Projekti / Programi
01. januar 2015
- 31. december 2019
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.11.00 |
Tehnika |
Konstruiranje |
|
| 2.10.00 |
Tehnika |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T000 |
Tehnološke vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
razvojni proces, preskriptivni modeli, Kansei inženiring, kulturno pogojeni učinki na razvojni proces, tehnični informacijski sistemi, kompoziti, računalniška dinamika fluidov, polimerni zobniki, visoko-zmogljivo računalništvo, fuzija, plazma, tokamak
Raziskovalci (25)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalni program Konstruiranje vključuje temeljno raziskovanje na področju razvojno-konstrukcijskega procesa, in zagotavlja v osnovi trajnostni razvoj tako novih tehnologij kot tem prilagojene izdelke ali storitve. Zaradi tega ima več značilnih podskupin, ki zagotavljajo raziskovanje na področju metodologij značilnih razvojnih modelov in konceptov. V zadnjih dveh programskih obdobjih smo raziskali znano metodo Matrike funkcij in funkcionalnosti (MFF), ki pomembno dopolnjuje znano morfološko matriko prav v kvantitativnem ocenjevanju. Prav tako so raziskave na področju preskriptivnega modela v svetovni literaturi prepoznane in iz njih so večkrat citirani dosežki v člankih. Poudarjanje čustev v razvoju izdelkov je temeljna značilnost v zadnjih desetih letih, zato smo tudi tu predstavili matematične modele in metode za ocenjevanje izdelka v zgodnji fazi prav z uporabo Kansei inženiringa.
Sočasni inženiring je ključen pri kakovostnem osvajanju novih izdelkov in zaradi vključevanja sinergij zagotavlja sam pa sebi razvoj izdelkov, ki so trajnostno vključeni v okolje EU. V nadaljevanju bomo raziskali uporabo metode MFF z vključitvijo v robusten konstrukcijski proces tudi za radikalno konstruiranje, ki je za propulzivna podjetja izjemno pomembno (sodelovanje v Pro STEP). Radikalno konstruiranje sloni na izjemnem znanju ali procesa in metod z delovanjem vrhunskih ekspertov.
Dokazovanje raziskovanje v konstruiranju želimo predstaviti v okviru same skupine, zato se odločamo za tista področje, kjer je poudarek na vrhunskih in specifičnih znanjih. Posebej bomo raziskovali interakcijo med fluidom in trdnino (črpalka za srce- ZDA, Nizozemska) in problem vetrnih zaščit (Italija, Avstrija, Nemčija, Nizozemska). Nadaljevali bom raziskave na področju mikro gonil iz polimerov. Raziskave na področju zobnikov so po našem mnenju bistvene zato, ker je potrebno zobnike izračunati in ne samo meriti njihovo obrabo ali življenjsko dobo. Posebno področje so raziskave kompozitnih materialov, ki v izpeljavi zagotavljajo ergonomijo čevlja pri katerem je debelina stene taka, da se začne čevelj obnašati kot koža in tako dosegamo maksimalno spojenost pri prenosu sil iz skeleta človeka ter mišične zgradbe na odrivno podlago.
Skupina inženirstvo v fuziji predstavlja pomembno raziskovalno dejavnost pri uvajanju inženirskih znanj na področjih, ki jih pokriva skupina EURATOM. Skupina zaokrožuje celovito obvladovanje R&D procesa, ki jo naš program v temeljih raziskuje. V nadaljevanju bo skupina sodelovala v okviru mednarodnega projekta pri podpori integriranemu modeliranju plazemskih naprav na področjih tehnologij in fuzijskih raziskav, simulacijah kompleksnih prehodov plazma-plašč in pripadajočih robnih pogojev ter drugih procesov.
Iz navedene celovite predstavitve programske skupine s podskupinami želimo potrditi dosedanjo usmerjenost, predvsem pa smo izkazali kakovostno rast celotne skupine.
Pomen za razvoj znanosti
Sklop A
Raziskovanje procesov v fazi utelešenja je bila v 90ih letih postavljena v ozadje, ker se je industrija osredotočila na (i) izdelavo izdelkov v tkim. državah s ceneno delovno silo in (ii) upravljanje s podatki (brez poglabljanja v procese nastajanja podatkov). Izdelava pa ima enega ključnih vplivov na utelešenje izdelkov. Izkušeni raziskovalci sistematike razvoja izdelka procese utelešanja postavljajo kot prihodnji raziskovalni izziv, spreminja pa se tudi strategija izdelave v državah s ceneno delovno silo. Razviti varianti preskriptivnega modela procesa utelešanja izdelkov po fazi zasnove bi tako pomenila odgovor na enega izmed raziskovalnih izzivov na področju sistematike razvoja in industrializacije izdelkov. Rezultati bi spodbudili tudi vzporedne raziskave na področju deskriptivnih modelov procesov razvoja izdelka, kjer se že pojavlja uporaba kognitivne psihologije.
Metoda analize/noveliranja sestava konstrukcije, ki ga analiziramo z matriko MFF, je ključna za kakovosten razvoj in inoviranje izdelkov. Prav ta del procesa predstavlja ključno podporo pri trajnostnem razvoju izdelkov in storitev. Metoda/orodje sta delno že uporabna, bila sta predstavljena v literaturi. MFF in preskriptivni model utelešanja/detajliranja bosta dodatno osvetlila razvojne procese.
Nova metodologija v okviru Kansei inženiringa bo doprinesla k sistematičnosti procesa razvoja izdelkov, prav tako pa bo spodbudila aplikacije identificiranih kulturno pogojenih dejavnikov razvoja izdelka na področje marketinških raziskav in raziskav v okviru industrijskega oblikovanja.
Sklop B
Načrtujemo, da bo pomemben delež v raziskavah imela podpora malim podjetjem, ki bodo svoj tehnični informacijski sistem imela v oblaku. Tak informacijski sistem mora imeti svojo strukturo, odgovarjati mora na potrebe procesov uporabnikov, izpolnjevati mora visoke varnostne zahteve. Raziskovalni izziv je iz posameznih geografsko razpršenih strokovnjakov, brez zgodovine medsebojnega sodelovanja, sestaviti projektni tim, ki bo v virtualnem okolju uspešno razvijal nove izdelke. V učinkovito celoto je potrebno povezati človekovo naravo z vsemi prednostmi/omejitvami in možnosti informacijskih tehnologij. Tehnični informacijski sistem (PLM) je potrebno za delo v virtualnem okolju nadgraditi z novo funkcionalnostjo in specialnimi orodji. Ena od nalog je shranjevanje znanja. Tehnični informacijski sistemi so interdisciplinarni in predstavljajo ključen vezni člen med osnovnimi znanji posameznih disciplin in aplikacijo v industrijsko okolje. Sestavni del nove metode je način zajemanja znanja skozi razvojni proces, način hranjenja in aktivna uporaba v novih projektih. Določeni bodo informacijski tokovi, kontrolne točke v procesu razvoja in postopek interakcije v projektnem timu.
Sklop C
Interakcija fluid-trdnina je še vedno ključna za razvoj kakovostne geometrije. To poudarjamo zato, ker je še vedno problem razumevanja prenosa oblik iz fluida (Bernullijeva enačba – krivulja četrte stopnje) na trdnino (defomacija – krivulja tretje stopnje). Srčna črpalka in vetrne zaščite (avtoceste in vlaki velikih hitrosti) sta takšna značilna primera. Za oba imamo dokaz o potrebnosti navedenih raziskav, ker tesno in enakovredno sodelujemo s tujimi centri.
Polimerni zobniki so ob vsestranski avtomatizaciji in pomoči človeku za lažje življenje ključni, ker zagotavljajo izvedbo mikro gonil. To področje se pri nas raziskuje izključno na nivoju spoznavanja obrabe, ki je posledica nepravilnega dimenzioniranja gonil. V preteklem programskem obdobju smo se uspeli povezati z zainteresirano industrijo. Poudarjamo, da se druge raziskovalne skupine s tem področjem ne ukvarjajo, čeprav je industrijska proizvodnja v SLO dokaj velika. V okviru zastavljenih ciljev pričakujemo več pomembnih ugotovitev povezanih z interakcijo material-geometrija-temperatura.
Pri raziskavah in optimiranju mehanizmov mobilnih transportnih strojev za prenos kosovnega blaga se kot glavni doprinos pričakuje opredelitev najprimern
Pomen za razvoj Slovenije
Sklop A
Dolgoročni aplikativni pomen razvitih variant modela procesa utelešenja/orodja je predvsem v skrajšanju časa razvoja izdelkov in povečanju deleža potencialno inovativnih novih in izpopolnjenih obstoječih izdelkov. Nedavne raziskave so npr. pokazale, da je vir 79% naknadnih sprememb v razvoju letalskega motorja posledica utelešenja. Delež sprememb v kasnejših procesih, kot so industrializacija, validacija in proizvodnja, se lahko zmanjša že v zgodnjih fazah procesa utelešenja izdelka. Pričakujemo, da bo model procesa utelešenja zmanjšal potrebno število iteracij v samem procesu razvoja, število naknadnih sprememb ter stroškov.
Preskriptivni model procesa utelešenja bo omogočil sintetiziranje raznovrstnejših alternativnih utelešenj za katere so potrebni različni materiali in načini fizične izdelave, s tem pa so povezani različni ogljični odtisi. Zaradi vse večje osveščenosti uporabnikov in zakonodaje je potrebno razvijati izdelke s čim manjšim ogljičnim odtisom. Modeli procesov celotnega cikla snovanje-utelešenje-detajliranje-industrializacija-validacija-proizvodnja predstavljajo ključno podporo razvoju izdelkov z nizkim ogljičnim odtisom.
Na področju univerzitetnega izobraževanja bo razviti model utelešenja (obe varianti) olajšal pridobivanje kompetenc.
V kombinaciji z metodo MFF bosta metodi zagotovili uveljavljanje sistematičnega razvoja/konstruiranja, saj nepravilno uvajanje tehnologij modeliranja in odmikanje konstruktorjev iz izdelovalnega procesa vnaša procesno zmedo in pomanjkljivo obravnavanje izdelkov. Raziskave na tem področju so pomembne zato, ker se raziskovalni program Konstruiranje pomembno vključuje v raziskave razvojno konstrukcijskega procesa in cela skupina 25 raziskovalcev predstavlja ustrezno kritično kadrovsko strukturo za bolj poglobljene raziskave.
Z uvajanjem Kansei inženiringa v razvojno-konstrukcijski proces posledično gradimo dodano vrednost izdelkov že od faze snovanja. Rezultati Kansei analize so aplikativni in služijo kot smernice za nadaljnji oblikotvorni razvoj izdelka. Raziskave na tem področju so prve v SLO in jih do sedaj še nihče ni izvajal.
Sklop B
Z razvojem informacijskih tehnologij in medmrežja so vzpostavljena nova izhodišča, ki bodo omogočila dostop do PLM tehnologij tudi malim in srednje velikim podjetjem. V sklopu raziskav bodo prepoznane zahteve malih razvojnih timov in usklajene z omejitvami dela v oblaku. Zaradi razdelitve kapacitet zmogljivega PLM strežnika bodo mala podjetja prišla do neokrnjene funkcionalnosti za sprejemljiv strošek.
Tehnologija PLM sistemov predstavlja pomemben razvojni potencial. Nove tehnologijo lahko uvajajo le strokovno usposobljeni posamezniki. Pomemben prispevek naše raziskovalne skupine je tudi omogočanje pridobivanja PLM kompetenc novim generacijam inženirjev.
Cilj raziskovalnega dela je uvedba tehnologije tehničih informacijskih sistemov v izbrana slovenska podjetja. Na primeru izbranega izdelka bo dokazano, da je s premišljenim pristopom mogoče vpeljati tok informacij skozi celoten proces nastajanja izdelka. Z obvladovanjem posameznih faz razvoja je možno priti do izdelka, ki bo brezpogojno zadovoljeval zahteve naročnika in bo hkrati optimalen za proizvajalca. Ta podjetja bodo pomembno pridobila na svoji konkurenčnosti. Trdimo, da bo univerzalni model s posameznimi prilagoditvami mogoče vpeljati v različna podjetja.
Sklop C
Raziskave na področju srčnih črpalk bodo pomembno dopolnjevale razvoj na tem področju v neposredni uporabi, seveda samo ob internacionalizaciji. Zaradi tega smo se povezali s tistimi inštitucijami v svetu, ki že sedaj sodelujejo z našimi ustanovami. Raziskave bodo zagotavljale globlje poznavanje problematike v biološkega fluida v ožilju in sami črpalki. Izvedli bomo hidravlično analizo, ki bo zagotovila zmanjšanje porabe energije na 20% današnjih vrednosti, kar je mogoče izvesti v okviru prenosa energije z elektromagnetnim valovanjem.
Vetrne zaščite so pomemben element v transportni tehniki (avtoceste in žele
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
