Przejdź do treści
Katholieke Universiteit Leuven
Academic NX Solid Edge Simcenter Teamcenter
Katholieke Universiteit Leuven

Belgijski uniwersytet wykorzystuje rozwiązania firmy Siemens, by kształcić przyszłych inżynierów w dziedzinie projektowania i produkcji

Leuven, Belgium

Oprogramowanie NX, Simcenter i Teamcenter pomaga KU Leuven przygotować studentów na cyfrową transformację branży produkcyjnej

Academic NX Solid Edge Simcenter Teamcenter

Belgijski uniwersytet wykorzystuje rozwiązania firmy Siemens, by kształcić przyszłych inżynierów w dziedzinie projektowania i produkcji

Leuven, Belgium

Oprogramowanie NX, Simcenter i Teamcenter pomaga KU Leuven przygotować studentów na cyfrową transformację branży produkcyjnej

quotation marks Studenci KU Leuven mogą również bez ograniczeń korzystać z platformy e-learningowej Learning Advantage. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Wydział Technologii Inżynierskiej KU Leuven
WYZWANIA
  • Edukacja w obszarze rozwoju produktu i produkcji
  • Możliwość wykorzystania digitalizacji przez studentów
  • Kształcenie dotyczące integracji projektowania, weryfikacji i produkcji
KLUCZE DO SUKCESU
  • Dostęp do oprogramowania Siemens i zasobów edukacyjnych on-line na całej uczelni
  • Wykorzystanie Solid Edge i NX do wszystkich prac projektowych
  • Wykorzystanie Simcenter do weryfikacji projektów
  • Wykorzystanie Teamcenter do zarządzania informacjami i współpracy
WYNIKI
  • Studenci zyskali umiejętność tworzenia produktów z wykorzystaniem kompletnych cyfrowych bliźniaków
  • Studenci mają możliwość projektowania produktów zoptymalizowanych pod kątem wytwarzania
  • Studenci mogą maksymalnie zwiększyć wydajność projektowania i produkcji

Katholieke Universiteit Leuven

Posiadająca wiele kampusów uczelnia KU Leuven to jeden z najstarszych uniwersytetów w Europie. Skupia się na kształceniu i badaniach w bardzo wielu obszarach, organizując edukację i działania badawcze według wydziałów i wyspecjalizowanych grup. Wydziały i instytuty zebrano w trzech głównych grupach: nauki humanistyczne i społeczne, nauki przyrodnicze, inżynieria i technologia oraz nauki biomedyczne. Każda z nich prowadzi swoją szkołę doktorską odpowiedzialną za studia doktoranckie.

https://www.kuleuven.be/english/

quotation marks Siemens udostępnia nam niezbędne oprogramowanie, abyśmy mogli kształcić nowe pokolenie inżynierów, którzy będą w stanie poradzić sobie z wyzwaniami przyszłości. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Wydział Technologii Inżynierskiej KU Leuven
quotation marks Studenci KU Leuven mogą również bez ograniczeń korzystać z platformy e-learningowej Learning Advantage. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Wydział Technologii Inżynierskiej KU Leuven

Cyfrowe podejście do edukacji inżynierskiej

Katolicki Uniwersytet Lowański (KU Leuven) to największy uniwersytet w Belgii. Na głównym kampusie w Leuven i 14 mniejszych kampusach rozproszonych po całym kraju kształci się ponad 58 tysięcy studentów, którzy mogą wybrać jeden z 50 wydziałów. Ponad 20 z nich tworzy grupę nauk przyrodniczych, inżynierii i technologii. Po reformie belgijskiego systemu edukacji z 2013 roku szkoły inżynierskie, które oferują bardziej praktyczną naukę na poziomie akademickim, stanowią teraz część szerszej sieci KU Leuven.

– W ramach tej grupy wyróżniono trzy profile inżynierskie: nauki inżynierskie, technologie inżynierskie oraz bioinżynierię – opowiada prof. dr inż. Bert Lauwers, dziekan Wydziału Technologii Inżynierskiej KU Leuven. – Praca akademicka znaczy dla nas coś więcej niż tylko pisanie kolejnych artykułów; to raczej sposób myślenia. Podejście KU Leuven do przygotowania studentów inżynierii na karierę zawodową i tworzenie innowacji w świecie Przemysłu 4.0 sprawia, że jest to z pewnością jedna z najlepszych uczelni w Europie. 

KU Leuven stawia na otwartość, dzięki czemu każdy student, niezależnie od specjalizacji, może odwiedzić uczelniane laboratorium produkcyjne (FabLab) i eksperymentować z dostępnym tam sprzętem, na przykład różnymi drukarkami 3D.

Wydział Nauk Inżynierskich prowadzi pięcioletnie studia, a jego wszystkie jednostki znajdują się w Leuven. Czteroletni program Wydziału Technologii Inżynierskiej jest natomiast bardziej praktyczny. Jednostki tego wydziału są rozproszone po różnych kampusach w belgijskiej Flandrii. Jeden z nich to kampus De Nayer w regionie Mechelen, który uczelnia dzieli z Uniwersytetem Tomasza More'a, gdzie studenci kończą trzyletnie studia i zdobywają tytuł zawodowy licencjata.

Rysunek 1: Studenci KU Leuven z zespołu eClipse Formula Electric konstruują elektryczne pojazdy wyścigowe wykorzystywane w zawodach Formuła Student. Podczas zajęć dotyczących inteligentnej produkcji wykorzystują rozwiązania Siemens Digital Industries Software takie jak NX, Simcenter i Teamcenter, aby objąć cały proces tworzenia produktu.Jeśli nie podano inaczej, wszystkie ilustracje są prezentowane dzięki uprzejmości KU Leuven

Nauka tworzenia cyfrowych bliźniaków

Podczas zajęć poświęconych wirtualnemu rozwojowi produktu studenci KU Leuven ze wspomnianych wydziałów inżynierskich wykorzystują oprogramowanie Solid Edge®, najbardziej zaawansowany system do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) w 2D/3D od firmy Siemens Digital Industries Software, aby modelować produkty codziennego użytku. Gdy struktury złożeń i kształty stają się coraz bardziej skomplikowane, studenci trzeciego roku przełączają się na oprogramowanie Siemens NX™, wiodące, zintegrowane rozwiązanie do projektowania, wytwarzania i inżynierii wspomaganej komputerowo (CAD/CAM/CAE). Podczas tych kursów studenci uczą się stosować różne metody projektowania, na przykład modelowanie parametryczne. Starają się również zrozumieć, jak proces produkcji wpływa na model CAD lub na sam produkt.

Studenci odkrywają, że często tracą część informacji ze względu na wykorzystanie otwartych formatów plików CAD, takich jak Standard for the Exchange of Product (STEP) lub Initial Graphics Exchange Specification (IGES). Wynikiem ich pracy jest cyfrowy bliźniak zaprojektowanego produktu.

– Nasi studenci tworzyli cyfrowe bliźniaki już 15 lat temu, na długo przed ukuciem terminów takich jak „cyfrowa fabryka” albo „Przemysł 4.0” – podkreśla prof. Lauwers. – Chcemy, żeby mieli świadomość, że cyfrowy bliźniak nie jest kompletny, jeśli nie odzwierciedla pełnego działania produktu.

Na początku zajęć dotyczących komputerowo zintegrowanego wytwarzania studenci uczą się, jak zaprogramować obrabiarkę bezpośrednio na panelu operatora (HMI). Zaczynając od pliku przygotowanego w Solid Edge, tworzą proste obiekty, na przykład metalowy model szklanki do piwa zaprojektowanej dla słynnego belgijskiego browaru. Następnie wykorzystują NX CAM, aby stworzyć postprocesory oraz programy dla pięcioosiowych obrabiarek CNC.

Później walidują programy podczas symulacji, wykorzystując cyfrowe bliźniaki produktu i obrabiarki w oprogramowaniu z portfolio Siemens Simcenter™. Na koniec weryfikują rezultaty symulacji, przeprowadzając rzeczywistą obróbkę.

Rysunki 2 i 3: Podczas zajęć poświęconych wirtualnemu rozwojowi produktu studenci KU Leuven wykorzystują oprogramowanie Solid Edge oraz NX CAD od Siemens Digital Industries Software, aby tworzyć modele przedmiotów codziennego użytku charakteryzujące się skomplikowanymi strukturami złożeń i kształtami.

W pełni skalowalne wsparcie oprogramowania

Podczas projektu dotyczącego obróbki przekładni studenci inżynierii mechanicznej zintegrowali narzędzie laserowe z 5-osiową obrabiarką, aby umożliwić obróbkę wstępną, hartowanie laserowe i obróbkę wykańczającą na jednej maszynie. Przesuwanie lasera z miejsca na miejsce z wykorzystaniem osi obrabiarki okazało się zbyt powolne i skutkowało nadmiernym wyżarzaniem. We współpracy z wykładowcą i doktorantem studenci połączyli przesuwanie osi z szybkim skanowaniem laserowym. Korzystając z oprogramowania NX, stworzyli postprocesor dla tego zintegrowanego procesu, skracając czas potrzebny na produkcję prototypów.

W ramach programu podyplomowego, który promuje innowacje i przedsiębiorczość, studenci KU Leuven z Wydziału Technologii Inżynierskiej oraz studenci Uniwersytetu Tomasza More'a wspólnie konstruują elektryczne pojazdy wyścigowe konkurujące w zawodach Formuła Student. Zespół eClipse Formula Electric KU Leuven to duża grupa studentów, którzy ściśle współpracują, mierząc się z napiętymi terminami. Oprócz wykorzystania NX CAD, NX CAM oraz Simcenter do tworzenia różnych symulacji, pracują również w oprogramowaniu z portfolio Siemens Teamcenter®.

Doktoranci z KU Leuven, którzy działają trochę z boku głównego nurtu projektowania i produkcji, wykorzystują oprogramowanie Siemens do badań nad rakiem kości. Ich cel to analiza wpływu ubytków powodowanych przez nowotwór na wytrzymałość zajętej kości. Korzystając z Simcenter, studenci wykonują analizę wytrzymałości z użyciem cyfrowych bliźniaków, konwertowanych ze skanów na modele 3D z pomocą NX. Studenci tworzą również programy CNC i frezują ubytki znalezione na zdjęciach RTG kości, aby zweryfikować rezultaty prowadzonych w świecie rzeczywistym testów wytrzymałości. Studenci stosują tę metodę, aby przetestować właściwości różnych rodzajów cementu wykorzystywanego do wypełniania ubytków.

Rysunek 6: Wykorzystując oprogramowanie NX, student KU Leuven zaprogramował postprocesor służący do jednoczesnej obróbki i selektywnego hartowania laserowego na obrabiarce 5-osiowej. Dzięki temu mógł skrócić czas niezbędny na stworzenie prototypu skrzyni biegów z miesiąca do jednego dnia.

Owocna, długoterminowa współpraca

– Nasz program nauczania jest bardzo szeroki, dlatego wykorzystanie konkretnego oprogramowania zależy od wymagań poszczególnych projektów – mówi profesor Lauwers. – Doktoranci wchodzą głębiej w tematykę projektowania i wytwarzania wspomaganego komputerowo, często korzystając z różnych kombinacji produktów Siemens Digital Industries Software.

KU Leuven zapewnia wszystkim swoim studentom inżynierii oraz studentom uczącym się w różnych kolegiach w ramach KU Leuven Association dostęp do produktów Siemensa. Mogą oni wypożyczyć dowolną z ponad 7000 licencji, aby korzystać z nich offline przy pracach projektowych w domu.

Studenci KU Leuven mogą również bez ograniczeń korzystać z łatwej w obsłudze, wygodnej platformy e-learningowej Learning Advantage Siemensa – dodaje profesor Lauwers. – Dostęp do platformy wymaga wyłącznie przeglądarki internetowej, dzięki czemu jest to ekonomiczna i produktywna metoda nauki oprogramowania Siemens Digital Industries Software i zdobycia nowych umiejętności. Studenci mają dostęp do szerokiej biblioteki samodzielnych kursów oraz testów.

Tak łatwy dostęp do oprogramowania inżynierskiego można przypisać owocnej, długoterminowej współpracy między Siemensem i uniwersytetem, która trwa już od ponad 30 lat. Warto zaznaczyć, że firma LMS International, która odpowiada za stworzenie części portfolio Siemensa do symulacji i testów, powstała właśnie na wydziale inżynierii KU Leuven.

Jednym z elementów współpracy jest program doktorski pod nazwą „Dual Desk”. W jego ramach zatrudnieni przez Siemensa naukowcy prowadzą badania doktorskie pod wspólnym nadzorem promotora akademickiego i branżowego. Siemens często gości też oddelegowanych badaczy i prowadzi z nimi zespołowe sesje eksperymentalne. Taki program został ogólnie uznany jako innowacyjny sposób na współpracę między środowiskiem branżowym i akademickim.

– Współpraca z Siemensem daje nam dostęp do niezbędnego oprogramowania, dzięki czemu możemy kształcić nowe pokolenie inżynierów, którzy będą w stanie poradzić sobie z wyzwaniami przyszłości – uważa prof. Lauwers. – Rozwój portfolio firmy stworzył wiele możliwości, dzięki którym możemy pokazać studentom, jak efektywnie wykorzystywać digitalizację do swoich celów.

Rysunek 7: Studenci KU Leuven z zespołu Agoria Solar Team wykorzystują rozwiązania Siemens Digital Industries Software, aby projektować, symulować i budować napędzane energią słoneczną pojazdy, które odnoszą sukcesy w corocznych zawodach Bridgestone World Solar Challenge.
Mniej Więcej
quotation marks Siemens udostępnia nam niezbędne oprogramowanie, abyśmy mogli kształcić nowe pokolenie inżynierów, którzy będą w stanie poradzić sobie z wyzwaniami przyszłości. Professor Dr. Ir. Bert Lauwers, Wydział Technologii Inżynierskiej KU Leuven