Szybowski Piotr
BRANŻA: BUDOWA I EKSPLOATACJA MASZYN
TEMAT PRACY DOKTORSKIEJ: MODELOWANIE 3D WIELKOGABARYTOWYCH ELEMENTÓW PŁYTOWYCH ZE WZGLĘDU NA WYMAGANIA PROCESU MONTAŻU
Pierwszym formalnym etapem edukacji technicznej było ukończenie, w 1989 r., Policealnego Studium Zawodowego nr 3 w Koszalinie uzyskaniem tytułu: Technik Elektronik w specjalności Radiotechnika i Telewizja. Po przerwie poświęconej, między innymi, własnej działalności gospodarczej, w 1999 r., zostały ukończone studia jednolite, na Wydziale Oceanotechniki i Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej, uzyskaniem tytułu: mgr inż. Oceanotechniki w zakresie Maszyny i Siłownie Okrętowe. Od 2011 r. uczestnik studiów doktoranckich na Wydziale Mechanicznym Politechniki Koszalińskiej, w dyscyplinie: Budowa i Eksploatacja Maszyn. Obecnie IV rok studiów.
Stypendysta od trzech lat realizuje, pod kierownictwem dr hab. inż. Tadeusza Bila, Profesora Politechniki Koszalińskiej, badania naukowe dotyczące opracowania podstaw zastosowania metod przestrzennej analizy układów mechanicznych do montażu elementów konstrukcji o dużych wymiarach. W ramach tego tematu przeprowadzono wstępne badania parametrów montażu jako układów przestrzennych.
Doktorant posiada około 10 letni staż pracy w Stoczni Gdynia S.A., gdzie spotykać się przyszło, między innymi, z praktycznym rozwiązywaniem problemów montażu wielkogabarytowych elementów okrętowych. Wiedza zdobyta podczas pracy zawodowej, ugruntowana okresem studiów doktoranckich, umożliwi opracowanie metodyki realizacji procesów montażowych wielkogabarytowych konstrukcji, do których zaliczyć można również elementy korpusów np. elektrowni wiatrowych.
Dotychczasowa aktywność pozwala oczekiwać, iż założony ambitny program badań zostanie w pełni zrealizowany. Podjęta problematyka nie tylko podąża za obecnym światowym nurtem rozwoju technologii montażu, ale również jest przyszłością rozwoju Krajowego Przemysłu wykorzystującego wielkogabarytowe elementy konstrukcyjne, w szczególności na obszarze Pomorza Zachodniego.
Podsumowując realizowana rozprawa doktorska pod wstępnym tytułem „Modelowanie 3D wielkogabarytowych elementów płytowych ze względu na wymagania procesu montażu.”, jest nowatorska pod względem naukowym oraz posiada duże znaczenie praktyczne i jest możliwa jej realizacja. W Zakładzie Teorii Mechanizmów i Podstaw Konstrukcji Maszyn, na macierzystej Uczelni, doktorant jest członkiem zespołu badawczego zajmującego się szeroko pojętymi problemami montażu w budowie maszyn, prowadzącym badania związane z przestrzenną orientacją elementów konstrukcji i ich orientacją względem innych elementów ruchomych i nieruchomych. Skład zespołu: prof. nadzw. dr hab. inż. Tadeusz Bil, dr inż. Zbigniew Budniak, mgr inż. Piotr Szybowski, mgr inż. Marek Kwietniewski.
W ramach ustawowego obowiązku dydaktycznego, na Wydziale Mechanicznym Politechniki Koszalińskiej, były, przygotowane i przeprowadzone, przez doktoranta częściowo, zajęcia dydaktyczne z przedmiotów:
- 2013-10-01 – 2014-02-23 Grafika inżynierska – projektowanie, kierunek Transport, sem. I, studia niestacjonarne,
24 godziny - 2014-04-28 – 2014-06-04 Komputerowa grafika inżynierska – projektowanie, Kierunek Energetyka, sem. II,
studia niestacjonarne, 4 godziny - Technika Rolnicza i Leśna, sem. II, studia niestacjonarne, 4 godziny
Okres poprzedzający rozpoczęcie Studiów Doktoranckich był poświęcony pracy zawodowej. Prawie cały związany był z przemysłem stoczniowym. Najdłuższy z nich dotyczy Stoczni Gdynia S.A.. Jednak do istotnych doświadczeń zawodowych zaliczam także oddelegowanie na szkolenie wewnętrzne do firmy WILHELM STOLL MASCHINENFABRIK GMBH, w Lengede (Niemcy) w 2011 r. oraz delegacje służbową do Wärtsilä Deutschland GmbH Ship Design w Hamburgu w 2012 r.
ZASTOSOWANIE BADAŃ W BIZNESIE:
Wykorzystanie technologii montażu elementów wielkogabarytowych w oparciu o identyfikację przy pomocy kamer 3D dałoby możliwości dokładniejszego i bardziej efektywnego sterowania procesami montażu. Zastosowanie tej technologii pozwoliłoby na wykonywanie struktur wielkogabarytowych o złożonych kształtach. Tego typu technologia dałoby możliwość zwiększenia wydajności produkcyjnej maszyn, i urządzeń:
- zminimalizowanie ilości operacji technologicznych podczas montażu,
- ustalenie optymalnego montażu,
- zminimalizowanie źródeł powodujących obniżenie jakości zmontowanych elementów.
Województwo Zachodniopomorskie skupia różnych producentów maszyn i urządzeń. Zastosowanie takiej technologii może przyśpieszyć rozwój tej gałęzi produkcji. Obecna wiedza na temat montażu elementów wielkogabarytowych jest, przede wszystkim, oparta o własne doświadczenia i indywidualną praktykę inżynierską podmiotów gospodarczych. Przypuszczalnie były podejmowane próby zbadania tego obszaru technologii, np. w przemyśle lotniczym i kosmicznym, jednak wyniki tych badań nie zostały opublikowane, stanowią prawdopodobnie tajemnicę firm stosujących taką technologię. Wartością dodaną wynikającą z uzupełnienia braków wiedzy w obrębie danej dziedziny, byłaby możliwość zmniejszenia kosztów produkcji poprzez wyeliminowanie np. zbędnych procesów (zastępując większą ilość operacji montażu, ich mniejszą ilością). Ogólnie ujmując zmniejszone zostałyby końcowe koszty produkcji.
Wyniki badań w ramach pracy doktorskiej zaowocowałyby możliwością wytwarzania maszyn i urządzeń, których precyzja montażu byłaby optymalna, w szczególności w przypadkach relatywnie dużych gabarytów jak i masy. Na owych wynikach opierałaby się innowacyjna technologia montażu elementów wielkogabarytowych, która w oparciu o identyfikację kamerami 3D (skanowania laserowego) jako czynnika pozwalającego ustalanie ich wzajemnego położenia z zachowaniem minimalizacji odchyleń w układzie przestrzennym. Główny nacisk badań skierowany jest na ustaleniu parametrów charakteryzujący montaż elementów wielkogabarytowych w układzie przestrzennym oraz ustalenie metodologii montażu pozwalającego na optymalne pozycjonowanie. Wyniki pracy przyniosłyby możliwość wdrożenia w/w technologii również w innych gałęziach przemysłu. Na bazie przeprowadzonych badań oraz biorąc pod uwagę specyfikę regionu uznano, iż, między innymi, energooszczędne technologie konstrukcyjne jako mogące stać się w przyszłości motorem rozwoju sektora badawczo-rozwojowego oraz gospodarczego w województwie zachodniopomorskim. W ten obszar doskonale wpisuje się optymalna (technologia montażu elementów wielkogabarytowych w oparciu o identyfikację przy pomocy kamer 3D) dla przestrzennych układów maszyn i urządzeń. Montaż przestrzennych elementów wielkogabarytowych w oparciu o identyfikację kamerami 3D można postrzegać jako technologie zmniejszające energochłonność gospodarki w zastosowaniach przemysłowych. Przedsiębiorstwa Województwa Zachodniopomorskiego dysponują wieloletnim doświadczeniem, kompetencjami i wiedzą związaną z Przemysłem Maszynowym.
Obszarem innowacji technologicznej łączącej te przedsiębiorstwa jest nowa optymalna (technologia montażu elementów wielkogabarytowych w oparciu o identyfikację przy pomocy kamer 3D) dla przestrzennych układów maszyn i urządzeń. Punktem wyjścia dla kreowania nowego profilu technologicznego regionu, w oparciu o centra kompetencji (platformy współpracy między przemysłem a nauką), jest stopniowa zmiana podejścia do rozwoju technologicznego w przemyśle maszynowym, co pozwoli:
- stworzyć nowe oszczędne technologie montażu,
- zmniejszyć koszty produkcji końcowej,
- wspierać rozwój technologiczny szeroko rozumianej gałęzi przemysłu maszynowego,
- wspierać rozwój technologiczny firm produkujących maszyny i urządzenia,
a w konsekwencji:
- pozwoli kreować wizerunek województwa zachodniopomorskiego jako regionu doskonałości technologicznej w zakresie jakości produkowanych maszyn i urządzeń,
- innowacyjne rozwiązania w tym zakresie będą mogły zostać przeniesione także poza region dodatkowo do wszystkich branż zajmujących się produkcją maszyn i urządzeń.
PLANY DALSZEGO ROZWOJU:
W ramach dalszego rozwoju zrealizowana zostanie, w pełni, proponowana koncepcja pracy doktorskiej, której skrócony opis zagadnień jest następujący:
- analiza stanu zagadnienia w świetle literatury,
- przeprowadzenie badań rozpoznawczych na podstawie założeń wstępnych,
- opracowanie matematyczne wyników badań rozpoznawczych,
- przeprowadzenie badań symulacyjnych pozwalających określić i opisać zachowania się i deformacje wielkogabarytowych elementów przestrzennych podczas ich transportu i montażu,
- przeprowadzenie badań właściwych na podstawie opracowanego planu eksperymentu,
- wyznaczenie parametrów montażu elementów wielkogabarytowych na podstawie modeli uproszczonych w zastosowaniu do identyfikacji parametrów kształtu i pozycjonowania obiektów mechanicznych,
- wyznaczenie parametrów montażu elementów wielkogabarytowych z wykorzystaniem kamer 3D (skanowania laserowego) do identyfikacji parametrów kształtu i pozycjonowania obiektów mechanicznych.
Oczekuje się, że prowadzone badania pozwolą zrealizować cel pracy doktorskiej, w postaci wyznaczenia parametrów geometrycznych wielkogabarytowych struktur przestrzennych elementów maszyn i urządzeń wykorzystywanych do ich montażu (np. liczby i położeń uchwytów montażowych, liczby i położeń elementów podporowych i rozporowych zwiększających sztywność, wzajemnego położenia łączonych elementów) w oparciu o dopuszczalne tolerancje wykonania wynikające z przyjętych kryteriów technologicznych stosowanych w budowie maszyn;
W związku z powyższym przewiduje się następujące problemy do rozwiązania:
- określenie zakresu pomiarów obiektu badań,
- określenie istotności wpływu poszczególnych parametrów determinujących przebieg montażu,
- analiza możliwości wykorzystania współczesnych metod takich jak optymalizacja, symulacja i skanowanie laserowe, w procesie montażu,
- wyznaczenie parametrów procesu montażu struktur przestrzennych wielkogabarytowych i badanie ich zachowania,
- określenie podziału konstrukcyjno-technologicznego struktur przestrzennych wielkogabarytowych, kolejności montażu oraz zwiększenie wydajności i jakości montażu.
NAGRODY I WYRÓŻNIENIA:
Uczestnik dotychczas nie otrzymał nagród i wyróżnień.