Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Sinergetika kompleksnih sistemov in procesov

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.21.00  Tehnika  Tehnološko usmerjena fizika   
2.10.00  Tehnika  Proizvodne tehnologije in sistemi   

Koda Veda Področje
T000  Tehnološke vede   

Koda Veda Področje
1.03  Naravoslovne vede  Fizika 
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
Ključne besede
Sinergetika, kompleksnost, modeliranje, razvrščanje, diagnostika, optimizacija, napovedovanje, prediktivno vodenje, adaptivni sistemi, lasersko procesiranje materialov, lasersko direktno nanašanje kovin, 3D tisk kovin, ansambli, nevronske mreže, informacijsko-teoretične mere, paralelne arhitekture
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
2.394,27
A''
225,78
A'
867,77
A1/2
1.424,07
CI10
2.538
CImax
298
h10
27
A1
8,05
A3
10,42
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan 03. december 2022; A3 za obdobje 2016-2020
Podatki za razpise ARRS ( 04.04.2019 - Programski razpis , arhiv )
Baza Povezani zapisi Citati Čisti citati Povprečje čistih citatov
WoS  213  2.836  2.543  11,94 
Scopus  273  3.816  3.440  12,6 
Raziskovalci (13)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  02272  dr. Andrej Dobnikar  Računalništvo in informatika  Upokojeni raziskovalec  2020 - 2022  212 
2.  08782  dr. Edvard Govekar  Proizvodne tehnologije in sistemi  Vodja projekta/programa  2020 - 2022  413 
3.  00800  dr. Igor Grabec  Računalništvo in informatika  Upokojeni raziskovalec  2020 - 2022  690 
4.  31379  dr. Nejc Ilc  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2022  35 
5.  20270  dr. Andrej Jeromen  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2022  58 
6.  38155  dr. Matjaž Kotar  Tehnološko usmerjena fizika  Mladi raziskovalec  2020  16 
7.  16109  dr. Uroš Lotrič  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2022  164 
8.  53508  Jaka Peternel  Tehnološko usmerjena fizika  Mladi raziskovalec  2020 - 2022 
9.  15107  dr. Primož Potočnik  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2022  175 
10.  54772  Jaka Simončič  Tehnološko usmerjena fizika  Mladi raziskovalec  2020 - 2022 
11.  33385  dr. Davor Sluga  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2022  24 
12.  14300  dr. Branko Šter  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2020 - 2022  145 
13.  50588  Ana Vidergar  Tehnološko usmerjena fizika  Mladi raziskovalec  2020 - 2022 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0782  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo  Ljubljana  1627031  27.549 
2.  1539  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za računalništvo in informatiko  Ljubljana  1627023  14.205 
Povzetek
Optimizacija obstoječih in razvoj novih sistemov in procesov s kompleksnimi, časovno in krajevno spremenljivimi lastnostmi zahteva razumevanje vzajemnih nelinearnih interakcij na različnih skalah, ki pogosto lahko vodijo do nestabilnosti in celo kaotičnosti. Obravnava takšnih procesov je predmet številnih intenzivnih znanstvenih raziskav, v katere se vključujemo tudi v okviru raziskav programske skupine Sinergetika kompleksnih sistemov in procesov.   Osnovni cilji raziskovalnega programa je doprinos k svetovni znanosti na področju opisa in razumevanja kompleksnih dinamskih sistemov in procesov z uporabo metod sinergetike. Sinergetska obravnava je zasnovana na uporabi naprednih metod verjetnosti in statistike, teorije informacije, kaotične dinamike, mehkega računanja, podatkovnega rudarjenja, adaptivnega empiričnega modeliranja, strojnega učenja, metod optimiranja in prediktivnega vodenja, (priponka Fig. 1). Metode sinergetike so se izkazale kot izredno uporaben in znanstveno korekten pristop pri opisu kompleksnih sistemov in procesov. Zato je osrednja pozornost osnovnih raziskav usmerjena v nadaljnji razvoj in uporabo sinergetskih metod za karakterizacijo in modeliranje, optimizacijo, napovedovanje in prediktivno vodenje kompleksnih sistemov  in procesov. Pozornost je namenjena tudi izpopolnjevanju in odprtokodni implementaciji metod razvrščanja podatkov z ansambli, uporabi informacijskih mer za iskanje pomembnih značilk v podatkih ter modeliranju kompleksnih sistemov s pomočjo Bayesovske statistike.   Spoznanja sinergetske obravnave se uporabljajo pri izboljšavah obstoječih in razvoju novih tehnoloških procesov ter razvoju informacijskih in adaptronskih sistemov za avtomatsko spremljanje, karakterizacijo, diagnostiko, optimizacijo in vodenje kompleksnih tehnoloških sistemov, procesov, obremenjenih materialov in izdelkov. Pri tem se v zadnjem obdobju osredotočamo predvsem na raziskave interakcij laserskega žarka s snovjo in s tem povezanega laserskega procesiranja materialov s poudarkom na raziskavah in razvoju sistema in procesa za lasersko direktno nanašanje kovinskih materialov za namene 3D tiska kovin in oplaščanja. Osrednjega pomena so tudi raziskave možnosti napovedovanja s ciljem razvoja predikcijskih modelov in prediktivnega vodenja kompleksnih sistemov in procesov s poudarkom na sistemih daljinskega ogrevanja, sodobnih pametnih zgradb ter različnih proizvodnih in izdelovalnih sistemov in procesov. Skladno s tem so predmet intenzivni raziskav tudi sodobne metode razpoznavanja vzorcev, nevronskih mrež in globokega učenja za industrijsko diagnostiko in razpoznavanje stanja različnih industrijskih procesov, ter prediktivnega vzdrževanja z namenom izboljševanja kakovosti proizvodnih procesov in izdelanih produktov.
Pomen za razvoj znanosti
Osrednja pozornost raziskovalne vsebine je usmerjena v razvoj in uporabo sinergetskih metod za opis kompleksnih tehnoloških procesov s ciljem prispevati k razumevanju in opisu fizikalnih lastnosti, dinamike in vzrokov kompleksnosti obravnavanih tehnoloških procesov. Predlagane raziskovalne vsebine programa prispevajo in so izrednega pomena pri nadaljnjem uveljavljanju metod sinergetike kot uspešne znanstvene metode, s čimer hkrati prispevamo k tesnejši vzajemni povezavi fizike, verjetnosti in statistike, informatike in tehničnih znanosti z vidika teoretične in eksperimentalne obravnave kompleksnih sistemov in procesov. Slednje poleg razumevanje fizikalnih lastnosti, modeliranju dinamike ter razumevanju vzrokov kompleksnosti tehnoloških procesov, izrednega pomena  tudi pri raziskavah razvoju novih naprednih tehnoloških sistemov in procesov. S tem aktivno sodelujemo in prispevamo k napredku znanosti na področju opisa, karakterizacije in modeliranja dinamike kompleksnih tehnoloških procesov. Pomen in pomembnost sinergetskih raziskav pri obravnavi kompleksnih sistemov in procesov potrjuje tudi dosedanja visoka citiranost objav vodje in celotne skupine v mednarodnih znanstvenih revijah. V okviru predlaganih raziskav obravnavamo akualne tematike v povezavi z nestabilnostjo obdelovalnih procesov. Pri tem se osredotočamo predvsem v raziskave nestabilnosti odrezovalnih procesov in laserskega procesiranja materialov. Na področju laserskega procesiranja materialov posebno pozornost posvečamo raziskavam uporabe anularnega laserskega žarka pri procesiranju zahtevnih kovinskih materialov. Poudarek je na raziskavah izvedbe krožnih spojev, tvorjenju in odlaganju kovinskih kapljic in na  laserski direktni depoziciji kovinske snovi. Pričakovani rezultati so velikega pomena pri generiranju novih spoznanj interakcij anularnega laserskega žarka s snovjo, in razvoju znanosti na področji laserskega procesiranja materialov ter izdelovalnih tehnologij, vključujoč novi tehnologiji kapljičnega in anularnega mikro spajanja ter 3D kovinsega tiska in oplaščanja.   Na področju raziskav in razvoja metod analize časovnih vrst in predikcijskih metod za napovedovanje časovnih vrst in polj prispevamo k razvoju specifičnih metod za posamezna področja uporabe (različni energetski, poslovni, prometni sistemi, itd.), s čimer prispevamo k razvoju znanosti tako na področju bazičnega razvoja metod, kot tudi na ciljnih področjih uporabe razvitih metod in modelov. Posebno pozornost pri tem posvečamo sinergetski obravnavi različnih metod (nevronske mreže, metode podpornih vektorjev, extreme learning machines, združevanje prediktorjev, adaptivni prediktorji, analiza časovnih vrst z računsko inteligenco, hierarhično napovedovanje, itd.), ki jih združujemo in povezujemo v enovite funkcionalne predikcijske sisteme na področju kompleksnih energetskih, proizvodnih, poslovnih in prometnih sistemov. V okviru raziskav in razvoja metod obdelave multisenzorskih podatkov in inteligentnih adaptronskih sistemov za spremljanje, modeliranje, optimizacijo in vodenje kompleksnih procesov, ter metod za neporušno preizkušanje in karakterizacijo obremenjenih materialov in izdelkov prispevamo k razvoju znanosti na področju naprednih metod obdelave signalov za namen diagnostike industrijskih procesov in izdelkov na osnovi nevronskih mrež in sodobnih učečih se sistemov. Izbiranje relevantnih značilk v podatkih na osnovi posplošenih informacijsko-teoretičnih mer zaradi obetavnih rezultatov postaja vedno bolj aktualno, še posebno na velikih množicah podatkov. Prav tako tudi razvrščanje podatkov na osnovi ansamblov sodi med najbolj aktualne pristope strojnega učenja. Zaradi velikega pomena na vseh področjih analize podatkov so izboljšave teh metod pomembne za razvoj znanost na področju organiziranja podatkov in iskanja zakonitosti in korelacij med podatki. Zaradi časovne zahtevnosti teh metod pa je s ciljem njihove celovite implementacije  uporabljamo sodobne paralelne arhitekture, kot st
Pomen za razvoj Slovenije
Neposredni pomen programa za gospodarstvo in družbene dejavnosti Raziskovalni program vključuje izboljšave in optimizacijo obstoječih kakor tudi razvoj novih tehnologij in metod z možnostjo neposredne implementacije v različnih industrijskih panogah, kar smo v preteklem obdobju že potrdili s številnimi sodelovanji z industrijskimi partnerji. Rezultati raziskav, ki vključujejo razvoj predikcijskih metod za analizo in napovedovanje časovnih vrst in polj, razvoj metod obdelave multisenzorskih podatkov in inteligentnih adaptronskih sistemov za spremljanje, modeliranje, optimizacijo in vodenje kompleksnih procesov, ter metod za neporušno preizkušanje in karakterizacijo obremenjenih materialov in izdelkov, so neposredno namenjene spremljanju in zviševanju kakovosti izdelkov ter industrijskih in tehnoloških procesov. Pri tem velja izpostaviti raziskave in uporabo predikcijskih metod pri razvoju sistemov za napovedovanje in optimizacijo stanj kompleksnih energetskih, prometnih in poslovnih sistemov, ki so ključnega pomena za skladen nadaljnji razvoj družbe. Na podlagi dosedanjih uspešnih rezultatov vpeljave predikcijskih metod v industrijska in poslovna okolja, načrtujemo širitev tudi na nova področja uporabe (vpeljava in integracija predikcijskih modelov v npr. širitev sistema za kratkoročno napovedovanje odjema zemeljskega plina tudi na področje napovedovanja odjema toplote v sistemeih daljinskega ogrevanja ter vpeljava prediktivnih metod na področju pametnih zgradb). S tem prispevamo k uspešnosti in konkurenčnosti podjetij v zahtevnih sodobnih poslovnih razmerah. Sinergetske raziskave nestabilnosti tehnoloških procesov in razvoj novih metod anularnega laserskega procesiranja materialov s poudarkom na raziskavah laserske direktne depozicije kovinske snovi, vključujoč tehnologijo tvorjenja in odlaganja kovinskih kapljic, ter anularnega spajanja so pomembne za razvoj 3D dodajnih tehnologi in izvedbo temperaturno in korozijske odpornih kapljičnih ter krožnih mikro spojev. Pri prenosu ugotovitev temeljnih raziskav v izboljšave obstoječih in razvoj novih tehnoloških procesov sodelujemo z domačo in mednarodno industrijo s čimer prispevamo h konkurenčnosti in mednarodni prodornosti slovenske in evropske industrije. Posredni pomen za družbo Z udeležbo na mednarodnih znanstvenih srečanjih in objavami znanstvenih del v kakovostnih mednarodnih znanstvenih revijah ter vabljenimi predavanji skrbimo za promocijo slovenske znanosti in razpoznavnost Slovenije v mednarodnem prostoru. Z zaposlovanjem in izobraževanjem mladih raziskovalcev iz drugih držav ter z izmenjavami raziskovalcev smo vključeni v mednarodno delitev dela. Vse vsebine raziskovalnega programa pa redno vključujemo tudi v študijske programe I, II in III stopnje Bolonjskega študija in s tem prispevamo k izobraževanju kadrov in prenosu učnih vsebin, potrebnih za razumevanje in reševanje kompleksnih industrijskih problemov. Znanstvena spoznanja, ki izhajajo iz delovanja programske skupine, se predavajo v vsebinah predmetov Naključni pojavi, Kaotična dinamika, Nevronske mreže in Empirično modeliranje in karakterizacija procesov tudi v okviru mednarodnih programov II stopnje EUREHO in TRIBOS. Pomen za razvoj stroke in inženirske prakse Z rezultati raziskav prispevamo k praktičnim vidikom uporabe omenjenih znanj na področju obravnave kompleksnih sistemov in procesov ter k prenosu znanj na področje inženirskih ved in tehnike. V okviru udeleževanj strokovnih srečanj, predvsem pa z intenzivnim sodelovanjem s partnerji slovenske industrije, doprinašamo k prenosu rezultatov raziskovalnega programa v strokovna in industrijska okolja. Spoznanja, pridobljena s pomočjo metod sinergetike, v sodelovanju z industrijskimi partnerji vključujemo v razvoj predikcijskih in adaptronskih sistemov za avtomatsko spremljanje stanj proizvodnih procesov, razvoj sistemov za prediktivno vodenje in optimizacijo procesov ter v izboljšave obstoječih in razvoj novih tehnologij, procesov in izdelovalnih pos
Zgodovina ogledov
Priljubljeno