monografia dotyczy zagadnienia prognozowania w elektroenergetyce. Tematyka ta jest istotna zarówno z technicznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia. Opracowanie zawiera opis wybranych zagadnień dotyczących prognozowania produkcji energii elektrycznej w OZE, łącznie z przedstawieniem i analizą przykładowych prognoz w tym zakresie. Zakres tematyczny obejmuje różne technologie wytwarzania energii w OZE, jak również różne horyzonty prognostyczne. Horyzont krótkoterminowy dotyczy różnych nośników energii (wiatru, słońca i wody), zaś horyzont średnioterminowy i długoterminowy potencjału energetycznego z OZE. Wydaje się, że monografia ta może mieć duże znaczenie, zarówno poznawcze, jak i praktyczne. Monografia składa się z wstępu, siedmiu rozdziałów merytorycznych oraz podsumowania. Pierwszy rozdział merytoryczny poświęcony jest technicznym i ekonomicznym aspektom wytwarzania energii elektrycznej w odnawialnych źródłach energii. W rozdziale drugim omówiono kryteria jakości wykonywanych prognoz. Wybrane zagadnienia dotyczące zastosowań prognoz produkcji energii elektrycznej z OZE z punktu widzenia ich wykorzystania w systemach elektroenergetycznych zostały zaprezentowane w rozdziale trzecim. Zagadnienie prognozowania krótkoterminowego produkcji energii elektrycznej pozyskiwanej z energii wiatru, z energii słońca oraz z energii wody zostało przedstawione odpowiednio w rozdziałach czwartym, piątym i szóstym. Rozdział siódmy został poświęcony prognozowaniu średnioterminowemu i długoterminowemu potencjału energetycznego z energii słońca.

Miękkie zarządzanie w organizacji. Rozwój kariery i zachowania społeczne ludzi w organizacji

Jolanta Jurczak, Michael Jaksa

Prezentowane opracowanie jest pierwszym tomem podręcznika z serii wydawniczej Miękkie zarządzanie w organizacji, poświęconego wybranym aspektom miękkiego zarządzania ludźmi. Poszczególne rozdziały koncentrują się wokół wybranych zagadnień z obszaru rekrutacji i selekcji ludzi do organizacji, ich rozwoju zawodowego oraz rozwiązywania konfliktów i negocjacji jako kluczowych procesów zapewniających sprawne funkcjonowanie i współdziałanie organizacji na rynku. W rozdziale pierwszym scharakteryzowano istotę pozyskiwania ludzi do organizacji, wskazując na proces planowania zatrudnienia, rekrutację i selekcję pracowników, z uwzględnieniem ich rodzajów, etapów i funkcji. Następnie opisano skuteczne metody wykorzystywane w obszarze rekrutacji i selekcji, takie jak: e-rekrutacja, grywalizacja, Talent pooling czy zastosowanie sztucznej inteligencji z wykorzystaniem systemów ATS i chatbotów, które zapewniają automatyzację procesów pozyskiwania i kierowania potencjałem pracowników. Rozdział drugi poświęcono problematyce planowania i zarządzania karierą zawodową w obszarze indywidualnym i organizacyjnym. Omówiono istotę kariery zawodowej i koncepcje jej planowania na szczeblu jednostki i organizacji. Zaprezentowano również klasyfikację typów i modeli przebiegu kariery zawodowej (koncepcje D.E. Supera, L. Cadina, M. Suchara) i scharakteryzowano modele kariery zawodowej dopasowane do typów osobowości (według koncepcji J.L. Hollanda i E.H. Scheina). Zaprezentowano metodykę kształtowania rozwoju kariery zawodowej, a następnie zidentyfikowano najczęściej wykorzystywane w zarządzaniu karierą pracowników narzędzia (plany sukcesji, analizę SWOT, macierze transakcyjne czy metodę biograficzną oraz problematykę tworzenia strategii kariery zawodowej). W rozdziale trzecim przedstawiono istotę konfliktu i jego charakterystyczne elementy. Opisano typowe zachowania i reakcje ludzi zaangażowanych w spór. Omówiono przebieg konfliktu wraz z nasilaniem się jego intensywności, uwidaczniając charakterystyczne zachowania ludzi na każdym z etapów eskalacji. W ostatnim rozdziale przedstawiono najistotniejsze elementy związane z umiejętnością negocjowania. Opisano w nim popularne rodzaje negocjacji i style ich prowadzenia, z charakterystyką rekomendowanego stylu "opartego na zasadach". Przedstawiono najważniejsze uwarunkowania negocjacji. Szczególną uwagę poświęcono charakterystyce etapów przebiegu procesu negocjacji, w tym prawidłowego przygotowania do negocjacji i koncepcji BATNA. Wierzymy, że zaprezentowane treści przyczynią się do skuteczniejszych działań i trafniejszych decyzji po stronie osób odpowiedzialnych za procesy zarządzania ludźmi w organizacjach. Czytelnicy, którzy pragną poszerzać swoją wiedzę o kolejne aspekty z zakresu zarządzania kapitałem ludzkim lub doskonalić własne kompetencje w obszarze miękkiego zarządzania, odnajdą kolejne zagadnienia w przygotowywanym drugim tomie podręcznika z serii Miękkie zarządzanie w organizacji. Poruszana w nim tematyka zostanie rozszerzona i uzupełniona ćwiczeniami oraz materiałami do dyskusji i analizy.

Digital Twins, Digital Shadows, and Simulation Models for Internal Transport

Mariusz Kostrzewski

The ideas presented in this monograph are intended to stimulate imagination and willingness for further research into digital models of various types, including simulation models, numerical models, digital twins, and digital shadows. The monograph itself ought to be treated as a foundation in the fi eld of these models in relation to internal transport and logistics analysis. As such, it can bring several benefi ts and dispel doubts about the various types of digital models in both the scientific and business communities, especially given the increasing popularity of digital models (including their novel variants, i.e. digital twins and digital shadows). Given the above brief presentation of the monograph's contributions, it is important to point out that it is addressed to a wide audience, including managers in industry, manufacturing, transport, and academia - both scientifi c, research, and teaching, as well as Ph.D. students and undergraduates, especially at the technical universities. The book will be a resource for those wishing to expand their knowledge of the applications of innovative technologies related to digital models, particularly digital twins, digital shadow, and simulation models. Monografia rozpoczyna się od części przeglądowej, która jest wynikiem ostatnich badań i rozważań autora w zakresie obszarów i gałęzi transportu, w tym - w porządku alfabetycznym transportu drogowego, lotniczego, morskiego, przesyłowego, szynowego, wodnego śródlądowego, ale przede wszystkim transportu wewnętrznego z nieodłącznie mu towarzyszącą logistyką wewnętrzną. Zasadniczym celem publikacji jest przedstawienie osiągnięć dotyczących modelowania procesów logistycznych z wykorzystaniem krzywych, w szczególności krzywych Beziera. Krzywe te są stosowane definiowania tras przemieszczania autonomicznych środków transportu wewnętrznego w obiektach logistycznych uwzględniając ich odzwierciedlenie w postaci modeli cyfrowych. Niniejsza monografia w głównej mierze podejmuje tezy takie jak: - Terminologia dotycząca cyfrowych bliźniaków może zostać usystematyzowana i wyjaśniona. - Cyfrowe bliźniaki/cienie/modele charakteryzują się różnymi przeznaczeniami. - Cyfrowe bliźniaki/cienie/modele charakteryzują się różną architekturą przepływu danych. - Cyfrowy bliźniaki znacząco przyczyniają się do zużycia energii i emisji ekwiwalentu CO2. - Krzywe Beziera mogą być stosowane do definiowania tras dla autonomicznych środków transportu wewnętrznego. - Modelowanie z wykorzystaniem metod symulacyjnych jest metodyką wyjściową do budowania i stosowania modeli cyfrowych, w szczególności cyfrowych bliźniaków i cyfrowych cieni.

Przetwórstwo tworzyw polimerowych. Laboratorium

Krzysztof Wilczyński

Skrypt jest przeznaczony dla studentów Wydziału Mechanicznego Technologicznego i stanowi uzupełnienie wykładów "Przetwórstwo Tworzyw Sztucznych", "Wybrane Zagadnienia Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych", "Automatyzacja Procesów Przetwórstwa Tworzyw Sztucznych", "Techniki Wytwarzania", "Maszyny Technologiczne" i "Technologie Przemysłowe". Stanowi podstawę merytoryczną zajęć laboratoryjnych tych przedmiotów. Jest polecany dla studentów innych wydziałów, np. Wydziału Chemicznego, Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydziału Inżynierii Materiałowej, Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych oraz studentów innych uczelni, np. Politechniki Wrocławskiej, Politechniki Śląskiej, Politechniki Poznańskiej, Politechniki Krakowskiej, Politechniki Gdańskiej czy Politechniki Częstochowskiej. Zawiera omówienie osiemnastu ćwiczeń laboratoryjnych, dotyczących podstawowych zagadnień przetwórstwa tworzyw polimerowych. Każde ćwiczenie jest poprzedzone wprowadzeniem, w którym podano podstawowe wiadomości niezbędne do zrealizowania ćwiczenia. W skrypcie przedstawiono podstawowe i aktualne zagadnienia przetwórstwa tworzyw polimerowych: materiałowe, technologiczne i konstrukcyjne. Jest zorganizowany wokół najważniejszych technologii przetwórstwa. Stanowi oryginalne ujęcie nowoczesnych zagadnień przetwórstwa szeroko rozumianych tworzyw polimerowych.