Дигитални мерни системи

ID: 9014
врста предмета: стручно-апликативни
носилац предмета: Стојадиновић М. Славенко
извођачи:
контакт особа: Стојадиновић М. Славенко
ниво студија: мастер академске студије - индустрија 4.0
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: усмени
катедра: катедра за производно машинство

извођења

циљ

Стицање теоријских и практичних знања у области нове генерације метролошких система - дигиталних мерних система потребних за концепт дигиталног квалитета и планирања инспекције у контексту Индустрије 4.0. Студенти треба да стекну и овладају новим знањима и вештинама о: метролошкој интероперабилности, унификацији и безбедности протокола у контексту Internet of Things и Cyber-security; инжењерској онтологији, методама њеног развоја и имплементaције за домен мерења у производњи; онтолошким базама знања и њеним развојем за интеграцију геометрије и толеранција машинских делова; методама интелигентног планирања инспекције на бази техника вештачке интелигенције (GA, AC), визуелизацији, симулацији и верификацији мерења на виртуелним мерним машинама; методама оптималног конфигурисања мерних сензора и анализи постављања делова на бази генетских алгоритама; оптимизацији мерне путање на бази теорије ројева - колоније мрава; дефинисању протокола мерења за задату (реалну) мерну машину, као излаза, независно од типа машине и њене локације кроз дељење информација на бази cloud концепта.

исход

По успешном завршетку овог курса, студенти треба да буду оспособљени да: препознају, унапређују постојеће и развијају нове протоколе у комуникацији између виртуелне и реалне мерне машине; аутоматски генеришу протокол мерења и тако смање време припреме мерења; развију нову инжењерску онтологију за потребе класификације поновне употребе и дељење знања одређеног домена уз коришћење оптималног скупа информација на бази Big data and Analytics; развију онтолошку базу знања за интеграцију геометрије и толеранција машинских делова; примене методе интелигентног планирања инспекције на бази техника вештачке интелигенције (GA и AC) и симулирају процес мерења у виртуелном окружењу; оптимално поставе мерни део на мерну машину, узимајући у обзир геометријску и метролошку комплексност дела; конфигуришу оптималан број мерних сензора за свако постављање мерног дела; генеришу оптималну мерну путању и тако смање главно време мерења.

садржај теоријске наставе

Теоријска настава се изводи у десет целина: 1) Дигитални мерни системи. Дефиниција, структура и карактеристике. Мерна машина као универзални мерни систем за мерење у производној метрологији. Увод у GD&T; 2) Метролошка интероперабилност. Инжењерска онтологија за домен планирања инспекције у координатној метрологији. Методологије развоја инжењерске онтологије и предложени модел; 3) Онтолошка база знања за интеграцију геометрије и толеранција. Модел онтолошке базе знања; 4) Математички модел планирања инспекције призматичих делова на мерној машини. Моделирање примитива и њихових параметара. Генерисања мерних тачака; 5) Генерисање чворних тачака за избегавање колизије и иницијална мерна путања; 6) Модел анализе постављања мерни делова и конфигурисања мерних сензора за случај коришћења сензора у облику звезда и мерна глава; 7) GA - модел оптималног конфигурисања мених сензора и постављања мерних делова за задате толеранције. Дефинисање иницијалне популације, функције фитнеса и осталих елемената модела; 8) Модел података и зоне колизије за примену ACO - мерне путање; 9) ACO - модел. Проблем трговачког путника; 10) Верификација дигиталног модела планирања инспекције на мерним машинама у дигиталном окружењу.

садржај практичне наставе

Практична настава се изводи кроз пет лабораторијских и пет аудиторних вежби. Лабораторијске вежбе: 1) Мерење микро-геометрије и регресиона анализа резултата мерења; 2) Имплементација класа, индивидуа и особина инжењерске онтологије у Protege софтверу; 2) Дигитални модел дела и мерне машине у МаtLab окружењу; 3) Симулација мерења у МаtLab окружењу; 4) Конфигурисање виртуелне мерне машине у PTC Creo софтверу; 5) Симулација мерне путање на виртуелној мерној машини и генерисање PC-DMIS датотеке у CMM модулу PTC Creo софтвера. Аудиторне вежбе: 1) Припрема за прву лабораторијску вежбу: параметри мерења микро-геометрије; 2) Модификовани Хемерслејев принцип дистрибуције мерних тачака за основне метролошке примитиве; 3) Принцип избегавања колизије и генерисање иницијалне мерне путање; 4) Анализа постављања мерних делова и конфигурисање мерних сензора; 5) Генерисање оптималне мерне путање применом колоније мрава.

услов похађања

Дефинисан курикулумoм студијског програма.

ресурси

1. Предавања за сваку лекцију у електронској форми (handouts). 2. Упутство за израду задатака и семинарког рада. 3. Монографија из области квалитета и производне метрологије. 4. Сајт предмета са адресама водећих организација и важних институција у овој области (у припреми). 5. Техничка база предмета - Лабораторија за производну метрологију и TQM .

фонд часова

укупан фонд часова: 90

активна настава (теоријска)

ново градиво: 25
разрада и примери (рекапитулација): 5

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 17
лабораторијске вежбе: 15
рачунски задаци: 8
семинарски рад: 5
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 1
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 1
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 4
тест са оцењивањем: 4
завршни испит: 5

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 10
тест/колоквијум: 30
лабораторијска вежбања: 5
рачунски задаци: 15
семинарски рад: 10
пројекат: 0
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 0

литература

S. М. Stojadinovic, V. D. Majstorovic (2019), An Intelligent Inspection Planning System for Prismatic Parts on CMMs, Springer International Publishing, 978-3-030-12806-7.; A. J. Sladek (2016), Coordinate Metrology - Accuracy of Systems and Measurements, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 978-3-662-48463-0; G. T. Smith (2013), Industrial metrology: surfaces and roundness. Springer Science & Business Media, 978-1-85233-507-6; В. Мајсторовић, Ј. Ходолич (1998), Нумерички управљане мерне машине, ФТН Нови Сад, 86-499-0091-7; M. N. Durakbasa (2003), Geometrical Product Specifications and Verification for the Analytical Description of Technical and Non-technical structures, 3-901888-26-8;