Τομή σύνθετου κυλινδρικού δοκιμίου με πυρήνα μεταλλικού αφρού και πολυστρωματικό μεταλλικό περίβλημα
RnD.pan-gaea.gr · Έργα · Διπλώματα · Δημοσιεύσεις

Η Καινοτομία είναι στον Πυρήνα μας.

Η έρευνα και ανάπτυξη δεν είναι αποκλειστικό προνόμιο των μεγάλων εταιρειών. Μικρές επιχειρήσεις όπως η PANGAEA αξιοποιούν την Ε&Α για να βελτιώσουν διαδικασίες, να δημιουργήσουν καλύτερα προϊόντα και υπηρεσίες και να αυξήσουν την ανταγωνιστικότητά τους.

Γιατί Ε&Α

Με γνώμονα την Ε&Α δημιουργούμε

Μοναδικά προϊόντα

Η Ε&Α οδηγεί σε νέα προϊόντα και υπηρεσίες ή σε καινοτομία μέσα στην υπάρχουσα προσφορά, με τα οικονομικά οφέλη που ακολουθούν.

Χρηματοδότηση & φορολογικά κίνητρα

Η Ε&Α ανοίγει την πρόσβαση σε δημόσιες επιχορηγήσεις καινοτομίας, σε διεθνή χρηματοδότηση και σε φορολογικές ελαφρύνσεις για δαπάνες Ε&Α.

Ανταγωνιστικό πλεονέκτημα

Τα νέα προϊόντα και υπηρεσίες δημιουργούν πνευματική ιδιοκτησία και εδραιώνουν ηγετική θέση στην αγορά.

Συνεργασία

Η συνεργασία με επιχειρήσεις και πανεπιστήμια μεταφέρει δεξιότητες και γνώση και δίνει πρόσβαση σε υποδομές και τεχνογνωσία.

Φήμη & αξιοπιστία

Οι συνεργασίες με αξιόπιστα επιστημονικά ιδρύματα ενισχύουν την εμπορική επιτυχία των προϊόντων που προκύπτουν.

Ερευνητικές δράσεις

Τρέχοντα και πρόσφατα έργα

DS2: Χώροι Δεδομένων στη Γεωργία Ακριβείας

DataSpace, DataShare 2.0 · WP7 · Use Case 3: Γεωργία Ακριβείας · 2025

Λήψη παρουσίασης (PDF)

Fed4Fire — Field Research on Precision Agriculture With LoRa (PAWL), 2η φάση

14.11.2021 · Αγροτική πειραματική υποδομή NITOS/LoRa, NITLab, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

Ως πάροχος λύσεων IoT για τη γεωργία ακριβείας, που υποστηρίζει αγρότες και γεωπόνους σε όλη την Ελλάδα, η PANGAEA υλοποίησε το πείραμα PAWL για τη σύγκριση της απόδοσης του LoRa (τεχνική διαμόρφωσης χαμηλής κατανάλωσης και ευρείας κάλυψης) με τις υπάρχουσες λύσεις ZigBee σε εφαρμογές ανοιχτού αγρού.

Περισσότερα

Το PAWL αξιοποίησε την υπάρχουσα αγροτική πειραματική υποδομή NITOS/LoRa, που προσφέρει αυτόνομους κόμβους IoT σε ανοιχτούς αγρούς, ενσωματωμένους με υπάρχοντες αγροτικούς κόμβους IoT, για άμεση σύγκριση των δύο λύσεων σε ρεαλιστικό περιβάλλον.

Η PANGAEA πραγματοποίησε επίσης εργαστηριακά πειράματα για τη μέτρηση της κατανάλωσης ενέργειας των μονάδων LoRa και ZigBee στις διάφορες διαμορφώσεις λειτουργίας τους.

Η γνώση που αποκτήθηκε βελτιστοποιεί τη σχέση κόστους-απόδοσης και την αξιοπιστία των λύσεων IoT μας ως προς την κάλυψη, τη διαμεταγωγή και την ενεργειακή απόδοση, και επιβεβαίωσε τη βιωσιμότητα του LoRa στα προϊόντα γεωργίας ακριβείας μας.

Ερευνώ στην Ήπειρο · Ήπειρος 2021–2027

FLEXPRESS – Materials as a Service

Καινοτόμος Μηχανισμός Απόσβεσης Θερμικής Διαστολής Ρευστών, από την Επιστήμη Υλικών στον Ψηφιακό Μετασχηματισμό.

Στα κλειστά θερμοϋδραυλικά κυκλώματα η θερμική διαστολή των ρευστών προκαλεί αιχμές πίεσης, φθορές και απώλειες απόδοσης. Το FLEXPRESS αναπτύσσει και πιστοποιεί τον Νέο Μηχανισμό Απόσβεσης Θερμικής Διαστολής (ΝΜΑΘΔ): ένα meta-υλικό με μικροδομή κενού που αξιοποιεί την εντροπική ελαστικότητα των ελαστομερών για παθητική απορρόφηση όγκου και πίεσης, υπερβαίνοντας τις συμβατικές λύσεις δοχείων διαστολής με συμπίεση αερίου.

Οι κλειστές μικρο-κοιλότητες κενού μειώνουν δραστικά το ογκομετρικό μέτρο ελαστικότητας και τη θερμική αγωγιμότητα του υλικού, επιτυγχάνοντας μεγάλη ογκομετρική παραμόρφωση και αποτελεσματική απόσβεση, με εφαρμογές σε αντλίες θερμότητας, ψύξη data centers, ενέργεια, αεροδιαστημική και ιατρική τεχνολογία.

Σχέδιο διπλώματος ευρεσιτεχνίας του μηχανισμού απόσβεσης θερμικής διαστολής μέσα σε κλειστό δοχείο
Ο μηχανισμός απόσβεσης (17) μέσα στο δοχείο, από τα σχέδια του διπλώματος
Διάταξη ΣΥΜΘΥΣΠρότυπη διάταξη κλειστού κυκλώματος για τη Συμπεριφορά Υλικών σε Μεταβαλλόμενες ΘερμοΥδραυλικές Συνθήκες: 5–300 °C, 1–16 bar, 3D χαρτογράφηση παραμόρφωσης, DAQ υψηλής ανάλυσης και μακροχρόνιες δοκιμές κόπωσης, σύμφωνα με PED, LVD, EMC, EN 12828 και ASHRAE.
Ψηφιακό Δίδυμο & ΤΝΜοντέλα CFD/FEA σε σύντηξη με δεδομένα δοκιμών και generative AI για αντίστροφο σχεδιασμό μικρο-αρχιτεκτονικών meta-υλικών (υπό την ευθύνη της PANGAEA R&D®).
Material-as-a-ServiceΕγγυημένη απόδοση με χαμηλό αρχικό ρίσκο (CAPEX→OPEX), πιλοτικές εφαρμογές σε αντλίες θερμότητας, ηλιακά συστήματα και data centers, καθώς και IP/FTO και αδειοδότηση.

Μεθοδολογία κλειστού βρόχου

Η πειραματική επικύρωση και η υπολογιστική μοντελοποίηση λειτουργούν σε συνεχή κύκλο βελτιστοποίησης. Τα δεδομένα της διάταξης ΣΥΜΘΥΣ (Συμπεριφορά Υλικών σε Μεταβαλλόμενες ΘερμοΥδραυλικές Συνθήκες), με νερό, μείγματα γλυκόλης και διηλεκτρικά ρευστά, ενημερώνουν διαρκώς τα Ψηφιακά Δίδυμα που συνδυάζουν CFD, FEA, φυσικά καταστατικά μοντέλα και θερμοϋδραυλικές προσομοιώσεις. Οι αλγόριθμοι τεχνητής νοημοσύνης μαθαίνουν τη σχέση μικρο-αρχιτεκτονικής και απόδοσης του υλικού και προτείνουν νέους σχεδιασμούς.

  1. Σχεδιασμός υλικού
  2. Κατασκευή πρωτοτύπου
  3. Πειραματική επικύρωση
  4. Ενημέρωση Ψηφιακού Διδύμου
  5. Βελτιστοποίηση με ΤΝ
  6. Επανασχεδιασμός ↺

Αποτελέσματα & καινοτομία

  • Μία επικυρωμένη οικογένεια meta-υλικών ΝΜΑΘΔ και μόνιμη πειραματική ερευνητική υποδομή.
  • Βιβλιοθήκες Ψηφιακών Διδύμων, αλγόριθμοι βελτιστοποίησης με ΤΝ και τεχνικές βάσεις δεδομένων για μελλοντικές βιομηχανικές εφαρμογές.
  • Material-as-a-Service με ΤΝ: αντί για ένα παθητικό εξάρτημα, τα προηγμένα υλικά γίνονται υπηρεσίες μηχανικής υπό συνεχή παρακολούθηση, με προβλεπτική συντήρηση και βελτιστοποίηση σε όλο τον κύκλο ζωής.

Τομείς εφαρμογής

  • Αντλίες θερμότητας
  • Τηλεθέρμανση & τηλεψύξη
  • HVAC
  • Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
  • Βιομηχανικές θερμικές διεργασίες
  • Αεροδιαστημική
  • Ιατρικές συσκευές
  • Ψύξη data centers

Καλύτερη σταθερότητα πίεσης, λιγότερη συντήρηση και υψηλότερη ενεργειακή απόδοση.

Παρουσίαση στο SUSTENG 2026

“FLEXPRESS® Material-as-a-Service: An Innovative Fluid Thermal Expansion Damping Mechanism – From Materials Science to Digital Transformation.”

Θ. Θεοδοσιάδης-Θωμαΐδης, Γ. Παναγοπούλου, Α. Αϊβάζογλου (PANGAEA R&D® ΙΚΕ) και Θ. Ματίκας (Εργαστήριο MSS-NDE, Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων) · 5ο Διεθνές Συνέδριο Βιώσιμης Χημικής και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, 2–5 Σεπτεμβρίου 2026, Ρέθυμνο

Περίληψη εργασίας (PDF, 0,6 MB, στα αγγλικά)

Πρόγραμμα 30 μηνών που ωριμάζει την τεχνολογία από TRL 4–6 (εργαστηριακό πρωτότυπο) σε TRL 7–8 (προ-βιομηχανική/πιλοτική λειτουργία με συμμόρφωση). Προτεραιότητα ΕΣΕΕ EL54_01.09.06: σύνθετα και νανοσύνθετα υλικά με αναβαθμισμένες ιδιότητες.

Διπλώματα ευρεσιτεχνίας

Το FLEXPRESS βασίζεται σε υφιστάμενη κατοχυρωμένη τεχνολογία υλικών, που τεκμηριώνει την καινοτομία και την εφευρετική δραστηριότητα του μηχανισμού:

  • Αίτηση ΟΒΙ 20230100792 (κατάθεση 02/10/2023) · IPC F24D 3/10, F24H 1/18
  • Δίπλωμα Ευρεσιτεχνίας ΔΕ 1010926: «Νέος μηχανισμός απόσβεσης θερμικής διαστολής» (απονομή 07/04/2025)
  • Διεθνής αίτηση PCT/GR2024/050003
Πρωτότυπο λογισμικού

FRAMS

Πρωτότυπο λογισμικό για την ενσωμάτωση Ευελιξίας, Αξιοπιστίας, Διαθεσιμότητας, Συντήρησης και Ασφάλειας στον σχεδιασμό και τη λειτουργία σύνθετων συστημάτων.

T. Thomaidis & E. N. Pistikopoulos · Centre for Process Systems Engineering, Imperial College London

FRAMS — Flexibility, Reliability, Safety
  • Βασίζεται σε στοχαστική μοντελοποίηση της συνεχούς και της διακριτής αβεβαιότητας, με αναλυτικά εργαλεία για την ποσοτικοποίηση της λειτουργικότητας και τον εντοπισμό και την ιεράρχηση κρίσιμου εξοπλισμού και κρίσιμων συμβάντων.
  • Υποστηρίζεται από πακέτο λογισμικού για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και της λειτουργικότητας συστημάτων διεργασιών.
  • Η ενσωμάτωση μέτρων λειτουργικότητας από το αρχικό στάδιο σχεδιασμού αποφέρει οικονομικά οφέλη και εγγενώς πιο ευέλικτους, αξιόπιστους και ασφαλείς σχεδιασμούς.

Η ενσωμάτωση στόχων λειτουργικότητας (ευελιξία, ελεγξιμότητα, αξιοπιστία, συντηρησιμότητα, ασφάλεια) στον σχεδιασμό απαιτεί ένα κοινό μαθηματικό πλαίσιο που περιλαμβάνει:

Συνεχής αβεβαιότητα

Εσωτερικές ή εξωτερικές αβέβαιες παράμετροι, που περιγράφονται με συνεχείς κατανομές πιθανότητας.

Διακριτή αβεβαιότητα

Διαθεσιμότητα εξοπλισμού, απρόβλεπτα συμβάντα και βλάβες, με μοντέλα αξιοπιστίας και διακριτές πιθανότητες.

Μοντέλο συστήματος

Εξισώσεις και ανισώσεις περιορισμών, φυσικές εξισώσεις και εξισώσεις σχεδιασμού και προδιαγραφές προϊόντων, συνήθως διαφορικό-αλγεβρικό μοντέλο.

Αρχιτεκτονική λογισμικού FRAMS
Αρχιτεκτονική FRAMS
Περιοχές εφικτής λειτουργίας FRAMS υπό σενάρια βλαβών
Περιοχές εφικτής λειτουργίας υπό διαφορετικά σενάρια βλαβών
Δημοσίευση

Design for Reliability

“Optimal design of flexible & reliable process systems: Design for reliability.”

T. V. Thomaidis και E. N. Pistikopoulos · IEEE Transactions on Reliability 44, no. 2 (1995): 243–250 · DOI 10.1109/24.387378

Λογότυπο Design for Reliability

Στον σχεδιασμό και τη λειτουργία χημικών συστημάτων διεργασιών σημαντικές είναι δύο κατηγορίες αβεβαιότητας: οι συνεχείς παράμετροι διεργασίας (ζήτηση προϊόντων, ποιότητα πρώτων υλών, κινητική αντιδράσεων) και οι διακριτές καταστάσεις, που συνήθως σχετίζονται με τη διαθεσιμότητα του εξοπλισμού. Η εργασία παρουσιάζει ένα γενικό πλαίσιο για τις δύο κατηγορίες και εισάγει έναν συνδυασμένο δείκτη ευελιξίας-αξιοπιστίας (FRI), που μετρά την ικανότητα ενός συστήματος να ανταποκρίνεται ταυτόχρονα σε στοχαστικές μεταβολές παραμέτρων και σε βλάβες εξοπλισμού, λαμβάνοντας ρητά υπόψη τις λειτουργικές αλληλεπιδράσεις και τους περιορισμούς. Στη συνέχεια, μια διαδικασία βελτιστοποίησης σχεδιασμού οδηγεί σε ευέλικτα, αξιόπιστα συστήματα με ελάχιστο κόστος επένδυσης και μέγιστο μέσο κέρδος.

SUSTENG 2022

Ανάλυση κρισιμότητας σύνθετων συστημάτων

Ανάπτυξη υπολογιστικών εργαλείων για την ανάλυση κρισιμότητας συστημάτων διεργασιών με αξιοποίηση Βιομηχανικού IoT (IIoT).

T. Theodosiadis-Thomaidis (Future Technology Systems SA), G. Panagopoulou (PANGAEA R&D® ΙΚΕ), S. Pistikopoulos (Texas A&M Energy Institute) · 1st International Conference on Sustainable Chemical and Environmental Engineering, 31 Αυγ. – 4 Σεπ. 2022, Ρέθυμνο, Κρήτη (πρακτικά σ. 283)

Λογότυπο Criticality Analysis

Η ανάλυση δένδρων σφαλμάτων και η FMEA είναι καθιερωμένες μέθοδοι για τον εντοπισμό κρίσιμου εξοπλισμού και συμβάντων, όμως δεν λαμβάνουν ρητά υπόψη τα μοντέλα και τις αλληλεπιδράσεις της διεργασίας, με αποτέλεσμα να υπερεκτιμούν την απόδοση του συστήματος και να ιεραρχούν λανθασμένα τα κρίσιμα στοιχεία. Η PANGAEA R&D® παρουσιάζει ενιαίο πλαίσιο, υπολογιστικά εργαλεία και αλγορίθμους ανάλυσης κρισιμότητας που συνδυάζουν:

  • τη λογική του συστήματος μέσω Κατευθυνόμενων Λειτουργικών Λογικών Γράφων (DFLD) και του Fault-Tree Diagnosis System (FTDS)·
  • ρητά μοντέλα διεργασίας και ασφάλειας, δεδομένα αξιοπιστίας εξοπλισμού και πιθανότητες εξωτερικών συμβάντων, με δεδομένα που συλλέγονται μέσω Βιομηχανικού IoT.

Η ενότητα ανάλυσης κρισιμότητας

Προσδιορίζει τη σχετική σημασία της (μη) διαθεσιμότητας του εξοπλισμού και άλλων εξωτερικών συμβάντων σε έναν χρονικό ορίζοντα, λαμβάνοντας υπόψη τις αλληλεπιδράσεις της διεργασίας, τα μοντέλα αξιοπιστίας, τις μεταβολές των παραμέτρων και τα λειτουργικά χαρακτηριστικά. Περιλαμβάνει:

  • Μείωση του μεγέθους του χώρου καταστάσεων του συστήματος
  • Μετατροπή του διαγράμματος ροής σε DFLD (αυτόματη παραγωγή δένδρων σφαλμάτων και ελάχιστων τομών n-τάξης)
  • Πιθανότητες καταστάσεων και δείκτη κρισιμότητας συστήματος ως συναρτήσεις του χρόνου
  • Συνδυασμένο δείκτη ευελιξίας-αξιοπιστίας-κρισιμότητας για κάθε στοιχείο εξοπλισμού ή συμβάν
  • Σενάρια συντήρησης βάσει κρισιμότητας και βάσει κατάστασης
  • Αποτελεσματική εκτίμηση κινδύνου
  • Δένδρα σφαλμάτων
  • FMEA
  • NASA FTDS
  • Προβλεπτική συντήρηση
  • Βιομηχανικό IoT
Κατοχυρωμένη τεχνολογία

PAROC — Parametric Optimization & Control

Ολοκληρωμένο πλαίσιο και πλατφόρμα λογισμικού για τη βελτιστοποίηση και τον προηγμένο έλεγχο συστημάτων διεργασιών βάσει μοντέλων.

E. N. Pistikopoulos, N. A. Diangelakis, R. Oberdieck, M. M. Papathanasiou, I. Nascu, M. Sun · Chemical Engineering Science 136 (2015): 115–138

PAROC — Parametric Optimization & Control

Το PAROC επιτρέπει τη χρήση εργαλείων βάσει μοντέλων στον σχεδιασμό, τη λειτουργική βελτιστοποίηση και τον προηγμένο έλεγχο, μέσα από μια διαδικασία βημάτων:

Ανάπτυξη, επικύρωση και ανάλυση ενός δυναμικού μοντέλου υψηλής πιστότητας.
Προσέγγιση του μοντέλου: αναγνώριση συστήματος, μείωση μοντέλου και ολική ανάλυση ευαισθησίας.
Μοντελοποίηση κυλιόμενου ορίζοντα για προβλεπτικό έλεγχο (MPC) και δυναμικό προγραμματισμό.
Πολυπαραμετρικός προγραμματισμός για βελτιστοποίηση υπό αβεβαιότητα, ρητό MPC και εκτίμηση κατάστασης.
Επικύρωση «in-silico» των στρατηγικών που προκύπτουν μέσα στο αρχικό μοντέλο υψηλής πιστότητας.

Έχει εφαρμοστεί σε σύστημα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας, σε στήλη απόσταξης και σε περιοδική διεργασία καθαρισμού βιοφαρμακευτικών προϊόντων.

Πειραματική διάταξη ενεργειακού συστήματος υδρογόνου
Πειραματική διάταξη ενεργειακού συστήματος υδρογόνου
Επέκταση του πλαισίου PAROC σε πραγματικά συστήματα
Επέκταση του πλαισίου PAROC σε πραγματικά συστήματα

Διπλώματα ευρεσιτεχνίας της τεχνολογίας ελέγχου PAROC

ΔίπλωμαΤίτλοςΈτος
EP1399784Improved Process Control2004
US7433743Process Control Using Co-ordinate Space2008
WO2020227550-A1Refueling Metal Hydride Storage System2020

Κατοχυρωμένη τεχνολογία υλικών στο χαρτοφυλάκιο

Το χαρτοφυλάκιο περιλαμβάνει επίσης υφιστάμενη κατοχυρωμένη τεχνολογία υλικών, με προστασία στην Ελλάδα και διεθνώς:

Αίτηση / ΔίπλωμαΦορέαςΗμερομηνίαIPC
Αίτηση 20230100792ΟΒΙ — Οργανισμός Βιομηχανικής Ιδιοκτησίας02/10/2023F24D 3/10, F24H 1/18
Δίπλωμα ΔΕ 1010926ΟΒΙ — Οργανισμός Βιομηχανικής Ιδιοκτησίας07/04/2025 (απονομή)F24D 3/10, F24H 1/18
PCT/GR2024/050003WIPO — διεθνής αίτηση (PCT)2024F24D 3/10, F24H 1/18

Η τεχνολογία αυτή αποτελεί τη βάση του έργου FLEXPRESS.

Επιστημονική παρουσία

Δημοσιεύσεις & συνέδρια

Συμμετέχουμε στα Διεθνή Συνέδρια SUSTENG (2022, 2023, 2024, 2025, 2026) και δημοσιεύουμε σε επιστημονικά περιοδικά όπως τα Chemical Engineering Science, Computers & Chemical Engineering και IEEE Transactions on Reliability.

ΈτοςΔημοσίευσηΠεριοδικό / Συνέδριο
2026FLEXPRESS® Material-as-a-Service: An innovative fluid thermal expansion damping mechanism – from materials science to digital transformation5ο SUSTENG 2026, Ρέθυμνο
2022Development of computational tools for criticality analysis of process systems, utilizing Industrial IoTsSUSTENG 2022, Ρέθυμνο
2015PAROC — An integrated framework and software platform for the optimisation and advanced model-based control of process systemsChemical Engineering Science 136
2004Criticality analysis of process systems (T. V. Thomaidis, E. N. Pistikopoulos)AR&MS 2004, εργασία 2004RM-127
1995Optimal design of flexible and reliable process systems (T. V. Thomaidis, E. N. Pistikopoulos)IEEE Transactions on Reliability 44(2), 243–250
1994Integration of flexibility, reliability and maintenance in process synthesis and designComputers & Chemical Engineering 18, S259–S263
Περίληψη — Integration of flexibility, reliability and maintenance in process synthesis and design (1994)

Η εργασία εξετάζει την ταυτόχρονη θεώρηση της συνεχούς αβεβαιότητας, των βλαβών εξοπλισμού και των πολιτικών συντήρησης κατά τον σχεδιασμό συστημάτων διεργασιών. Με βάση αναλυτικά εργαλεία ποσοτικοποίησης της ευελιξίας, της αξιοπιστίας και της συντήρησης, προτείνεται μοντέλο μικτού ακέραιου μη γραμμικού προγραμματισμού (MINLP) για τη συνολική βελτιστοποίηση της λειτουργικότητας ενός συστήματος με ελάχιστο κόστος. Μέσα από τον σχεδιασμό ενός δικτύου μεταφοράς αερίου, δείχνει ότι η ενσωμάτωση αυτών των στοχαστικών μέτρων λειτουργικότητας από το αρχικό στάδιο σύνθεσης οδηγεί σε εγγενώς ευέλικτους και αξιόπιστους σχεδιασμούς.

ScienceDirect ↗