PROJEKTNYITÓ RENDEZVÉNY TÁMOP-4.2.2.D-15/1/KONV-2015-0028 Interdiszciplináris kutatói teamek felkészítése a nemzetközi programokban való részvételre az alkalmazott ökológiai, matematikai és környezettechnológia alapkutatások területén Kaposváron PROJEKTNYITÓ RENDEZVÉNY

3. SZ. KUTATÓCSOPORT TÁMOP-4.2.2.D-15/1/KONV-2015-0028 Interdiszciplináris kutatói teamek felkészítése a nemzetközi programokban való részvételre az alkalmazott ökológiai, matematikai és környezettechnológia alapkutatások területén Kaposváron Projekt: Interdiszciplináris kutatói teamek felkészítése a nemzetközi programokban való részvételre az alkalmazott ökológiai, matematikai és környezettechnológia alapkutatások területén Kaposváron Téma: Többváltozós matematikai modellek alkalmazása az ökonómiai életképességi küszöb meghatározására a precíziós növénytermelésben Célkitűzés: A folyamatok Közvetlen Számítógépi Leképezésen alapuló módszeréhez kapcsolódó alapkutatások (és alkalmazások) intenzifikálását biztosító nemzetközi és hazai kapcsolatrendszer megerősítése és bővítése.

RÉSZTVEVŐ KUTATÓK Vezető kutató: Dr. habil. Csukás Béla CSc, egyetemi docens (közvetlen számítógépi leképezésen alapuló szimuláció, illetve szimuláción alapuló tervezési és irányítási metodológia) Senior kutatók: Dr. Balogh Sándor PhD (identifikálást és optimálást segítő több-szempontú genetikus algoritmus) Dr. Varga Mónika PhD (komplex természetes és mesterséges folyamatok modellezése és szimulációja, valamint modell bázisú feladat megoldások)

RÉSZTVEVŐ KUTATÓK PhD hallgatók: Tankovics András (nappali): tehenészet folyamatainak szimuláción alapuló elemzése illetve felkészülés a szektorokon átívelő nyomon követéshez való csatlakoztatásra; Egyed Linda (FinoFood Kft, levelező): tejüzemi technológia inverz dinamikus szimuláción alapuló heti ütemezése; Trenyik Tamás (KVG Zrt, levelező): nem szelektív és szelektív hulladékgyűjtés szimuláción alapuló fejlesztése; Gyalog Gergő (HAKI, levelező): akvakultúra folyamatok modellezése. Hallgatók: 1 BSc és 6 MSc hallgató kapcsolódott be egyes konkrét projektbeli tevékenységekbe.

A KUTATÓCSOPORT MÓDSZERE Field-specific modules General modules Task-specific modules Database Add-on methods Expert Add-ons (e.g. QGIS) User Add-ons (e.g. Google map) templates Expert interface (yEd Graph) EXPERT interpret configure Multicriteria Genetic Algorithm (GA) evaluate prepare Computational model (DCM) Simulator (Kernel) User interface USER input output Simulation core Optimator

A KUTATÓCSOPORT MÓDSZERE SIMULATOR OPTIMATOR PREPARATION 1 Determines the possible sets and rages, defining the possibility space 2 Determines the number of evaluations Multiscale Hybrid Direct Computer Mapping (DCM), including configurations and evaluation Multicriteria Genetic Algorithm (GA) EVOLUTIONARY CYCLE 3 Suggests coding of variants 4 Configures the variants 6 Utilizes evaluations 5 Calculates evaluations

A MÓDSZER KORÁBBI ALKALMAZÁSI TERÜLETEI (A GYAKORLATI ALKALMAZÁSOK ALÁHÚZVA) Problem to be solved Special difficulties Simulated Moving Bed preparative chromatography (1993-2004) Cyclically changing initial and boundary conditions, eliminating numerical dispersion Quantitative health risk analysis of a multiproduct batch plant (2003-10) Changing allocation of dangerous sources and workers in ventillated compartments Model based design and control of bioreactors (2005-10) Ill defined enzyme catalytic and fermentation models Multiscale modeling of p53/miR-34b related signaling process (2011-) First trials for building multi-scale models for Systems Biology Preparative chromatographic separation of MAb proteins (2012- ) Identification and development of a non-conventional process for pharma Trans-sectorial tracing and tracking of agrifood process networks (2010-13) Forward and backward simulation based qualitative and quantitative search GIS based environmental modeling of a sensitive watershed (2013-2015) Generation of extensible expert model and user interface from GIS input

A MÓDSZER NEMZETKÖZI EGYÜTTMŰKÖDÉSBEN KÉSZÜLT SWOT ANALÍZISE Strengths Weaknesses Generally usable for a broad range of process systems Supports the explicit structural analysis of the dynamic net behind the networks Robust and flexible enough for combining with other methods and tools Supports multi-scale modelling and simulation Various hybrid (discrete / continuous, quantitative / qualitative, crisp / fuzzy) models can be interpreted in the same structure Common tool for (model specific conservation law based) balance processes and for informational processes Supports the model based comparative analysis of various systems Recent implementations are not effective enough Recent interfaces are not user-friendly enough Slow development because of the small staff Invisible for international scientific community Opportunities Threats Possible microgranular parallel execution in possible new hardware platforms Possible macrogranular parallel execution Possible new implementations Possible general language for process systems Possible Web based modelling Crowding-out by the better recognised methodologies In lack of a critical mass the development stops The idea will reappear in a non recognizable form

NEMZETKÖZI KAPCSOLATOK FEJLESZTÉSE (EDDIGI EREDMÉNYEK FELTÜNTETÉSÉVEL) Aktuális alapkutatási feladat a hálózatok mögötti dinamikus struktúrák kezelése az általunk fejlesztett módszerrel: Dynamics in Networks (konferencia részvétel nyomán felkérést kaptunk egy Springer kötet (minibook) írására). Hybrid Systems Biology (prezentációnk nyomán kapcsolatba léptünk az ETH Zürich kutatócsoportjával, november eleji látogatás). Complex Networks (a tervezett részvétel segíti a bekapcsolódást a szakterületen folyó multidiszciplináris kutatásokba).

NEMZETKÖZI KAPCSOLATOK FEJLESZTÉSE (EDDIGI EREDMÉNYEK FELTÜNTETÉSÉVEL) 2. A módszer alkalmazása agrár-élelmiszeripari illetve környezeti problémák modell bázisú kezelésére 2nd International Conference on Global Food Security (prezentációnk nyomán kapcsolatba léptünk az Agricultural Sustainability Institute (UC Davis, CA) kutatócsoportjával, folyamatos kapcsolattartás és szakmai anyagok cseréje). Kapcsolatba léptünk az AGRIAN (Fresno, CA) szakmai vezetőjével. World Congress on Engineering & Computer Science konferencián (tervezett előadás az agrár-környezeti alkalmazásokról). Korábbi kapcsolataink alapján együttműködési szerződés készül a Chinese Agricultural University és egyetemünk között. ANUGA-FoodTech konferencia és kiállítás (tapasztalatszerzés).

NEMZETKÖZI KAPCSOLATOK FEJLESZTÉSE (EDDIGI EREDMÉNYEK FELTÜNTETÉSÉVEL) 3. A módszer továbbfejlesztése és beillesztése a General Process Engineering területén Korábbi kapcsolataink alapján új Erasmus szerződés jött létre az UPC Barcelona és egyetemünk között. Szakmai tapasztalatcsere az INP Toulouse intézeténél (aláíratásra felkészítettünk egy kutatási és oktatási együttműködési szerződést). In-Tech 2015 (betekintést nyertünk a környező országok egyes fejlesztési területeibe). ETH Zürich (két kutatócsoporttal tervezünk szakmai konzultációt további együttműködés előkészítésére). A projekt lehetőséget biztosít arra, hogy megismerkedjünk és kapcsolatot teremtsünk a Spatial Programming és Data Flow Computing lehetőségeivel.

HAZAI KAPCSOLATOK FEJLESZTÉSE (EDDIGI EREDMÉNYEK FELTÜNTETÉSÉVEL) Pannon Egyetem Mérnöki Kar Folyamatmérnöki Tanszék (három általunk kezdeményezett Horizon2020 beadásánál voltak konzorciumi tagok, de újabb további hazai és külföldi lehetőségek körvonalazódnak). Pannon Egyetem Georgikon Kar (új kapcsolatfelvétel a precíziós növénytermesztés számítógépes támogatása területén). MTA SZTAKI (új kapcsolatfelvétel párhuzamos programozás területén).

A KUTATÓCSOPORT ÁLTAL SZERVEZETT WORKSHOP: TÉMA Process network design and control, as an engineering interface between the emerging multidisciplinary agrifood fields and the information technology Célkitűzések: Felkészülés közös pályázatokra a „General Process Engineering” területén; Felkészülés közös pályázatokra a módszer agrár- élelmiszeripari alkalmazásainak területén; A módszer további perspektivikus implementációinak megalapozásához szükséges együttműködések fejlesztése (a big data-n alapuló következtetések és a folyamat szimuláció együttes használata, a Közvetlen Számítógépi leképezés mikrogranuláris párhuzamosítása, stb) .

A KUTATÓCSOPORT ÁLTAL SZERVEZETT WORKSHOP: RÉSZTVEVŐK Keynote contributors (with their topics)  from abroad: Zoran Babovic, Department of Computer Engineering, School of Electrical Engineering, University of Belgrade, Serbia (Data Flow Computing); Antonio Espuna, Center for Process and Environmental Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, Spain (process systems engineering, optimal process design, supply chains); Karel Keesman, Department of Agrotechnology & Food Science, Wageningen University (process engineering control in agriculture, aquaculture and bioengineering); Walter Mayer, PROGIS Gmbh, Villach, Austria (GIS based agricultural and environmental information systems, software development); Veljko Milutinovic, Department of Computer Engineering, School of Electrical Engineering, University of Belgrade, Serbia, and MAXELER (Spatial Computing, Data Flow Computing); Olivier Naud, Modeling and Decision Support for Agriculture, IRSTEA (National Research Institute of Science and Technology for Environment and Agriculture), Montpellier, France, (agricultural process simulation and model based decision making);

A KUTATÓCSOPORT ÁLTAL SZERVEZETT WORKSHOP: RÉSZTVEVŐK Keynote contributors from Hungarian side: Tibor Chován, Department of Process Engineering, University of Pannonia, Veszprém (process systems engineering, process control); Zoltán Juhász, Research Group on Parallel and Distributed Systems, University of Pannonia, Veszprém (parallel computing, microgranular parallelism); Róbert Lovas, Research Laboratory of Parallel and Distributed Systems, Research Institute of Computer Science and Automation, Budapest (parallel distributed computing, agricultural applications); István Sisák, Georgikon Faculty of Agriculture, University of Pannonia, Veszprém (management unit delineation in data-poor environment).

A KUTATÓCSOPORT ÁLTAL SZERVEZETT WORKSHOP: RÉSZTVEVŐK Contributors from Research Group on Process Network Engineering, Kaposvár University, Hungary: Sándor Balogh (multi-objective genetic algorithm); Béla Csukás (process network engineering); Mónika Varga (Direct Computer Mapping based simulation, design and control).

FELKÉSZÜLÉS JÖVŐBELI PÁLYÁZATOKRA A korábbi és a projekt keretében létrejött nemzetközi kapcsolatrendszerre építve közös Horizon2020 és egyéb nemzetközi pályázatok előkészítése (folyamatban van a megcélozható felhívások áttekintése). Közös részvétel a másik két kutatócsoporttal nemzetközi pályázatokban. Folyamatban van felkészülésünk egy GINOP 2.2.1 pályázat benyújtására a Fino-Food Kft-vel. Felkészülünk egy GINOP 2.3.2. pályázatban való részvételre a metodológia alkalmazásával.

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! TÁMOP-4.2.2.D-15/1/KONV-2015-0028 Interdiszciplináris kutatói teamek felkészítése a nemzetközi programokban való részvételre az alkalmazott ökológiai, matematikai és környezettechnológia alapkutatások területén Kaposváron KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!