A tanszék története

Folyamatmérnöki Tanszék névváltozások:

Vegyipari Kibernetikai Önálló Tanszéki Csoport 1977-1990

Vegyészmérnöki Kibernetika Tanszék 1990 - 2000

Folyamatmérnöki Tanszék 2000-2007

Folyamatmérnöki Intézeti Tanszék 2007-től

A tanszék fő profilja a vegyipari folyamatmérnökség, amely magába foglalja a kémiai technológiai rendszerek és alrendszereik modellezését és szimulációját, a kémiai technológiai rendszerek irányítását és annak technikáját, a számítógépes folyamatirányítást, a technológiatervezést illetve a technológiafejlesztést a korszerű folyamatmérnöki módszerek alkalmazásával. 

Az oktatásban a teljes spektrumot, a kutatásban pedig a tanszék hagyományaihoz és adottságaihoz leginkább kötődő területeket (modellezés, modell-bázisú irányítás és technológiafejlesztés) kívánja képviselni. Szorosan kötődik a vegyészmérnökképzéshez. Ugyanakkor az ismeretkörök nagy része egyaránt érvényes a különböző mérnöki területeken, ezért a tanszék jelentős óraszámban a műszaki menedzser, a környezetmérnöki, az anyagmérnöki, a gépészmérnöki és mechatronikai mérnöki szakokon is oktat.

1967-ben kerülhetett sor a vegyészmérnöki képzésen belül a vegyipari folyamatszabályozási ágazat megszervezésére Árva Péter és Mohilla Rezső vezetésével. 1971-ben indult a vegyipari rendszermérnöki ágazat, amelynek a megalakuló tanszéki csoport lett az ágazati felelőse. A két ágazati képzés 1976-ban vegyipari rendszer-mérnöki és folyamatszabályozási ágazat néven egyesítve fejlődött tovább.

A jelenlegi, az IChemE által harmadszor is akkreditált vegyészmérnöki tantervet Szeifert Ferenc vezetésével a tantervi műhely tagjai dolgozták ki. Ebben a folyamatmérnöki ismeretek már a műveleti és technológiai ismeretekkel azonos súllyal szerepelnek, s ezáltal a tanszék az ágazati kereteken túlmenően a teljes vegyészmérnök képzésben is meghatározóvá vált. Az új vegyészmérnöki tantervben a folyamatmérnöki ill. üzemeltetői szakirány hallgatói kapnak erős folyamatmérnöki képzést. A tanszék oktatói az anyagmérnöki, a környezetmérnöki, a műszaki menedzser, az anyagmérnöki, a gépészmérnöki, a mechatronikai mérnöki és a vegyészmérnöki szakokon mintegy 40 tantárgy oktatását végzik.

Az oktatásban az elméleti megalapozás mellett nagy figyelem kíséri a gyakorlati alkalmazásokat. Ezt szolgálja a technológiai labor, amely több, számítógéppel irányított műveleti egységet, kisebb méretű technológiai rendszert foglal magába. A tanszéki számítástechnikai hálózat mintegy 90 számítógépből áll, az egyetemi hálózaton keresztül kapcsolódik a világhálózathoz, s az otthoni munkavégzést is lehetővé teszi. A technológia stacioner és dinamikus szimuláció, a CFD, az irányítás, folyamatirányítás, a tervezés és dokumentálás valamint a számítástudomány témaköreiben felhasználói szoftverek készlete egészíti ki az integrált rendszert.

A tanszéket Árva Péter azokkal a kollégákkal szervezte meg, akikkel korábban a Vegyipari Műveletek Tanszéken a műveleti egységek modellezése, szimulációja, irányítása témakörökben együtt dolgozott. Így az alapítók közé tartozik Boros Aba, Moser Károly, Nagy Dezső, Szeifert Ferenc, valamint Vass József. A tanszék létrehozása folyamatirányított műveleti egységeket tartalmazó laboratórium kialakításával kapcsolódott össze, s az egyetemen - országos viszonylatban is előremutatóan - ez alapozta meg a számítógépes folyamatirányítás terjedését, mind az oktatásban, mind a kutatásban. Ehhez az alapvetően vegyészmérnöki ismeretek mellett villamosmérnöki, számítás- és programozástechnikai ismeretekre is szükség volt, amit Delzsényi Miklós, Imreh László, Molnár Miklós tanszékre kerülése biztosított. A szellemi háttér erősítéséhez, a tanszék arculatformálásához nagyban hozzájárult Almásy Gedeon és Pallay Iván címzetes egyetemi tanárok, továbbá Blickle Tibor, Jedlovszky Pál és Veress Gábor részvétele az oktatásban. A külföldi együttműködéseket illetően V.V. Kafarov és J.M. Berty professzoroknak, az egyetem címzetes doktorainak hatása jelentős. A későbbiekben az ágazaton tanuló és végzett tehetséges fiatalok biztosították és biztosítják jelenleg is az utánpótlást (Chován Tibor, Nagy Lajos és Németh Sándor, ill. Abonyi János, Feil Balázs, Varga Tamás). Az oktatást és a kutatást Csukás Béla tanszékre kerülése erősítette, aki a strukturális kibernetika (vegyész)mérnöki alkalmazásának sajátos paradigmáját dolgozta ki. Távozása után oktatási feladatát Lakatos Béla vette át, aki többszintű modellezési technika kidolgozásán túl, a kristályosítás modellezésének is elismert szakértője.

A tanszéki paradigma kialakítása Árva Péter érdeme, aki a termodinamikai és műveleti ismereteket rendszertechnikai keretekbe helyezve a vegyipari technológiát kölcsönhatásban álló molekulák hierarchikus rendszereként fogalmazta meg, bővítve a Benedek Pál és László Antal által megalapozott szakmai paradigmát. Mindezt következetesen alkalmazta a szerteágazó kutatási területeken, s beépítette az oktatási rendszerbe. A klasszikus irányításelmélet és technika, valamint a közvetlen számítógépes irányítás kultúráját Chován Tibor, Delzsényi Miklós, Horváth János, Moser Károly, Nagy Lajos, Papczun Tibor, Sinkó László és Vass József honosította meg. A vegyészmérnöki és irányításelméleti diszciplínák összekapcsolását, a teljes technológiairányítást Szeifert Ferenc fogalmazta meg, s vezette be a képzési rendszerbe. Az operációkutatás eszközeit, módszereit alkalmazó technológia tervezés Lakatos Béla szakterülete. A korszerű információtechnológia alkalmazását Nagy Lajos, Chován Tibor és Németh Sándor vezette be. Az integrált technológia laboratórium kialakításában Árva Péter és Vass József vezetésével elsősorban Boros Aba és Delzsényi Miklós vett részt. A minőségi korszerűsítést, az információtechnológia adta lehetőségek kihasználását Nagy Lajos vezetésével a tanszék jelenlegi tagjai végezték, illetve végzik. Abonyi János tanszékre kerülésével jelentősen erősödött a statisztikai szemlélet, új szakterületek fogalmazódtak meg (pl. adatbányászat, „soft computing" technikák alkalmazása), szervesen kibővítve a tanszéki oktatási és kutatási portfóliót.

A tanszék kutatási profilja szerint, tágabb értelemben azon - veszpréminek is nevezett - vegyészmérnöki iskolához tartozik, amely elsősorban Benedek Pál és László Antal nevével fémjelzett. A moszkvai Kafarov iskola hatása is jelentős, hiszen Árva Péter ott készítette kandidátusi disszertációját, a hatvanas évek végén. A tanszék képviselte vegyészmérnöki szakterület itt Magyarországon a hatvanas évek végén és a hetvenes évek elején született meg, s napjainkban teljesedik ki, amennyiben a mikroelektronikát magába foglaló technikai környezet lehetővé teszi az elmélet közvetlen alkalmazását a működő technológiai rendszerekben. A szakterület hazai fejlődésével párhuzamosan a tanszék kutatói is a mindig jellemző tipikus feladattal foglalkoztak, úgy mint: a műveleti egységek matematikai modellezése és szimulációja, a teljes technológiai rendszer szimulációja, a kémiai technológiai rendszer totális leírása (a molekuláktól a teljes gyártásig), a koordináló szintű technológiairányítás, a vegyészmérnöki modellek felhasználása a technológia-irányításban (modell-bázisú irányítás), illetve tervezésben és a fejlesztésben (modell-bázisú technológia fejlesztés), illetve ezekkel párhuzamosan numerikus, számítástechnikai, információtechnológiai, mesterséges intelligencia problémák megoldása, a számítógépes folyamatirányítás technikája, felhasználói szoftverek alkalmazása. A tanszék ideális hátteret biztosít az elméleti és gyakorlati problémák harmóniájának megteremtésére, amit az akadémiai és az alkalmazás jellegű témák szoros összefogásával ér el. A folyamatmérnöki alapkutatások elsődleges funkciója azon módszerek és eszközök fejlesztése, amelyek kiválasztják, és integrálják a szükséges természettudományi és gazdasági ismereteket a gazdasági szempontból optimálisan működő vegyipari és egyéb rokonipari rendszer megismerésére, tervezésére és irányítására. A tanszék nyitott a legújabb módszerek (fuzzy technika, mesterséges neurális hálózatok, egyéb mesterséges intelligencia eszközök, stb.) és eszközök (elsősorban szoftverek) gyors "használatbavételére" és alkalmazására. Az elmúlt és a jelen időszak legfontosabb OTKA alapkutatási témakörei az alábbiak: vegyipari rendszerek tervezése és irányítása éles és életlen információk felhasználásával (Árva Péter); kémiai technológiai rendszerek hierarchikus modellezése és többszintű irányítása (Árva Péter); fejlődő struktúrák és tanuló logikai programok (Csukás Béla); kristályosítók modellbázisú irányítása (Lakatos Béla); rugalmas vegyipari rendszerek tervezése és irányítása (Szeifert Ferenc), Fuzzy és adatbányászati technikák alkalmazása (Abonyi János).

Mindegyik alapkutatási témakörhöz K+F témák kapcsolódnak. A tanszék kutatói által a hatvanas évek végén kifejlesztett ammóniagyári, timföldgyári szimulátorok technológiafejlesztésben, illetve az irányításban való közvetlen felhasználása abban az időben ritkaságnak számított. Vegyészmérnöki feladatok megoldására az elsők között alkalmaztuk a mesterséges intelligencia eszközöket is (fuzzy, illetve neurális hálózati szabályozás).

A jelenleg is folyó fontosabb kutatások egy keresztmetszetét az alábbiak reprezentálják: polimerizációs gyártástechnológiák (PE, PP, PVC, MDI) hierarchikus modellezési módszerének, szimulációs algoritmusának, számítógépes programjának kidolgozása; modellbázisú technológia fejlesztési algoritmus kidolgozása (zárt fejlesztési információs lánc); mesterséges intelligencia módszerek (szakértői rendszer, fuzzy-neurális hálózati modellek) alkalmazása vegyipari- és környezetvédelmi technológiai rendszerek tervezésére, irányítására és hibadiagnózisra; modell-bázisú irányítási algoritmusok kidolgozása; rugalmas technológiai rendszerek dinamikus szimulációja és számítógépes irányítása; a szakaszos rendszerben megvalósítandó alapműveletek hierarchikus irányítási algoritmusainak kidolgozása; katalizátorok ipari teljesítményének becslése, toxikus anyagok megsemmisítésének kinetikai vizsgálata; a szilárd-fluidum (diszperz) heterogén rendszerek modellezése (CMSMPR-kristályosítók, szilárd-nukleációs oszcillátorok, nemlineáris rendszerek rezonancia jelenségei); a kémiai technológiai rendszerek számítógéppel támogatott elemzése, szintézise és tervezése; flow sheeting szimulátorok alkalmazástechnikája, adatbányászat és „soft computing" technikák alkalmazása.

A tanszék oktatási és kutatási tevékenységében fontos szerepe van az iparvállalatokkal való szoros munkakapcsolatoknak. A hetvenes évek elején a kutatások arra irányultak, hogy bizonyítsuk, a matematikai modellek leírják a kémiai technológiai részeit, s a modell alapján szimulálható a technológia. A számítógépes folyamatirányítás és az információtechnológia terjedésével a különböző objektumok modelljei már közvetlenül beépülnek a technológia irányítási ill. tervezési algoritmusaiba. Ezáltal a matematikai modell a működő technológia részévé válik. Az ilyen jellegű kutatási témáinkat mindig élő ipari feladat megoldásával kapcsoltuk össze.

A hetvenes évek végén a Magyar Alumíniumipari Tröszt vállalataival együttműködve kidolgoztuk a timföldgyári körfolyamat szimulációs rendszerét, amely alapján egy ma is működő koordináló szintű irányítási stratégiát fogalmaztunk meg. A TVK Rt-vel ill. a BorsodChem Rt-vel több évtizede kiterjedt együttműködést folytatunk, amely napjainkban elsősorban a műanyaggyárakhoz kapcsolódik. A fejlesztések alapját az általunk kidolgozott hierarchikus polimerizációs modellrendszer adja. 1990. óta folyamatosan együttműködünk a CHINOIN Rt-vel, egy rugalmas gyártórendszer irányítási struktúrájának kifejlesztésében ill. újabban a modell alapú technológiafejlesztés zárt információs láncának kialakításában, amely a méretnövelést is magába foglalja, s a technológiafejlesztést és irányítást integráltan kezeli, s utat mutat az operátori tréning rendszerek kialakítása felé. A Richter Rt-vel a folyamatirányító rendszerek minőségbiztosítását vizsgáltuk. A Batch Control Kft-vel ill. a ComForth Kft-vel a batch rendszerek folyamatirányításának fejlesztésében dolgozunk együtt. Egy-egy témakörben jelentős feladatokat oldottunk meg a BVM Rt, Dunastyr Rt, Nitroil Rt, Nitrokémia Rt, Paksi Atomerőmű Vállalat, Dunaferr Kft.  cégek megbízásából is.

A hazai intézetek közül, a MÜKKI, illetve a BMGE, a ME néhány tanszékének munkatársaival alakítottunk ki munkakapcsolatot. A Pannon Egyetem tanszékei közül a Vegyipari Műveletek, a MOL Ásványolaj és Széntechnológia, a Szerves Kémia  a Fizikai Kémia, a Környezetmérnöki és Kémiai Technológia, a Föld- és Környezettudományi és a Számítástudomány Alkalmazása Tanszékekkel állunk munkakapcsolatban.