Ekonomické tlaky vyžadujú väčšiu flexibilitu prevádzok ropných rafinérií vyúsťujúcich v spracovávanie rôznorodej kvality suroviny. Rôzna kvalita suroviny znamená rôzne prevádzkové podmienky vo výrobných jednotkách. Aby sa dosiahla efektívnosť prevádzky, výrobné jednotky musia byť manažované integrovane. Vo väčšine rafinérií sa používajú plánovacie nástroje na určenie cieľov výroby berúc do úvahy cenu produktov a zákaznícke objednávky. Kvôli integrovanému charakteru prevádzky je však možné dosiahnuť stanovené ciele viacerými výrobnými cestami. Cieľom práce je preto vývoj metód na vybratie efektívnych výrobných ciest v reálnom čase. Efektívnosť bude meraná na základe vhodne zvolených Kľúčových ukazovateľov výkonnosti (angl. KPI). Takisto musí byť zaistené aby výrobné jednotky dosiahli zvolené úrovne KPI. Ďalším cieľom práce je preto systematická transformácia KPI na technické premenné (napr. čistota produktov) a zavedenie riadenia týchto premenných pomocou pokročilých riadiacich algoritmov. Navrhnutá téma je spracovávaná v spolupráci s priemyselným partnerom. Práca by mala dosiahnuť akceptáciu navrhovaného riešenia manažmentom podniku a operátormi.
Ako sa počítače a algoritmy stávajú rýchlejšími, viaceré prelomové koncepty riadenia sa stávajú dostupnými a môžu byť rozvíjané. Množinové patrí k takýmto konceptom, kde hlavným účelom využitia množín je nájdenie všetkých možných scenárov vývoja systému v čase. Ak je takáto informácia dostupná v rozumnom čase, môže byť vyšetrených veľa vlastností systému, ako napríklad stabilita a robustnosť. Prvým cieľom práce je vytvorenie novej multi-bázovej množinovej aritmetiky, ktorá kombinuje intervalovú analýzu, teóriu konvexných množín a teóriu polynomických funkcií, na dosiahnutie najlepšieho pomeru presnosti a výpočtovej sily potrebnej na prácu. Druhou úlohou práce je vytvoriť metódy na návrh riadenia použiteľné pre bezpečné a spoľahlivé riadenie nelineárnych sústav. Práca na predkladanej téme bude ukončená experimentálnym overením vyvinutých metód na laboratórnom zariadení.
Moderné riadiace systémy pozostávajú z prvkov navrhnutých na určenie optimálnych prevádzkových režimov, prvkov na redukciu neurčitosti v kľúčových premených systému na základe odhadovania z nameraných dát (väčšinou zaťažených chybou merania) a prvkov na uvedenie systému do optimálneho prevádzkového režimu pomocou vhodného nastavenia dynamických stupňov voľnosti. Hoci existuje dobré porozumenie o funkčnosti týchto technológií, existujú viaceré výzvy ako napríklad zvýšujúca sa zložitosť systémov. Jedným zo spôsobov, ako na tieto výzvy odpovedať, je použitie hybridného modelovania, t.j. kombinácia mechanistického a databázového prístupu k modelovaniu. Keďže použitie databázových modelov so sebou prináša značnú mieru neurčitosti, ktorá sa potom šíri celým riadiacim systémom, táto musí byť braná do úvahy pri návrhu riadenia. Použitím množinových operácií je možné voviesť systém robustne do optimálneho prevádzkového režimu a vyhnúť sa pritom porušeniu obmedzení na kvalitu produktov či na bezpečnosť. Cieľom práce je inovovať riadiace systémy tak aby si jednotlivé prvky riadiaceho systému navzájom vymieňali informácie o neurčitosti vstupno-výstupných signálov a o akceptovateľnej miere ich neurčitosti. Práca na predkladanej téme bude ukončená experimentálnym overením vyvinutých metód na laboratórnom zariadení.