|
|
Development and Implementation of Energy Savings and Energy Management Methodology in an Industrial Enterprise
Dudarev, Ivan ; Demeč, Peter (oponent) ; Suchánek, Rostislav (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
In recent times energy consumption and energy savings challenges have come on line both at the national and corporate levels and been under debate among researchers and experts. Mankind has entered on the transitional path from getting energy from mineral resources, which are limited, to the renewable resources. However investigation and implementation of modern renewable technologies are embarrassed by question of investments and time expense. Because of that energy efficiency lays in the center of the European energy safety strategy, which is one of the most cost effective ways to enhance security of energy supply. Enterprises are one of the biggest energy suppliers. Thus this research is focused on the problems of energy saving and improving of energy efficiency at the enterprise. This work represents the development and implementation of energy saving and energy management methodology in vehicle production process of an enterprise. Method of energy consumption visualization in virtual reality environment is also created and considered.
|
|
|
Problematika rychlé automatické výměny nástrojů u obráběcích strojů
Pavlík, Jan ; Marek, Jiří (oponent) ; Velíšek,, Karol (oponent) ; Demeč, Peter (oponent) ; Kolíbal, Zdeněk (vedoucí práce)
Disertační práce je věnována problematice automatické výměny nástrojů, u frézovacích center, kde se v poslední době ukazuje toto téma jako velice aktuální. Obsahem této práce je jak provedení komplexní rešerše jednotlivých typů AVN v závislosti na typu stroje, tak i rešerše současných nástrojových rozhraní, které s touto problematikou úzce souvisejí. Na základě množství získaných rešeršních dat byla dále provedena komplexní analýza, z níž vyplynuly jak hlavní faktory ovlivňující tuto problematiku, tak i oblast, kterou se práce dále zabývá a rozvíjí ji. Jako nejproblematičtější oblast dnes používaných zařízení pro automatickou výměnu nástrojů se ukázal manipulátor zajišťující výměnu nástroje mezi vřetenem a zásobníkem. Kinematické uspořádání a konstrukční řešení jednotlivých prvků velmi významně ovlivňuje dynamiku celého procesu výměny nástroje. Proto se práce dále věnuje řešení problematiky manipulátoru. Hlavními výsledky této práce jsou pak konstrukční návrhy několika typů manipulátorů, z nichž byly některé v rámci projektu 1.2.4 Brněnského pracoviště VCSVTT (Výzkumné Centrum pro Strojírenskou Výrobní Techniku a Technologii) realizovány v podobě zkušebních standů. Pro vybrané typy manipulátorů byly vytvořeny simulační modely, k jejichž verifikaci bylo užito měření na reálném standu. Na základě řešení této problematiky byl identifikován další klíčový problém související nejen s procesem výměny, ale i komplexním problémem životnosti vřetene. Jedná se o problém sil vznikajících při procesu uchopení nástroje. Práce nastiňuje možnosti dalšího výzkumu, týkajícího se právě vlivu těchto sil na životnosti vřeteníku (především životnosti ložiskových skupin uložení vřetene).
|
|
|
Metoda pro simulaci energetické náročnosti výrobních strojů v etapě vývoje
Tůma, Jiří ; Demeč, Peter (oponent) ; Suchánek, Rostislav (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na návrh metody pro simulaci energetické náročnosti obráběcího stroje v provozu ve fázi jeho vývoje. Pro návrh metody jsou východiskem poznatky získané z rešeršní práce z oblastí vědy a průmyslu. Metoda samotná je tvořena pěti na sebe navazujícími kroky, které je třeba realizovat v náležitém pořadí tak, aby bylo možné vytvořit relevantní energetický profil obráběcího stroje. Výstupem navržené metody jsou simulovaná data poskytující průběh spotřebované energie a potřebného výkonu, které jsou závislé na čase. Výstupní data jsou získána na základě simulace řízení obráběcího stroje podle G-kódu, který je pro simulaci interpretován do podoby matrice překladačem. Matrice obsahuje potřebná data pro řízení, jako jsou požadované koncové body nástroje, a požadované posuvové rychlosti, ke kterým je přiřazen časový údaj. G-kód je tedy částečně časově parametrizován. To je následně prostřednictvím matematického modelu pohonných mechanismů kompletně časově parametrizováno a dále díky součinnosti softwaru pro řízení pohonných mechanismů (Matlab Simulink) a softwaru pro fyzikální simulace (MSC Adams) zpracováno do podoby výstupních dat. Jako vstupní parametr simulace je užit koeficient sloužící jako násobitel normálové síly u pohonných mechanismů, který je funkcí posuvové rychlosti. Ztrátová funkce je získána experimentálně. V rámci disertační práce byly provedeny dva experimenty sloužící k verifikaci navržené metody. U každého experimentu je postupováno dle navržené metody a součástí je porovnání simulace s naměřenými daty při různých provozních režimech. Navržená metoda, popsaná v disertační práci, umožňuje konstruktérům sumarizovat energetickou náročnost navrhovaného stroje ještě před jeho výrobou. Při správné interpretaci mohou výsledky metody sloužit jako podklad k zlepšení energetického profilu a tím ke zvýšení energetické účinnosti obráběcího stroje.
|
|
|
Posuzování vlivu na životní prostředí při konstrukci výrobních strojů z pohledu emise vybraných skleníkových plynů
Krbalová, Maria ; Pačaiová,, Hana (oponent) ; Demeč, Peter (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na hodnocení vlivu výroby strojírenských materiálů, používaných v konstrukci výrobních strojů, na životní prostředí. Ekologický profil stroje jako takového se zakládá již ve fázi vypracování jeho konstrukčního návrhu. Jedná se nejenom o volbu parametrů budoucího stroje a materiálů, ze kterých bude vyroben, ale také o technologie použité při jeho výrobě a podmínky provozu hotového stroje (spotřeba energie a provozních kapalin). Práce se detailně zabývá analýzou vlivu konstrukce výrobního stroje na životní prostředí a to z pohledu výroby materiálů, jež uvedený stroj tvoří. Výstupem z provedené analýzy je metodika hodnocení konstrukce stroje z pohledu emisí skleníkových plynů. Vytvořena metodika umožňuje posouzení ekologického profilu výrobního stroje a jeho případnou úpravu ještě během předvýrobní etapy. V první části práce je uvedena analýza současného stavu legislativy v oblasti boje proti klimatickým změnám, snížení energetické náročnosti výrobků a zvýšení energetické účinnosti výrobních strojů. V této části práce je uveden popis metod, které byly použity k dosažení jednotlivých cílů dizertační práce. Dále je zde uvedena analýza výrobního stroje jako systému konstrukčních uzlů, plnicích určité funkce, a popis použitých základních strojírenských materiálů. Druhá část práce se věnuje analýze ekologických dopadů konstrukčního procesu výrobního stroje. Je zde popsán samotný postup konstruování a vliv konstrukce stroje na životní prostředí. Dále následuje popis životního cyklu výrobního stroje a podrobná analýza emisí nežádoucích látek emitovaných během předvýrobních fází životního cyklu stroje (tj. v průběhu těžby surovin a výroby materiálů). Z této analýzy byly odvozeny jednotlivé složky předvýrobních fází, které jsou zdroji emisí nežádoucích látek (např. emisí skleníkových plynů). Práce rovněž obsahuje analýzu životního cyklu těchto složek předvýrobních fází a popis výroby elektrické energie, jako nejzákladnější složky jakékoliv fáze životního cyklu výrobku. Jsou zde uvedeny výpočty množství jednotlivých druhů paliv, které je potřeba pro výrobu 1 MWh elektrické energie, a množství oxidu uhličitého vyprodukovaného během výroby elektrické energie. Třetí část práce obsahuje vytvořené modely výrobních procesů základních strojírenských materiálů a výpočty s nimi spojených emisí vybraných skleníkových plynů. Praktickým výstupem této části práce je metodika umožňující posouzení dopadů na životní prostředí konstrukce stroje z pohledu strojírenských materiálů použitých v jeho konstrukci.
|
|
|
SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP PŘI NÁVRHU OBRÁBĚCÍCH STROJŮ
Dosedla, Michal ; Demeč, Peter (oponent) ; Skýpala, Milan (oponent) ; Knoflíček, Radek (oponent) ; Marek, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá postavením konstrukčního procesu v ţivotním cyklu obráběcího stroje a základními přístupy ke konstruování. Cílem disertační práce je navrţení Systémového přístupu při návrhu obráběcího stroje. Je při něm vyuţito zkušeností konstrukčního týmu s podporou systémových metod za soustavného řízení koordinátorem projektu a zároveň je respektována definice Systémového přístupu dle Janíčka. Pomocí navrţené metody je moţné dosáhnout zvýšené technické kvality stroje, sníţení ekonomických nákladů na vývoj, výrobu i montáţ a zkrátit dobu potřebnou k uvedení stroje na trh. Vyuţitím Systémového přístupu při návrhu OS dochází k důkladné vnější i vnitřní optimalizaci stroje jak z technického, tak i z ekonomického hlediska. Navrţený přístup je předloţen ve srozumitelné formě snadno vyuţitelné ve výrobní společnosti.
|
|
|
VLIV GEOMETRICKÉ PŘESNOSTI VYBRANÝCH OBRÁBĚCÍCH CENTER NA POŽADOVANÉ VLASTNOSTI VÝROBKŮ
Holub, Michal ; Demeč, Peter (oponent) ; Hýbner, Břetislav (oponent) ; Pernikář, Jiří (oponent) ; Marek, Jiří (vedoucí práce)
Předmětem zkoumání této dizertační práce je vliv geometrické přesnosti velkých CNC obráběcích strojů na požadované vlastnosti obrobků. V globalizovaném tržním prostředí a udržení konkurenceschopnosti postupně změnili výrobci obráběcích strojů strategii pro dodávky „zboží“ zákazníkům. Nejedná se pouze o dodání výrobního stroje jako konstrukčního celku, ale se strojem jsou dodávány i předepsané technologie pro zpracování (obrábění). Při přejímce výrobního stroje vidí zákazník nový obráběcí stroj, který obrobí jím specifikovaný obrobek s požadovanou přesností. V předložené dizertační práci je představen vývoj nové metodiky měření svislých soustruhů pro predikování vybraných geometrických vlastností obrobků. Cílem práce bylo zjistit vliv geometrické přesnosti vybraných konstrukčních částí svislého soustruhu na budoucí geometrickou přesnost obrobku. Jako testovaný stroj byl zvolen svislý soustruh SKIQ30 z produkce firmy TOSHULIN, a.s., na kterém byla navržená metodika měření zpracována a ověřena. Pro identifikaci vybraných parametrů svislého soustruhu byla nasazena měřící aparatura využívající nejnovější technologie z oblasti metrologie. Základním nástrojem pro zpracování výsledků byly statistické metody pro predikování chování měřených konstrukčních celků stroje. Podkladem ke statistickému zpracování byly výpočty geometrických odchylek získané z algoritmů pro navrženou metodiku měření. Navržená metodika měření pro svislé soustruhy byla rozdělena do dvou částí. V první části byla řešena metodika měření a vyhodnocení lineárních os, přičemž bylo využito měřícího zařízení Laser Trackeru. Zde bylo zjištěno, že princip měření pomocí Laser Trackeru je ideální pro navrženou metodiku měření. Z hlediska přesnosti přístroje byly v práci učiněny příslušné závěry. Druhá část navržené metodiky měření bylo sledování a popsání chování rotační desky, kde jako hlavními měřicími přístroji byly zvoleny bezkontaktní snímače vzdálenosti. V průběhu řešení dizertační práce bylo zjištěno, že sledované (geometrické) chování stroje je z velké části ovlivněno podmínkami pro obrábění. Mezi tyto podmínky, které byly sledovány, patří zatížení rotační desky hmotností obrobku, otáčky rotační desky a doba chodu stroje. Na základě těchto poznatků lze konstatovat, že pro predikování vlastností obrobků je nezbytné znát chování stroje, které odpovídá celému rozsahu pracovních otáček a zatížení rotační desky. Část navržené metodiky měření svislých soustruhů se jeví, jako velice vhodná pro vytvoření diagnostického systému aplikovatelného na velké rotační desky. Dále je uvažováno zabývat se rozšířením dizertační práce (navržené metodiky měření) za účelem návrhu jednotky pro kompenzaci chyb vzniklých na rotačních deskách svislých soustruhů.
|
|
|
Metoda pro simulaci energetické náročnosti výrobních strojů v etapě vývoje
Tůma, Jiří ; Demeč, Peter (oponent) ; Suchánek, Rostislav (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na návrh metody pro simulaci energetické náročnosti obráběcího stroje v provozu ve fázi jeho vývoje. Pro návrh metody jsou východiskem poznatky získané z rešeršní práce z oblastí vědy a průmyslu. Metoda samotná je tvořena pěti na sebe navazujícími kroky, které je třeba realizovat v náležitém pořadí tak, aby bylo možné vytvořit relevantní energetický profil obráběcího stroje. Výstupem navržené metody jsou simulovaná data poskytující průběh spotřebované energie a potřebného výkonu, které jsou závislé na čase. Výstupní data jsou získána na základě simulace řízení obráběcího stroje podle G-kódu, který je pro simulaci interpretován do podoby matrice překladačem. Matrice obsahuje potřebná data pro řízení, jako jsou požadované koncové body nástroje, a požadované posuvové rychlosti, ke kterým je přiřazen časový údaj. G-kód je tedy částečně časově parametrizován. To je následně prostřednictvím matematického modelu pohonných mechanismů kompletně časově parametrizováno a dále díky součinnosti softwaru pro řízení pohonných mechanismů (Matlab Simulink) a softwaru pro fyzikální simulace (MSC Adams) zpracováno do podoby výstupních dat. Jako vstupní parametr simulace je užit koeficient sloužící jako násobitel normálové síly u pohonných mechanismů, který je funkcí posuvové rychlosti. Ztrátová funkce je získána experimentálně. V rámci disertační práce byly provedeny dva experimenty sloužící k verifikaci navržené metody. U každého experimentu je postupováno dle navržené metody a součástí je porovnání simulace s naměřenými daty při různých provozních režimech. Navržená metoda, popsaná v disertační práci, umožňuje konstruktérům sumarizovat energetickou náročnost navrhovaného stroje ještě před jeho výrobou. Při správné interpretaci mohou výsledky metody sloužit jako podklad k zlepšení energetického profilu a tím ke zvýšení energetické účinnosti obráběcího stroje.
|
|
|
Posuzování vlivu na životní prostředí při konstrukci výrobních strojů z pohledu emise vybraných skleníkových plynů
Krbalová, Maria ; Pačaiová,, Hana (oponent) ; Demeč, Peter (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na hodnocení vlivu výroby strojírenských materiálů, používaných v konstrukci výrobních strojů, na životní prostředí. Ekologický profil stroje jako takového se zakládá již ve fázi vypracování jeho konstrukčního návrhu. Jedná se nejenom o volbu parametrů budoucího stroje a materiálů, ze kterých bude vyroben, ale také o technologie použité při jeho výrobě a podmínky provozu hotového stroje (spotřeba energie a provozních kapalin). Práce se detailně zabývá analýzou vlivu konstrukce výrobního stroje na životní prostředí a to z pohledu výroby materiálů, jež uvedený stroj tvoří. Výstupem z provedené analýzy je metodika hodnocení konstrukce stroje z pohledu emisí skleníkových plynů. Vytvořena metodika umožňuje posouzení ekologického profilu výrobního stroje a jeho případnou úpravu ještě během předvýrobní etapy. V první části práce je uvedena analýza současného stavu legislativy v oblasti boje proti klimatickým změnám, snížení energetické náročnosti výrobků a zvýšení energetické účinnosti výrobních strojů. V této části práce je uveden popis metod, které byly použity k dosažení jednotlivých cílů dizertační práce. Dále je zde uvedena analýza výrobního stroje jako systému konstrukčních uzlů, plnicích určité funkce, a popis použitých základních strojírenských materiálů. Druhá část práce se věnuje analýze ekologických dopadů konstrukčního procesu výrobního stroje. Je zde popsán samotný postup konstruování a vliv konstrukce stroje na životní prostředí. Dále následuje popis životního cyklu výrobního stroje a podrobná analýza emisí nežádoucích látek emitovaných během předvýrobních fází životního cyklu stroje (tj. v průběhu těžby surovin a výroby materiálů). Z této analýzy byly odvozeny jednotlivé složky předvýrobních fází, které jsou zdroji emisí nežádoucích látek (např. emisí skleníkových plynů). Práce rovněž obsahuje analýzu životního cyklu těchto složek předvýrobních fází a popis výroby elektrické energie, jako nejzákladnější složky jakékoliv fáze životního cyklu výrobku. Jsou zde uvedeny výpočty množství jednotlivých druhů paliv, které je potřeba pro výrobu 1 MWh elektrické energie, a množství oxidu uhličitého vyprodukovaného během výroby elektrické energie. Třetí část práce obsahuje vytvořené modely výrobních procesů základních strojírenských materiálů a výpočty s nimi spojených emisí vybraných skleníkových plynů. Praktickým výstupem této části práce je metodika umožňující posouzení dopadů na životní prostředí konstrukce stroje z pohledu strojírenských materiálů použitých v jeho konstrukci.
|
|
|
Development and Implementation of Energy Savings and Energy Management Methodology in an Industrial Enterprise
Dudarev, Ivan ; Demeč, Peter (oponent) ; Suchánek, Rostislav (oponent) ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
In recent times energy consumption and energy savings challenges have come on line both at the national and corporate levels and been under debate among researchers and experts. Mankind has entered on the transitional path from getting energy from mineral resources, which are limited, to the renewable resources. However investigation and implementation of modern renewable technologies are embarrassed by question of investments and time expense. Because of that energy efficiency lays in the center of the European energy safety strategy, which is one of the most cost effective ways to enhance security of energy supply. Enterprises are one of the biggest energy suppliers. Thus this research is focused on the problems of energy saving and improving of energy efficiency at the enterprise. This work represents the development and implementation of energy saving and energy management methodology in vehicle production process of an enterprise. Method of energy consumption visualization in virtual reality environment is also created and considered.
|
|
|
SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP PŘI NÁVRHU OBRÁBĚCÍCH STROJŮ
Dosedla, Michal ; Demeč, Peter (oponent) ; Skýpala, Milan (oponent) ; Knoflíček, Radek (oponent) ; Marek, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá postavením konstrukčního procesu v ţivotním cyklu obráběcího stroje a základními přístupy ke konstruování. Cílem disertační práce je navrţení Systémového přístupu při návrhu obráběcího stroje. Je při něm vyuţito zkušeností konstrukčního týmu s podporou systémových metod za soustavného řízení koordinátorem projektu a zároveň je respektována definice Systémového přístupu dle Janíčka. Pomocí navrţené metody je moţné dosáhnout zvýšené technické kvality stroje, sníţení ekonomických nákladů na vývoj, výrobu i montáţ a zkrátit dobu potřebnou k uvedení stroje na trh. Vyuţitím Systémového přístupu při návrhu OS dochází k důkladné vnější i vnitřní optimalizaci stroje jak z technického, tak i z ekonomického hlediska. Navrţený přístup je předloţen ve srozumitelné formě snadno vyuţitelné ve výrobní společnosti.
|
host ::
RSS.