Národní centrum Průmyslu 4.0
& digitální transformace
Roman Holý
Fórum automatizace, Brno, 20.3.2018
www.ciirc.cvut.cz www.ncp40.cz
Národní centrum Průmyslu 4.0 (NCP4.0)
Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) České vysoké učení technické v Praze (ČVUT)
Národní iniciativa Průmysl 4.0
Národní iniciativa vznikla jako reakce na potřeby a požadavky českého průmyslu za velké podpory MPO
Práce zahájeny v červenci 2015, 15.9.2015 – iniciativa vyhlášena na MSV v Brně
Vytvořen řídící tým o 11 členech, na expertním dokumentu o 190 stranách pak pracovalo 87 expertů v 11 odborných skupinách
Dokument je komplexní: v každé z 11 tematických kapitol analyzuje výchozí stav, naznačuje trendy vývoje, přináší SWOT analýzu a důležitou součástí jsou návrhy
konkrétních opatření (celkem 47 klíčových a dalších 140 podrobnějších)
Dokument dokončen 3.2.2016
Dokument postupně projednáván s resorty
Kniha v Management Press – 26.5.2016
Digitální průmyslová integrace
Vertikální integrace výrobních systémů – od stroje / výrobku až po generálního ředitele
Horizontální integrace dodavatelsko-
odběratelského řetězce – od dodavatelů až po zákazníka / servis
Integrace všech inženýrských procesů v rámci celého životního cyklu produktu – od plánování produktu, přes jeho vývoj a výrobu až poprodejní servis
Digitalizace – digitální dvojčata výrobků, strojů, procesů, lidí
Systémová integrace Testbed CIIRC
Design CAD
Simulation &
Co-simulation
Production planning &
setup
Supplier inputs
Quality management
Diagnostics &
Maintenance Digital twin of the product –NX, Simcenter
Digital twin of the production process and equipment –NX MCD, Tecnomatix
Data analytics
Production control (Simatic IT, SAP, …)
Design site Production site
Business Intelligence (ABRA, SAP, …)
User requirements
Product data
Process data Teamcenter PLM
Siemens MindSphere SAP Leonardo
Analýza velkých dat (Big data)
Zpracování velkých objemů dat - využití
technologií pro sběr a analýzu dat z každé fáze výrobního či distribučního procesu
Nové obchodní a servisní modely pokrývající celý životní cyklus výrobku, prediktivní
údržba, větší flexibilita
Podle prognóz v roce 2020 objem
vyprodukovaných dat dosáhne hranice 44 zettabajtů (44 bilionů gigabajtů)
Autonomní roboti
Univerzálnější, inteligentní roboti (vs. průmyslové jednoúčelové roboty)
Nedostatek pracovníků
Flexibilní výrobní programy, Robot as a Service (RaaS)
Vysoké investice a nové typy profesí
KUKA
Komunikační infrastruktura
IoT / M2M
Smart Grids
Vysokorychlostní sítě
2,1 mld. zařízení M2M v r. 2021
Využití v průmyslu, domácnosti, dopravě i v energetice
Datová úložiště a cloudy
Infrastructure as a Service (Iaas) – poskytnutí samotného výpočetního výkonu pro specializované aplikace s obtížnými výpočty
Platform as a Service (PaaS) – poskytnutí platformy jako služby
Software as a Service (Saas) – poskytnutí software jako služby
Otázky bezpečnosti a legislativy
Aditivní výroba
3D tisk nebo simulace výrobních procesů
Zpracování polymerů
Aditivní výroba kovů
CIIRC ČVUT, VUT
Virtuální a rozšířená realita
Video see-through – mobil, tablet
Optical see-through – průhledové brýle
Různé využití – výuka, simulace, montáž, opravy, nebezpečná prostředí
Senzory a související technologie
Technická zařízení, která dokáží měřit a snímat určité charakteristiky jak strojů, tak i výrobků
Koncept inteligentního senzoru, Prediktivní údržba
RFID (Radio Frequency Identification) - technologie umožňující identifikaci objektů a přenos dat
Součást Internet of Things (IoT)
Kybernetika a umělá inteligence
Největší vliv i nebezpečí?
Multiagentní systémy, decentralizace
Plánování a rozvrhování výroby
Standard IEC 61499 - používání funkčních bloků v systémech distribuovaných měření průmyslových procesů a řízení
VUT, ČVUT - Program FAIR (Facebook Artificial Intelligence Research), Bot Alquist z ČVUT – 2. cena Amazon Alexa Price
Další technologie
People-Literate Technology
Brain-Computer Interface
Blockchain
Advanced Machine Learning
Autonomous Mobility
Bioprinting, Quantum Computing
NCP4.0 – otevření 4.9.2017
• Podpisem memoranda založeno Národní centrum Průmyslu 4.0 (NCP4.0)
• Představen Testbed CIIRC pro Průmysl 4.0 - nové výzkumné a experimentální pracoviště
• Zahájen ve spolupráci s VUT Brno a předními německými
výzkumnými organizacemi DFKI a ZeMA prestižní evropský
projekt RICAIP
NCP4.0 – vize a cíle
„INSPIROVAT & TVOŘIT ČESKÝ PRŮMYSL 4.0“
Hlavní cíle Centra:
• Přispět k zavádění principů Průmyslu 4.0 v ČR,
obzvláště do MSP
• Šířit osvětu o Průmyslu 4.0 a Společnosti 4.0 a
poskytovat informace o
technologických řešeních a
dopadech na společnost.
NCP4.0 – Aktivity Centra
• Organizace konferencí,
workshopů, exkurzí, návštěv a školení ve spolupráci
s partnery
• Dny otevřených dveří v
testbedech na ČVUT, VUT i VŠB-TUO
• Zprostředkovávání odborných konzultací
• Účast v národních i
mezinárodních projektech
• Podpora start-upů
• Vydávání informačního elektronického bulletinu
• www.ncp40.cz
Partneři NCP 4.0
Akademičtí partneři
Průmysloví partneři
Institucionální partneři
Hlavní partneři
Aktivity NCP4.0 2017
Noví členové:
• Aplis
• Pocket Virtuality
• KNORR-BREMSE ČR
• Panattoni
• Zahájení 4. 9. 2017 - Memorandum
• Účast NCP4.0 na MSV v Brně
• ABRA Innovation Day
• SAP Leonardo Day
• Siemens & Deloitte & CIIRC - zákaznický den
• Noc vědců 2017 (v Testbedu CIIRC)
• RICAIP - DFKI otevření centra Power4Production
• Škoda CDO a Digilab
• Symposium RRI (Robot Revolution Initiative) a výstava iREX 2017 v Tokiu
• EU Digital Innovation Hub
Plány NCP4.0 2018
Podepsání Stanov
• 10 „vlastních“ akcí
• 8 čísel bulletinu
• 10 školení
• 60 odborných konzultací
• 4 dny otevřených dveří v testbedech CIIRC a CEITEC
• 2 – 3 národní / mezinárodní výzkumné projekty
• EU Digital Innovation Hub
• 5 projektů s firmami
• 50 partnerů
• Podpora rozvoje všech testbedů – CIIRC, CEITEC, VŠB-TUO
• 2 – 4 podpořené start-upy
• 2 x smluvní výzkum
• 1 publikace
• Zajistit udržitelné financování
Partnerství/členství
Stupně partnerství Centra:
• Hlavní partner
• Partner
• Asociovaný partner
• Člen
• Spolupracující partner
• Národní partner
Informace o partnerství
ncp40@ciirc.cvut.cz
Člen 1 Člen 2 … .. Člen 100
1. Vyhodnocení připravenosti
podniků na Průmysl 4.0
1 den
2. Školení a konzultace 1 – 2 měsíce
3. Analýza a návrh řešení 2 – 4 měsíce
Hlavní
partneři Partneři Asociovaní partneři
4. Projekty zavádění řešení
Průmyslu 4.0 Délka individuální
NCP4.0
Členové NCP4.0
Partneři NCP4.0
Fáze zavádění principů řešení Průmyslu 4.0 do firem
Národní
partneři
Testbed CIIRC – plán na r. 2018
Additive manufacturing area (3D print)
Hybrid & additive manufacturing area Machining area
Quality control area Automatic
robotic assembly area
Automatic part transport
ERP MES SCADA
Collaborative robot-human assembly area
Training and education area Automatic warehouse
• Školení na témata Průmyslu 4.0
• Zákazník: KNORR-BREMSE, s.r.o.
• Dodavatelé: NCP4.0 & CIIRC & Partneři NCP4.0
• Popis:
• Dle poptávky – možností; základní témata – Systémová integrace, Big Data, Roboty, Komunikační infrastruktura, Cloudy, Aditivní výroba, Rozšířená a virtuální realita, Senzory, Umělá inteligence, Nové / Další technologie, Bezpečnost, Lidské zdroje v době digitalizace, Právní aspekty, Financování, Standardizace
• Výsledek: Získání základních znalostí o možnostech implementace principů Průmyslu 4.0
• Cena: 50 000,- (dle dohody / školení)
• Kontaktní osoba: Roman Holý, Národní centrum Průmyslu 4.0
Random Bin Picking – Automatické vybírání dílů
• Úloha: Automatické uchopování neuspořádaných montážních dílů robotickým manipulátorem z přepravního obalu a
manipulace.
• Použití ekonomického HW (průmyslová kamera)
• Řešení založené na konvolučních neuronových sítích:
univerzální řešení nezávislé na tvaru dílu → minimalizace nákladů při modifikaci pro jiný typ
• Úspěšnost jednotlivého uchopení > 93%
SafeLog – Spolupráce lidí a robotů v automatických skladech
• EU projekt (2016-2019), 6 partnerů, rozpočet: 4,6M€
• Inovativní systém pro zajištění bezpečné spolupráce lidí a robotů ve společném prostředí
• Návrh a vývoj TŰV-autorizovaného podpůrného bezpečnostního systému pro pracovníka.
• Vývoj pokročilých technik pro plánování ve vysoce flexibilních logistických prostředích
• Vývoj systému rozšířené reality pro podporu rozhodování
• Kontaktní osoba: Libor Přeučil (preucil@cvut.cz), Inteligentní a mobilní robotika, CIIRC ČVUT
Process Simulate a virtuální realita v plánování výroby ŠKODA AUTO
• V rámci spolupráce výroby ŠKODA a Siemens Israel probíhá testování inovované verze programu Process Simulate. Původní verze programu byla rozšířena o komponentu pro rozhraní mezi klasickým prostředím a virtuální realitou. Díky ní se lze v prostředí virtuální reality pohybovat, měřit vzdálenost, spouštět simulaci a ovládat například polohu robota nebo jiných výrobních zařízení.
• Jako pilotní projekt pro testování byl vybrán proces simulace svařovací linky, zahrnující plánování nového pracoviště od přípravy a návrhu až po finální simulaci provozu.
Na míru vyladěný systém ABRA Gen ve firmě Profol
• Profolje předním výrobcem polypropylenových fólií v ČR s výrobní halou nedaleko Mostu.
• Přínosy IS ABRA Gen:
• maximální přizpůsobení požadavkům firmy
• automatizace veškerých výrobních procesů
• PLM terminál vytvořený přesně na míru
• úspora provozních nákladů díky časovému plánu výroby
• automatické generování reportů pro management
• „Systém ABRA Gen je pro nás důležitý ve všech oblastech. Zejména v účetnictví, mzdách a personalistice, evidenci majetku, skladovém hospodářství, výrobě, nákupu, prodeji, evidenci zákazníků, evidenci pošty a pokladně. Díky vzájemnému provázání jednotlivých agend najdeme rychle a efektivně vše, co potřebujeme,“ říká Zdeňka Roušar Valentová, Profol Czech s.r.o.
IBM rozkrývá a optimalizuje produktivitu práce v logistice pomoci IoT
Real Time Location Systémů (RTLS) v logistikem skladu optimalizace a produktivitu práce nad „pick“ procesem v 3PL skladu
Problematika
• Provedena studie ukazuje >30% neproduktivní práce a prostoje
• Náhled do dění v skaldu pomoci stávajících data v WMS neumožnuje detailnější rozbor pro optimalizaci
• Stávající reporty a systémy neposkytuji náhled v reálnem casu
Řešení
• Instalace RTLS pro vysokozdvižné vozíky
• Vývoj aplikace pro zaměstnance a dashboard pro vedoucí
• Dashboard které v reálném čase poskytuje údaje o poloze , efektivitě a úzkých hrdlech v sklade oproti planu a průměru
• Historická analýza dat , heatmapy korelace mezi KPI a faktory ovlivňující produktivitu.
Měření rozložení aktivity v jednotlivých úkolech
T
RTLS Sklad
Západočeská univerzita v Plzni
• Výzkumná centra NTIS, NTC, RICE a RTI
• „automatické řízení, umělá inteligence, robotické a diagnostické systémy, elektrické pohony, senzory a příprava a řízení výroby“
Zaměřují se na:
• simulace technologických procesů a strojů technikou model-based- design(MBD), HIL, SIL,
• nástroje pro připojení nových i stávajících výrobních linek, strojů a zařízení do IoT, export dat do databází, cloudu a ERP, řízení životního cyklu produktu
• laserové technologiepro vývoj a zpracování materiálů
• smart textilie - tištěná a flexibilní elektroniku, elektronické textilie, senzory a chytré senzorové systémy,
• vývoj v oblastech obráběcích strojů a nástrojů, obráběcích strategiích, 3D tisku,
• inteligentní pohony, speciální robotiku a embedded technologie a mnoho dalších oblastí
• Kontaktní osoba: doc. Ing. Milan EDL, Ph.D. , ZČU Plzeň
NCP4.0 – Pozvání a kontakty
Otevřená platforma pro setkávání představitelů akademického a průmyslového sektoru i státní správy
Pozvání pro všechny zájemce – partnery a členy
• 23.5. 2018 - Smart City – 2035: Opravdu chytré město začíná dopravou
Kontakt:
Ing. Roman Holý, Ph.D.
Vedoucí
Národní centrum Průmyslu 4.0 – CIIRC ČVUT Jugoslávských partyzánů 1580/3
160 00 Praha 6 224 354 236
roman.holy (@) cvut.cz www.ciirc.cvut.cz
www.ncp40.cz
Děkuji za pozornost.
