1. Optimiranje z uporabo matlaba v povezavi z aspen plus simulatorjem : magistrsko deloNejc Arh, 2023, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo se osredotoča na kompleksen problem modeliranja procesnih enot, zlasti reakcijske destilacije. Pri tem uporabljamo že razvite modele v simulatorju Aspen Plus, vendar opozarjamo na omejitve v doseganju optimalnih rešitev. Predpostavili smo, da se s povezavo Aspen Plusa z Matlabom lahko dosežejo boljše optimizacijske rešitve. Cilj naloge je preveriti možnost optimizacije v Matlabu v povezavi z Aspen Plusom ter oceniti prednosti in slabosti različnih tipov optimizacije v Matlabu.
Teoretični del vključuje razlago reakcijske destilacije, njenih prednosti in slabosti ter kemijske reakcije v procesu reakcijske destilacije. Poleg tega razpravlja tudi o osnovah optimizacije. Eksperimentalni del vključuje uporabo programa Matlab za optimiranje procesa s poudarkom na uporabi Curve Fitting Toolbox. Prikazuje tudi uporabo programa Aspen Plus za simulacijo procesa ter integracijo obeh programov. Eksperimentalni del je izveden na osnovnem primeru in obširnejšem primeru s simulacijo in optimizacijo procesa reakcijske destilacije.
Osnovni primer pokaže, da je za izparevanje potrebno vložiti veliko več toplote, kot za segrevanje vode. Z njim potrdimo tudi uspešno delovanje povezave med programoma Aspen Plus in Matlab. Primer reakcijske destilacije pa predstavi uspešno optimiranje procesa na največji dobiček. Ključne besede: reakcijska destilacija, Aspen Plus simulacija, Matlab optimizacija, modeliranje procesnih enot, optimizacija procesa destilacije Objavljeno v DKUM: 11.01.2024; Ogledov: 397; Prenosov: 42 Celotno besedilo (1,37 MB) |
2. Uporaba evolucijskih metod za napovedovanje stroškov inženirskih projektov : magistrsko deloKristijan Šket, 2023, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo obsega napovedovanje stroškov inženirskih projektov v orodjarstvu, katerih cilj so transferna orodja za preoblikovanje pločevine. Cilj dela je s pomočjo genetskega programiranja in programskega okolja BricsCAD na podlagi stroškovne analize že izdelanih transfernih orodij ustvariti napovedne matematične modele za napovedovanje stroškov vsebinsko podobnih projektov v prihodnosti. Za zadostno genetsko raznovrstnost v začetnih generacijah smo organizme ustvarili s polnim, rastočim in delno polnim, delno rastočim načinom. Kot najbolj točen napovedni model v fazi testiranja se je izkazal model z delno polnim, delno rastočim načinom stvarjenja, ki je dosegel povprečno točnost 97,59 %. Ustvarjeni napovedni model je funkcijske gene izbiral iz osnovnih matematičnih operacij: seštevanja, odštevanja, množenja in deljenja. Za uporabo priporočamo model, pridobljen z rastočim načinom in naborom funkcijskih genov iz osnovnih računskih operacij brez operacije deljenja. Model je zgolj 0,25 % manj točen, vendar je enostavnejši za uporabo in za delovanje zahteva poznavanje le trinajstih in ne sedemnajstih spremenljivk. Ključne besede: evolucijske metode, genetsko programiranje, modeliranje in optimizacija, projektno vodenje v orodjarstvu, obvladovanje stroškov Objavljeno v DKUM: 24.04.2023; Ogledov: 675; Prenosov: 144 Celotno besedilo (2,01 MB) |
3. Nadgradnja pakirne linije v farmacevtskem podjetju : magistrsko deloMatej Reberšak, 2021, magistrsko delo Opis: Farmacevtska industrija stremi k nenehnemu izboljševanju in optimiziranju pakirnih procesov. V podjetju Lek d. d. so nadgradnje in izboljšave nekaj vsakodnevnega, konkurenca je močna in časa za napake ni. Magistrsko delo opisuje primerjavo pakirne linije pred in po nadgradnji. S pomočjo ustrezne programske opreme in teoretičnega znanja smo prikazali spremembe nadgrajene pakirne linije. V nalogi so predstavljeni proizvodni sistemi v farmaciji in konkreten 3D model na primeru. Model smo s pomočjo programske opreme Inventor in Process Analysis simulirali, analizirali in interpretirali rezultate. Glavni cilj magistrskega dela je nadgradnja pakirne linije in s tem razbremenitev druge obstoječe pakirne linije. Z omenjeno nadgradnjo bo omogočena večja fleksibilnost pakiranja izdelkov na pakirnih linijah in s tem večja hitrost pakiranja. Glede na omejen prostor bo dosežena optimalna postavitev strojev. Z nadgrajeno linijo bomo lahko pakirali izdelke s celotnega sveta, neglede na zahtevnost posameznega trga. Ključne besede: pakirna linija, farmacija, 3D modeliranje, optimizacija, izboljšave Objavljeno v DKUM: 05.10.2021; Ogledov: 1043; Prenosov: 1 Celotno besedilo (2,50 MB) |
4. Optimizacija in ergonomska študija delovnega mesta predsestave iztoka kave : magistrsko deloMatic Breznik, 2021, magistrsko delo Opis: Delovno mesto predsestave iztoka kave v podjetju BSH Hišni aparati d. o. o. Nazarje ne dosega želenega letnega števila končnih izdelkov. Bistvo magistrskega dela je določitev najboljše rešitve scenarija optimizacije in ergonomska študija delovnega mesta. V uvodnem delu je predstavljen problem in postopek rešitve problema. V nadaljevanju sta predstavljena podjetje in programska oprema, uporabljena v magistrskem delu. V osrednjem delu je opis delovnih mest, postopek pridobitve 3D modela, vizualizacija proizvodnje, simulacija proizvodnje in ergonomska študija delovnega mesta. V zaključnem delu so predstavljene vse rešitve in njihovi scenariji; nato sledi izbor najboljše rešitve. Ključne besede: ergonomija, optimizacija, fotogrametrija, simulacijsko modeliranje, Simio, Autodesk Inventor, grafično in terminološko ovrednotenje Objavljeno v DKUM: 13.04.2021; Ogledov: 1289; Prenosov: 13 Celotno besedilo (3,60 MB) |
5. Razvoj nosilca sprednjih traktorskih uteži : magistrsko deloSilvo Lovrenčič, 2021, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi je opisan razvoj nosilca sprednjih traktorski uteži. Uteži moramo uporabljati z namenom dosega optimalne porazdelitve teže med zadnjo in sprednjo osjo traktorja, kar je nujno za dobro delovanje le-tega. Narejen je bil analitičen preračun za določitev minimalne potrebne teže na sprednji strani traktorja, glede na obremenitev na zadnji strani. Iz tega podatka so bile nato izbrane uteži, za katere se je nato zasnoval nosilec. Iz geometrijskega modela se je nato v programu Abaqus pripravil numerični model za optimizacijo. Izvedel sem optimizacijo topologije s programom ProTOp, kjer je bil cilj, da dosežem maksimalno togost ob zahtevanem zmanjšanju volumna nosilca. Optimiziran nosilec sem nato uporabil za kreiranje geometrijskega modela dejanskega nosilca, katerega sem nato še preveril s preračunom v programu Abaqus po metodi končnih elementov (MKE). Ključne besede: Analitični preračun, konstruiranje, 3D modeliranje, SolidWorks, numerične simulacije, MKE, Abaqus, optimizacija topologije, ProTOp. Objavljeno v DKUM: 02.04.2021; Ogledov: 1128; Prenosov: 134 Celotno besedilo (6,46 MB) |
6. Večkriterijska optimizacija terminiranja proizvodnje po naročilu z uporabo hibridnega metahevrističnega algoritma : doktorska disertacijaRobert Ojsteršek, 2020, doktorska disertacija Opis: Težišče proizvodnje se vse bolj nagiba od masovne proizvodnje k proizvodnji po željah kupca, torej k proizvodnji po naročilu. Načrtovanje in vodenje takšne proizvodnje je v konkurenčnih pogojih poslovanja izjemnega pomena. Kratki pretočni časi naročil, visoka zanesljivost dobavnih rokov, nizke zaloge, trajnostna naravnanost in ugoden vrednostno-časovni profil, vezan na tok vrednosti, postajajo ključni proizvodni cilji, ki jih lahko dosežemo le z ustreznim terminskim planiranjem. Stohastični prihodi naročil in različna zaporedja ter obseg obdelav pri naročilih lahko povzročijo zelo neenakomerno zasedenost kapacitet, kar privede do velikega raztrosa pretočnih časov operacij in odstopanj dobavnih rokov.
Disertacija obravnava terminiranje proizvodnje po naročilu z uporabo hibridne metahevristične metode evolucijskega računanja tako, da rešuje obravnavan problem večkriterijske optimizacije z uporabo nove metode evolucijskega računanja, prilagodljivim simulacijskim modelom in ustrezno ovrednotenim vrednostno-časovno-prilagodljivostnim diagramom. Z analizo numeričnih in simulacijskih eksperimentov je dokazana visoka zmožnost reševanja optimizacijskih problemov, kjer optimizacijske rešitve predlaganega algoritma dokazujejo primerljivost z rešitvami dveh aktualno najuspešnejših algoritmov. Predstavljena je nova metoda prenosa optimizacijskih rezultatov v simulacijski model, ki omogoča popolno prilagodljivost in avtomatiziran vnos vhodnih parametrov, tako testnih kot realnih podatkov proizvodnih sistemov.
Celovit optimizacijski pristop je ovrednoten z novo metodo vrednostno-časovno-prilagodljivostnega diagrama, ki omogoča podrobno analizo in potrditev ustreznosti rezultatov predlaganega optimizacijskega algoritma in simulacijskega modela. Kot dokaz zmožnosti reševanja realnih optimizacijskih problemov je v zaključnem poglavju predstavljena validacija celotnega pristopa na podatkih realnega proizvodnega sistema, kjer je potrjeno osnovno raziskovalno vprašanje pomembnosti večkriterijske optimizacije proizvodnje po naročilu. Ključne besede: terminiranje proizvodnje po naročilu, večkriterijska optimizacija, hibridni metahevristični algoritem, simulacijsko modeliranje, vrednostno-časovno-prilagodljivostni diagram, trajnostna proizvodnja Objavljeno v DKUM: 11.11.2020; Ogledov: 1506; Prenosov: 267 Celotno besedilo (6,65 MB) |
7. Napovedovanje temperature vodnikov in obremenitev na stebrih daljnovodov s pomočjo genetskih algoritmov : diplomsko deloKristijan Šket, 2020, diplomsko delo Opis: Diplomsko delo zajema reševanje problema v sistemu prenosa in distribucije električne energije. Proučevali smo atmosferske vplive in vplive odvzema električne energije iz sistema na temperaturo in poves električnih vodnikov ter napetosti in vibracije v podporni konstrukciji. Za modeliranje smo uporabili metodo genetskih algoritmov, ki temeljijo na darvinističnih izsledkih o razvoju vrst in posnemajo principe naravne selekcije. Razviti modeli omogočajo študij teže posameznega vpliva. Namen dobljenih modelov je določanje najmočnejših vplivov in možnost napovedovanja vrednosti odzivov za daljše časovno obdobje in s tem ocenjevanje življenjske dobe daljnovodov. Rezultat našega dela so napovedni modeli z visoko stopnjo prilagojenosti na učni in testni množici. Modeli podajajo natančne napovedi, predvsem za temperaturo električnih vodnikov in njihov poves. Nižjo stopnjo natančnosti napovedi pri napetostih in vibracijah v stebrih pripisujemo dejstvu, da na te odzive vplivajo tudi obremenitve na konstrukciji in lastnosti materiala. Ključne besede: električni vodniki, stebri, napetosti, vibracije, genetski algoritmi, modeliranje in optimizacija. Objavljeno v DKUM: 10.09.2020; Ogledov: 1267; Prenosov: 397 Celotno besedilo (1,20 MB) |
8. Uporaba strojnega učenja za modeliranje tehnoloških procesov : magistrsko deloKlemen Kovič, 2020, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi predstavimo metode strojnega učenja in njihovo rabo za modeliranje treh različnih tehnoloških procesov: trdega struženja, visokohitrostnega struženja in rezkanja. Podatke smo pridobili iz znanstvenih člankov, objavljenih v mednarodnih revijah. Za modeliranje tehnoloških procesov smo uporabili multiplo linearno regresijo, naključne gozdove, stohastično gradientno pospeševanje in metodo cubist. Na koncu predstavimo prediktivne sposobnosti posameznih metod in primerjamo rezultate. Napovedi omenjenih štirih metod tudi primerjamo z rezultati, ki so jih poročali avtorji člankov, in identificiramo najuspešnejšo metodo strojnega učenja za vsak proces. Za zaključek še teoretično raziščemo vpliv strojnega učenja na industrijo in poslovanje podjetij. Ključne besede: tehnološki procesi, struženje, rezkanje, visokohitrostne obdelave, modeliranje, strojno učenje, optimizacija poslovnih procesov Objavljeno v DKUM: 01.07.2020; Ogledov: 1313; Prenosov: 117 Celotno besedilo (1,69 MB) |
9. Uvajanje segmentov industrije 4.0 in optimizacija proizvodnje v podjetju šeško : magistrsko deloAnže Plevnik, 2020, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi sta predstavljena uvajanje segmentov Industrije 4.0 in splošna optimizacija malega podjetja. Princip in ukrepi Industrije 4.0 se pogosteje uporabljajo na velikih podjetjih, prav tako ostali splošno znani prijemi optimizacije v proizvodnem strojništvu. Problem malih prilagodljivih podjetij, kot je Šeško, je oteženo napovedovanje naročil in planiranje zasedenosti kapacitet. Podjetje stremi k optimalni zapolnitvi kapacitet, vendar je ob vsakem nenadnem upadu ali povečanju naročil spreminjanje teh zahtevno. Takšna podjetja imajo zaradi aktivnosti, ki izdelkom ne dodajajo vrednosti, veliko izgub. V prvem delu naloge je prikazano, kako smo te dejavnosti odpravili ali zmanjšali z zbiranjem informacij o delu in planiranju s pomočjo integracije ene izmed prosto dostopnih spletnih aplikacij za vodenje proizvodnje. Na njej se vodijo vsi delovni nalogi, vzdrževanje strojev in drugi podatki, pomembni za kvalitetno delo. Podatki se s pomočjo vnašanja zaposlenih shranijo v podatkovno bazo, kjer se analizirajo in se do njih lahko kadarkoli dostopa. Digitalni zapis vseh naročil omogoči razbiranje trendov naročanja in lažje planiranje kapacitet. Oddelek za kakovost ima večji pregled nad celotnim podjetjem. Posledično se hitreje odkrijejo napake, ki se pravočasno odpravijo. Drugi del naloge prikazuje splošno optimizacijo podjetja z osnovnimi ukrepi, ki so prilagojeni podjetju. Podjetje nima detajlnega načrta svojih kapacitet in prostorov, zato smo v nalogi prikazali 3D model podjetja. Skonstruirani model podjetja bo omogočil učinkovito planiranje projektov, nadaljnji razvoj in določanje zasedenosti kapacitet delovnih operacij. Ključne besede: Industrija 4.0, optimizacija proizvodnje, 3D modeliranje, podatkovne baze, spletna aplikacija, vodenje proizvodnje, vzdrževanje strojev Objavljeno v DKUM: 31.01.2020; Ogledov: 1514; Prenosov: 356 Celotno besedilo (4,04 MB) |
10. Zlom simetrije: aplikacija v optimizaciji energijskih procesov in detekciji nanodelcevEva Klemenčič, 2019, doktorska disertacija Opis: Doktorska disertacija zajema teoretično študijo treh primerov zloma simetrije v aplikativne namene. Osredotočimo se na možne aplikacije v sistemu tekočih kristalov, ki združujejo unikatno kombinacijo optične anizotropije, delnega značaja tekočine in »mehkobe«. Slednja opisuje možnost relativno močnega makroskopskega odziva na sorazmerno majhne motnje. Kot prvo obravnavamo uporabo fazno spremenljivih materialov v gradbenih kompozitih. Z numeričnimi simulacijami pokažemo, da s fazno spremenljivimi materiali lahko zagotovimo manjša temperaturna nihanja v prostoru in tako izboljšamo toplotno stabilnost prostora, pri čemer ima ključni pomen ustrezno izbrana temperatura faznega prehoda. Nadalje predstavimo dve možni izboljšavi. Prva izboljšava je kombinacija dveh fazno spremenljivih materialov, ki preideta fazni prehod pri različnih temperaturah, kar podaljša časovno konstantno toplotne stabilizacije. Pri drugi izboljšavi manipuliramo temperaturo faznega prehoda z zunanjimi perturbacijami. Na sistemu tekočih kristalov ograjenih v celico analitično prikažemo odvisnost temperature faznega prehoda od karakteristične razdalje celice, na katero lahko vplivamo z zunanjimi perturbacijami kot je na primer zunanje električno polje. S predlaganima izboljšavama razširimo območje optimalnega delovanja kompozita s fazno spremenljivimi materiali. Druga aplikacija zloma simetrije je elektrokalorični pojav, ki ga podrobneje preučimo na sistemu tekočih kristalov v bližini faznih prehodov in v bližini kritične točke z dodajanjem nanodelcev. Za teoretično obravnavo elektrokaloričnega pojava uporabimo Landau-de Gennes – Ginzburgov model na mezoskopski skali. Rezultati numeričnih simulacij razkrivajo, da se s približevanjem temperaturi faznega prehoda iz izotropne v nematsko fazo elektrokalorični odziv sistema veča kot posledica večje spremembe v orientacijski entropiji sistema. Analitično in numerično dokažemo, da lahko elektrokalorični odziv povečamo z direktnim faznim prehodom med izotropno in smektično A fazo. V slednji smektična urejenost efektivno deluje kot zunanje električno polje, kar posledično lahko vodi v ojačenje elektrokaloričnega odziva. Jakost odziva je močno odvisna od jakosti nezveznega prehoda med tekmujočima fazama. Fazno obnašanje v preučevanih sistemih kontroliramo z jakostjo sklopitve med orientacijskim in translacijskim redom. Za vrednosti nad kritično dosežemo direktni fazni prehod 1. reda iz izotropne v smektično A fazo, ki rezultira v povečanju elektrokaloričnega odziva sistema. Predstavimo tudi hladilni sistem in aktivni regenerator, ki delujeta na principu elektrokaloričnega pojava v tekočih kristalih, s čimer dosežemo večje razmerje med hladilno močjo in maso hladilnega sistema. Pri analizi elektrokaloričnega pojava v bližini kritične točke v sistem tekočih kristalov naključno porazdelimo različno koncentracijo nanodelcev. Sistem obravnavamo na semi- mikroskopski skali z Lebwohl Lasherjevim mrežnim modelom. Ugotovimo, da prisotnost nanodelcev ne prispeva k povečanju elektrokaloričnega odziva. Razlog je zmanjševanje možne električno povzročene spremembe orientacijske entropije, kar prevlada nad mehanizmom večjega odziva v bližini kritične točke. Kot tretjo aplikacijo zloma simetrije obravnavamo možnost detekcije nanodelcev. Prisotnost nanodelcev v celici tekočega kristala v nematski fazi povzroči frustracijo, ki se odraža v lokalno dvoosni urejenosti sistema. Posledično s spreminjanjem zunanjih pogojev kot so zunanje električno polje, temperatura in pozicija nanodelca, dobimo kvalitativno različne konfiguracije, kar lahko uporabimo za detekcijo nanodelcev. Rezultati doktorske disertacije prispevajo k boljšemu razumevanju obnašanja sistema tekočih kristalov v bližini faznih prehodov pod vplivom zunanjih dejavnikov. Ključne besede: zlom simetrije, optimizacija energijskih procesov, detekcija nanodelcev, tekoči kristali, elektrokalorični pojav, fazno spremenljivi materiali, inovativni fasadni sistemi, modeliranje Objavljeno v DKUM: 20.11.2019; Ogledov: 4014; Prenosov: 134 Celotno besedilo (3,55 MB) |