Ocena osiągnięcia naukowego oraz aktywności naukowej dr

Prof. dr hab. inż. Józef Jonak
Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Mechatroniki
Wydział Mechaniczny
Politechnika Lubelska
Ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin
Lublin 06.12.2014
Ocena
osiągnięcia naukowego oraz aktywności naukowej
dr Agnieszki Wyłomańskiej
ubiegającej się o nadanie stopnia doktora habilitowanego
w dziedzinie „Nauki techniczne” w dyscyplinie „Górnictwo i geologia
inżynierska”
1. Podstawa prawna

Ustawa z dnia 14 marca 2003r. o stopniach i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule
w zakresie sztuki (ze zmianami wprowadzonymi Ustawą z dnia 18 marca 2011 roku – art. 2)
zwłaszcza art. 16, 18a, 21,

Rozporządzenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 1.09.2011 w sprawie
kryteriów oceny osiągnięć osoby ubiegającej się o nadanie stopnia doktora habilitowanego
(Dz. U. Nr 196, poz. 1165),

Rozporządzenie Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 22 września 2011r.,
w sprawie szczegółowego trybu przeprowadzania czynności w przewodach doktorskich,
w postępowaniu habilitacyjnym oraz w postępowaniu o nadanie tytułu profesora (Dz. U. nr
204, poz. 1200),

Komunikaty nr 5/2011, nr 6/2011, nr 2/2012, nr 3/2012, nr 4/2014 Centralnej Komisji ds.
Stopni i Tytułów Naukowych zamieszczonych na stronie internetowej CK.
2. Sylwetka naukowa Habilitantki
Dr Agnieszka Wyłomańska jest absolwentem Wydziału Podstawowych Problemów Techniki
Politechniki Wrocławskiej . W roku 2002 ukończyła studia o specjalności Matematyka Finansowa
i Ubezpieczeniowa, broniąc pracy dyplomowej magisterskiej pt. „Metody liczenia składek i rezerw
na podstawie tablic dla dowolnego wieku” uzyskując stopień magistra inżyniera.
W 2006 roku uzyskała stopień naukowy doktora nauk matematycznych w Instytucie
Matematyki i Informatyki Wydziału Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej.
Tytuł rozprawy „Analiza modeli ARMA z okresowymi współczynnikami”.
1
Główne zainteresowania naukowe Habilitantki to zastosowania metod statystycznych
w przetwarzaniu, modelowaniu i analizie szeregów czasowych, głównie w zastosowaniach do
diagnostyki technicznej, w tym zwłaszcza monitorowaniu stanu, diagnostyce uszkodzeń
elementów układów napędowych maszyn górniczych oraz monitorowaniu górniczych procesów
technologicznych.
Dorobek Habilitantki po doktoracie, jest niejako odpowiedzią na aktualne potrzeby
nowoczesnego przemysłu w tym wydobywczego. Zastosowanie i rozwój nowych metod i środków
diagnostyki technicznej w utrzymaniu maszyn górniczych przeżywa gwałtowny rozwój, również
w górnictwie polskim. Wdrożenia systemów diagnostycznych pracujących w czasie rzeczywistym,
w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego, kopalniach podziemnych węgla kamiennego czy
kopalniach rud miedzi, wykazują ogromne zainteresowanie nowymi metodami w przemyśle
górniczym.
Specyfika pracy maszyn górniczych, ograniczenia techniczne, prawne, środowiskowe itd.,
powodują, że bezpośredni transfer rozwiązań z innych dziedzin napotyka szereg trudności
i ograniczeń. Dlatego Habilitantka słusznie zauważa, że celowe jest prowadzenie badań w zakresie
diagnostyki maszyn górniczych i rozwój nowych metod w tym zakresie z wykorzystaniem aparatu
matematycznego. W celu zwiększenia skuteczności metod diagnostycznych, dostosowania
rozwiązań pomiarowych i analitycznych do potrzeb przemysłu górniczego niezbędne jest
interdyscyplinarne podejście do badań , co skutecznie realizuje opiniowana.
Wg załączonej dokumentacji, Habilitantka opublikowała ogółem 86 prac w tym 72 publikacje
naukowe oraz 14 tzw. nie publikacji (głównie raporty). Na tzw. liście Filadelfijskiej znajduje się 32
pozycje, z Impact Factor (baza JCR) 28 pozycji, na liście czasopism MNiSzW wykazano 36 pozycji.
W bazie Web of Science wykazano 2 referaty konferencyjne. W wykazie dorobku zamieszczono 3
rozdziały w książkach międzynarodowych, 11 rozdziałów w wydawnictwach lokalnych,
31 artykułów międzynarodowych, 13 artykułów w wydawnictwach lokalnych oraz 8 referatów
międzynarodowych i 6 na konferencjach lokalnych.
Sumaryczny Imact Factor listy Journal Citation Reoports (JCR) zgodnie z rokiem opracowania
wynosi 36,516. Liczba cytowań wg bazy Web of Science (WoS): 111 (z autocytowaniami) oraz 38
(bez autocytowań). Index Hirscha wg Web of Science: 6.
2
3. Charakterystyka dorobku naukowego
3.1. Ocena osiągnięcia naukowego przedkładanego w trybie art. 16 ust. 2 p.1
Habilitantka we wniosku zgłosiła jako osiągnięcie naukowe monotematyczny cykl publikacji pt.
„Metody statystyczne w zakresie przetwarzania, modelowania i analizy szeregów czasowych
w zastosowaniu do diagnostyki technicznej” , na który składa się 14 publikacji (przed korektą
autoreferatu). Suma wskaźników Impact Factor tych publikacji wynosi IF=11,82, a suma punktów
wg. oceny MNiSW =292.
Przedstawiony cykl publikacji obejmuje cztery grupy tematyczne zagadnień, tj.
- badania dotyczące detekcji uszkodzeń lokalnych w maszynach górniczych (prace H1-H4),
- modelowanie sygnałów drganiowych w zmiennych warunkach eksploatacyjnych (prace H5-H8) ,
- modelowanie rozkładów cech diagnostycznych na potrzeby ustalania progów decyzyjnych (prace
H9-H11),
- metody segmentacji sygnału w celu wykrywania stanów pracy maszyn.
Pracę maszyn górniczych tak podziemnych jak i naziemnych cechuje szereg niekorzystnych
z punktu widzenia monitorowania stanu jak i diagnostyki drganiowej cech, takich jak: bardzo
zmienne obciążenia wynikające z niejednorodnych warunków eksploatacji, bardzo uciążliwe czy
wręcz agresywne środowisko, w którym odbywa się eksploatacja, itd. Pozyskiwane sygnały
diagnostyczne mają bardzo złożoną strukturę, obarczone są znacznymi zakłóceniami, poprzez co,
typowe procedury obróbki sygnałów są mało efektywne (np. te, oparte na kurtozie). Za słuszne
należy uznać przyjęcie przez Habilitantkę podstawowego założenia badawczego, że wykorzystując
własności statystyczne analizowanych sygnałów, można dokonać detekcji uszkodzeń maszyn
górniczych nawet w obecności zakłóceń. Bazując na dekompozycji złożonych sygnałów na subsygnały o prostszej strukturze, opiniowana opracowała nowatorskie metody detekcji uszkodzeń,
zakładając między innymi, że dla sub- sygnałów charakterystycznych dla maszyn nieuszkodzonych,
rozkład prawdopodobieństwa jest zbliżony do gaussowskiego, podczas gdy dla maszyn
uszkodzonych taka właściwość nie występuje. Do testowania, czy np. pozyskane, rzeczywiste dane
pochodzą z rozkładu gaussowskiego, opiniowana opracowała odpowiednie miary impulsowości,
tzw. selektory, umożliwiające wyznaczenie np. informacyjnych pasm częstotliwościowych
badanych sygnałów oraz ich filtrację.
Kolejny obszar badawczy obejmuje zagadnienia modelowania drgań w zmiennych warunkach
eksploatacyjnych, gdzie sygnały są zmodulowane amplitudowo i częstotliwościowo oraz nie
3
posiadają stałej struktury widma. Habilitantka skupiła swą uwagę na testowaniu przydatności
modeli ARMA, w których współczynniki są okresowe, tj. tzw. modeli PARMA. W oparciu o tzw.
filtry odwrotne stosowanych modeli, udało się np. dokonać skutecznej detekcji uszkodzeń bazując
na residuach modeli. Większość analiz w tym obszarze dotyczy maszyn górniczych, w tym
zwłaszcza czerpakowych koparek kołowych.
Kolejny nurt badań Habilitantki dotyczy modelowania rozkładów cech diagnostycznych na
potrzeby ustalania progów decyzyjnych. W diagnostyce maszyn jest to podstawowe zagadnienie
dla poprawnego wnioskowania o stanie maszyny, ograniczając generowanie tzw. fałszywych
alarmów. Habilitantka wykazała, że charakter drgań maszyn górniczych lepiej opisują rozkłady np.
Pareto czy Weibulla. Korzystając z wyestymowanych parametrów tych rozkładów dla danej cechy
diagnostycznej oraz charakterystyk prędkości obrotowych dokonano skutecznej klasyfikacji stanu
maszyn. Skuteczność klasyfikacji udało się znacząco zwiększyć, stosując modele typu AR(1) z a –
stabilnym szumem i współczynnikami, które są dowolnymi funkcjami oraz opracowując algorytm
rozróżniania rozkładów, które niewiele się różnią pomiędzy sobą.
Ostatnim, istotnym obszarem badań Habilitantki, było opracowanie metod segmentacji
sygnału w celu wykrywania stanów pracy maszyn.
Jako główne cele badań, w zakresie diagnostyki technicznej, Habilitantka przyjęła:
- wykazanie, że metody statystyczne i stochastyczne mogą być użyte w celu adaptacji dotychczas
stosowanych technik w analizie sygnałów,
- udowodnienie, że zaproponowane kryteria selekcji wykazują bardzo dobre właściwości i mogą
być alternatywą dla szeroko stosowanej kurtozy widmowej, a w niektórych przypadkach dają
lepsze wyniki,
- wykazania, że klasyczne modele szeregów czasowych są niewystarczające do opisu sygnałów dla
maszyn pracujących w zmiennych warunkach eksploatacyjnych, dlatego też konieczne jest
zaproponowanie bardziej zaawansowanych modeli,
- wskazanie, że popularnie stosowane rozkłady gaussowskie są niewystarczające do opisu danych
związanych z pracą maszyn górniczych, dlatego tez konieczne jest zastosowanie innych
rozkładów,
- określenie metod segmentacji sygnałów na potrzeby wykrywania trybów pracy maszyny
z wykorzystaniem własności statystycznych danych.
4
3.1.1. Uwagi i ocena osiągnięcia naukowego
Oceniając całość omawianego zbioru publikacji stwierdzam, że jest to bardzo zwarta
tematycznie część dorobku naukowego Habilitantki świadcząca o Jej ciągłym rozwoju naukowym,
zwłaszcza w obszarze diagnostyki drganiowej maszyn górniczych. Na podkreślenie zasługuje fakt,
że tematyka ta wynika z potrzeb przemysłu i szereg aspektów analizowanych przez Habilitantkę
znalazło swe przełożenie na praktyczne zastosowania w budowanych dla przemysłu
wydobywczego, systemach monitorowania stanu i diagnostyce maszyn, znacząco poszerzając stan
wiedzy w tej tematyce, zwłaszcza w numerycznej (statystycznej i stochastycznej) obróbce
sygnałów diagnostycznych.
Podsumowując tę część opinii stwierdzam, że bardzo wysoko oceniam dorobek i wkład
Habilitantki w rozwój dziedziny „Nauki Techniczne” a uniwersalność rozpatrywanych zagadnień
pozwalają także oceniać wkład opiniowanej w dyscyplinę „Górnictwo i geologia inżynierska”,
z uwagi na uniwersalne treści, które mają swe przełożenie na diagnostykę i monitorowanie stanu
maszyn i procesów górniczych. Aby zrealizować postawione cele badawcze, Habilitantka zapoznała
się w bardzo szerokim zakresie z technologią i techniką górniczą w tym zwłaszcza z konstrukcją
i eksploatacją maszyn górniczych, oraz szerokim spektrum zagadnień z obszaru geologii
inżynierskiej. Z zestawu znaczących publikacji, wchodzących w skład osiągnięcia naukowego, co
najmniej 6 jest ściśle związanych z dyscypliną „Górnictwo i geologia inżynierska” . Podobnie, co
najmniej 9 publikacji z listy tzw. innych publikacji, dotyczy również wspomnianej dyscypliny.
3.1.2. Ocena uzupełniającego dorobku naukowego
Dorobek naukowy, potraktowany przez opiniowaną jako uzupełniający, obejmuje 23 pozycje
z listy ministerialnego wykazu czasopism, o zróżnicowanym udziale własnym autorki,
deklarowanym na poziomie rzędu 33-50% (opracowania współautorskie, druga lub trzecia osoba
na liście współautorów). Sumaryczna ilość punktów, wg. obowiązujących kryteriów: 540.
Sumaryczny Impact Factor dla tej grupy publikacji: 23,593. Ponadto, Habilitantka jest autorem
(współautorem) 12 rozdziałów w książkach oraz 31 referatów wygłoszonych na międzynarodowych
i krajowych konferencjach tematycznych, związanych z górnictwem (np. „Szkoła Eksploatacji
Podziemnej”, „Interdyscyplinarne Zagadnienia w Górnictwie i Geologii”, „International Symposium
Continuous Surface Mining”).
Stwierdzam, że przedstawiony dorobek naukowo badawczy, potraktowany przez opiniowaną
jako uzupełniający, jest nie mniej znaczący jak jednotematyczny dorobek cyklu publikacji.
5
Obejmuje on zróżnicowane tematycznie zagadnienia (wyodrębniono 9 obszarów badawczych).
Podobnie jak poprzednio, poruszana tematyka wypływa bezpośrednio z potrzeb praktyki
inżynierskiej, potrzeb Regionu Dolnego Śląska, jest odpowiedzią na potrzeby rozwiązania istotnych
problemów występujących w różnych branżach przemysłu, sferze zarządzania, finansów i ochrony
środowiska.
Opracowania dotyczące wyników badań realizowanych dla KGHM CUPRUM, holdingu BOT
Górnictwo i Energetyka S.A., ugruntowują istotny wkład Habilitantki w rozwój dyscypliny
„Górnictwo i geologia inżynierska”. Potwierdza „istotną aktywność naukową” Habilitantki.
3.2. Ocena stopnia spełnienia pozostałych wymagań ustawowych
1. Udział w projektach badawczych
Habilitantka, jako główny wykonawca/wykonawca uczestniczyła w realizacji 9 projektów
międzynarodowych i krajowych.
2. Inne osiągnięcia w zakresie działalności naukowo-badawczej
- Habilitantka jest współautorem 10 raportów na potrzeby Instytutów Politechniki Wrocławskiej,
- za działalność naukową otrzymała 4 nagrody i wyróżnienia międzynarodowe i krajowe.
4. Ocena dorobku dydaktycznego, popularyzatorskiego i współpracy
międzynarodowej
Habilitantka:
- uczestniczyła w 3 programach europejskich oraz innych programach międzynarodowych
(Program Operacyjny Kapitał Ludzki, Innowacyjna Gospodarka, Program ZPOOR)
- jako członek komitetu/organizator brała udział w komitetach organizacyjnych konferencji
międzynarodowych/krajowych,
- aktywnie promuje osiągnięcia naukowo- badawcze na forum międzynarodowym – udział w
konferencjach: International Symposium Continuous Surface Mining, International Conference
on Vibration Engineering and Technology on Machinery, Vibrations, Shocks and Noise,
International Technical Systems Degradation, Workshop on Cyclostationary Systems and Their
Applications, International Conference on Damage Assessment of Structures, Condition
Monitoring of Machines in Non-stationary Operations,
6
- otrzymała 2 nagrody JM Rektora PWr, w uznaniu wkładu w działalność uczelni,
- jako członek uczestniczy w dwóch konsorcjach/sieciach badawczych,
- była edytorem książki wydanej przez renomowane wydawnictwo Springer,
- posiada znaczące osiągniecia dydaktyczne i w zakresie popularyzacji nauki (współtworzenie
nowego kierunku i nowej specjalności w języku angielskim, wykładowca kursów
w zagranicznych uczelniach - Finlandia, Włochy, Niemcy),
- była promotorem ponad 40 prac magisterskich, licencjackich i inżynierskich, ponad 20 razy była
recenzentem tego typu prac,
- jest promotorem pomocniczym w jednym przewodzie doktorskim o tematyce stochastycznego
modelowania drganiowych szeregów czasowych, w zastosowaniu do detekcji uszkodzeń
lokalnych górniczych maszyn wirnikowych, realizowanym w Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa
i Geologii PWr,
- odbyła 5 staży zagranicznych jako profesor wizytujący (Niemcy, Finlandia, Izrael) oraz 3 staże
zagraniczne jako uczestnik szkoły letniej lub wykonawca projektu (Niemcy, Francja).
4.1. Ocena
Podsumowując tę część recenzji uważam, że Habilitantka spełnia zdecydowaną większość
kryteriów zawartych w odpowiednim Rozporządzeniu MNiSzW z dnia 1 września 2011r. Uważam,
że przedstawiony w tym obszarze dorobek zasługuje na dobrą ocenę.
5. Podsumowanie i wniosek końcowy
Przedstawione oceny dorobku naukowego, dydaktycznego i popularyzatorskiego dr Agnieszki
Wyłomańskiej w świetle wymagań stawianych osobom występującym o stopień doktora
habilitowanego określonych w Ustawie o stopniach i tytule naukowym i Rozporządzeniu Ministra
NiSzW wymienionych w punkcie 1, upoważnia do wniosku, że dorobek ten spełnia wszystkie
wymienione kryteria.
W zakresie dyscypliny naukowej „Górnictwo i geologia inżynierska” dorobek Habilitantki
obejmuje takie zagadnienia jak:
- diagnostyka elementów maszyn górniczych, w tym zwłaszcza opracowanie procedur
wykrywania uszkodzeń lokalnych, szacowania wartości progów decyzyjnych, metody
prognozowania,
- diagnostyka procesów roboczych maszyn górniczych, w tym zwłaszcza identyfikacja
i segmentacja reżimów ich pracy, w aspekcie np. diagnostyki, automatyzacji i sterowania,
7
- modelowanie i analiza sygnałów sejsmicznych na potrzeby ich klasyfikacji i badań
wytrzymałościowych obudowy kotwowej,
- modelowanie i analiza stężenia promieniotwórczej aktywności Radonu w Jaskini
Niedźwiedziej w Kletnie.
Wyniki badań Habilitantki były publikowane w prestiżowych czasopismach dotyczących
mechaniki, maszyn, diagnostyki maszyn, przetwarzania sygnałów, metod matematycznych
w analizie szeregów czasowych, wibroakustyki, górnictwa, procesów degradacji, itd., o zasięgu
międzynarodowym, a także prezentowane były na krajowych i międzynarodowych konferencjach
o uznanej renomie.
W podsumowaniu można stwierdzić, że:
- Dorobek Habilitantki obejmuje głównie interdyscyplinarne treści w tym zwłaszcza związane
z drganiową
diagnostyką
maszyn,
metodami
przetwarzania
sygnałów,
metodami
matematycznymi w analizie szeregów czasowych,
- Dorobek naukowy Habilitantki zawiera szereg oryginalnych i ciekawych rezultatów z obszaru
górnictwa i geologii inżynierskiej, wykorzystanych w praktyce,
-Tematyka prac i całokształtu działalności naukowej dr A. Wyłomańskiej upoważnia do
stwierdzenia, że dotyczy ona dziedziny „Nauk technicznych” i „Dyscypliny górnictwo
i geologia inżynierska” w której Habilitantka specjalizuje się głównie w zakresie
wibrodiagnostyki maszyn, metod przetwarzania sygnałów, monitorowania procesów
technologicznych i stanu maszyn.
- Prace publikowane są w czasopismach o zasięgu międzynarodowym, w większości przypadków
posiadających znaczący współczynnik wpływu (Impact Factor) lub umieszczonych na liście
MNiSzW a także w monografiach,
- Udział Habilitantki w pracach zespołowych jest wyraźny i wynosi około 35-50% (opracowania
zbiorowe),
- Na uwagę zasługuje duża aktywność w realizacji projektów badawczych związanych zarówno
z grantami krajowymi jak i zagranicznymi,
- Udział Habilitantki we współpracy międzynarodowej oceniam jako spełniający wymagania
stawiane w Ustawie. Współpraca ta przejawia się w dużym zaangażowaniu w realizacji
europejskich projektów badawczych oraz we współpracy naukowej z Uniwersytetami krajów
Unii Europejskiej (Niemcy, Finlandia, Francja),
8
- W zakresie popularyzacji nauki dr A. Wyłomańska wykazuje aktywność jako członek komitetów
organizacyjnych konferencji i sympozjów naukowych, szeroko i aktywnie uczestniczy
w konferencjach zagranicznych (międzynarodowych),
- Działalność dydaktyczną Habilitantki charakteryzuje zarówno szeroki zakres tematyczny
wykładów, głównie zagranicznych, promotorstwo prac dyplomowych, opieka naukowa nad
doktorantami (w tym jako promotora pomocniczego) oraz staże w zagranicznych jak
i krajowych ośrodkach naukowych/akademickich.
Biorąc powyższe pod uwagę, opiniuję pozytywnie (na poziomie dobrym) wniosek o nadanie
dr Agnieszce Wyłomańskiej stopnia naukowego doktora habilitowanego w dziedzinie „Nauki
Techniczne”, w dyscyplinie „Górnictwo i geologia inżynierska”.
9