Zrównoważona produkcja cyfrowa polega na wykorzystaniu szeroko pojętych technologii cyfrowych (np. druku 3D) do projektowania, produkcji i dystrybucji towarów oraz usług, które są przyjazne dla środowiska i społeczeństwa. Odbywa się to poprzez wykorzystanie materiałów biopochodnych, biodegradowalnych, kompostowalnych lub poprzez ograniczenie wykorzystania materiałów tradycyjnych, czyli odpowiedzialną gospodarkę materiałową i energetyczną. Międzynarodowy projekt Politechniki to odpowiedź na – zdiagnozowany przez specjalistów w niego zaangażowanych – brak kompleksowego podejścia do nauczania produkcji cyfrowej w taki sposób, aby była zgodna z wyzwaniami, jakie stawia przed przemysłem mi.in. degradacja środowiska naturalnego i katastrofa klimatyczna.

– W zrównoważonej produkcji cyfrowej chodzi o redukcję do minimum konieczności wykonywania fizycznych prototypów produktów, części maszyn czy linii produkcyjnych. Ich wykonywanie wiąże się z dużym nakładem pracy i znacznymi wydatkami. Zrównoważona produkcja cyfrowa zmierza do tworzenia na tyle dokładnych projektów wirtualnych, aby dało się na nich przeszkolić pracowników danej gałęzi przemysłu przed rozpoczęciem właściwej produkcji. To ogranicza koszty surowcowe, finansowe i czasowe – tłumaczy dr inż. Janusz Pobożniak z Katedry Inżynierii i Automatyzacji Produkcji na Wydziale Mechanicznym PK, jeden z koordynatorów projektu eCOLAB 4.0.

Gdzie system edukacji nie domaga…

– Nasza współpraca z innymi europejskimi uczelniami w ramach projektu eCOLAB4.0 narodziła się ze zidentyfikowania luk w systemie edukacji i szkoleń kierunków z obszaru STEAM. Jest odpowiedzią na wynikające z tego potrzeby – mówi dr inż. Dominik Wyszyński, ekspert Katedry Inżynierii i Automatyzacji Produkcji na Wydziale Mechanicznym PK, koordynator projektu.

Eksperci uczestniczący w projekcie wskazują m.in. na kłopot z umiejętnościami multidyscyplinarnymi wśród studentów i absolwentów uczelni technicznych, co ogranicza ich zdolność adaptacji do dynamicznie zmieniających się wymagań rynku pracy w obszarze produkcji cyfrowej. Pomysłodawcy międzynarodowej współpracy oceniają, że programy nauczania powinny być lepiej niż dotychczas dostosowane do obecnych i przyszłych potrzeb oraz trendów, w tym w sektorze zrównoważonej produkcji cyfrowej. Brakuje też innowacyjnych metodologii uczenia się, które sprzyjają rozwojowi kompetencji cyfrowych, kreatywnych oraz przedsiębiorczych wśród studentów i absolwentów szkół wyższych.

Projekt eCOLAB4.0 proponuje zestaw kompleksowych i innowacyjnych rozwiązań, aby sprostać tym problemom. – Chcemy na przykład stworzyć interoperacyjną sieć łączącą FabLaby na każdej uczelni partnerskiej, umożliwiającą współpracę we wszystkich segmentach zrównoważonej produkcji cyfrowej, a także inkubację pomysłów i inicjatyw biznesowych typu start-up – mówi dr inż. Dominik Wyszyński.

FabLab (z ang. Fabrication Laboratory) to rodzaj pracowni lub małego laboratorium mającego dawać możliwość realizacji własnych projektów i pomysłów osobom chcącym realizować swoje marzenia, hobby, naukę lub pracę, a potrzebują narzędzi i przestrzeni oraz wiedzy technicznej.
 

…tam wkraczają eksperci Politechniki Krakowskiej

W ramach projektu powstanie wirtualne środowisko współpracy dla studentów, w którym będą mogli pracować nad projektami cyfrowej produkcji, wykonywać ćwiczenia multidyscyplinarne i pokonywać wyzwania stawiane przez uczelnie partnerskie. Koordynatorami projektu na Politechnice Krakowskiej są dr inż. Dominik Wyszyński oraz dr inż. Janusz Pobożniak Katedra Inżynierii i Automatyzacji Produkcji Wydziału Mechanicznego PK.

– Planujemy aktywnie promować projekt poprzez prezentacje związane z drukiem i skanowaniem 3D, rzeczywistością wirtualną i rozszerzoną podczas różnego rodzaju wydarzeń takich jak Dzień Otwarty PK, Festiwal Nauki, Dzień Mechanika, Święto Szkoły czy Małopolska Noc Naukowców. Oferujemy też wsparcie w zakresie naszych kompetencji dla kół naukowych. Takiego wsparcia udzieliliśmy na przykład studentkom Koła Naukowego Inżynierii Medycznej CANCRICAT – mówi dr inż. Dominik Wyszyński.

18 marca 2025 roku, czyli w Światowy Dzień Recyklingu, na Politechnice Krakowskiej odbyły się warsztaty związane z Gospodarką Obiegu Zamkniętego (model biznesowy polegający na minimalizacji zużycia surowców oraz powstawania odpadów), w których brały udział członkinie Koła Naukowego CANCRICAT. Otrzymały od koordynatorów projektu eCOLAB 4.0 próbki wydrukowane z polilaktydu do badań prowadzonych w ramach warsztatów. Ich projekt obejmował badania nad próbkami otrzymanymi za pomocą metody osadzania stopionego materiału. Jest to technika druku 3D, która polega na wytłaczaniu stopionego tworzywa termoplastycznego warstwami tworzącymi trójwymiarowy model.

Ten przykład wsparcia studenckiego projektu przez inicjatywę eCOLAB 4.0 dobrze oddaje ideę myślenia o nowoczesnym kształceniu, która przyświeca projektowi. – Edukacja STEAM to nowe podejście do nauczania przedmiotów z obszaru STEM (z ang. science, technology, engineering, mathematics), które obejmuje umiejętności artystyczne takie jak myślenie kreatywne i projektowanie. Stąd dodatkowa litera “A” określająca sztukę. Programy STEAM mają na celu nauczenie tworzenia innowacji, krytycznego myślenia i wykorzystywania inżynierii i technologii w pomysłowych projektach lub kreatywnych podejściach do problemów, jednocześnie rozwijając matematyczną i naukową wiedzę uczniów – tłumaczy dr inż. Dominik Wyszyński. – Politechnika Krakowska ma ogromne doświadczenie w łączeniu nauk inżynierskich z kreatywnością artystyczną, czego przykładem może być chociażby realizowany z sukcesem od wielu lat na Wydziale Mechanicznym kierunek inżynieria wzornictwa przemysłowego – dodaje.

Międzynarodowa kooperacja wyrosła ze STARS EU

Oprócz Politechniki Krakowskiej uczelniami partnerskimi projektu są Universidad de Salamanca (Hiszpania), Instituto Politécnico de Bragança (Portugalia) oraz Vilniaus Kolegija (Litwa) przy wsparciu Grupo DEX - międzynarodowej firmy doradczej zajmującej się świadczeniem specjalistycznych usług w zakresie planowania strategicznego, innowacji, rozwoju lokalnego oraz doradztwa w międzynarodowych stosunkach gospodarczych i instytucjonalnych dla firm oraz administracji publicznej.

Jednym z efektów projektu będzie wspólny, pilotażowy program szkoleniowy BIP (z ang. Blended Intensive Programme) na temat zrównoważonej produkcji cyfrowej, który można zintegrować ze stopniami i tytułami naukowymi uzyskiwanymi w ramach kształcenia w obszarze STEAM. – Pozwoli to na opracowanie kreatywnego podejścia do kształcenia w obszarze nauk ścisłych w szkolnictwie wyższym, wspieranie udziału kobiet w nauce oraz nabywanie umiejętności multidyscyplinarnych i transwersalnych - takich, które można wykorzystywać w różnych sytuacjach, kontekstach, zawodach, rolach, stanowiskach i branżach istotnych dla sektora zrównoważonej produkcji cyfrowej – mówi dr inż. Janusz Pobożniak.

Projekt eCOLAB 4.0 (potrwa do 30 września 2027 r.) powstał dzięki kontaktom nawiązanym przez naukowców Politechniki Krakowskiej w ramach sojuszu dziewięciu europejskich uniwersytetów STARS EU. Uczelnie partnerskie tego sojuszu wyznają te same europejskie wartości i wnoszą wkład do zrównoważonego rozwoju Europy i świata. Członkami sojuszu są uniwersytety silnie związane ze swoimi regionami i zaangażowane we współpracę z lokalnymi partnerami.