mgr inŻ. Krystian ErwiŃski

 

 

Witam serdecznie na mojej stronie internetowej !!!

Ostatnia modyfikacja: 28.06.2009

 

Opis korzyści, jakie wynikać będą dla województwa kujawsko-pomorskiego z pracy doktorskiej oraz wdrożenia jej wyników

Głównym celem pracy doktorskiej jest opracowanie innowacyjnego sterownika maszyn wieloosiowych wykorzystującego algorytmy sterowania predykcyjnego i metody sztucznej inteligencji w celu poprawy wydajności pracy maszyn. Obecnie stosowane numeryczne układy sterowania maszyn wieloosiowych bazują w wielu przypadkach na typowych, stosowanych od lat, rozwiązaniach. W województwie istnieje zapotrzebowanie na nowoczesne układy sterowania do nowobudowanych maszyn wieloosiowych. Do firm zainteresowanych tymi rozwiązaniami między innymi należą: OBRUSN, Zakład Energoelektroniki Twerd, Apator Control. Wiele firm zainteresowanych jest również modernizacją układów sterowania maszyn już istniejących. Na polskim rynku nie ma odpowiednich rozwiązań więc przedsiębiorstwa zmuszone są do zakupu kosztownych układów sterowania firm zachodnich. Sterownik opracowywany w ramach pracy doktorskiej realizuje oczekiwania zarówno firm naszego regionu jak i firm ogólnopolskich. Ponieważ sterownik jest implementowany w formie oprogramowania na komputerze PC, jest to rozwiązanie tanie (ze względu na niską cenę komputera PC) i elastyczne (funkcjonalność sterownika można zmieniać zależnie od potrzeb i możliwości finansowych, np. poprzez opcjonalność wykorzystania metod sztucznej inteligencji). Sterownik można zastosować w wielu rodzajach maszyn takich jak obrabiarki sterowane numerycznie, roboty (spawalnicze, montażowe), maszyny pakujące i inne. Wykorzystanie metod sztucznej inteligencji w zagadnieniach automatyki i sterowania maszyn jest obecnie światowym trendem, którym podąża wielu producentów z branży wysokich technologii (ang. high – tech) w USA i Japonii. Wdrożenie wyników pracy doktorskiej uczyni produkty je wykorzystujące bardziej konkurencyjnymi na rynku krajowym i europejskim ze względu na wysoką innowacyjność i stosunkowo niską cenę.


Opracowanie sterownika maszyn wieloosiowych wykorzystującego metody sztucznej inteligencji na Wydziale Fizyki UMK ma pozytywny wpływ na innowacyjność edukacji na tym wydziale. Studenci kierunków technicznych mają możliwość zapoznania się z zagadnieniami sterowania maszyn wieloosiowych oraz praktycznym wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji m. in. na drodze realizacji prac dyplomowych powiązanych z badaniami prowadzonymi w tym zakresie. To z kolei prowadzi do zwiększenia atrakcyjności oferty edukacyjnej wydziału i zwiększenie kwalifikacji potencjalnej kadry inżynierskiej w naszym województwie.


W dokumentach „Regionalna Strategia Innowacji Województwa Kujawsko – Pomorskiego do 2015r” oraz „Strategia rozwoju województwa Kujawsko – Pomorskiego na lata 2007 - 2020” przedstawiono szereg celów strategicznych, które mają pobudzić rozwój gospodarczy województwa Kujawsko – Pomorskiego. Z punktu widzenia tych celów, realizacja pracy doktorskiej z zakresu nauk technicznych związanej z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji w sterowaniu wieloosiowych maszyn numerycznych, doskonale wpasowuje się w cel strategiczny: „Kujawsko – Pomorskie regionem wysokiej innowacyjności”. Na podstawie powyższego opisu można wywnioskować, że realizacja i wdrożenie pracy doktorskiej wiąże się z realizacją celów operacyjnych takich jak: wspieranie innowacyjności w ważnych gospodarczo obszarach produkcji (branża narzędziowa, elektroniczna, meblarska, poligraficzna, przemysł elektroniczny, elektrotechniczny, elektromechaniczny), jednostki naukowo-badawcze realizatorem oczekiwań przedsiębiorstw oraz kreatorem nowych produktów, ścisła współpraca uczelni, sektora B+R z przedsiębiorstwami w obszarze kreowania celów rynkowych, proinnowacyjny system edukacji. Ponadto realizacja tej pracy mieści się w priorytetowym obszarze działań „Rozwój nowoczesnej gospodarki”, w szczególności ma związek z działaniem „Rozwój potencjału naukowo-badawczego regionu”.

 

Opis możliwości wykorzystania rozwiązań opisanych w pracy doktorskiej w gospodarce

Innowacyjny sterownik maszyn wieloosiowych, realizowany w pracy doktorskiej implementowany jest w postaci oprogramowania na komputerze PC. Wykorzystanie dostępnego i taniego sprzętu z darmowym systemem operacyjnym LinuxRTAI znacznie obniża koszty wdrożenia takiego sterownika w produkcji przemysłowej. Programowa implementacja algorytmu sterowania daje możliwość wdrożenia sterownika w już istniejącym układzie sterowania minimalnym kosztem i nakładem czasu.  Modularna architektura sterownika programowego czyni go wysoce skalowalnym tzn. funkcjonalność daje się łatwo dostosować do konkretnych zadań (możliwość zrezygnowania ze sztucznej inteligencji w prostszych rozwiązaniach) oraz elastycznym (możliwość współpracy z różnymi typami maszyn, magistral komunikacyjnych i serwonapędów). Implementacja sterowania numerycznego na komputerze PC daje szerokie pole do rozbudowy układu sterowania (integracja z rozproszonymi systemami sterowania, zaawansowane funkcje wizualizacji).
Wydział na którym realizowana jest praca doktorska ściśle współpracuje z firmami z branży napędów i maszyn, które zainteresowane są sterownikiem powstającym w ramach pracy doktorskiej. W szczególności należy tu wymienić toruńskie firmy: OBRUSN, Zakład Energoelektroniki TWERD, INTERMASZ, APATOR CONTROL i inne. Realizacja pracy jest powiązana z grantem zrealizowanym na wydziale Fizyki UMK, w wyniku którego opracowane zostały wysokiej klasy serwonapędy SDMT, produkowane przez OBRUSN, przeznaczone do maszyn sterowanych numerycznie, z którymi między innymi współpracuje opracowywany sterownik.