450-4103/01 – Aplikace moderních technologií v oblasti průmyslové automatizace (AMTOPA)
| Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Jan Žídek, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Jan Žídek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI, FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu Aplikace moderních technologií v oblasti průmyslové automatizace je dovednost popsat koncept výrobních linek stavěných na principech Průmysl 4.0 vyplývající z pochopení a zvládnutí těchto principů a nových charakteristických vlastností moderních výrobních linek. Cílová kompetence je umět si kvalifikovaně říci jako absolvent tohoto předmětu o součinnost s odborníky odpovídajících oblastí a technologií při návrhu a provozu těchto výrobních linek.
Vyučovací metody
Přednášky
Semináře
Projekt
Anotace
Student se v rámci předmětu seznámí s těmito principy koncepce Průmysl 4.0:
- základní pojmy a historický kontext koncepce Průmysl 4.0
- cloudové technologie a jejich aplikace v průmyslové automatizaci
- Internet věcí a jeho aplikace v průmyslové automatizaci
- sběr a zpracování dat z průmyslových procesů
- sběr a analýza obrazových informací
- využití virtuální a rozšířené reality v průmyslové automatizaci
- zapojení metod umělé inteligence
- digitální dvojče
- roboti jako součást výrobní linky
- kyberfyzický systém
- případové studie.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
1. MAŘÍK, Vladimír. Národní iniciativa Průmysl 4.0 [online]. 3.2.2016, , 207 [cit. 2018-09-18]. Dostupné z: https://www.spcr.cz/images/2015_02_03_Prumysl_4_0_FINAL.PDF
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Prezentace výsledků dílčích úkolů.
Prověření nabytých znalostí formou testu v rámci zkoušky.
E-learning
Další požadavky na studenta
Účast na výukových aktivitách min. 80%.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Knowledge managent – nové podmínky pro získávání a rozvíjení znalostí v éře rychlých technologických změn. PLE&N 3.0 - prostředí pro zvládání nových pojmů, technologických a společenských výzev, srovnání s tradičním modelem získávání informací prostřednictvím školy, kurzu apod. Vysvětlení základních pojmů a ukázka nástrojů. Seznámení s portály nabízejícími kurzy, ukázka kurzu Industry 4.0: How to revolutionise your business - The Honk Kong Polytechnic University (2018)
Úkol pro cvičení: nalezení a shlédnutí videí (Youtube, edX, …), komunit a zdrojů informací pro oblast Industry 4.0 (https://www.youtube.com/watch?v=uNku3yd2tJA, http://theelearningcoach.com/elearning2-0/designing-personal-learning-environment/ …)
2. Úvod do problematiky – historický kontext průmyslových revolucí, základní principy čtvrté průmyslové revoluce, výrobní proces implementující principy čtvrté průmyslové revoluce – základní koncept výrobní linky.
Úkol pro cvičení: Prezentace historického kontextu, prezentace základních principů čtvrté průmyslové revoluce, nalezení odkazů na zdroje informací
3. Vysvětlení pojmů data – informace – znalosti. Prostředky sběru a zpracování dat ve výrobních procesech, základní typy sbíraných dat, senzory nové generace, nástroje pro off-line analýzu sbíraných dat – ukázky řešení, základní úlohy, ve kterých vystupují data sbíraná ve výrobních procesech, struktura HW a SW prostředků používaných ve výrobních procesech.
Úkol pro cvičení: kategorizace prostředků sběru dat, výhody a nevýhody jednotlivých řešení
4. Cloudové technologie a jejich aplikace ve výrobních procesech – platforma jako služba – ukázky řešení. Srovnání s klasickou implementací ICT prostředků do výrobních procesů na úrovní klasické průmyslové automatizace, výhody, hrozby a nevýhody, které přinášejí cloudové technologie, velcí dodavatelé cloudových technologií v celosvětovém měřítku.
Úkol pro cvičení: řešení standardní úlohy s využitím cloudových technologií.
5. IoT (Internet of Things) jako součást výrobního procesu – technologie, základní parametry, ukázky řešení. Potřeba přenášet data v rámci technologického procesu, vývoj technologického pokroku v této oblasti, rozhraní a protokoly, drátové a bezdrátové přenosy.
Úkol pro cvičení: návrh komunikační infrastruktury pro výrobní proces v klasické průmyslové automatizaci, maximalizace využití technologií a prvků IoT.
6. Zpracování dat sbíraných v rámci výrobního procesu – typy zpracování, základní statistické zpracování, interpolace a extrapolace sbíraných dat, základní požadavky na sbíraná data (vzorkování, kvantování), typy standardních úloh, využití zpracovaných dat.
Úkol pro cvičení: prezentace nástrojů pro zpracování dat v rámci výrobního procesu.
7. Práce s obrazem v rámci výrobních procesů, optická inspekce, základní struktura systému pro optickou inspekci. Typické úlohy z oblasti zpracování dat ve výrobních procesech. Ukázka typových řešení
Úkol pro cvičení: prezentace nástrojů pro zpracování naměřených dat
8. Využití technologie virtuální a rozšířené reality ve výrobních procesech, základní prostředky, aplikace.
Úkol pro cvičení: prezentace projektů z oblastí VR a AR katedry informatiky – exkurze do laboratoře.
9. Zapojení metod umělé inteligence do zpracování dat ve výrobních procesech. Strojové učení – vysvětlení pojmu a ukázka typických úloh využívajících tohoto způsobu zpracování dat.
Úkol pro cvičení: Prezentace úloh využívajících metod strojového učení a umělé inteligence ve výrobních procesech
10. Digitální dvojče jako abstraktní model výrobního procesu. SW nástroje pro návrh, provozování a údržbu výrobních linek. Vysvětlení pojmu digitální dvojče, úlohy řešené s využitím digitálního dvojčete, výhody použití digitálního dvojčete.
Úkol pro cvičení: prezentace případů užití digitálního dvojčete ve výrobním procesu
11. Roboti jako součást výrobní linky. Typy robotů, způsoby programování, typické úlohy, ve kterých robot nahrazuje ve výrobním procesu člověka.
Úkol pro cvičení: exkurze do laboratoře Katedry robotiky na FS.
12. Kyberfyzický systém jako základná stavební jednotka výrobní linky. Charakteristika, vlastnosti, role výrobku, personalizace výroby,… Koncept výrobní linky na bázi principů Průmysl 4.0.
Úkol pro cvičení: Exkurze na moderní průmyslové lince vytvořené na principech Průmysl 4.0.
13. – 14. Případové studie výrobních linek budovaných podle principů Průmyslu 4.0, koncepční návrh výrobní linky na principech průmyslu 4.0, vysvětlení souvztažnosti principů průmyslu 4.0 a jejich implementace do výrobního procesu, návrh dalších zdrojů informací pro rozvoj znalostí prezentovaných v předmětu, diskuse a opakování podstatných informací.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky