Innowacje w działalności gospodarczej. Ujęcie mezo i mikro

Wojciech Wiszniewski, Eryk Głodziński, Stanisław Marciniak

Celami opracowania jest, obok prezentacji wyników badań przeprowadzonych w Instytucie Organizacji Systemów Produkcyjnych Politechniki Warszawskiej, wytyczenie ich dalszych kierunków na najbliższe lata. Wymagało to określenia istotnych obszarów wpływających na tworzenie innowacji w podmiotach prowadzących działalność gospodarczą ‒ organizacjach podejmujących aktywność zarobkową w sposób zorganizowany i ciągły. W poszczególnych rozdziałach omówiono zagadnienia dotyczące podejścia mezo i mikro w gospodarce, wskazano przykłady innowacji w ujęciu sektorowym oraz wybrano kilka sektorów, które poddano bardziej szczegółowej analizie, a także zbadano problemy konkurencyjności i innowacyjności z perspektywy wymienionych zagadnień.

Innowacje w technologii i automatyzacji

Jerzy Winczek Przemysław Postawa Marek Gucwa

Nieustanny rozwój technik wytwarzania, stosowanie nowoczesnych technologii i materiałów stawiają przed kadrą naukową i dydaktyczną nowe zadaniai wyznaczają kierunki naukowych poszukiwań i badań. Dynamiczny postęp w technologii materiałów stosowanych w bioinżynierii, zintegrowanych systemach CAD/CAM//CAE, technologii druku 3D zarówno w technikach tworzyw sztucznych i metalowych, jak i metod oraz urządzeń spawalniczych implikuje konieczność reagowania na otaczający świat oraz sprostania nowym wyzwaniom. Odpowiedzią na tego typu wyzwania jest niniejsza monografia. Pierwsza część pracy poświęcona jest zagadnieniom materiałów i technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych. Znajdują się tu rozdziały poświęcone zagadnieniom materiałów polimerowych oraz ich procesom starzenia w różnych warunkach, materiałom polimerowym stosowanym w medycynie, badaniom nad technologią przetwórstwa, analizie numerycznej przepływu tworzyw oraz obciążania implantów stosowanych w medycynie, a także zastosowaniom technologii przyrostowych, a w szczególności druku 3D.  Kształtowanie i badanie jakości powierzchni metalowych obrabianych metodami mechanicznymi (obróbką skrawaniem, nagniataniem) jest przedmiotem rozważań kolejnej części pracy. W odniesieniu do obróbki skrawaniem prezentowane prace koncentrują się na zagadnieniach frezowania i toczenia. Przedstawiono sposób kształtowania powierzchni śrubowej o zarysie kołowo wklęsłym frezem trzpieniowym z czołem kulistym, dokonano analizy dokładności 3-osiowej frezarki CNC na podstawie obróbki przedmiotu próbnego. Nowoczesnym rozwiązaniom poświęcona jest praca dotycząca zastosowania innowacyjnej technologii obróbki skrawaniem LFV, polegającej na wprawianiu w drgania osi ruchu posuwowego serwomechanizmu w kierunku osiowym. Ostatnią grupą prac związanych bezpośrednio z technologią wytwarzania są rozdziały poświęcone problematyce spawalniczej. Znajdują się tu rozdziały dotyczące zjawisk zachodzących w przestrzeni międzyelektrodowej w jednej z odmian metody MIG/MAG. Zaprezentowano także badania stabilności pracy łuku spawalniczego przy wymuszonych impulsach prądowo-napięciowych oraz zaproponowano nową autorską metodę badania charakterystyk statycznych zasilaczy impulsowych. Kolejne prace koncentrują się wokół efektów oddziaływania łuku spawalniczego na materiał spawany. Szczególnie istotny jest temat badań poświęcony ilości ciepła, jakie jest doprowadzane do złącza czy też napoiny. Zaproponowane podejście obliczenia wielkości geometrycznych napoin jest punktem wyjścia do zmiany metodologii wyznaczania ilości wprowadzanego ciepła do napoiny czy też złącza.  Również jakość powierzchni po cięciu, wielkość strefy wpływu ciepła i niewielkie zmiany w twardości ciętych materiałów przemawiają za wyborem tej metody cięcia, co znakomicie zostało pokazane w rozdziale poświęconym jakości cięcia laserowego. Dużym wyzwaniem, przed jakim staje obecnie spawalnictwo, jest modernizacja i naprawa bloków energetycznych. Stosowane w tych konstrukcjach materiały są trudnospawalne i wymagają dużego doświadczenia oraz wiedzy w odpowiednim projektowaniu technologii łączenia tych materiałów. Dobrym przykładem sposobu postępowania przy kwalifikowaniu technologii spawania stali stosowanych w energetyce jest praca, w której przedstawiono proces technologiczny łączenia rur i zmiany w strukturze złącza. Kolejne rozdziały poświęcono procesom napawania, z których pierwszy dotyczy napawania regeneracyjnego stosowanego w instalacjach energetycznych, a drugi napawania technologicznego, którego celem jest uzyskanie pożądanych właściwości w warstwie wierzchniej. Pracę kończą rozdziały poświęcone  projektowaniu aplikacji bazodanowych na przykładzie oprogramowania dedykowanego laboratorium metrologicznemu oraz modelowi ewaluacji kursów on-line prowadzonych na Politechnice Częstochowskiej.

Innowacje w technologii i automatyzacji

Piotr Boral, Jerzy Winczek Przemysław Postawa, Marek Gucwa

Monografię otwierają rozdziały poświęcone modyfikacji tworzyw sztucznych. Tworzywa są najczęściej modyfikowane w fizycznych procesach przetwórstwa  poprzez dodatki różnego rodzaju napełniaczy, pełniących zarówno funkcję wzmacniającą (napełniacze aktywne), jak i wypełniającą, która powoduje zmniejszenie ceny (napełniacze inertne). Obok modyfikacji fizycznej w wielu aplikacjach przemysłowych wykorzystuje się modyfikację chemiczną. Dzięki dodatkom można w późniejszych procesach przetwórstwa aktywować substancje odpowiedzialne za kształtowanie się oczekiwanej struktury formowanych wyrobów z tworzyw. Ważnym obszarem stosowania tworzyw sztucznych jest medycyna, w której tworzywa polimerowe są już nieodzownym materiałem. W rozdziałach 2-5 zaprezentowano wyniki badań zarówno eksperymentalnych, jak i numerycznych dotyczących stosowania polietylenu ultra o wysokiej masie cząsteczkowej w endoprotezach stawów kolanowych i biodrowych oraz w barłożyskach. Analizowano procesy zużycia tych materiałów w różnych stanach obciążenia, co jest kluczowym kryterium przy ich stosowaniu w organizmach żywych ze względu na brak możliwości usunięcia produktów zużycia podczas eksploatacji. Przedmiotem rozważań kolejnych rozdziałów monografii są zagadnienia związane z konstrukcją obrabiarek skrawających, analizą współpracy elementów geometrycznie złożonych oraz z przebiegiem procesu zużywania się powierzchni po obróbce powierzchniowej nagniataniem. W rozdziale dotyczącym analizy MES modelu frezarki pionowej przedstawiono badania wytrzymałościowe zaprojektowanych korpusów obrabiarki z wykorzystaniem aplikacji CAD/CAE. Rozwój technik wytwarzania w zakresie obróbki metali powoduje stały wzrost zapotrzebowania na obrabiarki coraz wydajniejsze, dokładniejsze i o wyższym stopniu automatyzacji. Współczesne obrabiarki CNC różnią się od obrabiarek konwencjonalnych konstrukcją, sterowaniem, jak również stosowanymi komponentami. Obrabiarki konwencjonalne w większości przypadków były w całości produkowane w ramach poszczególnych firm, a obrabiarki CNC w dużym stopniu mają budowę modułową, składane są z komponentów produkowanych przez wyspecjalizowane firmy. W rozdziale dotyczącym procesu montażu wybranych zespołów bramowej frezarki CNC przedstawiono projekt autorskiej frezarki bramowej trzyosiowej o konstrukcji spawanej z profili zamkniętych ze stali o podwyższonej wytrzymałości S355J2 o grubości ścianki 10 mm. Dostępność na rynku wielu komponentów umożliwiła wykonanie obrabiarki CNC we własnym zakresie. Obrabiarka ta przewidziana została do obróbki frezami o niewielkiej średnicy metodą wierszowania powierzchni geometrycznie złożonych. Dodatkowo została wyposażona w czwartą oś obrotową w formie wrzeciona przedmiotowego z uchwytem trójszczękowym samocentrującym, usytuowaną na stole frezarki. W części dotyczącej przekładni ślimakowej przedstawiono analizę śladu styku zębów ślimaka o określonym zarysie z współpracującym kołem ślimakowym. Styk zębów koła ślimakowego w przekładniach ze ślimakiem o zarysie prostoliniowym czy stożkopochodnym jest stykiem dwóch powierzchni wypukłych. Występują wtedy małe promienie zastępcze krzywizn zarysów wzdłuż linii styku, co przyczynia się do powstawania dużych nacisków i trudności w utrzymaniu filmu olejowego w przestrzeni międzyzębnej. W przypadku zarysów krzywoliniowych styk zębów ślimaka zachodzi jako kontakt powierzchni wypukłej z powierzchnią wklęsłą. Tworzą one wtedy duże promienie zastępcze krzywizn, co stwarza lepsze warunki do powstawania i utrzymania filmu olejowego między współpracującymi powierzchniami i sprzyja powstawaniu mniejszych nacisków, dlatego też dokonano analizy przypadku współpracy zębów ślimaka o zarysie wklęsłym w przekroju osiowym, opisanym funkcją kwadratową z kołem ślimakowym. Istotnym zagadnieniem w produkcji części maszyn jest spełnienie określonych wymagań eksploatacyjnych zależnych w dużej mierze od jakości i stanu ich powierzchni. Proces nagniatania pozwala na uzyskanie oczekiwanych własności użytkowych wytwarzanych powierzchni. W pracy przedstawiono wyniki badań przebiegu procesu zużycia w warunkach tarcia technicznego suchego warstw wierzchnich po wybranych sposobach obróbki nagniataniem naporowym powierzchni zewnętrznych. Stały postęp w technice, technologii czy inżynierii materiałowej dotyczy również szeroko pojętego spawalnictwa. W ramach tego pojęcia mieszczą się typowe procesy spawalnicze, dobrze znane metody spawania elektrycznego czy gazowego, jak również liczne procesy pokrewne spawaniu. Spośród licznych procesów klasyfikowanych jako pokrewne spawaniu istotne miejsce znajdują procesy cięcia termicznego. Spośród tych procesów cięcia szczególne miejsce znajduje proces cięcia plazmą, łączący wysoką jakość krawędzi i powierzchni po cięciu z umiarkowanymi kosztami. W rozdziałach 10 i 11 niniejszej monografii przedstawiono proces cięcia plazmowego oraz analizę jakości powierzchni i krawędzi po cięciu. W tych pracach zwrócono jednocześnie uwagę na pogarszającą się jakość cięcia wraz ze wzrostem grubości ciętych materiałów oraz niekorzystne oddziaływanie tego procesu cięcia na środowisko pracy. W kolejnym rozdziale monografii przedstawiono wyniki badań nad odpornością na korozję wżerową złączy spawanych ze stali austenitycznych. W badaniach zastosowano trzy gatunki stali nierdzewnych, dla których wykonano złącza doczołowe poddane następnie badaniom korozyjnym zgodnie z normą ASTM G48. Wyniki badań wskazują na pozytywny wpływ zastosowania spawania łukiem pulsującym na odporność korozyjną badanych złączy spawanych. Równie ważny w tym zakresie jest odpowiedni skład chemiczny stali i jej jakość, rozumiana w tym przypadku jako niska zawartość ferrytu δ i jego równomierne rozmieszczenie w osnowie austenitycznej. Ostatni rozdział monografii został poświęcony nowoczesnym zrobotyzowanym procesom spawalniczym, jakimi niewątpliwie są spawanie laserowe i spawanie hybrydowe. Procesy te zostały zastosowane do wykonania złączy teowych ze stali S700MC, która znajduje coraz szersze zastosowanie w wytwarzaniu konstrukcji spawanych. Uzyskane wyniki badań wskazują na silne oddziaływanie zastosowanych źródeł ciepła na geometrię złącza oraz jego strukturę i zmierzoną twardość. Zastosowanie spawania hybrydowego pozwoliło w tym przypadku na osiągnięcie lepszej geometrii złącza oraz mniejszego gradientu twardości i przewidywalnej większej trwałości złącza.

Innowacje w wybranych sektorach gospodarki

Zbigniew Chyba, Stanisław Marciniak, Bartłomiej Gładysz

Przygotowywana przez zespół pracowników i współpracowników Instytutu Organizacji Systemów Produkcyjnych Wydziału Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej monografia jest kolejną, trzecią już, z cyklu publikacji poświęconych zagadnieniom innowacji i zarządzania innowacjami. Tym razem autorzy pragną przyjrzeć się tworzeniu nowoczesnych rozwiązań na poziomie mezoekonomicznym, z perspektywy funkcjonowania sektorówi branż gospodarki. Cytując Faulknera: "proces określania granic sektora jest sam w sobie bardziej sztuką niż nauką ścisłą, jednak ma wielką wagę dla sprecyzowania atrakcyjności danego sektora. Jeżeli przyjmiemy zawężoną definicję sektora w kategoriach produktu, powstaje niebezpieczeństwo, że analizie naszej umkną krytyczne aspekty otoczenia konkurencyjnego". W tradycyjnym ujęciu branża to zbiór podmiotów gospodarczych oferujących na sprzedaż podobne wyroby czy usługi, a sektor to grupa przedsiębiorstw wytwarzających wyroby będącesubstytutami. W innym ujęciu pojęcie sektora dotyczy rodzaju działalności, zaś branża - produktów. Często terminy branża i sektor stosowane są w praktyce zamiennie. Tematyka terminologii i definiowania branży i sektora stanowi zagadnienie samo w sobie i jest poza zakresem niniejszej monografii. Uzasadniając powstanie niniejszej, trzeciej z cyklu, monografii z dziedziny innowacji, należy podkreślić, że jej celem jest uchwycenie i zilustrowanie pewnych mechanizmów związanych z innowacjami na poziomie mezoekonomicznym i z tego punktu widzenia przyjęte zostanie podejście, w którym branża i sektor są synonimami i nie zawierają zawężenia znaczeniowego do podobnych produktów lub substytutów ani rodzaju działalności lub produktów.

Innowacyjne przedsiębiorstwo w czasach transformacji cyfrowej

Tomasz Turek (red.)

W monografii zaprezentowano wybrane aspekty funkcjonowania przedsiębiorstw w czasach transformacji cyfrowej. Podmioty te, aby sprostać wymaganiom rynków i gospodarki, muszą zmieniać się i dostosowywać do nowych realiów. Zmiany te powodują, że są one coraz bardziej innowacyjne, a innowacje te przejawiają się poprzez nowe produkty, usługi i procesy. Publikacja zawiera osiem rozdziałów, w których Autorzy analizują, jaki wpływ na sukces przedsiębiorstwa ma zastosowanie osiągnięć współczesnej cyfryzacji. Poruszają m.in. zagadnienia algorytmów zarządzania danymi, informacją i wiedzą; zwinności organizacyjnej; sztucznej inteligencji, roli technologii informacyjno-komunikacyjnych i outsourcingu IT; warsztatów wymagań przy zastosowaniu podejścia procesowego do identyfikacji wymagań funkcjonalnych wobec systemów informatycznych; wykorzystania funkcjonalności sieci zawodowej LinkedIn jako źródła wiedzy w organizacji, a także transformacji cyfrowej w przedsiębiorstwach komunalnych i zarządzaniu transportem miejskim.

Innowacyjne systemy automatycznego transportu szynowego i ich wdrażanie w Polsce

Andrzej Kochan, Emilia Koper-Olecka

Prezentowana monografia ma na celu przedstawienie informacji na temat innowacyjnych systemów automatycznego transportu szynowego na przykładzie rozwiązań APM i monorail oraz możliwości ich implementacji w Polsce. Analizę przeprowadzono z punktu widzenia podsystemu „Sterowanie”, czyli „Sterowanie – urządzenia przytorowe” oraz „Sterowanie – urządzenia pokładowe”. Bardzo istotnym zagadnieniem jest analiza formalna, mająca na celu znalezienie odpowiedzi na pytanie − czy z punktu widzenia prawa polskiego możliwa jest implementacja rozwiązań APM oraz monorail w Polsce?   Analizę prowadzono na dwóch płaszczyznach − klasyfikacji rozwiązań APM i monorail w formach transportu (pod kątem formalnym i technicznym) oraz pełnej automatyzacji prowadzenia pociągu. W tym celu autorzy przeanalizowali wybrane akty prawne obowiązujące w Polsce, wskazali ewentualne zapisy uniemożliwiające implementację rozwiązań i zaproponowali zmiany i uzupełnienia w istniejącym stanie prawnym. Omówiono także aspekt bezpieczeństwa tego typu systemów z uwzględnieniem kompleksowego podejścia do bezpieczeństwa w ramach procesu RAMS, określonego w normie PN-EN 50126. Zaprezentowano też systemy klasy CBTC oraz poziomy automatyzacji prowadzenia pojazdów szynowych, funkcje zdefiniowane dla każdego z poziomów wraz ze wskazaniem, które z nich są realizowane przez automat (system), a które przez człowieka (personel).   Jako przykłady wykorzystano rozwiązania: Innovia APM 300 firmy Bombardier Transportation (BT) i rozwiązania kolei jednoszynowej (ang. monorail) Innovia Monorail 300 firmy Bombardier Transportation (BT). Wskazano także przykładowe lokalizacje zastosowania rozwiązań klasy APM i monorail w Polsce.

Innowacyjny program ćwiczeń rotacyjnych jako profilaktyka i leczenie dysfunkcji stawu biodrowego

Jolanta Grażyna Zuzda, Robert Latosiewicz, Manuel Sillero Quintana

W XXI wieku zdrowie pozostaje jedną z najwyżej cenionych wartości, mimo szybkiego tempa życia i dehumanizacji, a ruch jest niezbędnym elementem utrzymania zdrowia, którego nie można zastąpić żadnym lekiem. Brak aktywności fizycznej (AF) jest globalnym problemem zdrowotnym, prowadzącym do wielu chorób i zwiększonej śmiertelności, zwłaszcza w krajach wysoko rozwiniętych, gdzie wielu ludzi nie spełnia zaleceń WHO dotyczących poziomu AF. Systematyczna aktywność fizyczna ma kluczowe znaczenie dla zdrowia fizycznego, psychicznego i społecznego, a także dla funkcji poznawczych, co podkreślają liczne badania naukowe, a w odpowiedzi na ten problem opracowano programy i urządzenia wspierające, takie jak Program ćwiczeń rekreacyjnych z ruchami rotacyjnymi (PCR), wspomagające leczenie i profilaktykę schorzeń narządu ruchu.

Inspiracje czytelnicze w życiu młodego pokolenia

Mariola Antczak

Kolejny tom z serii „Nauka - Dydaktyka - Praktyka” jest poświęcony przedsięwzięciom popularyzującym czytelnictwo wśród dzieci i młodzieży, które są podejmowane przez różne instytucje, przede wszystkim biblioteki, a także analizie wybranych segmentów współczesnego rynku wydawnictw dziecięco-młodzieżowych. Czytelnik znajdzie tu informacje dotyczące roli bibliotek, aranżacji ich przestrzeni, reorganizacji ich działalności oraz inicjatyw mających na celu promocję czytelnictwa i kształtowanie nawyków czytelniczych. Autorzy zajęli się ponadto wybranymi zagadnieniami z zakresu zainteresowań czytelniczych młodego odbiorcy i odpowiadających na nie ofert wydawniczych.