Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Przekazanie podstawowej wiedzy i zdobycie umiejętności programowania zagadnień inżynierskich z użyciem nowoczesnych narzędzi programistycznych.

Ogólne informacje o zajęciach: Zarówno projektowanie jak i wytwarzanie wyrobów wymagają wykonywania obliczeń numerycznych, których wyniki pomagają w uzyskaniu możliwie najlepszych wartości parametrów analizowanych modeli, reprezentujących wyroby lub procesy ich wytwarzania. Dlatego w ramach modułu będą podane informacje dotyczące odpowiednich środowisk programowania oraz metod programowania zagadnień inżynierskich. Ponadto zostanie omówiona organizacja procesów obliczeniowych i integracja oprogramowania numerycznego z systemami komputerowego wspomagania prac inżynierskich (computer aided engineering - CAE). Zajęcia laboratoryjne modułu są skoncentrowane na tworzeniu odpowiednich programów obliczeniowych i wizualizacji ich wyników.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Brdyś M., Ruszczyński A.	Metody optymalizacji w zadaniach	WNT, Warszawa.	1985
2	Chlebus E.	Techniki komputerowe CAx w inżynierii produkcji	WNT, Warszawa.	2000
3	Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J.	Metody numeryczne	WNT, Warszawa.	2007
4	Marciniak K., Putz B., Wojciechowski J.	Obróbka powierzchni krzywoliniowych na frezarkach sterowanych numerycznie: podstawy geometryczne.	WNT, Warszawa.	1988
5	Miecielica M., Kaszkiel G.	Komputerowe wspomaganie wytwarzania CAM	WNT, Warszawa.	1999
6	Oczoś K.E., Kawalec A.	Kształtowanie metali lekkich	PWN, Warszawa.	2012

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student musi być zarejestrowany na semestr 3

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Podstawy algebry liniowej i metod numerycznych: rozwiązywanie układów równań liniowych, interpolacji i aproksymacji funkcji oraz rozwiązywania równań nieliniowych. Podstawy MES. Podstawy programowania

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność tworzenia i testowania algorytmów oraz programowania podstawowych algorytmów numerycznych omawianych w module "Matematyka (Metody numeryczne)".

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Posiada podstawową wiedzę w zakresie środowisk i języków programowania najczęściej wykorzystywanych w obliczeniach inżynierskich.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W07++	P7S_WG
02	Posiada uporządkowaną wiedzę w zakresie tworzenia algorytmów najczęściej wykorzystywanych w zagadnieniach inżynierskich metod numerycznych interpolacji i aproksymacji oraz rozwiązywania równań nieliniowych.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W01++ K_W11++	P7S_WG
03	Posiada podstawową wiedzę z zakresu metod wizualizacji wyników obliczeń numerycznych.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W01++	P7S_WG
04	Posiada podstawową wiedzę z zakresu organizacji procesów obliczeniowych, wymiany danych między procesami obliczeniowymi i współpracy z systemem operacyjnym w zastosowaniu do programowania zagadnień inżynierskich.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W07++	P7S_WG
05	Posiada podstawową wiedzę z zakresu integracji obliczeń numerycznych z systemami CAE oraz metod automatyzacji wykonywania zadań w wybranych systemach CAD/CAM/CAE.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W07++	P7S_WG
06	Potrafi tworzyć procedury obliczeniowe wybranych zagadnień inżynierskich w poznanym środowisku programowania. Umiejętność tworzenia procedur obliczeniowych przygotowuje studenta do prowadzenia badań naukowych, m.in. symulacji charakterystyk konstrukcyjnych i eksploatacyjnych wybranych wyrobów.	laboratorium	obserwacja wykonawstwa	K_U06++ K_U08++ K_K01+ K_K02+	P7S_KO P7S_UW
07	Potrafi wizualizować wyniki obliczeń oraz automatyzować wykonywanie procesów obliczeniowych. Umiejętność wizualizacji wyników obliczeń inżynierskich przygotowuje studenta do prowadzenia badań naukowych, m.in. w celu ułatwienia optymalizacji wybranych zagadnień konstrukcyjnych lub technologicznych.	laboratorium	obserwacja wykonawstwa	K_U06++ K_U16++ K_K01+ K_K02+	P7S_KO P7S_UW

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Systemy do wykonywania obliczeń inżynierskich. Języki programowania najczęściej wykorzystywane w obliczeniach inżynierskich.	W01	MEK01
3	TK02	Środowiska programistyczne przeznaczone do obliczeń inżynierskich. Przykłady wykorzystania ww. narzędzi programistycznych.	W02, W03	MEK01
3	TK03	Tworzenie algorytmów obliczeniowych. Tworzenie algorytmów najczęściej wykorzystywanych w zagadnieniach inżynierskich metod numerycznych interpolacji i aproksymacji oraz rozwiązywania równań nieliniowych.	W04, W05	MEK02
3	TK04	Metody wizualizacji wyników obliczeń numerycznych. Oprogramowanie do wizualizacji wyników obliczeń.	W06	MEK03
3	TK05	Metody wymiany danych między współpracującymi programami obliczeniowymi.	W07	MEK04
3	TK06	Podstawy programowania zagadnień obliczeniowych w obiektowo zorientowanym języku programowania. Omówienie środowiska programistycznego. Najważniejsze instrukcje języka programowania wykorzystywanego w obliczeniach numerycznych.	W08, W09	MEK01 MEK04
3	TK07	Organizacja procesów obliczeniowych. Wymiana danych między procesami obliczeniowymi. Współpraca z systemem operacyjnym.	W10, W11	MEK04
3	TK08	Tworzenie procedur obliczeniowych dla wybranych zagadnień inżynierskich. Automatyzacja wykonywania procesów obliczeniowych.	W12, W13	MEK04
3	TK09	Integracja oprogramowania numerycznego z systemami komputerowego wspomagania prac inżynierskich (computer aided engineering - CAE).	W14	MEK05
3	TK10	Metody testowania oprogramowania i walidacji wyników obliczeń.	W15
3	TK11	Tworzenie programów wsadowych w wybranym środowisku obliczeń inżynierskich.	L01	MEK06
3	TK12	Tworzenie procedur obliczeniowych, m.in. opisujących główne parametry geometryczne wybranych narzędzi skrawających, wykorzystujących najważniejsze elementy wybranego języka programowania.	L02, L03	MEK06
3	TK13	Tworzenie procedur do wizualizacji wyników obliczeń zagadnień inżynierskich.	L04	MEK07
3	TK14	Tworzenie programów obliczeniowych integrujących obliczenia numeryczne parametrów procesu wytwarzania z wizualizacją otrzymywanych wyników.	L05, L06	MEK06 MEK07
3	TK15	Testowanie oprogramowania i walidacja wyników obliczeń.	L07	MEK06 MEK07

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 6.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)	Przygotowanie do konsultacji: 2.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 3)	Przygotowanie do zaliczenia: 20.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Zaliczenie pisemne, weryfikujące osiągnięcie modułowych efektów kształcenia MEK01, MEK02, MEK03, MEK04 i MEK05 - zagadnienia problemowe i zadania obliczeniowe. Kryteria weryfikacji efektów MEK01, MEK02, MEK03, MEK04 i MEK05: ocenę dostateczną uzyskuje student, który na pisemnym zaliczeniu z części sprawdzającej wiedzę, uzyska 50-70% punktów, ocenę dobry 71-90% punktów, ocenę bardzo dobry powyżej 90% punktów.
Laboratorium	Zaliczenie wszystkich zadań laboratoryjnych, weryfikujące osiągnięcie modułowych efektów kształcenia MEK06, MEK07. Ocena zadania na podstawie obserwacji jego wykonania. Ocenę dostateczną otrzymuje student, który potrafi stworzyć poprawny model obliczeniowy postawionego zadania konstrukcyjnego lub technologicznego. Ocenę dobry otrzymuje student, który potrafi, dodatkowo, wykonać obliczenia i zanalizować wyniki. Ocenę bardzo dobry otrzymuje student, który potrafi, dodatkowo, zweryfikować prawidłowość wykonania obliczeń oraz zmodyfikować model w celu uwzględnienia m.in. różnych funkcjonalności, wariantów kształtu, warunków brzegowych i obciążenia. W przypadku kilku zadań weryfikujących modułowe efekty kształcenia MEK05, MEK06 i MEK07 ocenę dostateczną uzyskuje student, który uzyska 50-70% punktów, ocenę dobry 71-90% punktów, ocenę bardzo dobry powyżej 90% punktów.
Ocena końcowa	Na ocenę końcową składa się 75% oceny MEK01, MEK02, MEK03, MEK04 i MEK05 oraz 25% oceny MEK06, MEK07. Przeliczenie oceny średniej ważonej na ocenę końcową zgodnie z następującymi kryteriami: Ocena średnia (Ocena końcowa) 4,600-5,00 bdb (5,0), 4,200-4,599 +db (4,5), 3,800-4,199 db (4,0), 3,400-3,799 +dst (3,5), 3,000-3,399 dst (3,0). Poniżej 3,000 ndst (2,0).

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	R. Albrecht; K. Gancarczyk; A. Gradzik; A. Kawalec; M. Kawalec; B. Kościelniak; M. Motyka; D. Szeliga; W. Ziaja	The Effect of Re Content on Microstructure and Creep Resistance of Single Crystal Castings Made of Nickel-Based Superalloys	2024
2	A. Bazan; G. Budzik; J. Cebulski; M. Dębski; T. Dziubek; J. Józwik; A. Kawalec; M. Kiełbicki; Ł. Kochmański; I. Kuric; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Poliński; P. Turek	Geometrical Accuracy of Threaded Elements Manufacture by 3D Printing Process	2023
3	A. Bazan; A. Kawalec; A. Olko; K. Żurawski; P. Żurek	Modeling of Surface Topography after Milling with a Lens-Shaped End-Mill, Considering Runout	2022
4	A. Kawalec; W. Ziaja	Dwell Fatigue Behavior of Two-Phase Ti-6Al-4V Alloy at Moderate Temperature	2022
5	G. Budzik; J. Cebulski; M. Dębski; T. Dziubek; J. Jóźwik; A. Kawalec; M. Kiełbicki; Ł. Kochmański; I. Kuric; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Poliński; P. Turek	Strength of threaded connections additively produced from polymeric materials	2022
6	A. Bazan; A. Kawalec; P. Kubik; A. Olko; T. Rydzak	Determination of Selected Texture Features on a Single-Layer Grinding Wheel Active Surface for Tracking Their Changes as a Result of Wear	2021
7	A. Bazan; A. Kawalec; P. Kubik; T. Rydzak	Variation of Grain Height Characteristics of Electroplated cBN Grinding-Wheel Active Surfaces Associated with Their Wear	2020
8	A. Kawalec	Numeryczne modelowanie geometrii kontaktu powierzchni o złożonym kształcie i procesu skrawania metali lekkich	2019