Testbed jako brána do inovací. Den otevřených dveří pro průmysl 4.0 na CIIRC ČVUT představil inspirativní příklady digitalizace z praxe

0
706
Foto: J. Ryszawý

Trendy, vize, technologické inovace i praktická řešení pod taktovkou Průmyslu 4.0 vyvíjená v prostředí průmyslových testbedů. To byla témata Dne otevřených dveří pro Průmysl 4.0, akce, která ve středu 29. května otevřela ředitelům a manažerům výrobních podniků prostory RICAIP Testbedu Praha na CIIRC ČVUT a nabídla téměř dvěma stovkám návštěvníků řadu diskuzí o digitalizaci, automatizaci nebo optimalizaci výroby. Testbedy na technických univerzitách v Praze, Brně a Ostravě společně spolupracují a tvoří infrastrukturu, která je připravená reagovat na současné i budoucí výzvy ve výrobě. Řada firem si to už vyzkoušela, mnohé se o možnostech, která jim tato pracoviště nabízejí, teprve dozvídají.

Akci společně pořádalo Národní centrum Průmyslu 4.0 (NCP4.0), výzkumné a inovační centrum pro pokročilou průmyslovou výrobu RICAIP a Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT v Praze (CIIRC). Cílem bylo představit širokou škálu příkladů z praxe a příležitostí, které se aktuálně firmám při zavádění inovací a nových postupů nabízejí. Testbedy, tedy experimentální laboratoře na CIIRC ČVUT v Praze, CEITEC VUT v Brně a VŠB TUO v Ostravě, se snaží hlavně pomáhat řešit výzvy, kterým firmy čelí.

Jak vyplynulo z poslední Analýzy průmyslu 2024, kterou každý rok zpracovává NCP4.0, v popředí priorit průmyslových firem stojí mj. tlak na zrychlování uvedení výrobků na trh, zlepšování jejich kvality a v neposlední řadě i potřeba mít možnost reagovat na měnící se požadavky zákazníků a podle toho umět výrobky přizpůsobovat. Podle „Indexu digitální ekonomiky a společnosti“ DESI (The Digital Economy and Society Index), který hodnotil digitální výkonnost evropských malých a středních podniků, byly české firmy v roce 2022 těsně pod evropským průměrem. V roce 2023 se výsledky trochu zlepšily, avšak české firmy stále na evropský průměr nedosáhly. Oproti předchozímu roku ale došlo k enormnímu 20% nárůstu zkušeností firem v oblasti IT. České firmy jednoznačně najely na trajektorii digitalizace.

„To vytváří potenciál, kde mohou testbedy podnikům reálně a efektivně pomoci,“ upozorňuje Pavel Burget, ředitel RICAIP Testbedu Praha na CIIRC ČVUT a upřesňuje: “Zajistíme řešení firmám na míru, od výzkumu po inovace, od konzultací až po přípravu podkladů pro integraci řešení do výroby. Třeba pomůžeme vyvinout modely pro autonomní rozhodování robota na požadovaný výrobní úkon a bezpečně je otestujeme ještě před tím, než firma investuje drahé prostředky do uvedení do provozu. Pomáháme odbourávat i další bariéry – například tím, že zaškolíme pracovníky, aby byli schopni nové technologie přijmout a pracovat s nimi.“

Firmy mohou využívat jak nejmodernější zařízení, kterými jsou testbedy vybaveny, tak i různé podpůrné programy a dotace, díky kterým získají komplexní profesionální služby s až 100% slevou. Tyto tři testbedy jsou zapojené do centra RICAIP a sítí EDIH i AI-MATTERS TEF (z anglického Testing and Experimentation Facilities), což jsou aktuálně dvě klíčová schémata, kterými Evropská unie a MPO podporují zavádění digitálních technologií a AI pro malé a střední podniky.

„Inovace jsou náročné na firemní zdroje, a to finanční, technologické, časové i lidské. Testbed funguje jako hřiště, kde lze nová řešení vyzkoušet, než firma skutečně zainvestuje své peníze do jejich plného zavedení. Díky tomu jsou inovace dostupnější, méně náročné v přípravě i samotné realizaci a firmy mohou aplikovat výsledky z univerzitního výzkumu přímo do průmyslové praxe,“ potvrzuje Ondřej Beránek, koordinátor českého uzlu testbedů v rámci AI-MATTERS.

Foto: J. Ryszawý

V RICAIP Testbed Praha dokládají, že principy fungující ve výrobě jsou přenositelné do dalších odvětví, konkrétně do zemědělské výroby. „Pro vinařskou firmu vyvíjíme softwarové řešení VITISPECTOR z oblasti precizního zemědělství,“ představil službu podpořenou v rámci EDIH CTU Pavel Burget a upřesňuje: „Vinařská firma bude umět díky komplexnímu SW modulu využívajícímu strojové učení lépe plánovat, jaké postřiky, v jakých dávkách a kdy používat ke správné ochraně vinohradu.“ To bude mít reálné dopady na snížení ekologické zátěže způsobené ochranou rostlin. Systém vyhodnocuje meteorologická a klimatická data v kombinaci s konkrétními výskyty chorob révy a umožní i automatizovanou a cílenou kontrolu výroby. Data budou zaznamenávána a dohledatelná, což umožní jak snazší reporting vyplývající z přísných regulací tohoto odvětví i ESG, tak i vytvoření individuálního rodokmenu každé lahve přístupného koncovému zákazníkovi na základě čísla šarže.

„Ve spolupráci se strojírenskou firmou jsme se zaměřili na využití datové analýzy a sensoriky pro snížení nákladů,“ představil Petr Kolář, zástupce vedoucího Oddělení průmyslové výroby a automatizace – IPA CIIRC ČVUT další příklad z oblasti průmyslové praxe. „Standardně se obráběcí nástroje vyměňují po fixní době bez ohledu na to, jaký je reálný stav jejich opotřebení,“ vysvětluje Petr Kolář a navazuje: „Náš tým vyvinul nové výpočtové modely, které pomáhají automaticky určit opotřebení obráběcích nástrojů. Při detekci defektu vyřadí systém vadný řezný nástroj z výroby dříve, aby nezpůsoboval zmetkovitost obrobků. Naopak nástroj, který může dobře fungovat v řezu déle, v procesu ponechá a prodlouží jeho používání.“ Data jsou dále použita pro povinný ESG reporting.

Přes EDIH DIGIMAT přispívá tým RICAIP Testbedu Brno k řešení pro malou výrobní firmu zaměřeném na vizuální inspekci kvality výroby.  „Naším cílem je vyvinout model, kterým chceme zajistit vysokou spolehlivost detekce odchylek rozměrů a povrchových dat výrobku,“ vysvětlil Pavel Václavek, vedoucí výzkumné skupiny Kybernetika a robotika na CEITEC VUT v Brně, a zdůraznil: „Výzvou je zaručit přesnou detekci těchto anomálií v podmínkách, kdy výrobky jedou na výrobním páse a není jasně definovaná jejich poloha pro snímání. Také se může stát, že výrobek bude mít defekt, který nebyl předem znám.“ RICAIP Testbed Brno připravuje datasety pro trénování AI modelů s využitím umělé inteligence, ověřuje vhodné technologie snímání pro různé scénáře ve výrobě zohledňující reálné podmínky včetně světelnosti a prašnosti a celý koncept testuje. K tomu mimo jiné využívá nový výpočetní výkon HPC NVIDIA systému, který CEITEC VUT aktuálně pořídil pro umožnění poskytování tohoto typu služeb firmám.

Foto: J. Ryszawý

„V ostravském testbedu jsme pro zpracovatele plechů a výrobce strojních součástí vytvořili digitální dvojče v prostředí Tecnomatix Plant Simulation pro optimalizaci a plánování procesů výrobní linky,“ představil Petr Šimoník, proděkan pro spolupráci s průmyslem Fakulty elektrotechniky a informatiky FEI VŠB-TUO, konkrétní službu „test before invest“ EDIH Ostrava pro společnost NC Line. „V NC Line měli k dispozici data z výroby a zpracování plechů, nicméně potřebovali mít možnost lépe výrobu plánovat a optimalizovat, aby se zvýšila efektivita výrobního procesu. Týmu „Smart Factory“ pod vedením dr. Macháčka, se podařilo vytvořit digitální dvojče a propojit jej s jejich ERP systémem, což nyní umožňuje dlouhodobé plánování činnosti strojů, činností lidí a kontinuální optimalizace celého výrobního procesu“ doplnil Petr Šimoník. Firma má nyní na systém napojený např. management materiálů v rámci výroby i management lidských zdrojů a může snadněji hledat úzká hrdla a problémy, které mohou na výrobní lince nastat. Každý den je možné spustit model na základě aktuálních dat pro výrobu a dopředu přetrénovat typy činností na výrobní lince a s využitím digitálního dvojčete neustále aktualizovat plánování výroby.

Testbedy spolupracují s technologickými poskytovateli a průmyslovými lídry na národní úrovni přes ekosystém Národního centra Průmyslu 4.0 a na mezinárodní úrovni přes další projekty a iniciativy, zejména evropské inovační společenství EIT Manufacturing, které paletu nabídek různých podpůrných programů pro zavádění inovací ještě rozšiřuje. Účastníci Dne otevřených dveří pro Průmysl 4.0 na CIIRC ČVUT tak získali ucelený obrázek o technologických, expertních i dotačních příležitostech.

Previous articleOlga Štěpánková v reportáži TV Nova
Next articleJedinou funkční vizí pro ekonomickou transformaci je Průmysl 4.0, lidé jsou naše největší bohatství