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.

Výzkumné programy

Klíčovou oblastí pro průmysl 21. století se jeví, zejména v podmínkách České republiky, rozvoj technologií umožňujících výrobu chytrých komponent a systémů, které budou základem nových generací strojů a zařízení. Jedná se o komplexní součásti kombinující nové materiály, virtuální navrhování a prototypování s mechatronikou a řízením, a to včetně softwarových nástrojů. Své uplatnění naleznou v technologicky nejnáročnějších strojírenských oborech, které spojují značné požadavky na přesnost výroby, jakost a parametry integrity povrchů, maximální nároky na výrobní výkon a produktivitu a dále nároky na spolehlivost a bezpečnost. Jedná se o obory „Machine Tools“ a „Precision Engineering“, jejichž produkty využívají pokročilé materiály, chytré technologie a integrovanou senzoriku, zpracování dat, komunikaci a řízení. Technologickou výzvou jsou mechatronické komponenty a systémy umožňující navrhování a vývoj jak samotných strojů, tak i technologických celků až po chytré továrny. Tyto prvky naleznou uplatnění nejenom ve výrobních, dopravních, leteckých či energetických systémech, ale také v dalších oblastech hospodářství, jako je zdravotnictví, logistika, lesnictví nebo zemědělství. Pro inovační pokrok ve strojírenství je zásadní výzkum a vývoj komplexních chytrých komponent a systémů, které povedou ke zvyšování efektivnosti, přesnosti a jakosti výroby, výrobního výkonu, spolehlivosti, hospodárnosti a snižování negativních dopadů na životní prostředí. Společná výzkumná agenda centra je systematizována do šesti výzkumných programů:

Pokročilé materiály

Materiály a materiálový výzkum jsou základním předpokladem pro strojírenství 21. století.
více

Transportní jevy a energie

Aktuální výzkumné aktivity v oblasti transportních jevů a energie se zaměřují na bezemisní energetiku, dopravu a budovy. více

Aditivní technologie

Dynamický rozvoj aditivních technologií (AM) je v posledních deseti letech jedním z významných technologických témat zasahujících do celého spektra průmyslových odvětví. více

Tribologie a povrchy

Aktuální výzkumné tribologické trendy se zaměřují na kombinaci vícerozměrného modelování, analytických a experimentálních technik s cílem lépe porozumět tribologickým procesům v molekulárním, nano a mikro měřítku. více

Mechatronika

Požadavek efektivní výroby a úspory přírodních zdrojů lze naplnit aplikovaným výzkumem a rozvojem nových technologií a jejich integrací do moderních strojů, zařízení a procesů. více

Úsporné technologie a materiály pro udržitelný rozvoj

Moderní vývoj technologií ve strojírenství je v současnosti zaměřen na zvyšování energetické účinnosti a omezení materiálních nákladů. více

Nahoru