Tramwaje Wywiady

UTP w Bydgoszczy widzi przyszłość w transporcie szynowym

Fot. nadesłane

Dziekan Wydziału Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy, dr hab. inż. Janusz Musiał, prof. nadzw. UTP przedstawił dokonania, obecną działalność i plany kierowanej przez siebie jednostki w kontekście transportu szynowego.

Wydział Inżynierii Mechanicznej funkcjonuje od lat 50-tych ubiegłego stulecia. Panie Profesorze, jaka jest obecnie wizja działalności kierowanej przez Pana jednostki?

Wydział Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy może poszczycić się 68-letnią tradycją. Początki sięgają roku 1951, gdy to na bazie Wydziału Mechanicznego powołano Wieczorową Szkołę Inżynierską w Bydgoszczy. Tak długi okres działalności pozwolił na wypromowanie ponad 10 tysięcy absolwentów, którzy to zasilili kadrę kierowniczą w przemyśle. Podstawowym zadaniem Wydziału jest kształcenie studentów. Głównym kierunkiem studiów jest mechanika i budowa maszyn, który to prowadzony jest nieprzerwanie od początku istnienia wydziału. Kolejnym kierunkiem jest transport. Rozwój tej dziedziny spowodował, że transport stał się jednym z najważniejszych gałęzi przemysłu. Wydział otwiera się również na kierunki interdyscyplinarne tj.: wzornictwo, kształcąc studentów łączących cechy nauk inżynierskich i artystycznych. Połączenia tych, jakże różnych cech spowodowało, że wiele prac studenckich znalazło zastosowanie w środkach transportu (np. elementy wyposażenia wagonów). Interdyscyplinarnym kierunkiem z pogranicza mechaniki, informatyki i elektroniki jest mechatronika.

Wydział, wspólnie z Collegium Medicum UMK, prowadzi kierunek inżynieria biomedyczna, będący połączeniem medycyny i techniki. Oferta dydaktyczna Wydziału związana jest również z dbałością o środowisko. Prowadzimy kierunek Inżynieria Odnawialnych Źródeł Energii, po którym nasi studenci znajdują zatrudnienie w firmach z branży OŹE. Bardzo duży wpływ na prowadzoną działalność dydaktyczną na Wydziale ma ogólnie pojęty przemysł. Na podstawie wspólnie wypracowanych potrzeb powstały studia dualne Przetwórstwo Tworzyw Sztucznych. Wydział wspólnie z firmami zrzeszonymi w Bydgoskim Klastrze Przemysłowym prowadzi te studia będące odpowiedzią na zapotrzebowanie rynku pracy w województwie kujawsko- pomorskim. Pod względem studenckim wydział posiada stabilną sytuację, przejawiającą się w stałej liczbie studentów oscylującej w okolicach 1500. Pod względem naukowym wydział rozwija się poprzez działalność młodej kadry, która zdobywa awanse zawodowe od doktoratu do profesury.

Czy z perspektywy uczelni widoczne jest większe zainteresowanie sektora przemysłowego współpracą ze środowiskiem naukowym?

Wydział Inżynierii Mechanicznej, ze względu na swoją specyfikę, bardzo dobrze współpracuje z przemysłem. Posiadamy kilkadziesiąt umów dotyczących współpracy z przedsiębiorstwami. Nie jest to tylko „papierowa” współpraca. Rocznie na wydziale prowadzonych jest ponad 200 badań zleconych z przemysłu, na łączną kwotę ponad 5 mln złotych. Współpraca z sektorem przemysłowym to nie tylko wspólne badania i prace wdrożeniowe, ale również prowadzony jest na wydziale projekt „okno dla przemysłu”, którego ideą są spotkania przedstawicieli firm ze studentami w celu zainteresowania studentów pracą w danym przedsiębiorstwie.

Nie wypada nie zapytać o zainteresowanie możliwą nauką przez potencjalnych studentów. Co zyskuje się dzięki studiowaniu na Wydziale Inżynierii Mechanicznej UTP w Bydgoszczy?

Na Wydziale Inżynierii Mechanicznej prowadzonych jest siedem kierunków. Jeżeli ktoś wiąże swoje życie zawodowe z naukami technicznymi, to znajdzie coś dla siebie. Swoje pasje studenci rozwijają chociażby w 20 kołach naukowych. Dla osób interesujących się transportem szynowym proponuję koło naukowe Pojazdów Szynowych. Jest to bardzo prężnie działające koło, nagradzane w konkursach krajowych i zagranicznych. Ważnym aspektem dla potencjalnego studenta jest rynek pracy w danej branży. W tej kwestii mogę uspokoić, nasi studenci, będąc jeszcze na studiach, otrzymują dobre oferty pracy. Jest to wynik bardzo dobrej współpracy z przemysłem regionalnym.

Podczas rozmowy wspomniał Pan o współdziałaniu z PESA SA. W jakich obszarach współpracujecie i czy macie w planach nowe projekty?

Wydział Inżynierii Mechanicznej już od około 25 lat, w miarę swoich możliwości, zabezpieczał potrzeby badawcze Firmy PESA. Były to najczęściej doraźne usługi badawcze w zakresie określania podstawowych właściwości mechanicznych w tym zmęczeniowych materiałów i połączeń stosowanych w budowie w pojazdach szynowych. Współpraca z firmą PESA uległa pewnemu sformalizowaniu w roku 2010 po podpisaniu porozumienia o współpracy. Bardzo dobra współpraca pomiędzy Uczelnią i firmą PESA zaowocowała w roku 2014 przyznaniem przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju konsorcjum UTP-PESA prestiżowego projektu na opracowanie procedury postępowania podczas procesu projektowo – konstrukcyjnego elementów pojazdów szynowych.

W ramach projektu powstało innowacyjne laboratorium w którym zostały zainicjowane badania ram lekkich pojazdów szynowych i tramwajów. Wykonane stanowisko umożliwia symulowanie pełnego schematu sił oddziałujących na ramę wózka pojazdu szynowego w warunkach jego eksploatacji. Utworzenie laboratorium przyniosło wiele korzyści dla Wydziału. Najważniejsza to merytoryczna spójność badań prowadzonych w nowym laboratorium z problematyką badań prowadzonych na całym Wydziale. Badania realizowane w nowym laboratorium to najczęściej badania gotowego obiektu, które kończą proces projektowo-konstrukcyjny. W procesie tym wyróżnić można trzy charakterystyczne etapy życia każdego wytworu tj.: konstruowania, wytwarzania, badań oraz eksploatacji. Biorąc pod uwagę problematykę badań naukowych, realizowanych na Wydziale Inżynierii Mechanicznej, to są one związane z wymienionymi etapami „życia”. Dla każdego z wymienionych etapów charakterystyczne są odpowiednie badania teoretyczne i eksperymentalne. Obejmują one zagadnienia z obszaru inżynierii materiałowej, komputerowego wspomagania projektowania, technologii wytwarzania oraz eksploatacji. Niektóre z tych badań znalazły się w ofercie usług badawczych Wydziału dla przedsiębiorstw regionu.

Niezależnie od badanych obiektów, działalność badawcza Laboratorium może spajać badania prowadzone w różnych jednostkach Wydziału. Otwarcie laboratorium miało również bardzo duże znaczenie marketingowe i promocyjne. Potwierdziło bowiem, że Wydział Inżynierii Mechanicznej oprócz działalności dydaktycznej może prowadzić również bardzo zaawansowane prace badawcze, których wyniki mają bezpośrednie zastosowanie w przemyśle. Nie do przecenienia jest tutaj deklaracja lidera w produkcji pojazdów szynowych (PESA) dotycząca korzystania z możliwości badawczych laboratorium. Z uwagi na dotychczasową wysoką skuteczność prowadzenia prac badawczych oraz duże zainteresowanie rozwijaniem tego rodzaju współpracy przez przedsiębiorstwo PESA podjęto decyzję o budowie kolejnego większego stanowiska badawczego, które pozwoli na kompletne badania ram wózków do ciężkich pojazdów kolejowych (EZT i SZT). Podczas przedstawiania dotychczasowej współpracy Wydziału nie można zapominać, że absolwenci Wydziału to bardzo istotne zaplecze kadrowe dla pionu technicznego firmy PESA. Nieustannie rozwijane są nowe formy współpracy PESA z udziałem studentów, które nakierowane są na rozwijanie ich umiejętności konstruktorskich w obszarze budowy pojazdów szynowych. Przykładem jest między innymi powstanie nowych kół naukowych czy utworzenie specjalności Pojazdy szynowe. Można wyróżnić kilka obszarów współpracy z firmą PESA, które będą rozwijane na Wydziale Inżynierii Mechanicznej w najbliższej przyszłości. Najważniejsze z nich to:

  1. badania wytrzymałości elementów i modułów konstrukcji nadwozi pojazdów, które są w obecnie najintensywniej rozwijanym przez PESA obszarem mechanicznym w pojazdach szynowych. Szczególnie interesujące będą wyniki badań nowo projektowanych konstrukcji skorupowych ze stali nierdzewnej oraz w dalszej przyszłości konstrukcji ekstrudowanych oraz ogólnie – wykonywanych z materiałów innych niż stal oraz formowanych metodami innymi niż spawanie
  2. obliczenia symulacyjne zachowania nowo projektowanych konstrukcji. Ze względu na znacznie mniejsze koszty w stosunku do badań stanowiskowych, badania symulacyjne stanowią bardzo ważny etap w procesie projektowania nowych obiektów. Uzyskane wyniki symulacji, a następnie ich doświadczalna weryfikacja na stanowiskach badawczych, pozwolą istotnie zmniejszyć liczbę badań kompletnych obiektów. Podczas obliczeń numerycznych wykorzystano narzędzia pozyskane w ramach kontraktu terytorialnego. Jednym z najważniejszych narzędzi z tego obszaru będzie oprogramowane komercyjne SysWeld pozwalające między innymi na profesjonalną analizę wytrzymałości najważniejszych połączeń spawanych w skomplikowanych połączeniach stosowanych w konstrukcjach nośnych pojazdów szynowych. Bardzo ważnym narzędziem będącym na wyposażeniu Wydziału jest system do analizy crash, w których WIM ma również duże doświadczenie

Czy Wydział ma szansę stać się konkurencyjnym wobec innych podobnych laboratoriów w kraju?

Obecnie działalność każdego z Wydziałów Uniwersytetu w tym Wydziału Inżynierii Mechanicznej to ciągła rywalizacja z innymi podmiotami (w tym szkołami wyższymi regionu). W zakresie działalności dydaktycznej, badawczej, jak i gospodarczej. Laboratoria uczelni chcąc prowadzić działalność usługową są zmuszone do zabiegania o klientów z przemysłu. Usługi badawcze świadczone przez laboratoria Wydziału muszą być konkurencyjne w stosunku do usług świadczonych przez inne laboratoria. Wydział musi potwierdzać swoją wyższość w zakresie jakości swoich usług potwierdzonych odpowiednimi akredytacjami, terminowością czy kosztami wykonania badań. Dzisiaj klient wybiera dostawcę usług badawczych, który zaoferuje mu najlepsze warunki i najwyższą jakość. Wydziały chcące się rozwijać, pozyskiwać środki finansowe, uzyskiwać dobre kategorie Ministerstwa, dawać pracę swoim pracownikom musi stawiać na innowacyjność badań i ich aplikacyjność.

Czy badania na Wydziale ograniczają się jedynie do wyrobów firmy PESA?

Podczas określania kierunków rozwoju Wydziału Inżynierii Mechanicznej przyjęto założenie, że będą one zgodne z potrzebami badawczymi kluczowych przedsiębiorstw regionu. Wydział jest otwarty na współpracę ze wszystkimi przedsiębiorstwami zainteresowanymi badaniem swoich konstrukcji w warunkach odwzorowujących warunki eksploatacji. Jednym z kierunków rozwoju jest poszerzanie możliwości badawczych istniejącego Laboratorium Badań Materiałów i Konstrukcji o nowe metody badawcze dedykowane w dużej mierze potrzebom firmy PESA. Posiadana aparatura badawcza pozwala, w zależności od potrzeb, na indywidualną aranżację stanowisk badawczych, a co za tym idzie poszerza spektrum badanych obiektów. Warunkiem podstawowym jest przygotowanie przez zleceniodawcę odpowiedniego oprzyrządowania pozwalającego na mocowanie badanego obiektu. Firma PESA jest pierwszą firmą, która podjęła decyzję o rozpoczęciu badań swoich obiektów w Laboratoriach Wydziału Inżynierii Mechanicznej. Zapraszamy również inne firmy do współpracy. W miarę swoich możliwości spróbujemy pomóc w rozwiązaniu ich problemów konstrukcyjnych, technologicznych czy materiałowych.

W jakich obszarach Wydział Mechaniczny mógłby stać się zapleczem naukowo-badawczym dla branży kolejowej?

Bardzo poważne skutki społeczne i ekonomiczne pęknięć zmęczeniowych odpowiedzialnych obiektów typu pociąg czy tramwaj powodują, że problem ten nie może być pomijany przez producentów tych środków transportu. Podstawowym warunkiem zminimalizowania skutków błędów czy zaniedbań w procesie projektowo-konstrukcyjnym są wysokie kompetencje zarówno personelu firmy PESA jak również zespołów naukowych uczelni współpracujących z firmą. 

Wydział Inżynierii Mechanicznej oddaje do dyspozycji firmom zainteresowanym poprawą bezpieczeństwa i niezawodności pojazdów szynowych najwyższej klasy specjalistów. Wynika to z faktu, że jedną ze specjalności naukowej pracowników Wydziału Inżynierii Mechanicznej, rozwijanej od prawie 50 lat, jest projektowanie obiektów technicznych ze względu na przeciwdziałanie zmęczeniowemu pękaniu. Pierwsze prace zapoczątkowane zostały na Wydziale już w latach 70. przez Profesora Józefa Szalę. Intensywnie rozwijany ten obszar działalności naukowej spowodował, że obecnie na Wydziale jest zatrudnionych około 40 osób w tym 10 z tytułem profesora lub dra habilitowanego. W moim przekonaniu, biorąc pod uwagę fakt posiadanych kompetencji, jak również wyposażenia, Wydział Inżynierii Mechanicznej może być podstawą do utworzenia centrum naukowo-badawczego dla branży kolejowej. W najbliższym czasie zostanie rozbudowana infrastruktura badawcza dedykowana przede wszystkim producentom pojazdów szynowych. Podstawą oferty badawczej będą stanowiły zarówno badania symulacyjne jak również eksperymentalne kompletnych struktur spawanych stosowanych w pojazdach szynowych. Potwierdzeniem wysokich kompetencji zespołów badawczych Wydziału już dzisiaj są efekty społeczne. Ich miarą jest wzrost konkurencyjności samej firmy PESA oraz poprawa jakości produktów dostarczanych przez poddostawców firmy, których liczbę szacuje się na około 250. Większa konkurencyjność spowodowała również wzrost produkcji, co jest związane ze zwiększeniem zatrudnienia. Wdrożenie osiągnięcia pozwoliło uzyskać również inne mierzalne efekty, z których najważniejsze to:

  • efekty rynkowe – przedsiębiorstwo wdrożyło do produkcji wytwory konkurencyjne. Można założyć, że nowe wytwory będą istotnie lżejsze od klasycznych struktur, które nie podlegały badaniom zaproponowanym w ramach niniejszego projektu
  • efekty ekologiczne – produkcja szybkich oraz nowoczesnych, a zarazem bezpiecznych tramwajów może przyczynić się do zmiany przez społeczeństwo środka transportu indywidualnego, jakim jest zatruwający środowisko samochód, na środek komunikacji masowej jakim jest tramwaj, szynobus czy pociąg
  • efekty ekonomiczne – stale rosnące ceny paliw powodują, że społeczeństwo oczekuje alternatywy dla drogiego transportu samochodowego. Taką możliwość stwarza ekologiczny, ogólnie dostępny dla społeczeństwa transport masowy (np. szynowy).