Cilji in kompetence
Cilji:
- Pridobite celovito razumevanje različnih računalniško podprtih simulacijskih tehnik, ki se uporabljajo v proizvodnji in montaži.
- Prepoznati kompleksnost proizvodnih procesov in kako je mogoče uporabiti simulacijsko programsko opremo za analizo in optimizacijo teh sistemov.
- Znati uporabljati simulacijska orodja za napovedovanje obnašanja proizvodnih procesov in pridobiti vpogled v kompleksne interakcije med različnimi procesnimi parametri.
- Pridobite veščine in znanja, potrebna za načrtovanje in optimizacijo proizvodnih sistemov, zmanjšanje stroškov in izboljšanje kakovosti izdelkov.
- Znati uporabiti računalniško podprte simulacijske tehnike za reševanje dejanskih proizvodnih težav in sprejemati premišljene odločitve o načrtovanju in optimizaciji procesa.
Kompetence:
- Kritično razmišljanje: sposobnost analiziranja in ocenjevanja informacij iz več virov ter sprejemanja premišljenih odločitev o oblikovanju in optimizaciji procesa.
- Samokritičnost: sposobnost ocenjevanja lastnega dela in prepoznavanja možnosti za izboljšave.
- Reševanje težav: Sposobnost prepoznavanja in analiziranja težav, povezanih s proizvodnimi procesi, in razvoja učinkovitih rešitev z uporabo simulacijskih orodij.
- Komunikacija: sposobnost učinkovitega sporočanja idej in rezultatov tako tehničnemu kot netehničnemu občinstvu.
- Tehnične spretnosti: sposobnost uporabe različnih računalniško podprtih simulacijskih orodij za načrtovanje in optimizacijo proizvodnih sistemov.
- Analiza podatkov: zmožnost zbiranja in analiziranja podatkov iz simulacij in eksperimentov za sprejemanje premišljenih odločitev o načrtovanju in optimizaciji procesa.
- Ustvarjalnost: Sposobnost razmišljanja zunaj okvirov in razvijanja inovativnih rešitev za kompleksne proizvodne težave.
Vsebina
Pregled in osnove tehnik računalniške simulacije in modeliranja izdelovalnih in montažnih postopkov:
- metoda končnih elementov (MKE);
- računalniška dinamika tekočin (CFD);
- metoda diskretnih elementov (DEM);
- optimizacijske metode;
- umetna inteligenca.
Primeri uporabe in programska oprema za simulacijo in modeliranje naprednih proizvodnih procesov in montaže:
- obdelovalni postopki, kot so struženje, vrtanje, rezkanje in brušenje;
- procesi preoblikovanja materialov, kot so kovanje, litje, ekstrudiranje, brizganje, preoblikovanje;
- dodajalna izdelava;
- kinematika montaže. Teme, kot so gibanje komponent, kinematične omejitve in inverzna kinematika;
- dinamika montaže. Teme, kot so sile in navori, ki delujejo na komponente, dinamične omejitve in inverzna dinamika;
- nadzor montaže. Teme, kot so krmiljenje PID, krmiljenje s predvidevanjem modela in krmiljenje z mehko logiko, načrtovanje poti in krmiljenje gibanja.
Potrjevanje in verifikacija simulacij:
- potrjevanje;
- preverjanje;
- analiza občutljivosti;
- statistična analiza;
- strokovni pregled.
Metode poučevanja in učenja
- predavanja
- individualno raziskovalno delo
- seminar
- laboratorijske vaje
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
- Prepoznavati in razlikovati med različnimi vrstami proizvodnih procesov in njihovimi simulacijskimi tehnikami.
- Izbrati in uporabiti ustrezno simulacijsko programsko opremo in orodja za specifične proizvodne procese.
- Sestaviti in prilagoditi vhodne podatke in parametre za izvedbo simulacij proizvodnega procesa.
- Opredeliti ključne zasnove in terminologijo, povezano z računalniško podprtimi simulacijami proizvodnih procesov.
- Analizirati rezultate simulacije, za prepoznavo potencialna za izboljšave v proizvodnih procesih.
- Oceniti učinkovitost simulacijskih tehnik pri napovedovanju izidov proizvodnega procesa v realnem svetu.
Temeljni literatura in viri
1. Karner, T., Gotlih, J.: Programiranje industrijskih robotov. Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba, Maribor (2022).
2. Kyratsis, P., Markopoulos, A.P., Kakoulis, K.: Advances in CAD/CAM/CAE Technologies. MDPI - Multidisciplinary Digital Publishing Institute, (2020).
3. Leondes, C.T.: Computer aided and integrated manufacturing systems (a 5-volume set), volume 4. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd World Scientific Publishing Company, (2003).
4. Wang, X., Bi, Z.: New CAD/CAM course framework in digital manufacturing. Computer applications in engineering education. 27, 128-144 (2019). doi:10.1002/cae.22063.
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
- Poznavanje programske opreme za računalniško podprto modeliranje (CAD).
- Razumevanje proizvodnih procesov in znanosti o materialih.
- Sposobnost samostojnega in skupinskega dela.
