Projekti / Programi
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.11.00 |
Tehnika |
Konstruiranje |
|
| 2.10.00 |
Tehnika |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
|
| 1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T210 |
Tehnološke vede |
Strojništvo, hidravlika, vakuumska tehnologija, vibracije in akustično inženirstvo |
| T130 |
Tehnološke vede |
Produkcijska tehnologija |
| P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
modeli konstruiranja, celoviti razvoj izdelka, PDM, PLM, FEM, CFD, virtualno timsko delo, vizualizacija, fuzija, fizika plazme, lasersko skeniranje, hitra izdelava prototipov, virtualna realnost
Raziskovalci (14)
Organizacije (2)
Povzetek
Področje raziskovalnega, pedagoškega in razvojnega dela raziskovalne skupine LECAD, na katerem so aktivni njegovi raziskovalci, sega od iskanja priložnosti za nov izdelek, oblikovanja konstrukcijskih zahtev, sinteze in ocenjevanja ustreznosti konceptov, analiz FEM/CFD in drugih, opredelitev najustreznejših izdelovalnih tehnologij do ocene stroškov in upravljanja z informacijskimi tokovi (PDM/PLM), skratka pokrivajo celoviti razvoj inovativnih izdelkov.
V letu 2004 je raziskovalna skupina LECAD aktivno vstopila na področje jedrske fuzije, predvsem na področje modeliranja/simulacije procesov ter področje reševanja inženirskih problemov razvoja, konstrukcije in izdelave eksperimentalnih fuzijskih reaktorjev.
Rezultati raziskovalnega dela se prenašajo na študente in študentke dodiplomskega in podiplomskega študija, pa tudi na izbrane strokovnjake iz industrije. Izobraževanje na zahtevnem in kompleksnem področju razvoja izdelkov poteka v obliki timskega projektnega dela na eni lokaciji, z uporabo sodobnih računalniških in telekomunikacijskih tehnologij pa tudi geografsko razpršeno. Vzorčni primer izobraževalno razvojnega projekta je E-GPR, ki ga Laboratorij LECAD izvaja od leta 2001 s partnerji Technical University Delft, Nizozemska in Ecole Politechnique Federale de Lausanne, Švica, City University London, Velika Britanija in Sveučilište u Zagrebu, Hrvaška ter izbranimi podjetji iz sodelujočih držav.
Raziskovalna skupina LECAD je partner v mednarodnih projektih 6FP in EURATOM, bilateralnih projektih z BiH in Hrvaško, preko Slovenske fuzijske asociacije je aktiven član EFDA. V letu 2005 sta bila na Sveučilištu J.J.Strossmayera, Hrvaška in na Univerzitetu u Zenici, BiH ustanovljeni podružnici Laboratorija LECAD. Trije laboratoriji tvorijo skupino LECAD Group, katere namen je združiti raziskovalne, izobraževalne in razvojne zmogljivosti. Odmevni izvedeni projekti zadnjega obdobja so mobilni stroj za obdelavo posebnih oblik (LOMAC; ITER), laserski merilnik stopal (ALPINA d.d.), turbo puhalo za gorivne celice ter optimiranje parametrov turbopuhala za znižanje hrupnosti (DOMEL d.d.).
Pomen za razvoj znanosti
Sklop A Najpomembnejši je prikaz uporabnosti osnovnih nosilcev funkcij za veriženje; veriženje je bilo do sedaj izvajano samo preko spremenljivk fizikalnih zakonov. Prav tako je pomemben prikaz uporabnosti za (re)alokacijo s katero izvajamo variantno konstruiranje in strukturno optimizacijo. Možnosti veriženja so razširjene tudi z uporabo tkim. pogojnih spremenljivk, ki tudi omogočajo povezovanje fizikalnih zakonov. To je tudi odprava dosedanje pomanjkljivosti veriženja, namreč povezovanje verig v sisteme verig ni bilo formalizirano. Preko nosilcev funkcij in pogojnih spremenljivk smo dosegli povečano medsebojno povezljivost na vseh nivojih tehničnih sistemov: komponenta, podsklop, sklop itd. Na področju kolaborativnega razvoja izdelkov so prve analize pokazale, da je pristop z uporabo virtualnih timov primeren odziv na izzive s katerimi se spopadajo podjetja tekom razvoja izdelkov v globalnem svetu. Prve analize tudi potrjujejo ugotovitve mnogih raziskovalcev, ki se tičejo npr. krivulje učenja, pomena dela in učenja v industrijskem kontekstu in primernosti uporabe videokonferenčnih sistemov za delo v geografsko razpršenih timih. Sklop B Področje PDM / PLM je integrator in uporabnik posameznih temeljnih znanj kot so računalništvo, informatika, metodika konstruiranja in projektno vodenje. Z vpeljavo dela v virtualnih razvojnih skupinah, ki med seboj komunicira le prek informacijske tehnologije, se je odprlo novo področje: sistematična analiza in razvoj ustreznih metod za učinkovito delo. Področja raziskav: projektno delo in kreativnost v virtualni skupini, komunikacija in model sprejemanja odločitev v projektni skupini, podatkovne zbirke znanja in klasifikacijski modeli, modeliranje izdelkov in procesov v vseh fazah razvoja izdelka. Navedena področja so osnovni gradniki za učinkovito vodeno proizvodno podjetje. Sklop C Področje popisa kompleksnih oblik z omejenim naborom značilk je zanimivo z znastvenega stališča, število raziskav pa je zelo majhno. V naših raziskavah smo na industrijskih primerih 3D oblik pokazali, da je mogoče izdelati konsistentne podatkovne modele, ki z majhnim številom parametrov popišejo kompleksne oblike v zadovoljivi natančnosti za industrijsko uporabo. Izdelali smo računalniška orodja, s katerimi je mogoče pospešeno izvajati oblikovne modifikacije 3D modelov, ki so do tedaj bile mogoče le na podlagi intuicije in izkušenj uporabnikov. Sklop D Izpeljali smo novo fundamentalno fizikalno količino, ki smo jo poimenovali „local polytropic coefficient“ in s pomočjo kinetičnih PIC simulacij potrdili veljavnost teoretičnega modela. Razvili smo nov teoretični fizikalni model, ki povezuje območje plazme v termodinamskem ravnovesju, s področjem visokega termodinamskega neravnovesja, ki se pojavi na meji plazme in stene/elektrode. Razvili smo nov teoretični model transporta delcev v SOL območju plazme v tokamakih. Uvedli smo novo metodo za ‘multiquadratics aplikacije’ v matematičnih metodah fizike. Raziskali in popisali smo fluidne in kinetične modele, ki so splošnega pomena za analizo in razumevanje nelinearnih sistemov v fiziki plazme. Razvili smo model obnašanja naelektriziranih delcev v zunanjem električnem in magnetnem polju. Vpeljali smo nov fizikalni koncept, ki smo ga imenovali ‘Instant Larmor Trajectory Center’, ki naj bi zamenjal standardni koncept, znan v fiziki plazme kot ‘Guiding Particle Center’. Raziskali smo eksperimentalno in teoretično plazemski odvodnik in ga teoretično, eksperimentalno in tehnološko izpopolnili za konkurenčno proizvodnjo. Izpopolnili smo fuzijske programe, ki jih uporabljajo na JET reaktorju in so del projekta ITER, napisali in uporabili smo veliko programskih paketov za raziskave plazme, katerih simulacije potekajo na več „clusterjih” (Innsbruck, ENEA, JET...). Poudarjamo, da je bil obseg dela lahko dosežen v taki meri zaradi dobrega mednarodnega sodelovanja med posameznimi inštitucijami po svetu.
Pomen za razvoj Slovenije
Sklop A Raziskave ugotavljajo, da bo dolgoročno razvoj inovativnih in konkurenčnih izdelkov eden od ključnih pogojev za solidno poslovanje podjetij v globalnem svetu. Metoda (veriženja fizikalnih zakonov in osnovnih shem) in na njeni osnovi izdelano računalniško podporno orodje bo podjetjem omogočilo generiranje večjega števila alternativnih zasnov izdelkov v krajšem času. Število alternativ je namreč pozitivno korelirano z njihovo kakovostjo: več je alternativ, večja je verjetnost, da najdemo najboljšo. Metoda omogoča tudi analizo obstoječih rešitev in identificiranje strukturnih (in posledično funkcionalnih in cenovnih) optimizacij. Dolgoročno gledano, je nabor izboljšanih obstoječih in novih (potencialno inovativnih) inovativnih izdelkov osnova za poslovno uspešnost in posledično povečano rast slovenskega BDP. Razvit in preskušen način kolaborativnega razvoja izdelka bo podjetjem, ki delujejo globalno oziroma globalno razvijajo izdelke oziroma komponente (npr. razvojni dobavitelji), olajšalo odločitve o načinu dela v novih razmerah. Sklop B Tehnični informacijski sistemi (PDM/PLM) so se v zadnjih letih uveljavili v večjih podjetjih tudi slovenskem prostoru. V večjem in prostorsko razpršenem sistemu investicija v tehnično informatiko prinaša izrazite prednosti in pomembno vpliva na konkurenčnost podjetij. Razvoj na tem področju omogoča dostopnost za majhna in srednje velika podjetja. Za velika podjetja pa je razširjena funkcionalnosti potreben pogoj za širitev in učinkovito delo. Tehnični informacijski sistemi odpirajo možnost medsebojnega povezovanja med podjetji že v fazi razvoja izdelkov. Predstavljajo potrebno infrastrukturo za prostorsko razpršene razvojne skupine in proizvodnjo. Konkretne rešitve so bile prenesene v Domel, IskraEmeco in Iskra Mehanizmi. Sklop C Pri vsakem industrijskem proizvodnem procesu je pomembna povečana dodana vrednost proizvoda. Zaželjena je proizvodnja takih izdelkov, ki so rezultat lastnega razvoja, temelječega na uporabi inovativnih algoritmov. Ohranitev in odpiranje novih delovnih mest bazira na predpostavki, da bo podjetje poslalo na tržišče izdelke z prednostjo v hitrosti izdelave, konstrukcijski inovativnosti, tehnološki dovršenosti in ekološki sprejemljivosti. Za partnerja ALPINO je to ključnega pomena. Sklop D Naša skupina se je uveljavila kot pomemben partner drugim raziskovalnim skupinam iz Evrope in ZDA na področju fizike in tehnike plazme ter izobraževanja na tem področju. Naši deli posameznih programskih paketov so že uradno vključeni v programske „suite“ na University of California Berkeley ter v fuzijske raziskovalne programe. Naše raziskave so vključene v mednarodne raziskave. Sodelujemo z Univerzo v Innsbrucku na projektu Prof. S Kuhna “Integrated Tokamak Modeling and Simulations”, po pogodbi z ministrstvom za znanost (FWF) Austrije, Department of Theoretical Physics of University of Innsbruck, Austria.in projektu Dr. N. Jelića „Investigation of localized electrostatic structures in bounded plasmas under complex conditions” po pogodbi z ministrstvom za znanost (FWF) Austrije , s Prof K.-U. Riemannom (Ruhr-Universität Bochum Nemčija= na področju „intermediate plasma scale“. V sodelovanju z University of California Berkeley. pa delamo na razvoju in implementaciji v fiziko in tehniko plazme nove obetavne „tree-code“ metode. Posebej je potrebno omeniti sodelovanje na področju „Dense Plasma Focus“ z „ICTP MLab - Multidisciplinary Laboratory“ na „Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics , ki je del UNESCO in IAEA . S takšnimi sodelovanji smo se uveljavili kot reprezentativna in spoštovana znanstveno raziskovalna skupina področju fizike in tehnike plazme. Pomen tega je uveljavitev Slovenije kot dejansko znanstveno raziskovalne sile na področju fizike in tehnike plazme. Sredstva, sicer premajhna za povečan obseg dela, nam odpirajo možnosti za pridobitev sredstev iz Evropskih in drugih mednarodnih virov za nadaljnji razvoj ter s tem tudi pridobitev novih ml
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
