Projekti / Programi
Inteligentno računalniško konstruiranje
01. januar 2004
- 31. december 2008
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.11.00 |
Tehnika |
Konstruiranje |
|
2.05.00 |
Tehnika |
Mehanika |
|
2.07.00 |
Tehnika |
Računalništvo in informatika |
|
5.01.00 |
Družboslovje |
Vzgoja in izobraževanje |
|
Koda |
Veda |
Področje |
T120 |
Tehnološke vede |
Sistemsko inženirstvo, računalniška tehnologija |
inteligentni računalniški sistemi, konstruiranje in oblikovanje, strojegradnja, pogonska in transportna tehnika, inženirske numerične metode, računalniške simulacije, obratovalna trdnost, sistemsko vzdrževanje, izobraževanje in usposabljanje, prenos znanj v gospodarstvo
Raziskovalci (37)
Organizacije (3)
Povzetek
Raziskovalni program raziskovalne skupine je prvenstveno usmerjen v razvoj inteligentnih modulov, ki bodo tudi manj izkušenim uporabnikom programske opreme za računalniško podprto konstruiranje omogočali lažji in hitrejši razvoj optimalnih proizvodov, ob upoštevanju vseh specifičnih dejavnikov določenega proizvoda. Moderni pristop k konstruiranju proizvodov temelji na fazah življenjskega obdobja in zagotovljivosti proizvoda z učinkovitim RMS (Reliability, Maintainability, Supportability) programom. Inteligentni moduli za podporo zagotavljanja izvedljivosti RMS programa bodo zajemali interdisciplinarna znanja konstruiranja, oblikovanja, inženirske analize, ekonomskega vrednotenja, proizvodnje, trženja in vzdrževanja ipd.
Težišče razvoja inteligentnih modulov je na tematskih področjih, ki jih strokovno razvijajo posamezne raziskovalne skupine znotraj programske skupine. Tematska razvojna področja so: konstruiranje strojnih elementov, posebej gonil in prenosnikov, zahtevne inženirske numerične metode, računalniške simulacije in ekspertni sistemi, snovanje in oblikovanje transportnih sistemov in naprav, logistične analize in simulacije transportno-skladiščnih sistemov v sodobni proizvodnji, metodologija permanentnega poklicnega izobraževanja in usposabljanja z učenjem na daljavo kot dimenzijo inovacijskega procesa.
Osnovni cilj raziskovalnega dela programske skupine je razviti pilotska orodja, metode in strategije, ki bodo prispevale k vzpodbujanju in pospešitvi inovativnih procesov razvoja novih proizvodov v slovenskih podjetjih. Širši cilj je prispevati k razvoju kvalitete inženirskega dela in proizvodnje.
Pomen za razvoj znanosti
Razvita in testirana sta bila dva osnovna prototipa inteligentnih računalniških modulov, in sicer: inteligentni sistem za pomoč pri izbiri končnih elementov za inženirske računalniške simualcije in inteligentni sistem za podporo pri optimiranju konstrukcij na podlagi rezultatov inženirskih analiz. Oba modula temeljita na pravilih, ki izhajajo iz dobre inženirske prakse in zbranih dolgoletnih raziskovalnih in razvojnih izkušenj programske skupine na različnih specifičnih področjih. Določeni zaključki in izkušnje s praktično uporabo inteligentnih modulov bodo uporabljeni tudi v nadaljnjem raziskovalnem delu pri razvoju širše inteligentne platforme, oz. tako imenovane globalne inteligentne podpore za ciljno usmerjeno konstruiranje. Na področju računalniškega modeliranja sodobnih inženirskih gradiv so bili razviti novi računalniški modeli za numerične analize zaprtih in odprtih celičnih gradiv, z namenom dokazati in ovrednotiti vpliv posameznih parametrov na odziv celičnih struktur izpostavljenih udarnim tlačnim obremenitvam, s čimer so bili postavljeni temelji za nadaljnje raziskave na tem področju. Računalniški modeli so bili nadgrajeni za reševanje dinamičnega, vezanega problema medsebojnega vpliva trdnine (celične strukture) in tekočine (polnila) ob upoštevanju velikih deformacij. Razviti modeli zagotavljajo natančnejše in zanesljivejše rezultate opisa odziva urejenih in neurejenih celičnih gradiv pod vplivom udarnih obremenitev. Ti modeli predstavljajo tudi inovativne in konkurenčne rešitve za povečanje varnosti pri trkih v različnih industrijskih panogah, kar je nedvomno doprinos k razvoju znanosti in stroke ter izboljšavi oziroma izpopolnitvi strokovne osveščenosti na tem področju. V sklopu raziskovalnega programa je bil razvit tudi nov računski model za analizo širjenja kratkih utrujenostnih razpok na strojnih elementih, ki je zasnovan na teoretičnem, numeričnem in eksperimentalnem delu. Model je primeren za bolj realistično napovedovanje življenjske dobe strojnih elementov in predstavlja pomemben del v procesu modernega konstruiranja strojev in naprav. Razviti model je bil praktično zelo uspešno uporabljen v okviru evropskega projekta HIPERTRACK za računalniško simuliranje utrujenostnih poškodb na tirnici. Na področju dimenzioniranja strojnih delov in konstrukcij iz visokotrdnostnih jekel so bili razviti novi računski postopki, rezultati raziskav pa uspešno uporabljeni v nekaterih slovenskih podjetjih. Na področju transporta je bil v okviru programa izdelan inteligentni računalniški modul za načrtovanje optimalnih regalnih skladiščnih sistemov, ki temelji na uporabi diskretnih numeričnih simulacij in analitično-optimizacijskih metod. Tudi ti rezultati raziskovalnega dela so bili neposredno uporabljeni v nekaterih slovenskih podjetjih pri načrtovanju njihovih novih regalnih skladišč. Plod raziskovalnega dela na področju razvoja metod za računalniško simulacijo dinamičnega obnašanja večmasnih deformabilnih sistemov je računalniško podprta metodika vizualizacije delovnih prostorov in razvoj postopkov za optimalno postavitev robota v prostor proizvodne celice z ozirom na geometrijo obdelovanca, na katerem le-ta izvaja določene tehnološke operacije. Delo je izredno pomembno za konstruktorje robotov in robotiziranih proizvodnih celic, kajti omogoča preprost pogled ne samo na velikost in obliko delovnega prostora robota temveč omogoča analizo hitrostne strukture v delovnem prostoru. Razvite metodologije na področju vzdrževanja zajemajo celovit pristop k zagotavljanju varnosti, okoljske neoporečnosti, družbene sprejemljivosti in zanesljivosti tehniških sistemov ter bistveno prispevajo k zagotavljanju kakovosti opravljanja namenskih funkcij. Rezultati raziskovalnega dela v okviru programske skupine so bili objavljeni v številnih uglednih mednarodnih znanstvenih revijah ter predstavljeni na mednarodnih in domačih konferencah.
Pomen za razvoj Slovenije
V okviru raziskovalnega programa so bili v letih 2004-2008 razviti nekateri inteligentni računalniški moduli za namene razvoja novih izdelkov, njihove izdelave, trženja, uporabe in vzdrževanja, kar bo omogočilo slovenskim podjetjem učinkovitejši razvoj optimalnih izdelkov in s tem tudi lažje nastopanje na domačem in zahtevnih svetovnih tržiščih. Na področju računalniškega modeliranja sodobnih inženirskih gradiv so bili razviti novi računalniški modeli za numerične analize zaprtih in odprtih celičnih gradiv. Računalniški modeli so bili nadgrajeni za reševanje dinamičnega, vezanega problema medsebojnega vpliva trdnine (celične strukture) in tekočine (polnila) ob upoštevanju velikih deformacij. Simulacijske analize teh gradiv bodo prispevale k učinkovitejši in bolj ekonomični izdelavi posameznih konstrukcijskih komponent (npr. elementov za absorpcijo energije), kar bo nedvomno vplivalo na povečanje varnosti. Slednje sovpada s smernicami in zahtevami Republike Slovenije, predvsem Ministrstva za promet, po zmanjšanju in ublažitvi posledic prometnih nesreč. Povečanje varnosti in zmanjšanje števila poškodb udeležencev v prometu bo posredno vplivalo na krajšo odsotnost zaposlenih z delovnega mesta, zmanjševanje obsega bolniških izostankov in posledično na upadanje motenosti delovnih procesov ter obsega stroškov zaradi odškodnin. Končni rezultat bodo veliki prihranki v gospodarstvu in zdravstvu. V sklopu raziskovalnega programa je bil razvit tudi nov računski model za analizo širjenja kratkih utrujenostnih razpok. Razviti model je bil praktično zelo uspešno uporabljen v okviru evropskega projekta HIPERTRACK za računalniško simuliranje utrujenostnih poškodb na tirnici. Na področju dimenzioniranja strojnih delov in konstrukcij iz visokotrdnostnih jekel so bili razviti novi računski postopki, rezultati raziskav pa uspešno uporabljeni v nekaterih slovenskih podjetjih. Na področju transporta je bil v okviru programa izdelan inteligentni računalniški modul za načrtovanje optimalnih regalnih skladiščnih sistemov. Tudi ti rezultati raziskovalnega dela so bili neposredno uporabljeni v nekaterih slovenskih podjetjih pri načrtovanju njihovih novih regalnih skladišč. Rezultati raziskovalnega dela na področju robotov in robotiziranih proizvodnih celic so bili uporabljeni pri modeliranju robotiziranih proizvodnih celic za Gorenje iz Velenja in Talum v Kidričevem. Razvite metodologije na področju vzdrževanja zajemajo celovit pristop k zagotavljanju varnosti, okoljske neoporečnosti, družbene sprejemljivosti in zanesljivosti tehniških sistemov ter bistveno prispevajo k zagotavljanju kakovosti opravljanja namenskih funkcij. Nove metodologije so bile posredovane in uvedene v različnih podjetjih v Sloveniji (Kolektor Idrija, Hit Gorica, KLS Ljubno ob Savinji).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si