Cilji in kompetence
- Pridobiti celovito razumevanje računalniško podprtih tehnologij (CAD–CAE–CAM–CAQ) in njihove vloge v digitalnem razvoju izdelka.
- Razumeti povezave med modeliranjem, simulacijo in proizvodnjo ter tok podatkov skozi življenjski cikel izdelka.
- Znati uporabljati orodja CAD, CAE, CAM, CAQ za modeliranje, analizo in načrtovanje proizvodnih procesov.
- Razviti sposobnost analize in optimizacije proizvodnih in inženirskih sistemov z uporabo simulacij, optimizacijskih metod in umetne inteligence.
- Znati uporabiti CAX pristope za reševanje dejanskih inženirskih problemov in sprejemanje premišljenih odločitev.
Kompetence:
- Sistemsko razmišljanje: razumevanje integracije CAD–CAE–CAM–CAQ in digitalnega življenjskega cikla izdelka.
- Reševanje problemov: sposobnost modeliranja, simulacije in optimizacije inženirskih sistemov.
- Analiza podatkov: sposobnost interpretacije rezultatov simulacij in eksperimentalnih podatkov.
- Tehnične spretnosti: uporaba sodobnih CAx orodij in digitalnih inženirskih pristopov.
- Kritično vrednotenje: sposobnost validacije modelov in ocenjevanja rezultatov.
- Komunikacija: sposobnost jasnega predstavljanja tehničnih rešitev in rezultatov.
- Sodelovanje in samostojnost: učinkovito delo v timu ter samostojno reševanje nalog.
- Ustvarjalnost: razvoj inovativnih rešitev z uporabo digitalnih tehnologij in umetne inteligence.
Vsebina
Pregled računalniško podprtih tehnologij (CAX) in njihove vloge v digitalnem razvoju izdelka:
- uvod v CAX, digitalni dvojček in življenjski cikel izdelka;
- CAD: 2D in 3D modeliranje, modeliranje površin in volumska telesa, parametrično in značilnostjo modeliranje, gradnja sestavov, upravljanje geometrije ter priprava modelov za analizo in proizvodnjo;
- CAE: numerične simulacije (MKE, CFD, DEM, MBD), analiza napetosti, deformacij, tokov in kontaktov, interpretacija rezultatov ter validacija in verifikacija modelov;
- CAM: načrtovanje proizvodnih postopkov, CNC obdelava, generiranje, optimizacija in verifikacija poti orodja, simulacija obdelovalnih procesov ter analiza izvedljivosti proizvodnje;
- CAQ: načrtovanje in zagotavljanje kakovosti, merilni postopki, statistično obvladovanje procesov (SPC), analiza kakovosti ter integracija nadzora kakovosti v digitalni proizvodni proces;
- integracija CAD–CAE–CAM–CAQ, digitalna proizvodnja, povezovanje informacijskih sistemov (CAPP, CIM, MES, ERP), upravljanje in izmenjava podatkov, interoperabilnost ter koncepti industrije 4.0 in digitalnega inženirstva;
- optimizacijske metode in umetna inteligenca v inženirstvu za podporo odločanju, modeliranju, analizi podatkov, identifikaciji modelov ter optimizaciji proizvodnih in inženirskih sistemov;
- primeri uporabe v proizvodnih in montažnih procesih, vključujoč modeliranje, simulacijo, optimizacijo in implementacijo rešitev, ter projektno delo na realnih inženirskih problemih.
Metode poučevanja in učenja
- predavanja
- individualno raziskovalno delo
- seminar
- laboratorijske vaje
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
- Prepoznati in razložiti vlogo računalniško podprtih tehnologij (CAD–CAE–CAM–CAQ) v digitalnem razvoju izdelka.
- Izbrati in uporabiti ustrezna orodja CAD, CAE, CAM in CAQ za modeliranje, simulacijo, načrtovanje in preverjanje proizvodnih procesov.
- Pripraviti, povezati in upravljati modele ter podatke skozi različne faze digitalnega razvoja izdelka.
- Analizirati in interpretirati rezultate simulacij, meritev in proizvodnih procesov za izboljšanje izdelkov in procesov.
- Ovrednotiti ustreznost uporabljenih modelov, metod in orodij ter njihovo uporabnost v realnih inženirskih problemih.
- Načrtovati in optimizirati proizvodne in inženirske sisteme z uporabo simulacij, optimizacijskih metod in umetne inteligence.
Temeljni literatura in viri
1. Vajna, S., Weber, C., Bley, H., & Zeman, K. (2009). CAx für Ingenieure (2. völl. neu bearb. Aufl., str. XII, 550 str.) [Book]. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-36039-1 Gotlih, J., & Ficko, M. (2025). Optimizacije v inženirstvu [eBook]. V reševanje problemov z metahevrističnimi metodami v okolju MATLAB (1. izd.). Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba. https://plus.cobiss.net/cobiss/si/en/data/cobib/256635651
2. Gotlih, J., & Brezočnik, M. (2025). Strojno učenje za inženirje [eBook]. V koncepti, primeri in uporaba v okolju MATLAB (1. izd.). Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba. https://plus.cobiss.net/cobiss/si/en/data/cobib/256145411
1. Karner, T., & Gotlih, J. (2022). Programiranje industrijskih robotov (1. izd.). Univerzitetna založba. https://press.um.si/index.php/ump/catalog/book/652
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
- Študent pozna osnove CAD in 3D modeliranja ter razume proizvodne procese in materiale.
- Študent uporablja osnovna znanja matematike, mehanike ter programska orodja pri reševanju inženirskih nalog.
- Študent analizira enostavne probleme ter sodeluje pri samostojnem in skupinskem delu.
