Verleger: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
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.
Anna Dybczyńska-Bułyszko
Dizajn: Percepcja jest pierwszą częścią dwutomowego wydawnictwa. Zawiera omówienie fizycznych, biologicznych i kulturowych uwarunkowań determinujących naszą percepcję rzeczywistości. Model percepcji jest bazą, na której budujemy nasze działanie. Między innymi podałam tam definicje: Gestaltu, homeostatu, selfu i inne, do których się odnoszę w części drugiej, niniejszej. Innymi słowy mówiąc, problematyka obu części jest ta sama, gdzie część pierwsza obejmuje teorię jako bazę do praktyki projektowej opisanej w części drugiej. Dizajn: Kreacja jest częścią drugą. Nie ma ambicji całościowego ogarnięcia problematyki projektowania widzianej jako problematyka twórczości w sensie teoretycznym. Z jednej strony jest relacją o metodach, które w praktyce sprawdziłam, z drugiej strony jest zaproszeniem do dyskusji, poprzez wprowadzenie koncepcji pochodzących z różnych dziedzin, jak neurologia, cybernetyka, retoryka, terapia zorientowana na sukces i inne. Koncepcji, a nie prawd, gdyż nie jestem w stanie sprawdzić czy są "prawdą", mogę jedynie sprawdzić ich przydatność w procesie projektowania i to wyłącznie przeze mnie, czyli subiektywnie.
Anna Dybczyńska-Bułyszko
Prezentowane opracowanie stanowi zbiór informacji, zestawionych w celu podniesienia sprawności twórczego myślenia, aby ułatwić drogę życiową nam jako twórcom, ale też jako odbiorcom, poczynając od fundamentalnych pytań sformułowanych przez Paula Gauguina: Skąd przychodzimy? Kim jesteśmy? Dokąd idziemy? Autorka zaczyna swoją narrację od ukazania fizycznych, chemicznych, biologicznych i kulturowych źródeł naszej percepcji świata, a w konsekwencji miejsca człowieka w świecie - w ślad za kierunkiem ewolucji najpierw w skali kosmicznej, następnie planety, a na niej życia biologicznego i w końcu ewolucji człowieka. Chronologii owej towarzyszą przykłady uwarunkowań percepcyjnych, które odbiły się w produktach ludzkiej przemyślności, odpowiednio od abstrakcji (religia, filozofia), przez nauki stosowane (chemia, termodynamika, ...), metody (algorytmy) aż ku technologiom i szeroko pojmowanym narzędziom (proste, mechaniczne, cyfrowe, bakterie, ...). Autorka analizuje proces projektowy w trzech aspektach: percepcja-kreacja-komunikacja, którym odpowiadają kolejne części tekstu, podzielonego na trzy, wzajemnie dopełniające się tomy. W pracy wielokrotnie opiera się na tekstach naukowych (teoria). W związku z dużym rozrzutem poruszanych dziedzin naukowych, zrezygnowała z zamieszczenia ich pełnej bibliografii, poza odniesieniami przytoczonymi w tekście. Zdecydowała też, że cytat z charakterystycznym słownictwem jest korzystniejszym rozwiązaniem niż przekazanie jego treści słowami, dlatego w opracowaniu zamieszczono stosunkowo dużą ilość cytatów. Dyskurs teoretyczny został zilustrowany przykładami z malarstwa i praktyki własnej Autorki, głównie z doświadczenia projektowego, naukowego i dydaktycznego, co wynika również z aktualnych przepisów dotyczących praw autorskich.
Dobór nastawień zabezpieczeń sieci średnich napięć - przykłady obliczeniowe
Adam Smolarczyk
W skrypcie, oprócz doboru nastaw zabezpieczeń przedstawione zostały podstawowe obliczenia zwarciowe, które są stosunkowo proste i z tego powodu często pomijane w literaturze dotyczącej doboru nastawień zabezpieczeń. Przedstawiono w nim przykłady obliczeniowe doboru nastawień zabezpieczeń od skutków zwarć wielko- i małoprądowych w sieciach średniego napięcia. Opracowanie może być uzupełnieniem podstawowej literatury dotyczącej elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ). Błędne obliczenia zwarciowe często są jednak przyczyną błędnego nastawiania zabezpieczeń. Podstawy teoretyczne dotyczące stosowanych zestawów zabezpieczeń elementów SEE oraz sposobu ich nastawiania zostały pominięte lub ograniczone do minimum i można je znaleźć w załączonej do skryptu bibliografii.
Drgania mechaniczne. 15 podstawowych wykładów
Włodzimierz Kurnik
Treść podręcznika podzielona jest na 15 wykładów. Każdy z wykładów jest spójnym kwantem wiedzy z przykładami obliczeniowymi. Każdy wykład kończy się zestawem pytań sprawdzających, które dotyczą najważniejszych spodziewanych efektów kształcenia. Drugi podział treści książki, to podział na 8 rozdziałów dotyczących różnych rozważanych zagadnień drganiowych. Każdemu rozdziałowi odpowiada jeden lub kilka wykładów. Rozdziały mają odrębną numerację podrozdziałów, wzorów, rysunków i przykładów, dzięki czemu można częściowo zmieniać kolejność ich studiowania, zaczynając jednak zawsze - po wiadomościach wstępnych - od drgań układów liniowych o jednym stopniu swobody. Treść książki jest ściśle skoordynowana nie tylko z wykładem, któremu odpowiada, ale też z ćwiczeniami audytoryjnymi oraz z programem ćwiczeń laboratoryjnych, które w ramach kierunku Mechanika i Budowa Maszyn są integralną częścią przedmiotu pod nazwą "Drgania mechaniczne". Każde z tych ćwiczeń znajduje swoje odzwierciedlenie w przykładach omawianych w podręczniku. Główny podział książki na rozdziały oparto na kryterium liczby stopni swobody i liniowości równań. Z tego punktu widzenia wyodrębniono w formie rozdziałów drgania liniowego układu o jednym stopniu swobody (rozdział 2), drgania układów liniowych o wielu stopniach swobody (rozdział 4) oraz drgania liniowych jednowymiarowych układów ciągłych (rozdział 5). Wiadomości wstępne zawierające istotę, znaczenie i klasyfikację drgań, modelowanie procesów i układów drgających oraz elementy analizy i syntezy harmonicznej zawarto w rozdziale 1. Rozdział 3 jest poświęcony analizie i interpretacji drgań układów o jednym stopniu swobody - liniowych i nieliniowych - na płaszczyźnie fazowej. Opisane są punkty osobliwe jako położenia równowagi układu drgającego. Pokazano także charakter trajektorii fazowych w otoczeniu punktów osobliwych, z uwzględnieniem ich stateczności. Celem tego rozdziału jest zdobycie umiejętności szkicowania obrazów fazowych układów drgających i rozpoznawania ich właściwości bez rozwiązywania ich równań. W rozdziale 6 przedstawiono podstawowe wiadomości dotyczące właściwości układów nieliniowych o jednym stopniu swobody - swobodnych i wymuszonych harmonicznie - na podstawie ich analizy metodą Galerkina. Podręcznik kończą rozdziały 7 i 8 jako pojedyncze wykłady poświęcone odpowiednio drganiom parametrycznym i drganiom samowzbudnym, w formie bardziej poglądowej niż analitycznej, jednak z zachowaniem niezbędnego minimum, dotyczącego ich modeli, analizy i podstawowych właściwości. Książka ściśle wiąże się z podręcznikiem "Wykłady z mechaniki ogólnej", wydanym po raz pierwszy w roku 2005 nakładem Oficyny Wydawniczej Politechniki Warszawskiej. Trzecie, poprawione wydanie tej książki ukazało się w roku 2017. Często odwołuje się do wiedzy zawartej w tym podręczniku i łącznie z nim stanowi swoistą całość. Kompletna wiedza z mechaniki ogólnej zawarta w wymienionym podręczniku nie jest warunkiem koniecznym do rozpoczęcia studiów w zakresie drgań mechanicznych, ale jej zrozumienie jest zdecydowanie pomocne w skutecznym opanowaniu wiedzy z zakresu drgań.
Drgania mechaniczne. 15 podstawowych wykładów
Włodzimierz Kurnik
Treść podręcznika podzielona jest na 15 wykładów. Każdy z wykładów jest spójnym kwantem wiedzy z przykładami obliczeniowymi. Każdy wykład kończy się zestawem pytań sprawdzających, które dotyczą najważniejszych spodziewanych efektów kształcenia. Drugi podział treści książki, to podział na 8 rozdziałów dotyczących różnych rozważanych zagadnień drganiowych. Każdemu rozdziałowi odpowiada jeden lub kilka wykładów. Rozdziały mają odrębną numerację podrozdziałów, wzorów, rysunków i przykładów, dzięki czemu można częściowo zmieniać kolejność ich studiowania, zaczynając jednak zawsze - po wiadomościach wstępnych - od drgań układów liniowych o jednym stopniu swobody. Treść książki jest ściśle skoordynowana nie tylko z wykładem, któremu odpowiada, ale też z ćwiczeniami audytoryjnymi oraz z programem ćwiczeń laboratoryjnych, które w ramach kierunku Mechanika i Budowa Maszyn są integralną częścią przedmiotu pod nazwą "Drgania mechaniczne". Każde z tych ćwiczeń znajduje swoje odzwierciedlenie w przykładach omawianych w podręczniku. Główny podział książki na rozdziały oparto na kryterium liczby stopni swobody i liniowości równań. Z tego punktu widzenia wyodrębniono w formie rozdziałów drgania liniowego układu o jednym stopniu swobody (rozdział 2), drgania układów liniowych o wielu stopniach swobody (rozdział 4) oraz drgania liniowych jednowymiarowych układów ciągłych (rozdział 5). Wiadomości wstępne zawierające istotę, znaczenie i klasyfikację drgań, modelowanie procesów i układów drgających oraz elementy analizy i syntezy harmonicznej zawarto w rozdziale 1. Rozdział 3 jest poświęcony analizie i interpretacji drgań układów o jednym stopniu swobody - liniowych i nieliniowych - na płaszczyźnie fazowej. Opisane są punkty osobliwe jako położenia równowagi układu drgającego. Pokazano także charakter trajektorii fazowych w otoczeniu punktów osobliwych, z uwzględnieniem ich stateczności. Celem tego rozdziału jest zdobycie umiejętności szkicowania obrazów fazowych układów drgających i rozpoznawania ich właściwości bez rozwiązywania ich równań. W rozdziale 6 przedstawiono podstawowe wiadomości dotyczące właściwości układów nieliniowych o jednym stopniu swobody - swobodnych i wymuszonych harmonicznie - na podstawie ich analizy metodą Galerkina. Podręcznik kończą rozdziały 7 i 8 jako pojedyncze wykłady poświęcone odpowiednio drganiom parametrycznym i drganiom samowzbudnym, w formie bardziej poglądowej niż analitycznej, jednak z zachowaniem niezbędnego minimum, dotyczącego ich modeli, analizy i podstawowych właściwości. Książka ściśle wiąże się z podręcznikiem "Wykłady z mechaniki ogólnej", wydanym po raz pierwszy w roku 2005 nakładem Oficyny Wydawniczej Politechniki Warszawskiej. Trzecie, poprawione wydanie tej książki ukazało się w roku 2017. Często odwołuje się do wiedzy zawartej w tym podręczniku i łącznie z nim stanowi swoistą całość. Kompletna wiedza z mechaniki ogólnej zawarta w wymienionym podręczniku nie jest warunkiem koniecznym do rozpoczęcia studiów w zakresie drgań mechanicznych, ale jej zrozumienie jest zdecydowanie pomocne w skutecznym opanowaniu wiedzy z zakresu drgań.
Andrzej Gawlikowski, Andrzej Zalewski, Elżbieta Szary
W opracowaniu Czytelnik znajdzie informacje o genezie Studium, jego organizacji, uczestnikach, kadrze, a także o życiu towarzyskim. Książka zawiera też informacje o pracach absolwentów oraz polityce w podejmowaniu tematów prac kształtowanej w miarę zmieniającej się struktury zawodowej uczestników. Autorzy mają nadzieję, że oddawana do rąk Czytelników książka to nie tylko rejestracja dwudziestu sześciu lat procesu dydaktycznego, lecz także w pewnym sensie odbicie przemian jakie zaszły w ciągu realizacji dwudziestu czterech kursów w społecznej świadomości przestrzeni i w środowisku zawodowo związanym z urbanistyką i gospodarką przestrzenną. To długi czas, obejmujący różne okresy w życiu uczelni i społeczeństwa. Pierwsze kilkanaście lat to lata głębokiej transformacji ustrojowej Kraju, lata tworzenia i wdrażania nowego prawa, powrotu do respektowania prywatnej własności i prawa do wdrażania własnych, indywidualnych opinii, prawa do ochrony własnych prywatnych i grupowych interesów, lata nowego spojrzenia na społeczne prawa i obowiązki w zakresie kształtowania przestrzeni i gospodarowania nią. Dwadzieścia sześć lat to dostatecznie długi czas istnienia szkoły, aby podsumować jej osiągnięcia. To prawie pięćset czterdziestu dyplomowanych absolwentów, którzy uzupełnili swoją wiedzę w dziedzinie urbanistyki, planowania przestrzennego i gospodarki przestrzennej, wymienili się doświadczeniami z kolegami z zespołu i całej grupy. Efektem są także prace studialne często wiążące się z konkretnymi problemami i zadaniami stojącymi przed służbami planistycznymi samorządu terytorialnego. Ważne wydaje się przypominanie słuchaczom Studium w czasie procesu dydaktycznego, że wbrew obiegowym opiniom wdrażanym, zwłaszcza na początku okresu transformacji ustrojowej, deprecjonującym znaczenie urbanistyki i planowania przestrzennego w warunkach gospodarki rynkowej jako reliktu socjalistycznego centralizmu, ich społeczna ocena jest dzisiaj odmienna. Coraz powszechniejsza jest bowiem świadomość, że społeczny wpływ na kształt przestrzeni i społeczna kontrola gospodarowania przestrzenią może się w obecnym stanie prawnym dokonywać niemal wyłącznie w skali urbanistycznej i na poziomie planowania miejscowego. Ta właśnie odrodzona świadomość społeczna mogłaby dzisiaj ponownie sytuować urbanistykę, planowanie przestrzenne i gospodarkę przestrzenną na należnym im miejscu pośród nauk społecznych i technicznych. Mamy jednak do czynienia ze zmniejszającą się liczebnością środowiska urbanistów, co jest skutkiem zarówno wspomnianych powyżej negatywnych ocen kreowanych pochopnie na początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku, jak też powszechnie występujących problemów kadrowo-płacowych przede wszystkim w jednostkach budżetowych. Niestety deregulacja zawodu urbanisty jaka miała miejsce w 2014 roku znacznie się przyczyniła do obniżenia rangi zawodu i otwarcia go dla osób bez niezbędnego wykształcenia.
Dynamic Systems and Control. Laboratory Exercises
Patryk Chaber, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof...
The purpose of this laboratory work is to provide practical knowledge of such basic automation concepts as: dynamic system modeling for control purposes, feedback and its role, control system structures, fundamentals of designing control systems for tracking (servomechanisms) and for the attenuation of disturbances (industrial control systems), and the digital implementation of control algorithms. Hardware platforms of modern automation systems are also discussed, including Programmable Logic Controllers (PLC) industrial Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems. This textbook familiarizes students with the topic of modern industrial automation systems. To complete the laboratory tasks, students must acquire knowledge related to programming environments for PLC controllers and SCADA systems. The textbook also contains detailed technical descriptions of the processes used in laboratory classes. The authors believe that the textbook will help to organize and systematize the knowledge gained from lectures.