Digitalni merni sistemi

Digitalni merni sistemi

Uključene obrazovne institucije

Matematički / Mašinski fakultet, Univerzitet u Beogradu

Dostupan u okviru programa

Master 4.0: Industrija 4.0 (izborni)

Sticanje teorijskih i praktičnih znanja u oblasti nove generacije metroloških sistema – digitalnih mernih sistema potrebnih za koncept digitalnog kvaliteta i planiranja inspekcije u kontekstu Industrije 4.0. Studenti treba da steknu i ovladaju novim znanjima i veštinama o: metrološkoj interoperabilnosti, unifikaciji i bezbednosti protokola u kontekstu Internet of Things i Cyber-security; inženjerskoj ontologiji, metodama njenog razvoja i implementacije za domen merenja u proizvodnji; ontološkim bazama znanja i njenim razvojem za integraciju geometrije i tolerancija mašinskih delova; metodama inteligentnog planiranja inspekcije na bazi tehnika veštačke inteligencije (GA, AC), vizuelizaciji, simulaciji i verifikaciji merenja na virtuelnim mernim mašinama; metodama optimalnog konfigurisanja mernih senzora i analizi postavljanja delova na bazi genetskih algoritama; optimizaciji merne putanje na bazi teorije rojeva – kolonije mrava; definisanju protokola merenja za zadatu (realnu) mernu mašinu, kao izlaza, nezavisno od tipa mašine i njene lokacije kroz deljenje informacija na bazi cloud koncepta.

Po uspešnom završetku ovog kursa, studenti treba da budu osposobljeni da: prepoznaju, unapređuju postojeće i razvijaju nove protokole u komunikaciji između virtuelne i realne merne mašine; automatski generišu protokol merenja i tako smanje vreme pripreme merenja; razviju novu inženjersku ontologiju za potrebe klasifikacije ponovne upotrebe i deljenje znanja određenog domena uz korišćenje optimalnog skupa informacija na bazi Big data and Analytics; razviju ontološku bazu znanja za integraciju geometrije i tolerancija mašinskih delova; primene metode inteligentnog planiranja inspekcije na bazi tehnika veštačke inteligencije (GA i AC) i simuliraju proces merenja u virtuelnom okruženju; optimalno postave merni deo na mernu mašinu, uzimajući u obzir geometrijsku i metrološku kompleksnost dela; konfigurišu optimalan broj mernih senzora za svako postavljanje mernog dela; generišu optimalnu mernu putanju i tako smanje glavno vreme merenja;

Teorijska nastava

Teorijska nastava se izvodi u deset celina: 1) Digitalni merni sistemi. Definicija, struktura i karakteristike. Merna mašina kao univerzalni merni sistem za merenje u proizvodnoj metrologiji. Uvod u GD&T; 2) Metrološka interoperabilnost. Inženjerska ontologija za domen planiranja inspekcije u koordinatnoj metrologiji. Metodologije razvoja inženjerske ontologije i predloženi model; 3) Ontološka baza znanja za integraciju geometrije i tolerancija. Model ontološke baze znanja; 4) Matematički model planiranja inspekcije prizmatičih delova na mernoj mašini. Modeliranje primitiva i njihovih parametara. Generisanja mernih tačaka; 5) Generisanje čvornih tačaka za izbegavanje kolizije i inicijalna merna putanja; 6) Model analize postavljanja merni delova i konfigurisanja mernih senzora za slučaj korišćenja senzora u obliku zvezda i merna glava; 7) GA – model optimalnog konfigurisanja menih senzora i postavljanja mernih delova za zadate tolerancije. Definisanje inicijalne populacije, funkcije fitnesa i ostalih elemenata modela; 8) Model podataka i zone kolizije za primenu ACO – merne putanje; 9) ACO – model. Problem trgovačkog putnika; 10) Verifikacija digitalnog modela planiranja inspekcije na mernim mašinama u digitalnom okruženju.

Praktična nastava

Praktična nastava se izvodi kroz pet laboratorijskih i pet auditornih vežbi. Laboratorijske vežbe: 1) Merenje mikro-geometrije i regresiona analiza rezultata merenja; 2) Implementacija klasa, individua i osobina inženjerske ontologije u Protege softveru; 2) Digitalni model dela i merne mašine u MatLab okruženju; 3) Simulacija merenja u MatLab okruženju; 4) Konfigurisanje virtuelne merne mašine u PTC Creo softveru; 5) Simulacija merne putanje na virtuelnoj mernoj mašini i generisanje PC-DMIS datoteke u CMM modulu PTC Creo softvera. Auditorne vežbe: 1) Priprema za prvu laboratorijsku vežbu: parametri merenja mikro-geometrije; 2) Modifikovani Hemerslejev princip distribucije mernih tačaka za osnovne metrološke primitive; 3) Princip izbegavanja kolizije i generisanje inicijalne merne putanje; 4) Analiza postavljanja mernih delova i konfigurisanje mernih senzora; 5) Generisanje optimalne merne putanje primenom kolonije mrava.