Projekty KEGA
Projekt KEGA: č. 004TUKE-4/2022
Implementácia metód návrhu generativného dizajnu pre inovatívne vzdelávanie v oblasti aditívnych technológií
Anotácia:
Vzdelávacie nástroje pre oblasť počítačového modelovania s implementáciou aditívnej technológie majú v období digitálnej revolúcie Industry 4.0 nezastupiteľné miesto v technicky orientovaných predmetoch. Súčasné požiadavky na radikálne skrátenie času prípravy inovácií a racionalizáciu vývojového procesu vedú k rýchlemu uplatňovaniu nových metód a techník pri zaručení kvality zhotovenia požadovaných produktov. Žiaden výrobný proces nie je možné aplikovať tak univerzálne ako aditívne technológie priestorovej tlače. Prostriedky postupného vrstvenia materiálov nachádzajú uplatnenie od tvorby nanoštrukúr pre oblasti elektroniky, fotoniky a bioniky po tvorbu nadrozmerných jednoliatych konštrukcií pre kozmický priemysel. Ovplyvňovaním vnútorného rozloženia vrstiev je možné manipulovať anisotropiu vrstveného materiálu a tak priamo ovplyvniť mechanické vlastnosti zhotovovaného komponentu. Je nevyhnutné technologický pokrok implementovať do vzdelávacieho procesu tak, aby získavané poznatky bolo možné priamo aplikovať do ďalších časti vzdelávania, ale hlavne rýchlo transformovať najnovšie postupy do výrobnej praxe. Predkladaný projekt si kladie za cieľ vzdelávať študentov denného ako aj distančného štúdia v technológiách aditívnej výroby z komplexného hľadiska. Študenti dostanú priestor vytvárať digitálny obsah priamo pre využitie silných stránok priestorovej tlače v prostredí CAD systémov s podporou pokročilých CAM analýz na priemyselnej úrovni. Využívanie generatívneho dizajnu pri CAD návrhoch v spojení s technikami aditívneho inžinierstva prináša ďalšie benefity do zavádzania štandardov Industry 4.0, avšak sú nevyhnutné inovácie v spojení s bez-obslužnou výrobou súčasnosti, za účelom tvorby decentralizovaných viacúčelových výrobných systémov pre ďalší technologický pokrok. Študenti vďaka aplikovanému aditívnemu inžinierstvu sú schopní s využitím základných materiálových surovín generovať funkčné telesá s parametrami porovnateľnými s konvenčne vyrábanými dielcami, za zlomok času a s veľkou materiálovou úsporou. Štúdium možností generovania vysoko-personalizovaných dielov a pružnej širokospektrálnej automatizovanej výroby so zreteľom na ekologickú udržateľnosť je vysoko aktuálne. Moderná výroba budúcnosti nesmie byť závislá na zahraničných výrobných bunkách, kde prírodná katastrofa v malom regióne alebo globálne reštrikcie zapríčinia ochromenie akéhokoľvek výrobného systému. Vzdelávanie v prostriedkoch návrhu optimalizovaných organických štruktúr v rámci CAD návrhu produktu v spojení s aplikáciami priestorovej tlače pokrýva aplikácie najmodernejších postupov pre všetky sféry moderného priemyslu. Výskumno – edukačná časť projektu bude rozdelená do dvoch fundamentálnych častí zameraných na osvojenie si najnovších techník v rámci CAD návrhov a CAE analýz pre potreby aditívnej výroby a výskumu v rámci optimalizácie procesov a inovácie konštrukcie aditívnych výrobných systémov. Na základe výskumných aktivít budú realizované inovácie laboratória pre rýchlu aplikovanú autonómnu produkciu výrobkov a funkčných zostáv. Študentom bude umožnené prakticky riešiť úlohy vyžadujúce pokročilé inžinierske nástroje pre návrh a realizáciu napríklad funkčnej 4D výroby a stým spojenou inováciou terajších systémov.
ZODPOVEDNÁ OSOBA:
Ing. Jozef Török, PhD.
ČÍSLO PROJEKTU: 004TUKE-4/2022
DOBA RIEŠENIA:
2022 – 2024
Projekt KEGA: č. 005TUKE-4/2021
Rozvoj profesijných kompetencií a počítačových zručností pedagógov i študentov so zreteľom na pokročilé techniky navrhovania, výroby a simulácie správania sa komponentov vyrobených technológiou 3D tlače
Anotácia:
Projekt je zameraný na rozvoj profesijných kompetencií a počítačových zručností pedagógov i študentov so zreteľom na pokročilé techniky navrhovania produktov vyrobených modernými aditívnymi technológiami a simulácie ich správania sa vo výrobnom procese, keďže klasické prístupy k riešeniu modelových situácií už v dnešnej dobe digitalizácie nestačia. Je preto potrebné ich doplniť, resp. nahradiť, novými metódami využívajúcimi počítačovú podporu, keďže mnohé produkty vyrábané aditívnym prístupom sú komplexné a tvarovo zložité. Projekt je zameraný na zvyšovanie kvality a efektívnosti edukačného procesu s implementáciou aplikačných softvérov do celej škály predmetov vysokoškolského vzdelávania, od kreovania 3D modelov, cez všetky fundamentálne i odborné predmety orientované na problematiku aditívnych technológií, až po predmety súvisiace s testovaním vlastností takto vyrobených produktov.
ZODPOVEDNÁ OSOBA:
prof. Ing. Katarína Monková, PhD.
ČÍSLO PROJEKTU: 005TUKE-4/2021
DOBA RIEŠENIA:
2021 – 2023
Projekt KEGA: č. 038TUKE-4/2021
Implementácia inovatívnych informačných technológií do edukačného procesu v oblasti strojárskych technológií v koncepte Industry 4.0
Anotácia:
Súčasná doba je značne ovplyvnená rýchlym rozvojom vedy, techniky, informačných a komunikačných technológií. Moderné technológie s novými možnosťami a nástrojmi sú bežnou súčasťou každodenného života ľudí. Potreba znalosti ovládania týchto rýchlo vyvíjajúcich sa technických vymožeností tejto doby je priam nevyhnutnosťou. Tomuto trendu sa nevyhlo ani samotné školstvo v podobe potreby zakomponovania nových inovatívnych technológií do vyučovacieho procesu. Vytvára sa potreba rozvoja znalostí a schopností pedagógov a študentov pre oblasť Industry 4.0, so zreteľom na pravidelné využívanie a znalosti ovládania týchto progresívnych technológií. Koncept Industry 4.0 sa orientuje na niekoľko zásadných zmien, ktoré prenikajú celou spoločnosťou. Na jednej strane je to vlastný proces digitalizácie celého fungovania spoločnosti. Na druhej strane je to robotizácia a automatizácia, a v podstate prienik nových technológií v podobe aditívnych technológií a umelej inteligencie prospešných pre celú spoločnosť. Vďaka uplatneniu nových technológií sa postupne mení tradičná forma výučby na modernú. Učitelia zavádzajú nové metódy vyučovania vplyvom nárastu poznatkov v jednotlivých odboroch z oblasti strojárstva a prispôsobujú sa tejto technickej dobe, aby zefektívnili a zvýšili kvalitu vyučovacieho procesu a taktiež viac priblížili študentom súčasne využívané technológie výrobného inžinierstva v praxi. Rozvoj zručností a schopnosti kreatívne uvažovať je v súčasnosti cieľom mnohých pedagogických inštitúcií pri výučbe študentov.
Riešením projektu sa predpokladá vypracovanie konceptu a vybudovanie špecializovaného laboratória pre oblasť inovatívnych aplikácií informačných technológií vo výrobe v koncepte Industry 4.0 ako aj tvorba edukačných informačných nástrojov s databázou poznatkov pre oblasť ich využitia s prepojením na požiadavky výrobnej praxe. Výsledkom projektu je rozvoj a priaznivá zmena v oblasti spôsobu výučby formou samostatného, intenzívneho pôsobenia študenta pri využívaní interaktívnych pomôcok s cieľom zvýšenia kreativity a samostatnosti počas získavania vedomostí a zručností vo výučbe pri práci na konkrétnych zariadeniach so zreteľom na riešenie reálnych problémov praxe.
ZODPOVEDNÁ OSOBA:
Ing. Martin Pollák, PhD.
ČÍSLO PROJEKTU: 038TUKE-4/2021
DOBA RIEŠENIA:
2021 – 2023
Projekt KEGA: č. 004 TUKE-4/2020
Kreovanie nových vzdelávacích nástrojov pre oblasť počítačového modelovania s implementáciou prvkov virtuálnej a rozšírenej reality
Anotácia:
Zámerom projektu je vytvoriť systém pre jednoduchú a rýchlu tvorbu trojrozmerných modelov a priestorových interaktívnych animácií spolu s databázou zdrojov. Možnosť ich priamej implementácie do vzdelávacieho procesu s využitím techník rozšírenej reality študentom počítačovej podpory výrobných technológií, a nie len im, umožní efektívnejšie vstrebávať prezentované poznatky a skúmať zložité procesné deje vďaka názornej vizualizácii. V rámci zvyšovania kvality edukačného procesu prostredníctvom techník rozšírenej reality bude štúdium zaujímavejšie a zamerané najmä na vývoj a vytváranie podmienok pre využívanie takýchto technológií v technickej praxi. Aplikácie pokročilej znalostnej vizualizácie je možné použiť napríklad pri školeniach nových pracovníkov, na prekonanie jazykovej bariéry, alebo na podporu činností zamestnancov s nižším stupňom vzdelania. Študenti so znalosťami tvorby a editácie virtuálneho obsahu sa stavajú atraktívnejší a odlišní od iných absolventov a vďaka tomu sú aj uprednostnení pri uplatňovaní sa na trhu práce.
ZODPOVEDNÁ OSOBA:
Ing. Monika Töröková, PhD.
ČÍSLO PROJEKTU: 004TUKE-4/2020
DOBA RIEŠENIA:
2020 – 2022
Projekt KEGA: č. 013TUKE-4/2019
Moderné edukačné nástroje a metódy pre formovanie kreativity a zvýšenie praktických zručností a návykov absolventov technických odborov vysokých škôl
Anotácia:
4. priemyselná revolúcia (Industry 4.0) zasahuje širokú oblasť veľkosériovej a hromadnejvýroby na Slovensku. V súčasnej dobe je na Slovensku prevládajúcim nosným priemyselnýmodvetvím – automobilový priemysel. Zatiaľ sme však len „montážnou dielňou“, bez pridanejhodnoty. Žiaľ, kvalitatívne ani kvantitatívne absolventi technických odborov na vysokých školáchnedisponujú požadovanou kreativitou a praktickými zručnosťami a návykmi, aplikovateľnými v tupôsobiacich firmách. Pre výrobné podniky je však potrebné vychovať novú generáciu pedagógova študentov, ktorí budú týmto technológiám rozumieť a vedieť ich používať. Tento projekt ponúkametodiku a nástroje, ktoré je bezpodmienečne nutné implementovať do edukačného procesu vtechnických odboroch na Slovenských vysokých školách. Ide hlavne o transfér nových poznatkovzo súčasného výskumu a pohľady na súčasne výrobné podniky v súlade s požiadavkami Industry4.0. V rámci toho bude veľmi dôležité do výučby zaradiť aj praktickú výučbu s jasne stanovenýmipodmienkami a definovanou metodikou hodnotenia. Projekt uvažuje s využitím poznatkov na základeanalýzy literárnych zdrojov z oblasti formovania kreativity študentov technických odborov pomocoumoderných edukačných nástrojov a technológií. Zároveň bude využitý aj vlastný prístup s následnousyntézou pri formovaní kreativity a zvýšení praktických zručností a návykov absolventov technickýchodborov. Praktické overenie zvolených metód bude realizované aplikáciou moderných edukačnýchnástrojov s prepojením na reálne požiadavky výrobnej praxe.
ZODPOVEDNÁ OSOBA:
prof. Ing. Vieroslav Molnár, PhD.
ČÍSLO PROJEKTU: 013TUKE-4/2019
DOBA RIEŠENIA:
2019 – 2021
Projekt KEGA: č. 001 TUKE-4/2018
Implementácia filozofie Concurrent Engineering do vzdelávacieho nástroja v oblasti počítačovej podpory technologickej prípravy výroby
Anotácia:
Mnohé aspekty života sú uľahčené informačnými a komunikačnými technológiami, a nie je tomu inak ani v prípade vzdelávania. Technológie elektronického vzdelávania prichádzajú stále s novými možnosťami a nástrojmi umožňujúce plnohodnotné štúdium. Vývoj týchto nových spôsobov vzdelávania je úzko spätý s vývojom informačných a komunikačných technológií. Aplikácia moderných dátových a informačných technológií vo výučbovom procese sa stáva nevyhnutnosťou, nielen z dôvodu prudkého nárastu poznatkov z jednotlivých vedných odborov z oblasti strojárstva, ale aj zvýšenia kvality edukačného procesu a popularizácie tradičných technológií výrobného inžinierstva. V rámci riešenia projektu sa predpokladá vypracovanie edukačného informačného nástroja podporujúceho rozvoj tvorivých poznatkov pre oblasť technologickej prípravy výroby pri návrhu výrobnej dokumentácie v súčinnosti s ďalšími tvorivými činnosťami realizovanými pred samotnou výrobou výrobku (plánovanie zákazok, kontrola produktov, generovanie dielenskej dokumentácie, počítačové simulácie). Javí sa výhodná aplikácia takéhoto edukačného nástroja v súvislosti s aktuálnosťou rozvoja technických vied a inžinierskej praxe.
ZODPOVEDNÁ OSOBA:
doc. Ing. Petr Baron, PhD.
ČÍSLO PROJEKTU: 001TUKE-4/2018
DOBA RIEŠENIA:
2018 – 2020
Projekt KEGA: č. 007TUKE-4/2018
Implementácia inovatívnych prístupov do procesu výučby v oblasti počítačovej podpory navrhovania sofistikovaných produktov vhodných pre technológie aditívnej výroby
Anotácia:
Súčasná situácia v priemyselnej výrobe si vyžaduje, aby boli súčiastky vyrobené rýchlo a flexibilne nielen z hľadiska efektivity výroby, ale aj z hľadiska konkurencieschopnosti podnikov. Príkladom toho je čoraz väčšie nasadenie aditívnych technológií v podnikoch pri výrobe tvarovo zložitých komponentov. Je preto potrebné, aby boli najnovšie poznatky vedy a výskumu v oblasti výrobných technológií aplikované i do vzdelávania a následne i do praxe. Predložený projekt je zameraný na implementáciu inovatívnych prístupov do procesu výučby v oblasti navrhovania, výroby a využitia sofistikovaných produktov vhodných pre technológie aditívnej výroby. Projekt umožní študentom nimi navrhnuté virtuálne modely transformovať do reálnych produktov prostredníctvom 3D tlače, čím sa štúdium stane pútavejším a vedomosti nadobudnú trvalejší charakter.