KEGA 040STU-4/2016
Kľúčové slová: automatizácia, inovatívosť, modernizácia, učebná pomôcka, učebné zdroje
Ďalšie kľúčové slová: Industry 4.0, Technické prostriedky automatizovaného riadenia
Anotácia
Charakter výskumu a vývoja projektu
Ďalej budú skúmané možnosti využitia konceptu Industry 4.0 na skvalitnenie výučby TPAR ako napríklad nasadenie technológie Cyber-Physical systems do procesu výučby ako nástroja poskytujúceho študentom a učiteľom dokonalejší pohľad na používané zariadenia a komponenty (napr. využitím tzv. rozšírenej reality).
Vývojová časť projektu bude zameraná na vývoj systému, ktorý bude zahŕňať hardvérové a softvérové komponenty, ktoré dokopy budú slúžiť ako učebná pomôcka pri výučbe. Vyvinutý systém bude v sebe zahŕňať inovatívne technológie, ktoré zefektívnia proces výučby a z pohľadu študentov spravia výučbu atraktívnejšou.
Ciele projektu
2) Zavedenie inovatívnych technológií do výučby
3) Použitím vyvinutého systému znížiť vyťaženosť vyučujúceho počas cvičení
4) Uľahčiť suplujúcim vyučujúcim adaptáciu k procesu výučby daného predmetu
5) Poskytnúť študentom inovatívnu učebnú pomôcku, ktorá v nich vyvolá väčší záujem o štúdium a uľahčí nadobudnutie nových vedomostí
6) Vyvinúť univerzálny a robustný systém pozostávajúci z hardvérových a softvérových komponentov, ktorý bude slúžiť ako učebná pomôcka
7) Vyvinutý systém navrhnúť tak, aby ho bolo možné (s prispôsobením obsahu) použiť aj počas výučby iných predmetov
8) Publikácia čiastočných a celkových výsledkov na domácich a zahraničných konferenciách a časopisoch
Životný cyklus projektu
-
2016
vykonaná analýza problémovej oblasti
vypracovaný katalóg používateľských požiadaviek na systém
vypracovaný návrh hardvérovej a softvérovej architektúry systému
-
2017
zverejnené webové sídlo projektu
vykonaná kompletizácia a zhotovenie relevantných výučbových materiálov
vykonaná čiastočná implementácia navrhnutých HW a SW riešení
-
2018
realizovaná finálna implementácia systému
vykonané testovanie implementovaných HW a SW riešení
tvorba dokumentácie k zhotovenému systému
Štruktúra riešiteľského kolektívu z odboru aplikovaná informatika a automatizácia, s jeho skúsennosťami a doterajšími výsledkami vedecko-výskumnej a publikačnej činnosti vytvára predpoklady pre zvládnutie riešenia nastolených problémov a splnenie vytýčených cieľov.
Vedúca projektu
Ing. Bohuslava Juhásová, PhD.
vysokoškolská učiteľka MTF STU v TrnaveZástupca vedúcej projektu
doc. Ing. Michal Kopček, PhD.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
doc. Ing. Peter Schreiber, CSc.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Ing. Martin Juhás, PhD.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Ing. Igor Halenár, PhD.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Gennadii Samsonov
výskumný pracovník MTF STU v TrnaveRiešiteľka
Ing. Andrea Peterková, PhD.
vysokoškolská učiteľka MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Ing. Martin Németh, PhD.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Ing. Eduard Nemlaha, PhD.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Ing. Martin Neštický, PhD.
vysokoškolský učiteľ MTF STU v TrnaveRiešiteľ
Ing. Tibor Horák
doktorand MTF STU v TrnaveRiešiteľ [2017]
Ing. Marcel Nikmon
doktorand MTF STU v TrnaveVedúci projektu [2016]
Ing. Tomáš Škulavík, PhD.
výskumný pracovník MTF STU v TrnaveRiešiteľ [2016]
Ing. Andrej Eliáš, PhD.
výskumný pracovník MTF STU v TrnaveRiešiteľka [2016]
Ing. Barbora Zahradníková
doktorandka MTF STU v TrnaveRiešiteľka [2016]
Ing. Alena Kopčeková
doktorandka MTF STU v TrnaveÚstav aplikovanej informatiky, automatizácie a mechatroniky prevádzkuje výskumné pracovisko Automatizácie a Informatizácie Výrobných Procesov a Systémov (AIVPS) ako flexibilný systém automatizovaného riadenia technologických a výrobných systémov. Zámerom pracoviska je etablovanie silného regionálneho centra excelentnosti zameraného predovšetkým na automobilový a strojársky priemysel, ktorý je v našom regióne silne zastúpený (VW Slovakia, PSA Peugeot-Citroen, ZF Sachs, Boge Rubber and Plastics a podobne). Vybudované výskumné pracovisko bude výrazne posilňovať transfer inovácií do priemyselných subjektov.
Výskumná charakteristika
Výskum na Ústave aplikovanej informatiky, automatizácie a mechatroniky (UIAM) Slovenskej Technickej Univerzity je orientovaný do oblasti informatizácie a automatizácie riadiacich procesov na všetkých úrovniach riadenia priemyselnej výroby a reflektuje moderné trendy riadenia procesov podľa pyramídového modelu. Základná stratégia riadenia výskumu UIAM vychádza striktne z požiadaviek európskej legislatívy na harmonizáciu procesov pre vývoj a prevádzkovanie hierarchických systémov riadenia, ako aj na požiadavky vertikálnej integrácie informačných systémov riadenia. Orientácia výskumu UIAM je daná snahou o naplnenie globálnych cieľov rozvoja ľudskej civilizácie:1) prostriedkami automatizácie v maximálnej miere prispievať k znižovaniu spotreby energie, čo má priamy dosah na vývoj ekológie,
2) dôsledným rozpracovaním všeobecných požiadaviek formulovaných v medzinárodných štandardoch realizovať vývoj bezpečnostne kritických riadiacich systémov, čo má vplyv na zvyšovanie bezpečnosti a ochrany zdravia,
3) využitím modelovania a testovania zložitých softvérových produktov zvyšovať efektívnosť vývoja, prevádzkovania a udržiavania hierarchických systémov riadenia procesov.
Na základe týchto princípov je výskum UIAM orientovaný do nasledujúcich oblastí:
1) analýza, modelovanie, simulácia a optimalizácia výrobných systémov a procesov,
2) Big Data a získavanie znalostí pre riadenie procesov,
3) vývoj integrovaných systémov riadenia priemyselných procesov,
4) implementácia inteligentných metód riadenia a metód analýzy a spracovania údajov,
5) výskum a vývoj v oblasti modelovania, simulácie a analýzy technologických procesov a mechanických a mechatronických systémov,
6) riadenie robotických systémov,
7) riadiace systémy pre bezpečnostno-kritické procesy v priemysle,
8) aplikácie automatizácie (v automobilovom priemysle, v energetike, v strojárstve, zdravotníctve a pod.).
Kontakt
Riešiteľov
Výskumných hodín
Záverečných prác
Výstupov
Výber z publikačných výstupov
Fuzzy control of indirect heat exchanger implemented in Simulink
2016 IEEE 20th Jubilee International Conference on Intelligent Engineering Systems (INES)
The article deals with designing a fuzzy controller for indirect heat exchanger in virtual environment. The fuzzy logic is used for controlling input flow of liquid with constant temperature to achieve the desired output temperature of the liquid. The goal of the paper is to explore the possibilities to implement and realize the potential of fuzzy control in areas belonging to the domain of classical regulation. The controlled system as well as the fuzzy controller was modeled in Matlab Simulink and multiple simulations were performed to detect the system behavior under various conditions. The recorded and analyzed simulation results will be used for implementation of the industrial controller utilising fuzzy logic.
Design of communication scheme in modern factory in accordance with the standard of Industry 4.0
Research Papers, The Journal of Slovak University of Technology
The article in first describes the current state of the problem in area of communication in modern factories. Next in the article is given a summary of requirements that must be implemented for the possibility of establishing a compatible and safe communication system. Final part of the article is given a proposal of communication model suitable for the implementation.
Embedded PLC webserver and posibilities of its utilisation
Research Papers, The Journal of Slovak University of Technology
The concept Industry 4.0 is a top theme of today. Even if it represents so-called 4th industrial revolution its main ideas could be used also to support the education of subjects from IT and automation. Furthermore, the basic IT and web technologies inherited by this concept are very well known to the students. This paper introduces embedded webserver of PLC and the options of its optimal utilization. The web server is essentially a simple and widely well-known technology, therefore it was chosen as an example.
TCP/IP protocol utilisation in process of dynamic control of robotic cell according Industry 4.0 concept
2017 IEEE 15th International Symposium on Applied Machine Intelligence and Informatics
Communication and possibilities of flexible manufacturing systems control through a variety of communication protocols are described in this article. The main core of the article is to design robotic cells control by using the standard Ethernet (non-RT) while maintaining safety and quality of production, and the system is able to dynamically respond to changes in the production process. The core of the practical part is to design communication via the TCP/IP and socket technology, robot software design and the result of trials performed under real conditions in a heterogeneous environment of the production line with multiple types of robots and conveyor belt.
Augmented reality as an instrument for teaching industrial automation
2018 IEEE Cybernetics & Informatics (K&I)
Augmented Reality is a progressive tool in the field of education and learning systems. The subject of the article is the introduction of a learning system focused on the teaching of subjects from the field of industrial automation. However, the modularity and versatility of its design mean that the system is universally applicable to the teaching of any technical subject matter. The solution is built on an open source platform, which underlines the low cost of the system. The use of the A-Frame framework in combination with the AR.js project allows for a combination of learning information and real-world images on commonly available mobile devices in augmented reality to be offered. Additionally, the information is supplemented by real-time process information from the process level control elements of selected subsystems of the complex production line AFB Factory by Festo Didactics.
Augmented Reality in Education 4.0
2018 IEEE 13th International Scientific and Technical Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT2018)
The subject of the article is to summarize the emerging trends in education in relation to the requirements of Industry 4.0 and present possibilities of their use. One option is using augmented reality as part of a modular learning system. The main idea is to combine the elements of the CPS technology concept with modern IT features, with emphasis on simplicity of solution and hardware ease. The synthesis of these principles can combine in a single image on a conventional device a realistic view at the technological equipment, complemented with interactive virtual model of the equipment, the technical data and real-time process information.