Výzkum a vývoj smart postupů v průmyslové praxi

SP2026/001

Fries Jiří doc. Ing., Ph.D.

01. 01. 2026 - 31. 12. 2026

Předmětem výzkumu v rámci projektu jsou níže uvedené, blíže popsané výzkumné moduly, které se částečně prolínají. Jejich realizace bude závislá na přiděleném objemu celkových finančních prostředků Oborovou komisí. Vývoj experimentálního zařízení pro výzkum a detekci sil působících na výstupky profilových dopravních pásů Cílem výzkumu je na vytvořeném laboratorním zařízení realizovat měření tlakové síly působící na výstupky dopravního pásu pomocí snímačů zatížení s využitím měřicího systému „DS NET“ Dewesoft Networking (hardware) pro sběr dat, při úhlech sklonu dopravy (18° až 38°), převyšujících mezní úhel dopravy dopravními pásy klasické konstrukce. DS NET se skládá z komunikačního modulu „DS GATE“ a modulu „DS NET BR4-D“, který má 4 elektricky izolované analogové vstupy (konektory DSUB9) pro měření pomocí tenzometrického můstku. Výstupky budou instalovány kolmo, a pod stanoveným úhlem, k podélné ose profilovaného dopravního pásu. Dílčími cíli projektu jsou: 3D konstrukční návrh laboratorního zařízení v prostředí software SolidWorks; volba návrhu strojních dílů nezbytných k realizaci laboratorního zařízení; výběr nejvhodnějších komponentů a realizace funkčního vzorku, tzn. laboratorního zařízení, na kterém lze experimentálně detekovat tlakové síly působící na výstupky dopravního pásu. Vytvořené fyzické měřící stanoviště v laboratoři Katedry konstruování bude využito jako experimentální měřící stanoviště pro studenty doktorské formy studia (studenti doktorské formy studia zapojení do experimentální činnosti v laboratoři kat. 340 budou spoluautory článků s IF indexovaných ve WoS) a k praktickému doplnění teoretických znalostí z oblasti oboru konstruování, manipulace a činnosti plynule pracujících dopravních zařízení. Inovace v oblasti testování vybraných chemicko-fyzikálních parametrů moderních paliv a maziv Kapalné ropné produkty – jako automobilové benziny, motorová nafta, syntetická a alternativní paliva či různé druhy olejů – jsou klíčovými médii v celé řadě průmyslových aplikací. Jejich dlouhodobá stabilita, tribologické charakteristiky a interakce s konstrukčními materiály představují zásadní faktor spolehlivosti strojních součástí, palivových systémů i mazacích okruhů. Modul projektu SGS je zaměřen na inovaci metod pro hodnocení chemicko-fyzikálních a tribologických parametrů kapalných ropných produktů, se dvěma hlavními experimentálními směry: 1. Interakce moderních paliv s konstrukčními materiály Moderní paliva, zejména benziny s příměsí bioetanolu (E5, E10), syntetická paliva a nízkosirná nafta, vykazují odlišné chemické chování než tradiční paliva. Při kontaktu s kovovými materiály může docházet ke korozi a úbytku materiálu nebo ke vzniku povrchových vrstev ovlivňujících celkovou životnost strojních součástí. Tento směr se zaměřuje na systematické zkoumání interakce paliv s mědí, mosazí, uhlíkovou ocelí a nerezu. Zvláštní pozornost bude věnována tribochemickým reakcím, povrchové degradaci a materiálové kompatibilitě v podmínkách dlouhodobého kontaktu pod vlivem různých teplot. 2. Tribometrické testování olejů speciálních aditiv Tribologické vlastnosti motorových olejů významně ovlivňují účinnost mazání, tření i opotřebení strojních komponent. V rámci modulu budou provedeny experimenty na block-on-ring tribometru, které umožní sledovat:  koeficient tření,  míru opotřebení,  vliv teploty, rychlosti a normálové síly (zatížení olejového filmu). Testovány budou moderní motorové a průmyslové oleje i specifická aditiva, zejména grafenové částice, MoS2 a další protiotěrové přísady. Výsledky umožní navrhnout inovované laboratorní postupy vhodné pro další výzkum kompatibility a tribologie kapalných ropných produktů. Projekt navazuje na předchozí rozvoj experimentálních kapacit katedry (např. výroba tribometru SGS 2024) a dále je rozšiřuje směrem k tribometrickým a tribochemickým analýzám. Finanční prostředky modulu budou využity zejména na rozšíření senzorů, laboratorních přípravků, materiálových vzorků, spotřebního materiálu a případné úpravy tribologických zařízení. Aplikace moderních tvůrčích metod při vývoji produktového nebo průmyslového designu Produktový nebo průmyslový design v různých oblastech pravděpodobně ve spolupráci s významnými výrobci: např. design v oblasti městské hromadné dopravy (konkrétně design autonomních vozidel a prvků mobiliáře přizpůsobených těmto vozidlům), design mobilního zázemí pro motorsport, design setu ručních přístrojů pro měření fyzikálních veličin, design skládací sauny založené na infračerveném záření apod. Semi-mobilní elementový třídící stroj Předmětem výzkumu je komplexní návrh konstrukce stroje pro třízení materiálu, který se bude zakládat na novém principu třízení u stacionárního a semi-mobilního stroje. Stroj by měl být schopný konkurovat v co nejvíce dobrých vlastnostech jiným strojům (jiným třídícím metodám). V rámci návrhu stroje bude zkoumán tvar elementů a provozní parametry stroje v závislosti na třízeném materiálu. Myšlenka na vznik tohoto stroje vznikla během vývoje stacionárních drtiček na tenkostěnný plechový odpad např. pro nápojové plechovky, konzervy a nových principů třídících lžic. Vývoj nového stroje má zajistit sloučení dobrých vlastností stávajícího stavu techniky, tzn. rychlý proces třízení a drcení v jedné operaci, možnost výměny třídících elementů (možnost záměny za jiné tvary, materiály, ...) a snadnou údržbu. Ke zlepšení by mělo dojít především v oblasti výměny elementů ve stroji (zajistit co nejpohodlnější a nejrychlejší výměnu elementů) a zachytávání odstřelujících zbytků materiálu nekontrolovaně ven ze lžíce. Jelikož se jedná o vývoj nového typu stroje, především v rámci jeho převedení na semi-mobilní trať, je hlavním předmětem jeho zkoumání zjištění nastavení parametrů třízení pro daný třízený / drcený materiál. Cílem měření je tedy zkoumání procesu třízení stroje, zjištění závislostí nastavených parametrů stroje na třízení různých druhů materiálů a zjišťování opotřebení elementů v rámci těchto materiálů v kombinaci s nastavením stroje. Dalším plánovaným předmětem zkoumání je prověření závislosti materiálů a tvarů elementů na procesu třízení.

doc. Ing. Jiří Fries, Ph.D.
Ing. David Šeděnka, Ph.D.
doc. Ing. Leopold Hrabovský, Ph.D.
MgA. Petr Nenička
Ing. Jan Blata, Ph.D.
Ing. Tomáš Kubín, Ph.D.
Ing. Lucie Vlčková
Ing. Lukáš Štercl
Ing. Lukáš Sznapka
Ing. Štěpán Pravda
Ing. Tomáš Navrátil
Ing. Jiří Machač
Ing. Pavla Karbanová
Ing. Václav Jakubík
Ing. Jakub Gaszek
Ing. Martin Fries
Bc. Daniel Škop
Bc. Jan Dulawa
Bc. Tomáš Bodinek
Bc. Matěj Kubíček
Bc. Jan Peniaško
Bc. Vojtěch Stoklasa
Bc. Jan Kantor
Bc. Marek Římal
Bc. Jindřich Frais
Bc. Alisa Russkova
Bc. Roman Zacpálek
Bc. Jakub Záhora
Bc. Richard Jelen
Bc. Matěj Blejchař
Bc. Vojtěch Gregořica
Bc. Vojtěch Havlát
Bc. Jindřich Horák
Bc. Dominik Jahn
Bc. Adam Klejch
Bc. Václav Kovařčík
Bc. Jan Kubíček
Bc. Adam Kubec
Bc. Jaroslav Peluha
Bc. Dan Skulil
Bc. Matěj Soška
Bc. Martin Staněk
Bc. Tobiáš Stejskal
Bc. Vojtěch Suchánek
Bc. Karel Veidenthaler
Bc. Albert Vychodil
Bc. Jakub Zerzavý

Cíle celého projektu, stejně jako předmět výzkumu je prakticky možno členit do zmíněných modulů.

Vývoj experimentálního zařízení pro výzkum a detekci sil působících na výstupky profilových dopravních pásů

Vytvořené fyzické měřící stanoviště v laboratoři Katedry konstruování bude využito jako experimentální měřící stanoviště pro studenty doktorské formy studia (studenti doktorské formy studia zapojení do experimentální činnosti v laboratoři kat. 340 budou spoluautory článků s IF indexovaných ve WoS) a k praktickému doplnění teoretických znalostí z oblasti oboru konstruování, manipulace a činnosti plynule pracujících dopravních zařízení.
Měřící stanoviště poslouží jako měřící zařízení k vytvoření min. 1x funkčního vzorku, 2x článků indexovaných ve WoS/Scopus a min. 1x příspěvku na mezinárodní konferenci.


Inovace v oblasti testování vybraných chemicko-fyzikálních parametrů moderních paliv a maziv
Hlavní cíle
 Experimentální vyhodnocení interakcí moderních paliv s vybranými konstrukčními kovy.
 Tribometrické testování motorových olejů a aditiv pomocí block-on-ring tribometru.
 Návrh inovovaných metodických postupů pro testování ropných produktů a jejich vlivu na kovové materiály.
Publikační výstupy
 2× článek v databázi Web of Science (Q2 nebo vyšší), zaměřený na:
o tribologické vlastnosti olejů a funkčních aditiv,
o interakce palivo–materiál,
o případně tribochemické procesy povrchů.
Technické výstupy
 1× funkční vzorek/prototyp:
o buď nového laboratorního přípravku/stanoviště pro tribologická měření,
o nebo speciálního testovacího zařízení pro studium palivo–materiál interakcí.
Výstup bude dále využit v navazujících SGS modulech a doktorských disertačních pracích studentů řešitelského týmu.


Aplikace moderních tvůrčích metod při vývoji produktového nebo průmyslového designu

Hlavním cílem bude zpracování diplomových prací (5×), dalšími cíli budou vytvoření exponátů pro expozici VŠB-TUO v rámci Meat Design Ostrava 2026 (min. 2× fyzický model ve vhodném měřítku a plakáty B1) a certifikovaných záznamů v RUV (Registru uměleckých výstupů, min. 2×), příp. příspěvek v odborném časopise indexovaném v WoS nebo Scopus (1× Design Issues nebo The Design Journal).


Semi-mobilní elementový třídící stroj

Hlavním cílem projektu je vytvořit stroj pro třízení materiálu, který se bude zakládat na novém principu třízení stacionárních a semi-mobilních zařízení, stroj schopný konkurovat v co nejvíce dobrých vlastnostech jiným strojům (jiným třídícím metodám). Jde tedy o prototyp, který by mohl vést k tvorbě užitného vzoru, nebo dokonce patentu.
Cílem je zlepšit výměnu třídících elementů (zajistit co nejpohodlnější a nejrychlejší výměnu elementů, možnost záměny za jiné tvary, materiály, ...) a zlepšit údržbu oproti stávajícímu stavu techniku u obdobného principu třídících lžic. Zajistit zachytávání odstřelujících zbytků materiálu. V rámci převedení stroje na semi-mobilní trať, je také předmětem zkoumání zjištění nastavení parametrů třízení pro daný materiál. Dále bude zkoumán tvar elementů - optimalizace tvaru elementů.

Předpokládané výsledky projektu
Publikace na konferenci nebo v časopise s IF indexovaných ve WoS a/nebo SCOPUS, popřípadě funkční vzorky, prototypy apod., které budu realizovány částečně v období po skončení realizace SGS 2026.
Konkrétně se bude jednat minimálně o: 4x příspěvek v odborném časopise indexovaném v WoS nebo Scopus; 2x funkční vzorek; 1x příspěvek na mezinárodní konferenci.

Harmonogram prací
jaro 2026 – rešerše v daných oborech lidské činnosti; design a výkresová dokumentace; nákup zařízení a materiálu, příprava zařízení,
léto 2026 – výroba jednotlivých komponent prototypů; měření; získávání dat; ověřování metod a postupů,
podzim 2026 – ověřovací provoz u modulů, které to vyžadují; vyhodnocení získaných dat, tvorba výstupů,
zima 2026 – zhodnocení projektu – jednotlivých modulů; závěrečné zprávy; publikační a další tvůrčí činnost v návaznosti na realizaci projektu (probíhá zpravidla již od započetí projektu).