Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Inovativni izdelovalni sistemi in procesi

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.10.00  Tehnika  Proizvodne tehnologije in sistemi   
1.07.00  Naravoslovje  Računalniško intenzivne metode in aplikacije   

Koda Veda Področje
2.03  Tehniške in tehnološke vede  Mehanika 
1.01  Naravoslovne vede  Matematika 
Ključne besede
Pametne tovarne, inteligentni izdelovalni sistemi in procesi, realno-časovno krmiljenje, digitalizacija, digitalne tovarne, internet stvari (IoT), pametna orodja, 5G tehnologije, računanje na robu, analitika podatkov, inteligentni optimizacijski algoritmi, mikrotehnologije, aditivne tehnologije.
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Upoš. tč.
772,18
A''
319,62
A'
344,89
A1/2
455,96
CI10
375
CImax
76
h10
11
A1
2,8
A3
10
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  31  291  269  8,68 
Scopus  42  411  383  9,12 
Raziskovalci (1)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  10499  dr. Niko Herakovič  Konstruiranje  Vodja projekta/programa  2022  660 
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.  2803  BSH Hišni aparati d.o.o. Nazarje  Nazarje  5684943  93 
Povzetek
Tema predlaganega raziskovalnega programa so omogočitvene tehnologije za digitalizacijo izdelovalnih sistemov in procesov na področju pametnih tovarn. Inovativni izdelovalni sistemi in procesi (IISP), ki vključujejo izdelovalna orodja, izdelovalne stroje in naprave, materialni in informacijski tok skozi celotni izdelovalni proces, so eden izmed ključnih členov v verigi vrednosti. Realno-časovni (real-time) IISP, katerih gradniki so orodja, stroji in naprave, se razlikujejo od tradicionalnih, saj so krmiljeni z inteligentnimi sistemi in inteligentnimi programskimi orodji, ki so združeni v pametna industrijska omrežja. Sočasno obravnavamo nove inovativne izdelovalne tehnologije in mehatronske podsisteme, ki sledijo trendom strategije Evropski zeleni dogovor, trajnostne tehnologije v okviru krožnega gospodarstvain miniaturizacije. Glavni fokus raziskav programske skupine so koncepti Pametnih tovarn. S tem želimo doseči povečanje učinkovitosti in fleksibilnosti IISP, ki bodo temeljili na principih Digitalne tovarne, ekspertnih sistemov (AI), LEAN, AGILE in TQM ter Industrije 4.0. Obenem želimo omogočiti visoko stopnjo kakovosti individualno izdelanih produktov v velikoserijski proizvodnji z uvedbo modularne gradnje IISP in izdelkov ter z razvojem inteligentnega algoritma za samo-prilagodljivost IISP. Za prenos in obdelavo informacij se fokusiramo na koncept računanja na robu (Edge Copmuting), brezžično komunikacijo na osnovi 5G, tehnologije Interneta stvari (IoT) in algoritme na osnovi umetne inteligence in stohastičnih modelov. Pri zasledovanju cilja digitalizacije bomo razvijali virtualne modele, ki omogočajo simulacijo fizičnih procesov, storitev in sistemov. Omenjene tehnologije, vezane na koncepte Pametnih tovarn, bomo obravnavali na sledečih področjih: pametna preoblikovalna orodja; sprotno opredeljevanje optimalnega napetostno-deformacijskega stanja izdelave izdelka; rezanje z lednim abrazivnim vodnim curkom; aditivne tehnologije/3D tiskanje; mikroizdelovalne tehnologije v navezavi z razvojem mikrofluidnih sistemov; inteligentne hidravlične in pnevmatične komponente ter sistemi; orodja in strežne naprave, primerne za integracijo v PT; inteligentni IISP na področju montaže in pakiranja izdelkov; povečanje stopnje avtomatizacije malih gospodinjskih 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 Virtualnih tovarn in Tovarn na daljavo. V sodelovanju s koncesionarjem programa in drugimi podjetji bomo v industrijsko okolje vpeljevali koncepte digitalizacije in Pametnih tovarn ter obvladovali inovacijski cikel. Pri obravnavanih tematikah bomo nadaljevali delo skladno s trendom zmanjševanja energijske porabe IISP, kar sovpada s programom Obzorje Evropa in Evropskim zelenim dogovorom.
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, - vključitev 5G tehnologije v izdelovalnih sistemih in procesih, - novi koncepti distribuiranih sistemov in vključitvijo računanja na robu (Edge Computing), - koncepti, tehnologije in optimizacije za minimizacijo obremenitve okolja in 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, - novi numerični modeli procesa obdelave z lednim vodnim curkom, - nova dognanja o mehanskih lastnosti ledenega abraziva, - nove inovativne 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 preoblikovanja pločevinskih komponent z istočasnim pozicioniranjem v stabilna tehnološka okna, - identifikacija procesov in nadzor pametnih preoblikovalnih orodij, - uporaba metode induktivnega strojnega učenja v izdelovalnih sistemih, - kriteriji za izbiro optimalnih kombinacij izdelovanih tehnologij, - nove mikro-izdelovalne verige, - razvoj novih mikrofluidnih sistemov, - proizvodnja mikrofluidnih sistemov z uporabo koncepta mehkih orodij, - tehnologije in orodja za mikro-preoblikovanje, - razpoznavanje in identifikacija mikro-komponent, - mikromontaža in logistika, - povečevanje dinamičnih zmogljivosti aktuatorjev in zmanjšanje porabe energije, - identifikacija specifike recikliranja polimerov v tehnološko zahtevnih izdelkih, - implementacija recikliranih polimerov v vložke orodij za injekcijsko brizganje.
Pomen za razvoj Slovenije
Programski konzorcij je v okviru programske skupine v preteklosti sodeloval z uglednimi industrijskimi partnerji Domel, FDS Research in 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 in partnerstva kot je SRIP Tovarne prihodnosti, ki imajo za cilj razviti manjkajoče tehnologije in znanja, ki bodo omogočila digitalizacijo izdelovalnih sistemov in procesov. Trenutna globalna kriza povezana s pandemijo COVID-19 je močno ohromila gospodarske dejavnosti še posebej sektor proizvodne industrije. S tem, ko morajo biti delavci fizično udeleženi v proizvodnem procesu so izpostavljeni možnosti okužb. Eden izmed ciljev digitalizacije proizvodnega procesa je tudi zmanjšanje potrebe po fizični prisotnosti delavca. Digitalizacija proizvodnih procesov v kontekstu pametnih tovarn prihodnosti tako naslavlja omenjeno problematiko, ki se je v celoti razkrila ob pojavu pandemije. V prihodnosti je pričakovati, da se pojavi še kakšna podobna situacija, ki bi za proizvodni sektor bila lažje premostljiva, če bi zaposleni večino svojih nalog opravljal na daljavo oziroma z delom od doma. Zmanjšana fizična prisotnost delavca v proizvodnem procesu je torej ključno povezana z digitalizacijo in avtomatizacijo proizvodnih 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. V ta namen smo v programski skupini v letu 2020 ustanovili digitalno inovacijsko stičišče (DIH DiTMaPS - DIH za digitalne dvojčke logističnih sistemov in izdelovalnih procesov in sistemov, https://dih-ditmaps.si/), kjer pridobljena znanja preko organizacij delavnic prenašamo v realna industrijska okolja. 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 Europe Robotics, Yaskawa Ristro, Skaza smart plastic, Gorenje, BSH, Telekom Slovenija, Polycom, Knauf Insulation, Numip, Elaphe, Krka, Kolektor, Riko, Ecolab, Adria dom, Intersocks, Kreativni Aluminij, Yaskawa Europe, Yaskawa Electric Corporation, Danfoss, Perndorfer Maschinenbau, Best Fluid Technology, Dafra d.o.o., Hidria, 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 znanstveno 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.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno