Opintokokonaisuudet
Opintokokonaisuudet lukuvuonna 2010-2011 tai myöhemmin opintonsa aloittaneille
Systeemitekniikan laitoksen uudet opintokokonaisuudet soveltuvat lukuvuonna 2010-2011 ja sen jälkeen opintonsa aloittaneille opiskelijoille. Vanhat opintokokonaisuudet säilyvät lukuvuonna 2009-2010 ja aiemmin opintonsa aloittaneiden käytössä.
Systeemitekniikan aineopintokokonaisuus:
Systeemitekniikan opintokokonaisuuden suoritettuaan opiskelija osaa selittää systeemitekniikan peruskäsitteet ja -menetelmät. Opiskelijalla on perustaito käyttää systeemitekniikan periaatteita erilaisten reaalimaailman järjestelmien ja kokonaisuuksien toiminnan ymmärtämiseen ja analysointiin sekä niiden mallinnukseen, simulointiin ja optimointiin. Aineopintokokonaisuuteen kuuluvien pakollisten opintojaksojen perusteella opiskelija tuntee mittauksissa käytettävät yleisimmät anturit ja niistä saatavien signaalien käsittelyn ja analyysin, järjestelmien ohjaukseen ja säätöön tarvittavat laitteet ja menetelmät sekä automaation suunnittelun ja ohjelmistotekniikan. Pakollisten opintojaksojen sekä valinnaisen johdatus-opintojakson suoritettuaan opiskelijalla on riittävät perusteet valita suuntautumisensa systeemitekniikan eri vaihtoehdoista.
Syventävät opintokokonaisuudet:
Automaation tietotekniikan syventävät opinnot suoritettuaan opiskelija ymmärtää ohjelmistoilla toteutettavan automaation hajautuksen ohjattaviin laitteisiin, niiden keskinäisen yhteistoiminnan sekä tuotannon hallinnan liiketoimintalähtöisen integraation. Opiskelija osaa kehittää teollisuuden hajautettuja, sulautettuja ja reaaliaikaisia automaatiojärjestelmiä ja -sovelluksia. Hän osaa määritellä ja mallintaa kehitettäviä automaatiosovelluksia olio-, komponentti- ja sovelluspalvelupohjaisen mallinnuksen menetelmin. Opiskelija ymmärtää miten jokainen tietoliikennettä hyödyntävä kokonaisuus on hallintaa vaativa järjestelmä. Opiskelija osaa myös hyödyntää menestyksellä automaation ohjelmisto- ja tietoverkkotekniikan nopeasti uudistuvia toteutustekniikoita. Automaatiotoimialan tarpeisiin suuntautuvan tietoverkko- ja ohjelmistotekniikan opiskelu käyttää tuekseen yleisiä automaatio-, tietoverkko- ja ohjelmisto-opintoja, joita voidaan sisällyttää opintokokonaisuuden valinnaisiin ja täydentäviin opintojaksoihin. Opintokokonaisuutta voi suunnata myös teollisuustalouteen sekä automaation lukuisille sovellusalueille täydentävien opintojaksojen tarkoituksenmukaisilla valinnoilla.
Mikrosysteemien syventävät opinnot suoritettuaan opiskelija osaa selittää mikroskopiamenetelmien toimintaperiaatteet ja käyttää mikroskopialaitteistoja; osaa selittää kuinka skaalautumisilmiö vaikuttaa eri sovelluksissa mittakaavan muuttuessa; ymmärtää mikromittakaavan liikkeitä tuottavien toimilaitteiden toimintaperiaatteet, tuntee niiden ominaisuudet, osaa valita käyttökohteeseen soveltuvan toimilaitteen, osaa suunnitella ja toteuttaa mikromittakaavan liikkeitä tuottavien toimilaitteiden ohjauskokonaisuuden, sekä osaa soveltaa takaisinkytketyn säädön periaatteita niiden ohjaukseen. Hän osaa suunnitella, mallintaa, simuloida ja testata mikroantureita, ymmärtää kaupallisten anturien ominaisuudet sekä osaa soveltaa niitä erilaisiin mittauksiin ja tuotteisiin. Opiskelija osaa suunnitella, mallintaa, simuloida ja testata mikrofluidistisia rakenteita, ymmärtää mikrokanavavirtausten erityispiirteet, tuntee mikropumppujen, -venttiilien ja -sekoittimien toimintaperiaatteet ja osaa soveltaa niitä käytännössä. Hän tuntee mikrovalmistuksen pääperiaatteet, ymmärtää erilaisten menetelmien (esim. fotolitografia, pinnoitus- ja kasvatusmenetelmät, jne.) mahdollisuudet ja rajoitukset, sekä osaa suunnitella yksinkertaisia valmistusprosesseja.
Prosessien hallinnan syventävät opinnot suoritettuaan opiskelija osaa hahmottaa raaka-aineita, puolivalmisteita, valmiita tuotteita tai palveluja tuottavan prosessin sekä tällaiseen prosessiin liittyvän informaation keräämisen ja prosessin ohjaamisen mahdollisuudet. Prosessin ymmärtämisen pohjalta opiskelija osaa määrittää prosessin toiminnalle realistiset toiminnalliset vaatimukset ja näiden vaatimusten pohjalta suunnitella tarkoituksen mukaiset tavat ohjata ja hallita eri prosesseja tai muuttaa prosessien dynaamisia ominaisuuksia.
Systeemien analysoinnin kokonaisuus valmentaa opiskelijat laatimaan reaalimaailman järjestelmien malleja mittaustiedon ja muun järjestelmää koskevan tietämyksen perusteella, muodostamaan mallien avulla ennusteita järjestelmän tilan kehittymisestä ja näiden perusteella laatimaan järjestelmien optimaalisia ohjausratkaisuja. Tarkastelutapa on yleispätevä ja sovellettavissa teollisiin tuotantojärjestelmiin, liiketoimintaprosesseihin, biologisiin järjestelmiin ja moniin muihin kohteisiin.
Opintokokonaisuudet lukuvuonna 2009-2010 ja aiemmin opintonsa aloittaneille
Aineopinnot:
Automaation tietotekniikka
Automaation tietotekniikan aineopinnot antavat kokonaiskäsityksen ja perustietämyksen automaation laite- ja sovellusteknologioista sekä tietoliikenteestä.
Biomittaukset
Biomittausten aineopinnoissa perehdytään biosähköisten ilmiöiden mittauksiin ja niissä käytettäviin antureihin.
Mittaus- ja informaatiotekniikka
Mittaus- ja informaatiotekniikan aineopinnoissa käsitellään asioita, joita anturitekniikassa, mittausten suunnittelussa, mittauksessa ja mittaustiedon käsittelyssä on otettava huomioon.
Oppivat järjestelmät ja systeemiteoria
Oppivien järjestelmien ja systeemiteorian aineopinnoissa opitaan systeemien mallintamiseen, analyysiin ja suunnitteluun, sekä neuraalilaskentaan, sumeaan päättelyyn ja geneettisiin algoritmeihin liittyvät perustiedot.
Säätötekniikka
Säätötekniikan aineopinnot antavat perustiedot systeemien säädöstä, analyysistä, hallinnasta ja laitetekniikasta.
Syventävät opinnot:
Anturitekniikka
Anturitekniikan opintokokonaisuus painottuu anturien suunnitteluun ja soveltamiseen, joissa keskeisiä asioita ovat anturien mallinnus ja rakenteet, mikroanturien suunnittelu, mittauskohteisiin kytkeytyminen ja epävarmuutta sisältävän mittaustiedon hyödyntäminen.
Automaatio- ja informaatioverkot
Automaatio- ja informaatioverkkojen opinnoissa perehdytään langatonta tietoliikennettä, hajautettuja tietokoneverkkoja ja kenttäväyliä hyödyntävään automaatioon.
Automaation ohjelmistotekniikka
- Automaation ohjelmistotekniikan opinnot antavat opiskelijalle syvällinen tietämyksen ohjelmistoilla toteutettavan automaation hajautuksesta ohjattaviin laitteisiin sekä tuotannon hallinnan liiketoimintalähtöisestä integraatiosta.
Biomittaukset
Biomittausten syventävät opinnot painottuvat biosähköisiin ja biokemiallisiin mittauksiin ja niissä käytettäviin antureihin, erityisesti niiden mallinnukseen ja rakenteisiin.
Biosensing
Biosensing-opintokokonaisuuden opinnoissa yhdistetään eri tekniikan alojen tietämystä monimutkaisten, pienikokoisten ja erityisesti implantoitujen mittausjärjestelmien alueella.
Mikrosysteemitekniikka
Mikrosysteemitekniikan opinnoissa perehdytään tärkeimpien mikroantureiden ja mikrotoimilaitteiden toimintaperiaatteisiin, perusominaisuuksiin, suunnitteluun ja sovellusmahdollisuuksiin.
Mittausinformaatiotekniikka
Mittausinformaatiotekniikan opinnot antavat sekä teoreettiset valmiudet että opettavat soveltamaan numeerisia ohjelmistoja data-analyysiin, painottuen mittausten luotettavuuden ja informaatiosisällön arviointiin, mittausdatan esikäsittelyyn ja dynaamisista järjestelmistä kerättyjen data-aineistojen analysointimenetelmiin.
Mittaustekniikka
Mittaustekniikan opintokokonaisuudessa vahvistetaan mittausteknistä osaamista samalla syventäen tietoja soveltavan erikoisalan mittaustekniikasta.
Oppivat järjestelmät
Oppivien järjestelmien opinnoissa perehdytään sumean päättelyn, neuroverkkojen ja geneettisten algoritmien menetelmiin sekä niiden soveltamiseen automaatiossa ja data-analyysissä.
Prosessiautomaatio
Prosessiautomaation opinnoissa painotutaan prosessien dynaamisen toiminnan ymmärtämiseen ja kykyyn suunnitella niiden perusteella säätörakenteita ja -järjestelmiä erityisesti voimalaitosten ja kemian teollisuuden automaatioratkaisuihin.
Puunjalostusautomaatio
Puunjalostusautomaation opinnoissa perehdytään puunjalostusprosessien mittauksiin, säätöihin, toimilaitteisiin sekä näiden muodostamiin kokonaisuuksiin.
Systeemiteoria
Systeemiteorian opinnoissa perehdytään massa-, energia- ja informaatiosysteemien automaatio- ja säätötekniseen analyysiin sekä niissä käytettyjen käsitteiden, menetelmien ja algoritmien perusteiden ymmärtämiseen ja soveltamiseen.