Institutt for produksjons- og kvalitetsteknikk (IPK)

Presentasjon om: "Institutt for produksjons- og kvalitetsteknikk (IPK)"— Utskrift av presentasjonen:

1 Institutt for produksjons- og kvalitetsteknikk (IPK)
Infomøte 2-årig PuP

2 Hvor er vi?

3 Agenda Faglig innhold i masterstudier ved IPK Studentmiljø Spørsmål

4 IPK er involvert i flere programmer
Et 5-årig «maskinstudium», dvs PuP = Produktutvikling og produksjon, 2-årige masterstudier med BSc som basis PuP = Produktutvikling og produksjon RAMS* = Sikkerhet, pålitelighet og vedlikehold Global produksjonsledelse* Undervannsteknologi, Prosjektledelse*, * Internasjonale programmer Som dere så på immatrikuleringen i går, er det mange internasjonale studenter Disse er integrert i studentmiljøet, og vil delta f eks på studentseminaret 12. og 13. september

5 PuP = Produktutvikling og produksjon
For IPK er produksjon (Manufacturing): Bruke teknologi og arbeidskraft til å lage produkter = Produksjonsteknologi Gjøre dette smart slik at man kan tjene penger = Produksjonsledelse To av instituttets hovedprofiler i PuP er direkte knyttet til 1. og 2.:

6 Ny robotlab ved IPK To store roboter og to sveiseroboter
Robotsyn og avanserte sensorsystemer Sveising og montasje for offshore og maritim industri Egnet for studentlab og masteroppgaver

7 Sentrale kurs, produksjonssystemer
Mekatronikk (TPK4125) Undervanns kontrollsystemer (TPK4126*) Industriell mekatronikk (TPK4128) Robotteknikk (TPK4170*) Produksjonsteknologi (TPK4190) Måleteknikk (TPK4195) * Høstkurs Blå farge = Introduksjonskurs for hovedprofilen

8 TPK Mekatronikk Mekatronikk (Wikipedia) er eit fagfelt som kombinerer mekanikk og elektronikk. I kompliserte system, som til dømes robotar, er det eit samspel mellom rørlege mekaniske delar, aktuatorar (ofte elektriske motorar), sensorar som måler akselerasjon, posisjon, osb. og ei eller anna form for reguleringssystem Mekatroniske system inneheld òg ofte programvare som realiserer kontrollsystemet, kommuniserer med omverda, osb. Læringsmål Enkle elektriske kretser og elektriske komponenter Analog signalprosessering med operasjonsforsterkere Grunnleggende digitalteknikk og digitale signaler Arkitektur, programmering og grensesnitt for mikrokontrollere.

9 TPK4170 – Robotteknikk Dette emnet gir en innføring i robotteknikk slik at studenten får kompetanse i design og implementering av robotsystemer Dette gjøres ved å gå igjennom relevante tema innen geometri, kinematikk, dynamikk og styresystemer Det legges vekt på at studenten får utviklet ferdigheter i kinematikk og robotsyn ved programmering i MATLAB Systemer for robotstyring basert på robotsyn og måling av kontaktkrefter presenteres. Læringsmål Oppbygging og anvendelser av industriroboter Robotkinematikk, koordinatsystemer og jakobimatriser Robotdynamikk Styresystemer for posisjonsstying og styring av kontaktkraft Robotsyn

10 TPK4190 – Måleteknikk Verkstedteknisk måleutstyr, koordinatmålemaskiner, laserinterferometri, måling av overflater, måleusikkerhet, geometriske toleranser, toleranseberegninger, statistisk prosesskontroll, kvalitetsteknikk, testing av verktøymaskiner, prosessovervåking. Læringsmål Studentene skal tilegne seg kunnskap om måleutstyr og målemetoder for maskintekniske anvendelser. Man skal kjenne vanlige prinsipper for dimensjonsangivelse og toleransesetting på maskintegning, og forstå hvilke målemetoder som kreves

11 Prinsipielle problemstillinger
Roboter kan i dag programmeres ved å gi instruksjoner av typen Flytt arm fra posisjon (x1,y1,z1) til posisjon (x2,y2,z2) Klyp sammen gripearm fra radius r1 til radius r2 Flytt arm fra posisjon (x2,y2,z2) til posisjon (x3,y3,z3) Klyp sammen gripearm fra radius r2 til radius r3 Dette språket gjør det omstendelig å programmere større arbeidsoperasjoner Det er ønskelig å utvikle programmeringsspråk på et høyere nivå Lokaliser objekt O i et område A Grip objektet, med maksimum kraft F1 Flytt objektet til posisjon (x3,y3,z3)

12 3D-printing 3D-printing, eller “additive manufacturing” er en produksjonsmåte for å lage fysiske objekter hvor man bygger geometrier ved å “printe” lag på lag I forhold til vanlig maskinering gir dette store muligheter mht hvilke geometrier som kan fremstilles Eksempler Lettvektsstrukturer hvor det er en “ministruktur” tilsvarende “fagverk” Strukturer som har innebygget ørsmå “kanaler” som kan benyttes til kjøling. Dette er avgjørende viktig for “støpeverktøy”

13 Produksjonsledelse Verdikjeder for å «tjene penger» Effektive lager- og distribusjonsstrukturer og operasjoner Distribusjon Store volum, høy frekvens Leveringspunkter

14 Relevante kurs Produksjonsledelse (TPK4100*)
Produksjonslogistikk (TPK4135) Verdikjedestyring (TPK4160*) ERP og PLM systemer (TPK4165*) Produksjonsstrategi (TPK4180) Industrial Systems Engineering (TPK4185) * Høstkurs Blå farge = Introduksjonskurs for hovedprofilen

15 TPK4100 - Produksjonsledelse
Innhold Produksjonsstrategi, produksjonsformer, produksjonsstyring, produksjonslogistikk, fabrikkplanlegging, prestasjonsmåling, informasjonssystemer, produksjonsøkonomi og bærekraftig produksjon. Kunnskaper: Grunnkunnskap om produksjonsledelse i moderne produksjonsbedrifter. Forståelse om og anvendelse av relevante modeller, metoder og analyseteknikker, inkludert bruk av informasjons og kommunikasjonsteknologi Ferdigheter: Evne til å kunne anvende tilegnet kunnskap til å utvikle helhetlige løsninger innen produksjonsledelse. Evne å omforme teorier til praktisk anvendelse basert på velbegrunnede valg av relevante alternative løsninger. Vurdere analyseverktøy, metoder, tekniske modeller og løsninger selvstendig og kritisk. Generell kompetanse (holdninger): Forstå produksjonslederens rolle i et helhetlig samfunnsperspektiv. Kunne samarbeide og bidra til tverrfaglig samhandling. Kunne formidle og kommunisere produksjonsfaglig problemstillinger og løsninger.

16 TPK4135 – Produksjonslogistikk
Styringsmodeller for produksjon og logistikk. Styringsprinsipper. MRP/MRPII/ERP: Material Requirements Planning/Manufacturing Resource Planning/Enterprise Resource Planning. Syklisk produksjon. Flaskehalsstyring. Japansk produksjonsfilosofi, Lean Manufacturing, Toyota Production System. Kanban, Heijunka, Polca og Quick Response Manufacturing. Value Stream Mapping. Avanserte prinsipper og metoder for produksjons- og lagerstyring. Detaljplanlegging og sekvensiering samt Manufacturing Execution Systems (MES). Gruppeteknologi, layout og materialflytanalyser Læringsmål Emnet skal gi studentene avansert forståelse for logistikk- og styringsprosessene i en produksjonsbedrift, samt kunnskaper om prinsipper, verktøy og systemer for å analysere, utvikle og styre disse prosessene.

17 TPK4160 - Verdikjedestyring og anvendt beslutningsstøtte
Hovedtema er planlegging og styring av produksjons- og logistikksystemer i verdikjeder Grunnleggende verdikjedeteorier, verdikjedestrategier, planlegging og styring i verdikjeder, prognosemodeller, lagerstyringsmodeller, distribusjonsmodeller, informasjonsteknologi i verdikjeden og beslutningsstøtte metodikk Emnet fokuserer på bruk av metoder og modeller for kartlegging og analyse, simulering og optimering for å designe, utforme og ta beslutninger i verdikjeden. Læringsmål Spesialisert dybdekunnskap om styring av logistikkoperasjoner i verdikjeden til produksjons- og handelsbedrifter med IKT og beslutningsstøtte Grundig forståelse av verdikjedesystemet, dets bestanddeler og prosesser, bruken av IKT og hvordan verdikjeder kan etableres, styres og forbedres Forståelse og anvendelse av relevante modeller, metoder og analyseteknikker Innsikt i hva som er kjerneteknologier innen de respektive prosessene Trening når det gjelder vitenskapelig løsning av industrielle problemstillinger og rapportskriving.

18 Hva er det mest lønsomme strategien?
MTS Make To Stock (produsere til lager) ATO Assemble To Order (montere på ordre) MTO Make To Order (produsere på ordre) ETO Engineer To Order (konstruere på ordre)

19 Er det sikkert – og tilgjengelig?
Hovedprofilene “Produksjonsteknologi” og “Produksjonsledelse” har fokus på teknologien og hvordan teknologi og mennesker kan produsere varer slik at noen tjener penger på dette Teknologi i vid forstand – og dekker også systemer for produksjon av olje og gass, signalanlegg for jernbane, avanserte bro- og tunnelsystemer, osv… Men: Er teknologien og systemene sikre? Er de tilgjengelig når vi trenger dem? Er det mulig å vedlikeholde dem på en kostnadseffektiv måte?

20 Gruppeleder: Jorn.Vatn@ntnu.no
Reliability, availability maintainability, and safety (RAMS) Viktig for alle type systemer – i alle sammenhenger

21 Relevante kurs Industriell sikkerhet/pålitelighet (TPK4120*)
Risikoanalyse (TPK5160*) Driftssikkerhet vedlikehold (TPK4140*) Risikostyring i prosjekter (TPK5115*) Driftssikkerhetsstyring (TPK5165) Vurdering av driftssikkerhet for kritiske systemer (TPK5170) * Høstkurs Blå farge = Introduksjonskurs for hovedprofilen

22 TPK4120 - Industriell sikkerhet og pålitelighet
Pålitelighetsvurdering inngår i enhver teknologiutvikling og gir helt sentral kunnskap for å forbedre design. Kurset gir: Innføring i grunnleggende begreper og metoder innenfor pålitelighets- og risikoanalyse av tekniske systemer Funksjonsanalyse og kartlegging av feil og farekilder Systemanalyse basert på FMECA, pålitelighetsnettverk og feiltre Beregning av pålitelighet og tilgjengelighet Mål for pålitelighet Analyse av reparerbare systemer ved Markovmetoder Læringsmål Emnet skal gi studentene en grundig innføring i grunnleggende begreper og angrepsmåter knyttet til analyse og vurdering av sikkerhet og pålitelighet av industrielt utstyr med spesielt fokus på utstyr som benyttes innenfor produksjon og distribusjon av energi

23 TPK Risikoanalyse I alle industrier og i samfunnet kreves det at vi har kontroll med risikoen. Risiko kan være i forhold til mulig skade på personer, miljø og verdier av stor betydning for samfunnet. Kurset gir: Innføring i grunnleggende begreper og metoder for risikoanalyse, inkludert: Mål for risiko og akseptkriterier Metoder for å avdekke farlige hendelser og kritikaliteten av disse Metoder for å se tekniske systemer i sammenheng med mennesker og organisasjon. Risikoreduksjon og kost/nyttevurderinger Standarder for risikoanalyser Læringsmål Studentene skal ha bred kunnskap om hva en risikoanalyse er, stegene i prosessen ved gjennomføring av risikoanalyse samt vanlige metoder som benyttes.

24 TPK4140 - Driftssikkerhet, vedlikeholdsstyring
Vedlikehold kan være kostnadsdrivende, og mangel på vedlikehold en sikkerhetsrisiko. Kurset gir: Innføring i hvordan vedlikeholdsfunksjon bidrar til høy driftssikkerhet, god leveranseevne, god produksjonskvalitet, akseptabel sikkerhet og lave driftskostnader. Sentrale tema i emnet vil være: Vedlikeholdsplanlegging, vedlikeholdsgjennomføring, vedlikeholdskonsepter, organisering, støttesystemer, LCC og LCP, sikkerhet og vedlikehold, 5S. Sårbarhetsanalyser, intervallestimering, testing, modellering av restlevetid, aldring, indikatorer, pit stop. Læringsmål Å gi grunnleggende kunnskap innen moderne vedlikeholdsteori: Terminologi Vedlikeholdsstyring Vedlikeholdsledelse Indikatorer og styringssystemer Analyse og vedlikeholdsoptimalisering

25 RCM-logikk for å finne type vedlikehold

26 Rødlyspære

27 Matrisepære

28 Brannvarsler (ekskl. batteri)

29 Hvor ofte bør man gjøre forebyggende vedlikehold?
Skifte av registerreim Effektiv feilrate, lE (t) = 0.71 t 2/ MTTF3 MTTF = Midlere tid til feil = km FV Kostnad = kr KV Kostnad = kr FV = Forebyggende KV = Korrigerende

30 Kostnad per km på y-aksen, bytteintervall på x-aksen

31 TPK5165 - Driftssikkerhetsstyring
Pålitelighet, vedlikehold og sikkerhet på bakes inn i alle faser av en produktutvikling. Krav må etableres, fordeles og implementeres på en systematisk måte. Kurset gir: Innføring i metoder for integrering av pålitelighet, tilgjengelighet, vedlikeholdsvennlighet og sikkerhet (RAMS) i produktutvikling Metoder og standarder for brukes for å utlede RAMS krav utvikling av spesifikasjoner for RAMS krav - på ulike detaljnivåer, allokering av RAMS krav ned på delsystemer og komponenter prinsipper og metoder for pålitelighetstesting prinsipper og metoder for pålitelighetsforbedring metoder for kvalifisering av ny teknologi analyse av levetidskostnader og strategier for å bestemme garanti for produkter Læringsmål Emnet skal gi studentene innsikt i hvordan en kan ta hensyn til pålitelighet, tilgjengelighet, vedlikeholdsvennlighet og sikkerhet (RAMS) i design og utvikling av et produkt eller et system

32 TPK5170 – Vurdering av driftssikkerhet for kritiske systemer (ny tittel)
Kritiske systemer, for eksempel for sikkerhet, er underlagt spesielle standarder og regelverk. Spesielle hensyn må tas for å sikre at det er de «rette» svakhetene i systemet som avdekkes. Kurset gir: Innføring i metoder for pålitelighets og tilgjengelighetsanalyse av kritiske systemer, inkludert: Hvordan definere krav, med utgangs- punkt i risikoanalysen Hvilke standarder som gjelder for design og analyse Ulike metoder for pålitelighetsvurdering (utvidet fra TPK 4120), med fokus på praktiske anvendelser Effekt av testing Datainnsamling og bruk av data i pålitelighetsvurderinger Modeller for optimalisering av vedlikehold, og modellering av degradering i mekaniske komponenter Læringsmål Studentene skal få en utvidet kunnskap om metoder for risiko- og pålitelighetsvurderinger, samt en innføring i sentral teori for vedlikeholdsoptimalisering

33 SFI-SUBPRO: Subsea production and processing

34 SFI-SUBPRO på “campus”

35 Det er sikkert og pålitelig…
Men får vi satt tingene i system? Prosjektledelse er fagområdet som sikrer at store og små prosjekter blir initiert, planlagt og gjennomført til forutsatt tid og kostnad, med ønsket samfunnsnytte Det er anslått at ca. 30% av verdens BNP forvaltes i prosjekter og andelen er økende, ved at flere og flere oppgaver i næringsliv og samfunnet organiseres som prosjekter  Hovedprofil: Prosjekt- og kvalitetsledelse Gruppeleder:

36

37 Relevante kurs Prosjektplanlegging og -styring (TPK4115 / TPK5100*)
Kvalitetsledelse (TPK4110) Risikostyring i prosjekter (TPK5115*) Fleksibilitet i prosjekter (TPK4420*) * Høstkurs Blå farge = Introduksjonskurs for hovedprofilen

38 TPK4115 - Prosjektplanlegging og styring
Prosjektinitiering sett i forhold til den organisatoriske kontekst: strategi, mål og suksess. Modeller for prosjektorganisering, fallgruver og betingelser for å lykkes. Verktøy og teknikker for planlegging. Identifisering av prosjektets omfang, WBS struktur, ressursplanlegging, estimater, budsjettering og terminplan. Innføring i prinsippene for risikostyring. Innføring i prinsippene for prosjektevaluering og inntjentverdi metoden. Læringsmål Innsikt i prosjekt som arbeidsform. Forståelses for fallgruver og suksessfaktorer for prosjektgjennomføring. Forståelse for metoder, verktøy og prosesser for planlegging og styring av prosjektarbeid.

39 TPK4110 - Kvalitets- og prestasjonsfokusert ledelse
Emnet vil dekke en naturlig progresjon gjennom følgende temaer (basert på en helhetlig modell for prestasjonsbasert ledelse): grunnleggende kavlitetsprinsipper, prestasjonsbasert interessentanalyse, ledelsesplanlegging og ensretting av organisasjonen, forretningsprosess-orientering, prosesskartlegging, selv-evaluering, utvikling av system for prestasjonsmåling, definering av prestasjonsindikatorer, analyse av forretningsprosesser, grunnleggende forbedringsforståelse, ulike forbedringsverktøy (for eksempel benchmarking, business process reengineering). Disse temaene vil illustreres med eksempler fra anvendelser innen produksjon, vedlikehold, logistikk og andre relevante emner i studieretningen. Læringsmål Sentrale begreper innen området kvalitetsledelse Historisk utvikling av fagområdet Forståelse for viktigheten av kundefokus, prosessfokus og kontinuerlig forbedring Sentrale verktøy for kvalitetsforbedring Grunnleggende statistikk relatert til kvalitet.

40 Student ved IPK

41 Hvorfor IPK? Hva skjer ved IPK? Goder
Studentseminar med de to siste årskurs hvert år (Oppdal, Røros, Åre) Julegrøt Spennende forskningsprosjekter hvor man kan koble seg på med en masteroppgave Goder Fellesareal med sofa og kjøkken Leseplass, og vanligvis kontorplass når man skriver masteroppgaven siste året (noe begrenset i år med mange studenter) Bordtennisbord Treffer studenter fra mange programmer Både norske og internasjonale studenter Enkelt å slenge opp de mest opplagt tingene. Vi har alle sammen veldig bra kontor med gode pc’er, julegrøt , vi drar på tur en gang i året, vi har ping-pongbord osv. og alt d er faktisk veldig bra, men det som betyr mest ihvertfall slik som jeg ser det, så er det tilhørigheten du føler når du går her. Du blir sett, du kjenner proffesorene dine, og de kjenner deg. Hvor mange har egentlig snakket med sine forelesere fra og med tidadu stretet her+ HVOR MANGE AV FORELESERNE DINE vet hva du heter? Her kjenner de deg og vet hvem du er. Du blir tatt vare på.de sitter rett borti gangen, de har alltid åpne dører, selv om deikkealltid er til stede,så er det alltidlovt til åkommeinnomå spørre. Proffessorer som jobber tett i sammarbeid med industrien.