450-4103/01 – Aplikace moderních technologií v oblasti průmyslové automatizace (AMTOPA)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Jan Žídek, CSc.Garant verze předmětudoc. Ing. Jan Žídek, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFS, FEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KAH0017 Ing. Radana Kahánková, Ph.D.
Z1I40 doc. Ing. Jan Žídek, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 0+21

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:

1. SCHWAB, Klaus. The fourth industrial revolution. Geneva: World Economic Forum, [2016]. ISBN 978-1-944835-00-2 2. GILCHRIST, Alasdair. Industry 4.0: The Industrial Internet of Things. Imprint: Apress, 2016. ISBN isbn978-1-4842-2046-7 3. USTUNDAG, Alp; CEVIKCAN, Emre: Industry 4.0: managing the digital transformation. New York, NY: Springer Berlin Heidelberg, 2017. ISBN 978-3319578699

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

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  20
        Zkouška Zkouška 60  10 3
Rozsah povinné účasti: 80% účast na cvičeních

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2023/2024 (N0688A140014) Průmysl 4.0 PKS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N1041FS0012) Inteligentní doprava a logistika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N1041FS0012) Inteligentní doprava a logistika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0688A140014) Průmysl 4.0 PKS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0688A140014) Průmysl 4.0 PKS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0688A140014) Průmysl 4.0 PKS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0688A140014) Průmysl 4.0 PKS P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2021/2022 zimní
2020/2021 zimní