Projekti / Programi
Modeliranje, simulacija in vodenje procesov
01. januar 2015
- 31. december 2018
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.06.00 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T120 |
Tehnološke vede |
Sistemsko inženirstvo, računalniška tehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
Teorija sistemov, tehnologija vodenja, modeliranje sistemov, identifikacija sistemov, simulacija, multivariabilni sistemi, adaptivni sistemi, prediktivno vodenje, inteligentno vodenje, hibridni sistemi, biomedicinski procesi, umetna inteligenca, avtonomni mobilni sistemi.
Raziskovalci (19)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalni program je razdeljen na dva večja sklopa Modeliranje, simulacija in vodenje kompleksnih sistemov in Avtonomni mobilni sistemi.
Prvi sklop, ki vsebuje področje modeliranja, simulacije in vodenja zaradi svojega infrastrukturnega značaja posega na najrazličnejše problemske domene. V tem primeru gre za prepletanje temeljnih in aplikativnih raziskav, s poudarkom na razvijanju novih metod pri modeliranju, identifikaciji in vodenju ter njihovem prenosu v prakso. Cilj prvega sklopa je v osvajanju znanj in v razvoju novih metod, ki temeljijo na kombinaciji sodobnih in klasičnih pristopov, v smislu doseganja čim učinkovitejšega in čim uporabnejšega modeliranja in vodenja. Problemsko pa se bomo orientirali na področja bio znanosti, ekologije, energetike v stavbah in procesne industrije. Prvi sklop je razdeljen na tri področja. Prvo je področje modeliranja in simulacije, kjer bomo raziskali z modeli podprto načrtovanje krmilne logike, modeliranje in analizo dinamike proizvodnih kazalnikov, optimizacija procesa taljenja jekla v EOP na osnovi modela procesa in raziskali možnosti uporabe pametnih senzorjev pri procesu v EOP ter raziskali možnosti optimizacije energetske učinkovitosti objektov in bivalnega udobja. Na drugem področju bomo analizirali samorazvijajoče se in moderne metode identifikacije sistemov in mehkih modelov in izdelali programski paket za identifikacijo nelinearnih modelov. Razvili bomo tudi hibridno metodo identifikacije nelinearnih sistemov. Tretje je področje naprednih metod in optimizacije v vodenju, kjer bomo raziskali vodenje in optimizacijo regulatorjev na osnovi intervalnih mehkih modelov, adaptivno vodenje nelinearnih časovno spremenljivih procesov in vodenje sistemov s spremenljivim mrtvim časom in občasnimi razklopitvami povratne zanke.
Drugi sklop, ki je problemsko in aplikativno orientiran so avtonomni mobilni sistemi (AMS). Naše dosedanje aktivnosti so bile osredotočene na pridobivanje posameznih metodoloških znanj ter uporabo le teh v nekaterih aplikacijah (kolesni roboti, letala in sateliti). Ta znanja vključujejo različne pristope vodenja AMS (prediktivno, sledenje trajektoriji, mehko vodenje, slikovno vodenje), senzoriko (obdelava informacije s senzorjev, modeliranje, mehki senzorji), fuzijo informacij z različnih senzorjev za namene lokalizacije, kartiranja in vodenja ter pristope planiranja poti in izogibanja ovir. Sklop je razdeljen na štiri raziskovalna področja. Na prvem bomo raziskali robustno vodenje pri sledenju mobilnega sistema trajektoriji. Na drugem področju se bomo ukvarjali z raziskovanjem možnih načinov integracije vgradnih sistemov v avtonomne mobilne sisteme. Na tretjem področju bomo raziskovali fuzijo različnih senzorskih sklopov v lokalizaciji avtonomnih mobilnih sistemih. V četrtem področju pa bomo razvili in izdelali inteligentno vodenje za avtonomni mobilni sistem za rehabilitacijo in pomoč ostarelim osebam.
Pomen za razvoj znanosti
Naš raziskovalni program je razdeljen na dva osnovna sklopa. Prvi sklop, kjer se ukvarjamo z modeliranjem, simulacijo in vodenjem je usmerjen v temeljne raziskave na teh področjih in v možnostih uporabe razvitih in novih metod v praktičnih aplikacijah. Sklop avtonomnih mobilnih sistemov pa je problemsko orientiran in je večja pozornost posvečena implementaciji razvitih metod na tovrstnih sistemih. Posebno velik poudarek v obeh sklopih bo v povezovanju klasičnih teoretičnih principov in metod z metodami umetne inteligence in v študiju njihove praktične uporabnosti (implementacijska tehnologija).
Mednarodno relevanco predlaganih raziskav lahko utemeljimo s prednostnimi področji v okviru Obzorja 2020. Predlagane raziskave spadajo predvsem v področje Living Online v podpodročja Environment, Mobility in Smart Cities in v področje Science & Technlogy, kjer so najpomembnejša podpodročja Robotics in Components & Systems in s predlaganimi prednostnimi področji v okviru Strategije pametne specializacije, s pomočjo katere želi Slovenija osredotočiti vlaganja razvojnih sredstev v raziskave, razvoj in inovacije na področjih, ki bodo prinesla največje učinke na gospodarstvo. Ena od ključnih prioritet je tudi področje Proizvodne, procesne in informacijsko komunikacijske tehnologije, kamor sodijo tudi naše raziskave. Relevantnost predlaganega programa pa lahko ugotavljamo tudi skozi primerljivost s programi podobnih skupin po svetu in pripravljenost za sodelovanje v projektih Obzorja 2020. Hkrati pa je potrebno zadržati določeno ravnotežje med domačimi potrebami in svetovnimi trendi, saj moramo poleg raziskovalnega dela razvijati in posodabljati tudi programe izobraževanja. Pri tem gre tako za horizontalno, kot tudi za vertikalno prenašanje znanja z uporabo in izkoriščanjem sodobnih medijskih in komunikacijskih tehnologij.
Določena predlagana področja so bila do sedaj že delno raziskana in ima skupina na njih že odmevne rezultate in objave, ki jih bomo v prihodnosti nadgradili, druga področja pa bodo dala povsem nove rešitve z novimi rezultati.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagana prednostna področja s pomočjo katerih želi Slovenija osredotočiti vlaganja razvojnih sredstev v raziskave, razvoj in inovacije na področjih, ki bodo prinesla največje učinke na gospodarstvo so definirana v dokumentu Strategije pametne specializacije. Ena od ključnih prioritet je tudi področje Proizvodne, procesne in informacijsko komunikacijske tehnologij, kamor sodijo tudi naše raziskave. V primeru Tehnologije vodenja gre za področje, ki ima izrazite večkratne učinke na družbo, ki se odražajo na množici zelo pomembnih dejavnikov, ki postajajo s časom samo še pomembnejši. Gre za dejavnike kot so zmanjšanje porabe energije, surovin in onesnaženja okolja, fleksibilnost proizvodnje in kvaliteta proizvodov, dodana vrednost, humanizacija delovnih mest, aspekti trajnostnega razvoja itd. Na ta način je področje Tehnologije vodenja ena od strateških usmeritev v svetu in tudi pri nas, še posebno zaradi trenutnih zaostankov na tem področju. Rezultati raziskav naj bi prispevali k dvigu konkurenčnosti in usposobljenosti storitvenih organizacij in industrije, posredno omogočili ustrezno izobraževanje kadrov v smislu najnovejših dognanj in doprinesli k ustvarjanju inovativnih okolij z novimi delovnimi mesti. Seveda pa izboljšanje omenjenih dejavnikov lahko pomembno pozitivno vpliva posredno tudi na zdravstvo, okolje, obrambo itd. Pričakujemo pa lahko tudi promocijske učinke skozi znanstvene in strokovne objave, organizacijo strokovnih srečanj pa tudi preko naših mednarodnih povezav.
Največji neposredni vpliv naših raziskav pa se bo najverjetneje kazal na dejstvu, da skupina predstavlja najpomembnejšo izobraževalno organizacijo na področju tehnologije vodenja. Skupina izobrazi več kot polovico slovenskih kadrov na področju, ki so trenutno zelo iskani in se povpraševanje še povečuje. Rezultati raziskav bodo sproti dopolnjevali in posodobljali znanja, ki bodo del pedagoškega procesa na Fakulteti za elektrotehniko, Univerze v Ljubljani.
Ob dobro organiziranih mehanizmih vsakovrstnih prenosov znanj, kjer imamo dolgoletne izkušnje, lahko pričakujemo uspešno raziskovalno in pedagoško delo, pri čemer je seveda pomembna tudi aktualnost in atraktivnost obravnavanih problemskih domen. Diseminacija rezultatov bo obsegala znanstvene objave, konferenčne prispevke, promocijske aktivnosti, seznanjanje javnosti z dosežki v medijih in na internetu, tečaje vseživljenjskega izobraževanja in v našem primeru redni pedagoški proces na vseh nivojih ter mentorstva pri zaključnih delih in mentorstva mladim raziskovalcem.
Nenazadnje pa o vplivnosti skupine in njenih družbeno-ekonomskih učinkih govori tudi dejstvo, da so njeni člani ustanovili tako Društvo avtomatikov Slovenije kakor tudi Slovensko društvo za simulacijo in modeliranje ter predsedovali evropski federaciji EUROSIM v obdobju 2004-07.
Vse to pomeni, da gre za zelo pomembne vplive in učinke na razvoj stroke na inženirsko prakso in tudi družbeno-ekonomski razvoj Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
