Výzkum

Strojní inženýrství musí reagovat na potřebu zpracování těžkoobrobitelných a obtížně tvářitelných materiálů a výroby těžkých a velkých strojů či technologických celků se zvýšenou přesností a plně automatickým provozem a řízením. Zvyšují se nároky na vysokou jakost a funkčnost finálních povrchů. Je vyžadována zvýšená spolehlivost a nároky na disponibilní čas strojů dosahují až 97 %. Dalším faktorem je požadavek na univerzálnost a multifunkčnost komponent, strojů a zařízení. Jsou vyžadovány nové technické prostředky pro zvýšení přesnosti, snižování výrobních nákladů, diagnostiku, prediktivní údržbu, maximální modularitu, sdružování výrobních operací, snižování energetické náročnosti, snižování nároků na obsluhu, a to při současném růstu spolehlivosti výroby.

Vývoj je nezbytný v oblasti vysoce výkonného zpracování lehkých slitin titanu a kompozitních materiálů, zvýšení přesnosti výroby poddajných dílů, automatizace hledání stabilních a výkonných oblastí technologických parametrů. U povrchů jsou nové požadavky v oblasti jakosti a integrity povrchů. Vývoj potřeb je spatřován rovněž ve zvyšování přesnosti výroby velmi rozměrných dílů, zvyšování výkonu a hospodárnosti zpracování konvenčních i nekonvenčních materiálů, zvyšování dlouhodobé pracovní přesnosti a vysokých požadavcích na maximální teplotní stabilitu.

Z hlediska provozu jsou klíčové vysoké požadavky na monitorování, diagnostiku a analýzu stavu komponent, strojů, zařízení či celého výrobního procesu. Zvyšují se také nároky na integrovanou automatizaci a bezpečnost provozu strojů pro obsluhu. Prudkým vývojem procházejí prostředky virtuálního prototypování, verifikované nástroje pro simulace a optimalizace provozu komponent, strojů, zařízení a procesů za účelem prediktivní údržby, předcházení poruch či „učení se“. Od relativně izolovaných procesů se postupně v různých odvětvích přechází k integrovaným řešením a propojením na cloudové aplikace. Propojování internetu věcí (IoT), služeb a lidí (IoP) vede ke značnému objemu generovaných dat, která jsou využitelná pro analýzu a optimalizaci strojních systémů. Z pohledu technologických výzev se jeví jako zásadní vývoj CPS, které umožní vyšší míru digitalizace a využití virtuálních dvojčat s potenciálem v oblasti autonomních metod, autodiagnostiky, autokonfigurace, strojového vnímání a podpory obsluhy.