Presentasjon for NTNU Kalvskinnet

1. Institutt for produksjons- og
kvalitetsteknikk (IPK)
Studentmøte NTNU-Kalvskinnet 16.03.2016
http://www.ntnu.no/ipk
https://www.facebook.com/IPK.NTNU/

2. 2
Agenda
• Faglig innhold i masterstudier ved IPK
– Hovedfokus på RAMS = Sikkerhet, pålitelighet og vedlikehold
• Studentmiljø
• Spørsmål

3. 3
IPK er involvert i flere programmer
• Et 5-årig «maskinstudium», dvs PuP = Produktutvikling og
produksjon, http://www.ntnu.no/studier/mtprod/
• 2-årige masterstudier med BSc som basis
– PuP = Produktutvikling og produksjon
– RAMS* = Sikkerhet, pålitelighet og vedlikehold
http://www.ntnu.no/studier/msrams
– Global produksjonsledelse* http://www.ntnu.no/studier/msgloman
– Undervannsteknologi, http://www.ntnu.no/studier/miuvt
– Prosjektledelse*, http://www.ntnu.edu/studies/msproman
• Internasjonale kontra norske programmer
– * = Internasjonalt program, gir tittelen «Master of Science».
– For å få tittelen sivilingeniør må man velge ett av de norske programmene
– De internasjonale programmene er spesialsydde, og kan være enda mer
relevante enn å gå via f eks 2-årig PuP

4. 4
PuP = Produktutvikling og produksjon
• For IPK er produksjon (Manufacturing):
1. Bruke teknologi og arbeidskraft til å lage produkter =
Produksjonsteknologi
2. Gjøre dette smart slik at man kan tjene penger =
Produksjonsledelse
• To av instituttets hovedprofiler I PuP er direkte knyttet til
1. og 2.:

5. 5
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

6. 6
Sentrale kurs, produksjonssystemer
• Mekatronikk (TPK4125)
• Undervanns kontrollsystemer (TPK4126)
• Industriell mekatronikk (TPK4128)
• Robotteknikk (TPK4170)
• Produksjonsteknologi (TPK4190)
• Måleteknikk (TPK4195)

7. 7
TPK4125 - 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.

8. 8
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

9. 9
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

10. 10
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 r2 til radius r2
– Flytt arm fra posisjon (x2,y2,z2) til posisjon (x3,y3,z3)
• 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)

11. 11
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”
• http://folk.ntnu.no/vegardbr/ic2/THM_Benteler.avi

12. 12
Teknologiorientert?
• Dersom du fasineres av teknologi (roboter, 3D-printing
osv) kan du velge:
– 2-årig master i PuP, og så velge IPK som spesialisering, eller
– 2-årig master i undervannsteknologi

13. Produksjonsledelse
Verdikjeder for å «tjene penger»

14. 14
Relevante kurs
• Produksjonsledelse (TPK4100)
• Produksjonslogistikk (TPK4135)
• Verdikjedestyring (TPK4160)
• ERP og PLM systemer (TPK4165)
• Produksjonsstrategi (TPK4180)
• Industrial Systems Engineering (TPK4185)

15. 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. 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. 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. 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. http://www.ntnu.no/ross/rams
Reliability,
availability
maintainability,
and safety
(RAMS)
Viktig for alle type systemer – i
alle sammenhenger
Gruppeleder: Jorn.Vatn@ntnu.no

21. 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)

22. 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. 23
TPK5160 - 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. 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
Cost
Time
c(t)
Renewal cost
Savings
T
c*(t)

25. RCM-logikk for å finne type vedlikehold
Finnes det indikatorer
som kan varsle
kommende feil?
Er det aldrings/
slitasjefenomener
Er funksjonen til
komponenten "skjult"?
Er overhaling
mulig
Periodisk overhaling
Periodisk utskifting
Periodisk
funksjonstesting
Nei
Ja
Ja
Ja
Nei
Nei
Nei
Ingen passende
forebyggende tiltak
Ja Er kontinuerlig
overvåking
mulig?
Ja
Nei Periodisk overvåking
Kontinuerlig
overvåking

26. Rødlyspære
Finnes det indikatorer
som kan varsle
kommende feil?
Er det aldrings/
slitasjefenomener
Er funksjonen til
komponenten "skjult"?
Er overhaling
mulig
Periodisk overhaling
Periodisk utskifting
Periodisk
funksjonstesting
Nei
Ja
Ja
Ja
Nei
Nei
Nei
Ingen passende
forebyggende tiltak
Ja Er kontinuerlig
overvåking
mulig?
Ja
Nei Periodisk overvåking
Kontinuerlig
overvåking

27. Matrisepære
Finnes det indikatorer
som kan varsle
kommende feil?
Er det aldrings/
slitasjefenomener
Er funksjonen til
komponenten "skjult"?
Er overhaling
mulig
Periodisk overhaling
Periodisk utskifting
Periodisk
funksjonstesting
Nei
Ja
Ja
Ja
Nei
Nei
Nei
Ingen passende
forebyggende tiltak
Ja Er kontinuerlig
overvåking
mulig?
Ja
Nei Periodisk overvåking
Kontinuerlig
overvåking

28. Brannvarsler (ekskl. batteri)
Finnes det indikatorer
som kan varsle
kommende feil?
Er det aldrings/
slitasjefenomener
Er funksjonen til
komponenten "skjult"?
Er overhaling
mulig
Periodisk overhaling
Periodisk utskifting
Periodisk
funksjonstesting
Nei
Ja
Ja
Ja
Nei
Nei
Nei
Ingen passende
forebyggende tiltak
Ja Er kontinuerlig
overvåking
mulig?
Ja
Nei Periodisk overvåking
Kontinuerlig
overvåking

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 = 175 000 km
• FV Kostnad = 7 000 kr
• KV Kostnad = 35 000 kr
– FV = Forebyggende
– KV = Korrigerende

30. 0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0 50 000 100 000 150 000 200 000
FV
KV
Tot
Kostnad per km på y-aksen, bytteintervall på x-aksen

31. 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. 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. Eksempler, masteroppgaver
Tittel på oppgave Risk assessment of strait crossing bridges
Veileder Mary Ann Lundteigen
Knyttet til bedrift Statens vegvesen
Sommerjobb i forkant av
oppgaven
Nei
Kort beskrivelse av
problemstilling
The purpose of this thesis is to try to provide an overall risk picture for the planned strait
crossing (SC) bridges on coastal highway E39 between Trondheim and Kristiansand in
Norway. The thesis starts off by explaining the concepts and solutions of SC bridges to
understand what the National Public Road Administration (NPRA) is planning to
accomplish with the coastal highway E39. The SC bridges cannot be compared to any
other bridge structures in the world, which will lead to some challenges. The biggest
challenge with these crossings is the depths of the fjords.
Oppgaven resulterte i
jobbtilbud
Ja. Men ikke statens vegvesen.
Hovedprofil RAMS

36. Tittel på oppgave Implementing IEC 61508 for qualification of safety-instrumented systems for
submergible tunnels
Veileder Mary Ann Lundteigen
Knyttet til bedrift Statens vegvesen
Sommerjobb i forkant av
oppgaven
No
Kort beskrivelse av
problemstilling
Bruk av den generiske standarden IEC 61508 for å kvalifisere teknolog til bruk i
“Fergefri E39. Metoden skal testet ut på et konsept for senketunell for
Bjørnafjorden.
Oppgaven resulterte i jobbtilbud Ikke ferdig med master ennå (pågår)
Hovedprofil RAMS

37. Tittel på oppgave Risk Assessment and SIL Allocation of Safety Instrumented Functions for
Open Water Workover System
Veileder Mary Ann Lundteigen
Knyttet til bedrift Aker Solutions
Sommerjobb i forkant av
oppgaven
Yes
Kort beskrivelse av
problemstilling
The main objective of this thesis is to compare (i) layers of protection analysis
(LOPA) approach with (ii) minimum SIL requirements, and to identify under
which conditions the two methods may give results with the confidence that
principles and requirements in OLF 070 (bransjestandard) have been met.
Oppgaven resulterte i
jobbtilbud
Not sure.
Hovedprofil RAMS

38. 38
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: Bjorn.Andersen@ntnu.no

40. 40
Relevante kurs
• Prosjektplanlegging og -styring (TPK4115)
• Kvalitetsledelse (TPK4110)
• Risikostyring i prosjekter (TPK5115)
• Fleksibilitet i prosjekter (TPK4420)

41. 41
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.

42. 42
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.

43. 43
Student ved IPK

44. 44
Hvorfor IPK?
Hva skjer ved IPK?
 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