Projekti / Programi
Inovativni izdelovalni sistemi in procesi
01. januar 2017
- 31. december 2021
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.10.00 |
Tehnika |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
|
1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
Koda |
Veda |
Področje |
T130 |
Tehnološke vede |
Produkcijska tehnologija |
Koda |
Veda |
Področje |
2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
1.01 |
Naravoslovne vede |
Matematika |
Pametne tovarne, izdelovalni sistemi in procesi (ISP), realno-časovno krmiljenje, digitalizacija industrije, digitalne tovarne, internet stvari (IoT), pametna orodja, adaptivna orodja, prenos informacij, veliki podatki, inteligentni optimizacijski algoritmi, mikrotehnologije
Raziskovalci (26)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
1. |
29052 |
Edo Adrović |
|
Tehnični sodelavec |
2017 - 2018 |
147 |
2. |
21232 |
dr. Mihael Debevec |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
623 |
3. |
38468 |
Pavel Drešar |
|
Tehnični sodelavec |
2017 - 2020 |
26 |
4. |
10499 |
dr. Niko Herakovič |
Konstruiranje |
Vodja |
2017 - 2021 |
678 |
5. |
53512 |
Denis Jankovič |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Mladi raziskovalec |
2019 - 2021 |
13 |
6. |
33239 |
dr. Marko Jerman |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
82 |
7. |
09006 |
dr. Mihael Junkar |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Upokojeni raziskovalec |
2017 - 2021 |
552 |
8. |
12260 |
dr. Andrej Lebar |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
293 |
9. |
07125 |
dr. Peter Metlikovič |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2019 |
65 |
10. |
32686 |
dr. Tina Novak |
Matematika |
Raziskovalec |
2018 - 2021 |
30 |
11. |
23469 |
dr. Henri Orbanić |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
166 |
12. |
12957 |
dr. Tomaž Pepelnjak |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
418 |
13. |
33801 |
dr. Miha Pipan |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
172 |
14. |
51161 |
Miha Prijatelj |
|
Tehnični sodelavec |
2018 |
11 |
15. |
17999 |
Matjaž Rot |
|
Tehnični sodelavec |
2017 - 2021 |
174 |
16. |
21774 |
dr. Darja Rupnik Poklukar |
Matematika |
Raziskovalec |
2018 - 2021 |
53 |
17. |
30912 |
dr. Izidor Sabotin |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2019 |
113 |
18. |
54780 |
Ema Stefanovska |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Mladi raziskovalec |
2021 |
1 |
19. |
31322 |
dr. Marko Šimic |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
259 |
20. |
39194 |
dr. Maja Turk |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Mladi raziskovalec |
2017 - 2020 |
29 |
21. |
24274 |
dr. Marko Uplaznik |
Fizika |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
40 |
22. |
18553 |
dr. Joško Valentinčič |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
423 |
23. |
51943 |
Suzana Vinetič |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Mladi raziskovalec |
2018 - 2021 |
5 |
24. |
21773 |
dr. Helena Zakrajšek |
Matematika |
Raziskovalec |
2018 - 2019 |
27 |
25. |
37172 |
dr. Hugo Zupan |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2019 - 2021 |
112 |
26. |
03430 |
dr. Janez Žerovnik |
Matematika |
Raziskovalec |
2017 - 2021 |
792 |
Organizacije (2)
Povzetek
Tema predlaganega raziskovalnega programa je digitalizacija industrije. Izdelovalni sistemi in procesi (ISP), ki vključujejo izdelovalna orodja, izdelovalne naprave, izdelovalne stroje, proces toka materiala in informacij skozi celotni izdelovalni proces, so eni izmed ključnih členov v verigi vrednosti. Realno-časovni (real-time) ISP se razlikujejo od tradicionalnih, saj so krmiljeni s pametnimi mrežami, pametnimi sistemi in inteligentnimi programskimi orodji, ki so povezana s pametnimi orodji, stroji in napravami.
V sodelovanju s koncesionarjem programa in drugimi podjetji bomo zagotovili obvladovanje izdelave pri zmanjševanju velikostnega razreda izdelkov, prenos znanja v navidezno okolje in obvladovanje inovacijskega cikla. Nadaljevali bomo z razvojem in posodabljanjem izdelovalnih tehnologij in mehatronskih podsistemov v okviru prehoda iz makro-, mezo- v mikro okolje. Razvijali bomo nove mikroreaktorske sisteme in optimizirali mikroizdelovalne procesne verige. Nadaljevali bomo delo skladno s trendom zmanjševanja energijske porabe posameznih strojev in komponent, kar sovpada z načelom trajnostnega razvoja. Glavni fokus raziskav programske skupine so koncepti Pametnih tovarn. S tem želimo doseči povečanje učinkovitosti in fleksibilnosti ISP, ki bodo sloneli na principih Digitalne tovarne, LEAN, AGILE in TQM ter so usklajeni z usmeritvijo Industrija 4.0. Obenem želimo omogočiti individualno izdelavo v okviru velikoserijske proizvodnje z visoko stopnjo ponovljivosti kakovosti izdelkov, kar bomo dosegli tudi z uvedbo modularne gradnje izdelovalnih sistemov, procesov in izdelkov. Za prenos informacij bomo uporabili distribuirane sisteme, brezžično komunikacijo in tehnologije Interneta stvari (IoT). Pri gradnji samo-prilagoditvenih mehanizmov ISP z definirano vlogo se bomo osredotočili na razvoj inteligentnega algoritma, ki bo samodejno predlagal optimizacijske korake in rešitve. Obenem bomo razvili ustrezne programske vmesnike, ki bodo omogočili implementacijo obstoječih IoT tehnologij na posameznem ISP. Omenjene tehnologije, vezane na koncepte Pametnih tovarn, bomo aplicirali tudi na področjih pametnih preoblikovalnih orodij; sprotnega opredeljevanja optimalnega napetostno-deformacijskega stanja izdelave izdelka; rezanja z lednim abrazivnim vodnim curkom; visokodinamične hidravlične pozicionirne osi, krmiljene z digitalnimi piezo ventili in integriranimi preciznimi merilniki poti v batnico hidravličnega valja; inteligentnih ISP na področju montaže in pakiranja izdelkov; zmanjševanja hrupa pri malih gospodinjskih aparatih z aktivnim dušenjem vibracij; povečanju stopnje avtomatizacije malih godpodinjskih aparatov ob hkratni možnosti izražanja individualnih potreb in okusov uporabnikov pri procesiranju hrane.
S tem sledimo evoluciji in perspektivi izdelovalnih sistemov in procesov, ki poteka od trenutnega stanja, t.j. vitke proizvodnje, preko vizije Manufuture do pametnih tovarn in naprej do Tovarn na daljavo.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskovalci, člani programskega konzorcija so ob svojem dosedanjem delu in raziskovalnih aktivnostih naleteli na pozitivne odmeve v svetovni znanstveni skupnosti. Ker navedeni projekt teži k poglobljenemu delu predvsem na področju v Evropi spodbujane paradigme Pametne tovarne, v prihodnjih letih realno pričakujemo nove odmevne dosežke tako na področju temeljnih kot tudi aplikativnih raziskav. Med realno dosegljive rezultate kadrovsko in vsebinsko prenovljene programske skupine uvrščamo:
novi prilagodljivi izdelovalni koncepti,
prilagodljive izdelovalne tehnologije,
sproten nadzor in krmiljenje izdelovalnih procesov za zoževanje izdelovalnih toleranc,
optični nadzor izdelovalnih procesov in implementacija povratnih zank za stabilizacijo in povečanje kakovosti procesov,
piezoventili v pnevmatiki in hidravliki,
koncepti, tehnologije in optimizacije za minimizacijo porabe energije izdelovalnih procesov,
tehnologije in koncepti digitalizacije in celovite proizvodne integracije,
vitka proizvodnja,
skrajševanje izdelovalnih ciklov,
snovanje izdelkov za hitro demontažo in sortiranje surovin ob demontaži,
nova metoda identifikacije curka pri obdelavi z vodnim curkom,
nove inovativne preoblikovalne tehnologije inkrementalnega preoblikovanja za hitro maloserijsko proizvodnjo,
metodologije za določitev optimalnih montažnih operacij,
metodologije napovedovanja delovanja in prilagajanja izdelovalnih sistemov v maloserijski proizvodnji,
metodologije povečevanja fleksibilnosti, zanesljivosti in razpoložljivosti kompleksnih izdelovalnih sistemov in procesov,
metodologije uvajanja robotizirane podpore izdelovalnim sistemom,
razvoj odločitvenih sistemov in sistemov za izbiro procesov (decision making systems),
posplošeni model stabilizacije procesov oblikovanja pločevinskih komponent z istočasnim pozicioniranjem v stabilna tehnološka okna,
uporaba metode induktivnega strojnega učenja v izdelovalnih sistemih,
kriteriji za izbiro optimalnih kombinacij izdelovanih tehnologij,
rezultati raziskav nekaterih ključnih segmentov mikrotehnologij:
nove mikroprocesne verige,
razvoj novih mikroreaktorjev,
obdelovalni procesi z direktnim dovodom energije,
tehnologije in orodja za mikropreoblikovanje,
razpoznavanje in identifikacija mikrokomponent,
mikromontaža in logistika,
povečevanje dinamičnih zmogljivosti aktuatorjev in zmanjšanje porabe energije,
odločitveni kriteriji za izbiro procesov s stališč minimalne obremenitve okolja in rabe energije.
Pomen za razvoj Slovenije
Programski konzorcij je v okviru programske skupine v preteklosti sodeloval z uglednimi industrijskimi partnerji Domel, FDS Research, Gorenje Orodjarna ter v zadnjem obdobju s podjetjem BSH, ki je industrijski partner tudi v predloženi programski prijavi. Z dosedanjimi partnerji smo v industrijsko okolje prenesli vrsto razvojno-raziskovalnih nalog na različnih področjih izdelovalnih tehnologij. Z različnimi slovenskimi podjetji smo v preteklem projektnem obdobju tudi prijavili več patentov, ki ščitijo slovensko znanje širom po svetu. Vendar le raziskave parcialnih tehnoloških rešitev danes več ne zadošča za globalno konkurenčnost slovenske industrije, ampak je nujno vključevanje v sodobne evropske industrijske pobude, izpostavljene v paradigmi »Pametnih tovarn« oz. »Tovarn prihodnosti«.
Zato smo o digitalizaciji industrije, posebej izdelovalnih sistemov in procesov, začeli v zadnjem času veliko govoriti tudi v Sloveniji. Pametne tovarne so postale celo eden od stebrov Strategije Pametne Specializacije (SPS), ki jo je Slovenska vlada sprejela v letu 2015. Naša programska skupina se je intenzivno vključila v ta dogajanja in različne iniciative, ki imajo za cilj razviti manjkajoče tehnologije in znanja, ki bodo omogočila digitalizacijo izdelovalnih sistemov in procesov.
Nacionalna identiteta se bo krepila le, če se bo intenzivno krepila tudi izvozno naravnana industrija. Slovenija ima kljub turbulentnim razmeram na industrijskih trgih v zadnjih desetih letih še vedno pomemben delež svoje proizvodnje izvozno usmerjen v evropsko avtomobilsko industrijo. Ta se žal v zadnjih letih razvija hitreje kot industrija slovenskih dobaviteljev. Nastajajoče razkorake bomo lahko zmanjšali le z implementacijo fleksibilne in pametne proizvodnje ter usmerjanjem v industrijske veje z visoko dodano vrednostjo. Pametne tovarne in njihovo uvajanje v slovenska podjetja so tako ključnega pomena za njihovo bodočo konkurenčnost v svetu. Še posebej velja to za mala in srednje velika podjetja, ki v svoje delovanje pogosto še vedno ne vključujejo niti osnovnih konceptov pametne proizvodnje.
Implementacija v programski skupini pridobljenega znanja lahko tako bistveno vzpodbudi dvig dodane vrednosti v slovenskih podjetjih. S ciljnim reševanjem problemov v industriji in podpori pri prehodih na koncept pametnih tovarn, lahko člani programske skupine pripomorejo k dvigu konkurenčnosti slovenskih podjetij. To se že kaže pri aktivnem vključevanju članov programske skupine v pobude pametne specializacije, kakor tudi v številnih industrijskih projektih s tega področja s podjetji Yaskawa Ristro, Plastika Skaza, Gorenje d.d., BSH, Polycom, Numip, Elaphe, Kreativni Aluminij, Yaskawa Europe, Yaskawa Electric Corporation, Danfoss, Perndorfer Maschinenbau, Best Fluid Technology, KGL, ARMAT, Iskra Mehanizmi itd..
Člani projektnega konzorcija se nadalje zavedajo, da razvoj v slovenskem prostoru temelji na mladih, strokovno usposobljenih kadrih. Zato aktivno sodelujejo pri dodiplomskem in podiplomskem študiju. Tako so člani konzorcija trenutno mentorji štirim doktorandom in številnim magistrantom druge bolonjske stopnje, pri čemer so vse njihove teme naravnane zanantveno oz. razvojno-industrijsko. Nekatere od obravnavanih tem pokrivajo področja digitalne in virtualne tovarne, kakor tudi inteligentnih odločitvenih algoritmov kakor tudi področja vitke proizvodnje, prilagodljivih procesov in novih inovativnih tehnologij za zmanjševanje porabe energije v proizvodnji, zoževanja izdelovalnih toleranc, metod “Odstrani in nadomesti” itd.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2017,
2018,
2019
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2017,
2018,
2019